連鑄中間包擋渣墻的使用

劉 潔,孫英杰,沈嚴(yán)金（山東壽光巨能特鋼有限公司,山東 壽光 262711）

連鑄中間包擋渣墻的使用

劉 潔,孫英杰,沈嚴(yán)金
（山東壽光巨能特鋼有限公司,山東 壽光 262711）

摘 要：本文簡述了巨能特鋼煉鋼一廠原有中間包無控制流動狀態(tài)的缺陷及使用中間包擋渣墻后有序控制的應(yīng)用效果。它提高了連鑄中間包鋼水的潔凈度，從而連鑄坯的質(zhì)量得到明顯提高。

關(guān)鍵詞：中間包；擋渣墻；鋼水潔凈度

1　前 言

（1）增加鋼水在中間包內(nèi)的平均停留時間，使夾雜物有足夠的時間上浮。為此中間包向大容量方向發(fā)展。

（2）改善液體流動的軌跡，流體把夾雜物帶到中間包表面區(qū)，縮短上浮距離。為此在中間包加障礙物（如擋渣墻和壩）以改變鋼水的流動方向，同時消除中間包死區(qū)。這一般需要對中間包進(jìn)行水模分析后確定最佳分布。

（3）注流不應(yīng)把夾雜物帶入中間包底部而是某一高度。為此中間包液面高度有淺熔池（600～700mm）向深熔池（1.0～1.2m）方向發(fā)展。

2　原中間包使用狀況

（1）鋼包注流的沸騰作用，可使中間包表面形成波浪運(yùn)動，增加了二次氧化的機(jī)率。

（2）沒有中間包控流裝置，鋼水澆到中間包后，鋼水“只在中間包內(nèi)走過”。

（3）中間包底部存在鋼水停滯區(qū)，鋼水溫度不均勻；

3　中間包內(nèi)設(shè)置擋渣墻

沈陽東北大學(xué)冶金技術(shù)研究院有限公司研制的中間包擋渣墻（擋墻和壩的結(jié)合）經(jīng)在連鑄中間包內(nèi)鋼水流動，混合及停留狀況仿真計算的基礎(chǔ)上，通過對中間包鋼水中夾雜物運(yùn)動行為數(shù)學(xué)模擬，研究探討了夾雜物碰撞長大、上浮排除等現(xiàn)象，結(jié)果證實(shí)：中間包夾雜物的排除與鋼水平均停留時間有密切關(guān)系，其中上浮排除的夾雜物約占總排除量的90%，另外大顆粒夾雜物比小顆粒夾雜物容易排除。而且夾雜物能夠在鋼水流經(jīng)中間包過程中長大。

巨能特鋼煉鋼一廠中間包現(xiàn)使用經(jīng)優(yōu)化中包擋渣墻如圖1：

4　使用中間包擋渣墻后鑄坯質(zhì)量檢驗(yàn)情況

表1　2009年中間包擋渣墻試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計表（1）

用擋渣墻的25CrMoA檢驗(yàn)30爐，共計126個試片，沒有用擋渣墻的25CrMoA共計檢驗(yàn)30爐，共計130個試片。

表2　2009年中間包擋渣墻試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計表（2）

用擋渣墻的GCr15總計檢驗(yàn)69爐，共計346個試片，沒有用擋渣墻的GCr15總計檢驗(yàn)69爐，共計355個試片。

通過數(shù)據(jù)對比使用擋渣墻后， C類和D類夾雜物明顯降低，鋼水潔凈度顯著提高。

5　分析與討論

（1）由中間包容量與中間包鋼液流量求出的鋼液停留時間稱為理論停留時間。而在實(shí)際生產(chǎn)中，中間包內(nèi)鋼液流動是不均勻的，有的地方快，有的地方慢，存在不活躍的鋼液停滯區(qū)。夾雜物上浮困難，鋼液在中間包內(nèi)的實(shí)際平均停留時間要比理論平均停留時間短些。

（2）中間包內(nèi)的鋼液流動方式能增加鋼水停留時間，并促進(jìn)夾雜物上浮。

（3）對于一定的中間包結(jié)構(gòu)和鋼水工作液面高度而言，鋼水中夾雜物上浮所經(jīng)歷的平均行程和頂渣吸附夾雜物的面積基本恒定，夾雜物顆粒的上浮速度與其半徑的平方成正比。這意味著延長夾雜物的有效上浮時間和促進(jìn)夾雜物顆粒長大能夠改善夾雜物上浮排出的效果。

（4）鋼水的潔凈度受到整個冶金過程中許多操作的控制，包括中間包的幾何形狀。

6　結(jié)論

（1）優(yōu)化中間包擋渣墻設(shè)置顯著改善了鋼水流動軌跡，使鋼液流動沿鋼渣界面進(jìn)行，縮短夾雜物上浮距離。

（2）中間包鋼水流動方式增加了鋼水的停留時間，防止了鋼水“短路”。

（3）促使熱流分布合理。促進(jìn)了夾雜物去除。使中間包各流水口處鋼水溫度差減少到最低程度。中間包鋼水流到各流響應(yīng)時間，平均停留時間基本一致。

（4）擋渣墻能將鋼包注流沖擊所引起的強(qiáng)烈渦流限制在局部區(qū)域。防止渦流擴(kuò)散引起表面波動。把鋼渣卷入鋼液中。

參考文獻(xiàn):

[1]陳家祥.連續(xù)鑄鋼手冊[S].冶金工業(yè)出版社,1991.

[2]蔡開科,程士富.連續(xù)鑄鋼原理和工藝[M].冶金工業(yè)出版社,2003.

[3]史宸興.實(shí)用連鑄冶金技術(shù)[M].冶金工業(yè)出版社,1998.

作者簡介：劉潔（1984-），女，山東濟(jì)寧人，助理工程師，主要從事：特殊鋼工藝研究。