D0I:10.13374/j.issn1001053x.2006.01.008 第28卷第1期 北京科技大学学报 Vol.28 No.1 2006年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2006 板坯连铸结晶器吹氩对铸坯卷渣的影响 卢金雄王文科张炯明王新华王万军郄芳 北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 摘要板坯连铸结晶器浸入式水口吹氩使结晶器流场发生改变，引起液面波动，造成铸坯卷渣 为了的这一问题，采用大样电解方法结合扫描电镜技术，研究了板坯连铸结晶器浸入式水口不同 吹氢量和吹氩分配方式对铸坯夹杂物的数量和类型的影响，提出了减少卷渣的合理结晶器吹氩量 和吹氩分配方式，得出了卷渣占结晶器夹杂物的比例超过半数的结论，分析表明合理的吹氩参数 对减少结晶器卷渣有着重要的意义· 关键词板坯连铸；大样电解；吹氩：卷渣 分类号TF777.1 板坯连铸结晶器浸入式水口吹氩保护是生产 表1取样工况及编号 高质量钢种必要的浇铸技术，在生产实践中得到 Table 1 Samples and operation conditions 了广泛应用[山.通过浸入式水口吹氩既可以阻止 拉速/ 吹氩量/(Lmin1) 流号 工况 空气吸入，又可以防止水口堵塞，提高了水口的使 (m'min-1) (上滑板/上水口) 501 4,33/14.83 用寿命[2]，同时，水口通道内的细小氩气泡通过 1流 1.0 503 9.30/9.81 水口出口进入结晶器，对结晶器内部的钢水起到 551 14.61/12.06 搅拌作用，均匀钢水的成分和温度，促进夹杂物上 2流 1.4 553 9.75/9.50 浮，改善了结晶器保护渣的熔化条件，提高了铸坯 554 5.57/5.08 的表面质量3]，但吹氩也会带来负面影响，氩气 样位置如图1所示.分别以取样的工况和试样所 泡及粘附在其表面的非金属夹杂一旦被凝固坯壳 捕获，就会造成铸坯皮下缺陷[4]，因此有必要研 在位置命名，试样编号分别为：501A,503A, 究结晶器吹氩条件对铸坯卷渣的影响因素56] 551A,553A,554A;501B,503B,551B,553B, 554B;窄面501，窄面503.对大样电解试样进行 本文采用大样电解方法结合扫描电镜技术，研究 机械加工，得到5cm×5cm×15cm的长方体，质 板坯连铸结晶器浸入式水口吹氩对铸坯卷渣的影 量约3.0kg·在上表面对侧打孔，用酒精对表面 响，分析浸入式水口不同的吹氩量和吹氩分配方 进行脱油、脱脂处理，送分析室电解约20d,对所 式对连铸结晶器卷渣的作用，探讨吹氩参数对卷 得的絮状物进行淘洗、还原、磁选得到>50μm的 渣的影响因素 大颗粒非金属夹杂物，对夹杂物进行分级称重. 1实验方法 然后对大样电解得到的夹杂物进行喷碳后用扫描 电镜分析夹杂物的化学组成和形态尺寸. 在生产现场对不同工况下的铸坯取五组试 样，各工况取样编号和吹氩量及吹氩分配方式见 上表面 表1，铸坯保护渣熔渣层厚约8mm.在实验室对 所取铸坯的五组试样再分别取样，取整个铸坯的 1/4对称面的内孤侧的水口附近(B位置)、水口 与窄面中间的位置(A位置)和窄面附近位置，取 图1铸坯的取样位置 Fig.1 Position of samples 收稿日期：2004-11-08传回日期：2005-0105 2 实验结果 作者简介：卢金雄(1960一)，男，高级工程师，博士研究生；张炯 明(1964一)，教授，博士 实验炉次的钢种为低碳低硅铝镇静钢，钢水第 2 8 卷 第 1期 2 0 0 6 年 1月 北 京 科 技 大 学 学 报 J uo r n a l o f U n ive sr i ty Of Sc i e n ec a n d T ec h n o l .犯 y Be 幼in g V o l . 2 8 N o . 1 J a n . 2 0 0 6 板坯 连铸结晶器吹氢对铸坯卷渣 的影响 卢金 雄 王 文 科 张 炯 明 王 新华 王 万 军 郑 芳 北京科技大学 冶金与生态工程 学院 , 北京 10 00 83 摘 要 板 坯连铸结晶器浸入式水 口 吹氢使结 晶器流场发 生改变 , 引起液面波动 , 造成铸坯卷渣 . 为 了的这一 问题 , 采用大样电解方法结合 扫描 电镜技术 , 研究 了板 坯连 铸结晶器浸入式水 口 不同 吹氢量和 吹氢分配方 式对铸坯夹杂物的数量和 类型 的影响 , 提 出了减少卷 渣的合理结晶器吹氢量 和吹氢分配方式 , 得 出了卷渣占结 晶器夹杂物 的比例超过半 数的结 论 . 分析表 明合理 的吹氢参数 对减少结晶器卷渣有着重要的意义 . 关锐词 板坯连铸 ; 大样电解 ; 吹氢 ; 卷渣 分类号 T F 7 7 . 1 板坯 连铸结 晶器浸入式 水口 吹氢保护是 生产 高质量钢种必要 的浇 铸 技术 , 在 生 产 实践 中得 到 了广泛应 用〔` 〕 . 通过浸入 式水 口 吹氢既可以阻 止 空气吸入 , 又 可 以防止水 口 堵塞 , 提高 了水 口 的使 用 寿命 2[] . 同时 , 水 口 通道 内的 细 小氨 气泡 通过 水口 出 口 进入 结晶器 , 对结晶 器 内部 的钢 水起 到 搅拌 作用 , 均 匀钢水 的成分和温度 , 促进 夹杂物上 浮 , 改 善 了结 晶器 保护渣 的熔化条件 , 提高 了铸坯 的表面 质量〔3 ] . 但吹氢 也 会带来负面 影 响 , 氢 气 泡及粘 附在其表 面的非金属 夹杂 一旦被凝 固坯壳 捕获 , 就 会 造 成 铸 坯皮 下 缺 陷闭 , 因此 有必 要 研 究结 晶器 吹氢 条 件对 铸坯 卷 渣 的 影 响因 素〔5一 本文采用大样 电解方法 结合 扫描 电镜技术 , 研 究 板坯连铸结晶器浸入 式水 口 吹氢对铸坯卷渣 的影 响 , 分析浸入 式水 口 不 同的吹氢 量 和 吹氢分配 方 式对 连铸结 晶器 卷渣 的 作用 , 探 讨 吹氨参数对 卷 渣 的影响 因素 . 表 l 取样工况及编号 aT b l e 1 S a m P les a n d o碑 ar t i o n co n d it i o sn 流号 拉速 / ( m · m i n 一 l ) 工况 吹氢量 (/ .L m i n 一 ` ) ( 上 滑板 /上水 口 ) 4 . 3 3 / 1 4 . 8 3 9 . 3 0 / 9 . 8 1 14 . 6 1 / 12 . 06 塑513 2 流 9 . 7 5 / 9 . 5 0 5 . 57 / 5 . 0 8 1 实验方法 在生产现 场对不 同工 况 下 的铸 坯 取 五 组 试 样 , 各工况取样 编 号和 吹氢 量及 吹氢 分配 方 式 见 表 1 , 铸坯 保护渣熔 渣 层厚约 s m m . 在 实验 室对 所取铸坯的五组 试 样再 分别取样 , 取 整个 铸坯 的 1/ 4 对 称面 的 内弧侧 的水 口 附近 ( B 位 置 ) 、 水 口 与窄 面中间的位置 ( A 位置 )和 窄面 附近 位置 , 取 样位置 如 图 1 所示 . 分别以取样 的工况 和试 样所 在位 置 命 名 , 试 样 编 号 分 别 为 : 5 01 A , 5 03 A, 5 5 1 A , 5 5 3 A , 5 5 4 A ; 5 0 1B , 5 0 3 B , 5 5 1 B , 5 5 3 B , 5 54 B ; 窄面 5 01 , 窄面 50 3 . 对 大样 电解 试 样进 行 机械加 工 , 得到 s cxn 只 5 。 m x 1 5 c rn 的长 方体 , 质 量约 3 . o k g . 在上表 面对 侧 打 孔 , 用 酒精 对 表 面 进 行脱油 、 脱脂处理 , 送分 析室 电解约 20 d , 对 所 得 的絮状物 进行淘洗 、 还 原 、 磁选得 到 > 50 拼m 的 大 颗 粒 非 金属 夹 杂 物 , 对 夹 杂 物进 行 分 级 称 重 . 然后对大 样 电解得 到的夹 杂物进行 喷碳后用扫 描 电镜分析夹杂 物 的化 学组成和 形 态尺 寸 . 图 1 铸坯的取样位置 F ig . 1 P os i t iou o f sa m Pl e s 收稿日期 : 2 0 0 4一 1 1 一 0 8 修回 B 期 : 2 0 05 一 0 1一5 作者简介 : 卢金雄〔19 60 一 ) , 男 , 高级工程 师 , 博士 研究生 ; 张炯 明( 1 9 6 4一 ) , 教授 , 博士 2 实验结果 实验炉次的钢 种 为低 碳低 硅 铝镇 静钢 , 钢 水 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2006. 01. 008