D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2005.04.011 第27卷第4期 北京科技大学学报 Vol.27 No.4 2005年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2005 小方坯连铸低碳低硅铝镇静钢可浇性 刘学华2韩传基”蔡开科”宋超)茆勇)孙维) 张建平) 1)北京科技大学冶金与生态工程学院，北京1000832)马鞍山钢铁股份有限公司技术中心，马鞍山243000 摘要在分析水口堵塞的基础上，结合马钢三炼锅生产实际，采用正交实验法研究了钙处 理的喂线速度、喂线量和中间包水口内径对140mm×140mm小方坯连铸低碳低硅高酸溶铝钢 水口堵塞的影响，结果表明，提高喂线速度、加大喂线量和增加水口内径可避免水口的堵塞. 采用以上工艺，连浇炉数达8~10炉，且铸坯内部和表面质量良好. 关键词小方坯连铸；铝镇静钢；可浇性：正交实验 分类号TF7612:TF777.3 连铸低碳铝镇静钢生产中，中间包水口的 文献[2]认为水口的堵塞现象可分成三个步 堵塞是困扰钢厂的一大难题.尤其是小方坯连铸 骤：夹杂物的形成、夹杂物传递到水口壁和夹杂 机因其中间包水口内径相对较小，在浇铸铝镇静 物粘附在水口壁上，所以，其防止措施也都从以 钢时经常发生水口堵塞，导致生产中断：这对小 上环节入手，在众多的措施中，以用钙处理使钢 方坯连铸品种的扩大、铸坯质量以及生产率的提 中高熔点的Al2O,夹杂物与CaO形成低熔点的铝 高均有不良影响.为此，有必要对小方坯连铸低 酸钙来消除水口堵塞是最理想和最有效的防止 碳低硅铝镇静钢的水口堵塞进行深入研究，以改 措施.然而钙处理时，钢水中溶解钙与硫、氧含 善钢水的可浇性，增大连浇炉数. 量关系复杂，所以钙处理效果不稳定，有时还适 得其反，本研究的目的在于探讨合适的钙处理工 1水口堵塞机理 艺和连铸工艺，以期解决小方坯浇铸低碳低硅高 酸溶铝钢的水口堵塞问题 国内外冶金工作者对引起水口堵塞的原因 及堵塞机理做了大量的研究，内容包括钢水质 2实验及分析 量、钢水温度、水口材质和结构，以及水口传热和 二次氧化等方面，虽然尚有一些问题有待探讨， 实验钢种SWRCH8A,实验时成分控制目标 但迄今为止的研究结果均表明：铝氧化物在水口 (质量分数)：[C],≤0.08%：[Si],≤0.06%：Mn], 壁上的附着烧结，以及钢液与水口耐火材料之间 0.20%0.45%;[S],≤0.006%：[P],≤0.015%：[Al, 发生的化学反应是造成水口堵塞的重要原因.钢 ≥0.025%：[A,≥0.02%. 中铝氧化物的主要来源有： 实验采用的工艺路线：铁水预处理一50t转 (1)钢水中悬浮的夹杂物主要为脱氧产物α- 炉一吹氩一LF精炼一140mm×140mm方坯连铸 Al2O颗粒靠界面张力的作用粘附在水口壁上； 机连铸. (2)水口材料与钢水发生3SiO2(s)十3C(S)+4A1 钙处理喂线速度、喂线量和中间包上水口尺 =2A1,O,(S+3Sit3C反应生产的Al0: 寸为因素，采用二水平的正交实验L(2,见表1. (3)水口耐火材料空隙中吸附的0与钢水中 各实验方案中，中间包上水口材质均为锆质.每 的Al反应生产的AlO: 个实验方案各实验13炉钢水， (4)随水口内壁钢水温度下降析出的A12O. 2.1喂线速度与水口堵塞 收稿日期：200404-12修回日期：200501-12 在喂线速度小于3.0ms的前四个方案中， 作者简介：刘学华(1972一)，男，工程师，顾士 中间包水口开浇10min左右，水口都逐渐被堵第 ，卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 · 小方坯连铸低碳低硅铝镇静钢可浇性 刘 学华 ’， 韩传 基 ‘， 蔡开 科 ‘， 宋 超 ” 茹 勇 ， 孙 维 ” 张 建平 ， 北 京科技 大学 冶 金 与 生 态工 程 学 院 ， 北 京 马 鞍 山钢 铁股份有 限 公 司 技术 中心 ， 马 鞍 山 摘 要 在 分 析 水 口 堵塞 的基 础 上 ， 结 合 马钢 三 炼钢 生 产 实 际 ， 采用 正 交实验 法研 究 了钙 处 理 的喂 线速度 、 喂 线 量 和 中 间包水 口 内径 对 小方 坯连铸 低碳低 硅 高酸 溶铝钢 水 口 堵 塞 的影 响 结 果 表 明 ， 提高 喂 线速 度 、 加 大 喂 线 量和 增 加 水 口 内径 可 避 免水 口 的堵塞 采用 以上 工 艺 ， 连 浇 炉 数达 一 炉 ， 且铸 坯 内部 和 表 面 质 量 良好 关键词 小 方 坯 连 铸 铝镇 静 钢 可 浇 性 正 交 实验 分 类号 连 铸 低 碳 铝 镇 静 钢 生 产 中 ， 中 间包 水 口 的 堵塞 是 困扰 钢 厂 的一 大难 题 尤其 是 小方 坯 连铸 机 因其 中 间包 水 口 内径 相 对 较 小 ， 在 浇铸铝镇静 钢 时经 常 发 生 水 口 堵 塞 ， 导 致 生产 中断 这 对 小 方 坯 连 铸 品种 的扩 大 、 铸 坯 质 量 以及 生产 率 的提 高均 有 不 良影 响 为此 ， 有 必 要 对 小方 坯 连 铸 低 碳低 硅 铝 镇 静钢 的水 口 堵 塞 进 行 深 入 研 究 ， 以改 善钢 水 的可 浇 性 ， 增 大 连 浇 炉 数 水 口 堵 塞 机 理 国 内外 冶 金 工 作 者 对 引 起 水 口 堵 塞 的 原 因 及 堵 塞 机 理 做 了大 量 的研 究 ， 内容 包 括 钢 水 质 量 、 钢 水温度 、 水 口 材质 和 结 构 ， 以及 水 口 传 热 和 二 次氧 化 等 方 面 「，， 虽 然 尚有 一 些 问题有 待 探 讨 ， 但 迄 今 为止 的研究 结果 均 表 明 铝 氧 化物 在 水 口 壁 上 的 附着烧 结 ， 以及 钢 液 与水 口 耐 火 材料 之 间 发 生 的化 学 反应 是 造 成 水 口 堵 塞 的重 要 原 因 钢 中铝 氧 化 物 的主 要 来源 有 钢 水 中悬 浮 的夹 杂物 主 要 为脱氧产 物 一 颗 粒 靠 界 面 张 力 的作 用 粘 附在 水 口 壁 上 水 口 材 料 与 钢 水 发 生 二 ， 反 应 生 产 的 ， 水 口 耐火 材 料 空 隙 中吸 附 的 与钢 水 中 的 反应 生产 的 随水 口 内壁 钢 水 温 度 下 降析 出 的 ， 收稿 日期 冬 修 回 日期 一 一 作 者 简介 刘 学 华 一 ， 男 ， 工 程 师 ， 硕 士 文 献 认 为水 口 的堵 塞 现 象 可 分 成 三 个 步 骤 夹 杂 物 的形 成 、 夹 杂 物 传 递 到 水 口 壁 和 夹 杂 物 粘 附在 水 口 壁 上 所 以 ， 其 防 止 措 施 也 都 从 以 上 环 节 入 手 在 众 多 的措 施 中 ， 以用 钙 处 理 使钢 中高熔 点 的 夹 杂 物 与 形 成 低 熔 点 的铝 酸 钙 来 消 除 水 口 堵 塞 是 最 理 想 和 最 有 效 的 防止 措 施 【斓 然 而钙 处 理 时 ， 钢 水 中溶 解 钙 与硫 、 氧含 量 关 系 复杂 ， 所 以钙 处 理 效 果 不 稳 定 ， 有 时还 适 得其 反 本 研 究 的 目的在 于探 讨 合 适 的钙 处 理 工 艺和 连铸 工 艺 ， 以期解 决 小方 坯 浇 铸 低 碳 低 硅 高 酸 溶 铝 钢 的水 口 堵 塞 问题 实验 及 分 析 实验 钢 种 叹 ， 实 验 时成 分 控 制 目标 质 量 分 数 ， 毛 ， 蕊 ， 【 ， 一 ， 蕊 ， 簇 ， ， ， 实验 采 用 的工 艺路 线 铁 水 预 处 理一 转 炉一吹氨一 精炼一 方 坯 连铸 机 连 铸 钙 处 理 喂 线速 度 、 喂 线 量和 中 间包 上 水 口 尺 寸 为 因素 ， 采 用 二 水 平 的正 交 实验 。 ， 见 表 各 实 验 方 案 中 ， 中 间包 上 水 口 材 质 均 为错 质 每 个 实 验 方 案 各 实验 一 炉 钢 水 喂 线 速 度 与水 口 堵 塞 在 喂 线速 度 小 于 · 一 ，的前 四个 方 案 中 ， 中 间包 水 口 开 浇 左 右 ， 水 口 都 逐 渐 被 堵 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2005．04．011