连铸钢水的准备

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1.对连铸钢水质量的基本要求是什么?
　 与传统的模铸相比，连铸对钢水质量提出了更严格的要求。所谓连铸钢水质量主要是指：
　 (1)钢水温度：连铸钢水的要求是6个字，即高温、稳定、均匀。由于连铸多了中间包热损失，故出钢温度比模铸高20～50℃。
　 (2)钢水纯净度：最大限度的降低有害杂质(如S、P)和夹杂物含量，以保证铸机的顺行和提高铸坯质量。如钢水中S含量大于0.03％，容易产生铸坯纵裂纹，钢水中夹杂物含量高，容易造成弧形铸机铸坯中内弧夹杂物集聚，影响产品质量。
　 (3)钢水的成分：保证加入钢水中的合金元素能均匀分布，且把成分控制在较窄的范围内，保证产品性能的稳定性。
　 (4)钢水的可浇性，要保持适宜的稳定的钢水温度和脱氧程度，以满足钢水的可浇性。如铝脱氧，钢水中Al2O3夹杂含量高，流动性差，容易造成中间包水口堵塞而中断浇注。
　 因此要根据产品质量和连铸工艺要求，对连铸钢水温度、成分和纯净度进行准确和适度的控制，有节奏地、均衡地供给连铸机合格质量的钢水是连铸生产顺利的首要条件。对模铸来说，如果钢水质量不合格，还能凑合浇注，即使一个模子发生事故，不会影响整个浇注进程。而对连铸来说，如果钢水质量不合格造成结晶器漏钢，那就不是连续铸钢而是连续麻烦了。因此我们应转变观念，不能用搞模铸的办法来搞连铸。必重视钢水质量。
　
2.对连铸钢水浇注温度有哪些要求?
　 合理选择浇注温度是连铸的基本参数之一。浇注温度偏低，会使1)钢水发粘，夹杂物不易上泳；2)结晶器表面钢水凝壳，导致铸坯表面缺陷；3)水口冻结，浇注中断。浇注温度太高会使1)耐火材料严重冲蚀，钢中夹杂物增多；2)钢水从空气中吸氧和氮；3)出结晶器坯壳薄容易拉漏；4)会使铸坯柱状晶发达，中心偏析加重。
　 如果说不合适的浇注温度在模铸时还能勉强浇注，而连铸时就会造成麻烦(如拉漏、冻水口)，因此对连铸钢水温度要比模铸严格得多。对连铸钢水温度的要求是：
　 (1)高温，由于增加了中间包热损失，中间包水口小，浇注时间长，因此钢水温度比模铸高20～50℃，才能顺利浇注。
　 (2)均匀，实际上钢包内钢水温度是上下偏低，而中间温度高，这样会造成中间包钢水温度也是两头低中间高，不利于浇注过程的控制，因此要求钢包内钢水温度上下均匀。
　 (3)稳定，连浇时供给的各炉钢水温度不要波动太大，保持在10～20℃范围内。
　
3.如何确定浇注温度?
　 连铸浇注温度是指中间包钢水温度。钢水浇注温度包括两部分：一是钢水凝固温度(也叫液相线温度)，因钢种不同而异。二是钢水过热度，即超过凝固温度的值。以Tc代表浇注温度，TL代表液相线温度，△T代表钢水过热度，则：
　 Tc=TL+△T
　 计算TL有不同的公式，常用的公式如下：
　 TL=1537℃-[88C％+8Si％+5Mn％+30P％+25S％+5Ca％+4Ni％+2Mo％+2V％+1.5Cr％]
　 如Q235钢(原A3钢)合金化后钢包钢水成分为：C 0.15％、Si 0.25％、Mn 0.45％、P 0.025％、S 0.025％。将各成分代入公式得：
　 T=L1537℃-[88×0.15+8×0.25+5×0.45+30×0.025+25×0.025]=1518℃
　 也就是说，钢水开始凝固温度为1518℃。对于C=0.10～0.20％钢，钢水凝固温度一般波动在1510～1520℃。
　 过热度△T的确定原则与产品质量有关。对于中厚板材，为减轻铸坯内部裂纹和中心偏析，△T以偏低为好(10～15℃)。这样根据钢种计算得到了液相线温度，再加上过热度就可得到浇注温度。也就是说浇注过程中间包所需要保持的钢水目标温度，实践证明，控制好中间包钢水目标温度是保证连铸机产量和铸坯质量的关键工艺参数。必须予以充分重视。
　
4.如何确定出钢温度?
　 当中间包钢水目标温度确定之后，如何确定炼钢炉的出钢温度呢?出钢温度可表示为：
　 T出=TC+△Tl+△T2+△T3+△T4
　 △T1为出钢温度损失。对转炉出钢温度损失的经验数据是：大于50t转炉，出钢时间为3～6min，平均温降为10℃/min；小于50t转炉，出钢时间为2～4min，平均温降为15℃/min；一般出钢温降在40～60℃。
　 △T2为吹氩搅拌(或其他炉外处理)钢水温降(转炉吹氩时间一般为3～5min)。吹氩钢水温降与钢包容量、吹氩时间有关。吹氩引起的温降为4～6℃/min。
　 △T3为钢包运输、静置时的钢水温降。钢包内钢水自然温降与钢包衬耐火材料质量、钢包加覆盖剂或加盖等有关。一般为1～1.5℃/min。
　 △T4为浇注过程中钢水温降，一般是小于1℃/min。
　 以某厂50t钢包为例，钢种为Q235，计算得TL=1510℃，测定的各阶段钢水温度损失为：△T1=60℃，△T2=30℃，△T3=6℃，△T4=45℃，所以T出：
　 T出=1510+30+60+30+6+45=1681℃
　 也就是说出钢温度为1681℃。
　 出钢后钢包在各阶段的钢水温降，可用插入式热电偶进行实际测定，进行统计分析，得出平均值。然后制成图或表来指导生产。也可以根据钢中碳含量与钢水温度关系作成图来得出各阶段的温度损失，如C=0.2％，T出钢=1630℃，吹氩后钢水温度1610℃，中间包温度在1560～1540℃，　 TL=1520℃。
　
5.连铸钢水温度控制的原则是什么?
　 连铸工艺要求钢水出钢温度高，浇注温度波动窄，这就使钢水温度控制难度增加。因此，控制钢水温度的出发点，首先是尽可能减少钢包过程温降以降低出钢温度；其次尽可能稳定炼钢操作，提高出钢温度的命中率，避免高温出钢；第三加强生产调度和钢包周转。
　 降低出钢温度可带来一系列好处：
　 (1)减少炉衬浸蚀，提高转炉炉龄；
　 (2)减少铁氧化损失，缩短吹炼时间，提高生产率；
　 (3)减少对耐火材料的浸蚀，提高钢质量；
　 (4)有利于稳定冶炼工艺，便于转炉与连铸的配合。
　
6.减少钢包过程温降有哪些措施?
　 影响钢包过程温降最突出的因素是钢包容积、包衬材质及使用状况。生产实践表明，下述保温措施是行之有效的。
　 (1)钢包加砌绝热层，减少包衬散热损失。如110t钢包加砌30mm厚的绝热层，温降速度比无绝热层平均降低20～40％，出钢后40min，包内钢水温度降低17～20℃。
　 (2)钢包高温烘烤：如70t钢包采用快速烘烤装置，烘烤15min包衬温度可达850℃以上，烘烤的钢包平均温降由80～90℃减少到30～60℃。
　 (3)红包出钢：加快钢包周转，提高钢包衬温度。35t钢包红包出钢，可使出钢温度平均下降17℃。
　 (4)采用滑动水口代替塞棒式水口，这不仅可以加快钢包周转，提高包衬温度；还可以增加钢包工作的可靠性。
　 (5)钢包表面加碳化稻壳或保温材料，减少热损失。
　 (6)钢包加盖。这一方面可使钢包长时间有效保温，还可使钢液面上的熔渣保持为液态，便于注后清渣，另外可减少包衬散热，提高钢包温度。
　 采用上述措施，可以减少钢包过程温降，有利于连铸钢水温度的稳定性。
　
7.调节钢水温度有哪些措施?
　 在实际生产中，由于原料和操作等因素的影响，往往出钢温度控制得不那么准确，往往都是比预定的出钢温度要高。为满足连铸浇注温度的要求，出钢后对钢水温度进行调节，一般的方法是：
　 (1)搅拌法。在钢包顶部或底部吹入氩(或氮)气搅拌钢水。使钢包上下部温度和成分均匀。
　 (2)搅拌+冷废钢。在吹气搅拌的同时，加入轻型废钢，借助于废钢熔化吸热来降温。钢水温度降低1℃，需加废钢0.7kg/t。
　 如果按预定目标温度出钢，钢水又要进行炉外精炼处理，由于处理过程中的热损失，就不能保证所要求的中间包浇注温度，这样需要在钢包进行热补偿，采用方法有：
　 (1)电弧加热法：利用石墨电极产生高温电弧(4000℃)加热钢水。钢包容量越大，加热效率越高。如20t钢包，加热效率为30％，250t钢包，加热效率为75％，升温速度为3～6℃/min。
　 (2)感应加热法：利用线圈产生的交流磁场在钢水中产生感应电势使其钢水加热。加热效率可达70％，升温速度为2.5℃/min。
　 (3)等离子加热法：气体(如氩、氮)被加热到高温会变成等离子状态，利用高温等离子体(温度可达3000℃以上)来加热钢水，升温速度为5～6℃/min，热效率可达70～80％。
　 (4)化学法：在钢包内加入发热元素(如铝)并同时吹氧使铝氧化放出大量热量以加热钢水，如270t钢包，升温速度可5～10℃/min。
　 (5)氧燃加热法：利用氧气和燃料(油、煤)同时喷到钢水表面，形成高温火焰以加热钢水，热效率为35％，加热速度为1℃/min。
　
8.为控制好钢水温度，在操作上应注意哪些问题?
　 钢水温度的控制，受现场操作的影响很大。在实际生产中，由于温度控制不当而发生事故，是屡见不鲜的。由于各生产厂的条件不同，考虑控制温度的操作也不尽相同。一般来说。要控制好钢水温度，必须注意以下几点：冶炼过程的控制(如铁水成分、废钢、新、老炉等)；出钢口要打好，用大孔径出钢，以缩短出钢时间；钢包和中间包均采用绝热性能良好的耐火材料，使包衬温降到最低值；钢包、中间包加覆盖剂和盖子；利用红包出钢和滑动水口；分批加入块度合适的铁合金块；钢包传递时间不要耽误等。