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鋼液體中包晶器和結晶器的相關問題

1．中間包冶金和保護澆注的關鍵問題有哪些？
為進一步提高鋼液潔凈度和保證鋼水二次精煉的效果，通過中間包冶金技術去除大顆粒的非金屬夾雜物和A1203夾雜物；通過鋼包。中間包一結晶器的全程保護澆注防止連鑄過程的二次氧化。中間包冶金的主要措施有采用大容量中間包和優(yōu)化中間包結構，延長鋼液在中間包內的停留時間，不僅僅在碳素鋼結構用鋼的雜物的控制量，澆注和技術問題也是和重要的，促進大顆粒夾雜物上浮和排出；在中間包采用電磁凈化技術和陶瓷過濾器南集和吸附夾雜物；在鋼包和中間包之間采用帶氣體密封的大型耐火材料套管保護澆注，在澆注點通入保護氣體，通過氣泡上浮促進鋼水中夾雜物與氣體的去除效果。
保護澆注除常規(guī)的鋼包中間包采用長水，中間包加覆蓋劑；中間包-結晶器采用浸入式水口，并對中間包下水口與浸人式水口接縫處吹氬或吹氮氣保護，防止空氣進入外，還可以采取：(1)在開澆前對中間包充惰性氣體以排除空氣降低中間包內氧濃度；
(2)中間包上沿及包圍周圍采用水冷結構，防止?jié)沧⑦^程由于熱應力引起變形致使空氣進入中間包；
(3)采用電磁檢測設備實施鋼包留鋼操作以防止鋼包渣進人中間包；
(4)采用液面自動控制裝置穩(wěn)定澆注速度，防止?jié)沧⑦^程卷渣或拉漏事故發(fā)生；
(5)針對不同鋼種，優(yōu)化保護渣，以吸附鋼中夾雜物和起到良好的潤滑和均勻導熱作用。
2．減少或消除中心偏析和疏松的技術手段以及各自的優(yōu)缺點
減少或消除中心偏析和疏松的技術手段可分為三類：
(1)減少鋼中的有害元素（通過冶煉潔凈鋼、去除夾雜物或控制其分布形態(tài)來實現(xiàn)）；
(2)通過補償鑄坯凝固末端的收縮或防止鑄坯鼓肚；抑制凝固末端富集偏析溶質鋼液的進一步積聚（使用小輥徑分節(jié)輥、凝固末端輕壓下、凝固末端連續(xù)鍛壓技術及凝固末端強冷技術等）；控制碳素鋼鋼液中心偏析和疏松技術手段，減少鋼的技術缺陷。
(3)為液相同提供和產生等軸品(低過熱度澆注技術和電磁攪拌)。
幾種常用消除中心偏析和疏松技術的優(yōu)缺點分別為：低過熱度澆注技術的優(yōu)點為增加凝固形核率、擴大等軸晶區(qū)，減小柱狀晶區(qū)，凝固收縮減小，中心宏觀偏析減輕但是，其缺點是對生產節(jié)奏控制要求高，增大水口堵塞趨勢，不利于夾雜物上浮電磁攪拌技術的優(yōu)點為加速過熱耗散，增加等軸品率；有利于鋼液成分均勻，減輕中心宏觀偏析。其缺點表現(xiàn)為對攪拌位置敏感、位置靈活性差、維護費用高；二冷區(qū)電磁攪拌不合適，易出現(xiàn)白亮帶負偏析。輕壓下技術的優(yōu)點為熱機械變形控制中心偏析和疏松效果好，還可以控制中心線裂紋；動態(tài)輕壓下對實際生產工況適應性強。但其不足表現(xiàn)為輕壓下工藝參數(shù)確定難度大，對設備和控制技術要求高；靜態(tài)輕壓下對位置有局限性。
2．結晶器傳熱特點對鑄坯質量有什么影響？
結晶器中的傳熱是非常重要的，鑄坯與結晶器間的周向傳熱的良好控制可以實現(xiàn)坯殼厚度均衡控制、避免縱向裂紋的產生；合金用鋼鑄坯問題的延伸，縱向傳熱可以影響振痕深度、金屬熔池的深度、保護渣消耗量以及液渣向結晶器與鑄坯間隙的均勻填充以及潤滑效果B因此，合理的結晶器傳熱對結晶器設計、剛度和保護渣選用都有嚴格要求。
3. 10號鋼連鑄坯會出現(xiàn)哪些缺陷，應如何避免？
作為優(yōu)質碳索結構鋼的連鑄坯容易存在的主要缺陷有：表面及皮下氣孔、表面縱向凹陷
（往往還伴隨有裂紋）。首先，10號鋼由于成品碳含量比較低，初煉爐冶煉終點碳則更低，鋼水中的氧含量非常高。在精煉過程中如果操作不當，會造成鋼水中的氣體含量高，最終導致連鑄坯的表面及皮下氣孔出現(xiàn)。10號鋼也屬于碳素鋼中的一種，含碳量成分也是需要不斷加升的，在其表面的氣孔出現(xiàn)的控制也是鑄坯缺陷中也會存在的問題。
其次，根據(jù)鐵一碳相圖可知，當C含量處于0.09% ～0. 51%時，鋼液在凝固過程中會發(fā)生包晶反應：8+液1Y，由體心立方品格的8- Fe轉變?yōu)槊嫘牧⒎降?～ Fe。10號鋼的C含量在0.lO%左右，鋼液在結晶器內首先凝固生成6鐵索體，在1493℃以下不遠處，且在彎月面附近，6- Fe全部相變轉化成100%的單相奧氏體(y)，此相變伴隨著強烈的收縮，坯殼向內收縮產生氣隙，由此導致了結晶器熱流少且不均勻、凹陷加劇、凹陷處的奧氏體晶粒粗大等缺陷的出現(xiàn)。
因此，在lO號鋼的冶煉連鑄過程中，要特別注意鋼液的脫氧及夾雜物去除，連鑄過程中要注意控制中包過熱度不能過高，特別是要選擇合適黏度、熔速的結晶器保護渣，使結晶器下渣順暢、渣膜均勻，以充分填充氣隙，從而消除鑄坯皮下氣孔、縱向凹陷或裂紋。
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資料來源：弘超模具科技有限公司技術部
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