连铸板坯中夹杂物的行为研究_张爱民
连铸板坯表面夹杂
表3 Mn／S与裂纹废品率的关系
Mn/s ≥24 15～24 ≤15
裂纹废品率 /%
0
0.16
8.14
结晶器内钢液的不均匀凝固对板坯纵裂的产生有很大 影响。要改善结晶器的不均匀凝固状态，抑制凝固初期 弯月面附近的不均匀凝固尤为必要。由于不均匀凝固受 保护渣的影响最大，而液态保护渣的凝固温度又有随其 碱度(CaO／SiO2)增加而升高的特性。因此，在使用高 碱度保护渣时，可通过提高保护渣的凝固温度使结晶器 与铸坯之间的保护渣具有较高比率的固相，从而达到均 匀缓冷的目的。 结晶器与铸坯间的摩擦力受结晶器窄面锥度的影响很 大，窄面锥度小时，窄边的凝固壳与结晶器不接触，使 凝固壳的生长速度放慢，容易发生拉漏；窄面锥度大时， 坯壳表面温度高，即在强度较小的结晶器上部产生接触 压力，故易发生铸坯纵裂。为此，应保持结晶器合理的 倒锥度(一般设定为0.8％左右)，并要经常维修，及时更 换。
6 结束语
分析了板坯连铸表面夹杂和纵裂的分类、产生 及影响因素，并提出相应的解决措施。在生产 中应充分认识到夹杂和裂纹对产品的危害性， 提高质量意识，采取合理的控制措施，生产出 夹杂含量低、颗粒细小、分布均匀且裂纹少的 连铸坯，提高产品质量，在市场竞争的环境中， 创造更多的经济效益。
2 夹杂来源和形成机理
马钢一钢板坯的夹杂主要有两种类型，I类为块状分布 呈黄或白色，Ⅱ类为连续分布呈青色。通过电镜扫描分 析发现，I类夹杂是因耐火材料成块脱落造成，其结构 与上水口砖及某种耐火泥的成分、颜色和岩相结构基本 相同。由此推断I类夹杂的来源主要是结晶器上口与其 护板之间抹的耐火泥和石英上水口成块脱落。Ⅱ类夹杂 的基体中有大小不等的结晶相α—A12O3颗粒，具有来源 于脱氧产物的特征；另外还有SiO2，为石英下水口的熔 融状态。可以推断Ⅱ类夹杂的来源是石英下水口吸附 A12O3后的产物。形成的机理是A12O3，易在石英质水口 壁上附集，形成凸起状颗粒，随着颗粒的增大及受钢流 冲刷，最后脱离石英水口进入结晶器内。以A12O3 和 Si02为主要组成的夹杂物的熔点高，不易被保护渣熔融 吸附，当它存在于结晶器的弯月面处时，若操作不慎， 就很容易被卷入铸坯表面形成表面夹杂。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进连铸是指通过连续铸造设备将熔液连续浇铸成坯料的一种方法。
在连铸过程中，夹杂物是最常见的缺陷之一，它们对铸坯的质量和性能有着重要的影响。
分析连铸坯夹杂物产生原因，并采取相应的改进措施，可以有效地提高铸坯质量和生产效率。
连铸坯夹杂物产生的主要原因有以下几个方面：1.原料质量：连铸坯的夹杂物往往与原料的质量有关。
原料中存在的金属夹杂物、非金属夹杂物和气泡等会成为连铸夹杂物的来源。
提高原料的质量和纯净度，减少夹杂物的含量是解决连铸坯夹杂物问题的一项重要措施。
2.炉次操作：炉次操作对连铸坯夹杂物的产生也有较大的影响。
炉渣的不合理处理、熔炼温度和时间的控制不当等都可能导致夹杂物产生。
合理的炉次操作和炉渣处理是减少夹杂物产生的关键。
3.结晶器和冷却系统：结晶器和冷却系统的设计和使用状态对连铸坯夹杂物的产生起着重要的作用。
结晶器的凝固状态、结晶器涂层的质量和结晶器冷却水流量的控制都会影响到连铸坯的质量和夹杂物含量。
合理设计结晶器和冷却系统，并保持其良好的使用状态，对减少夹杂物具有重要意义。
4.连铸工艺参数：连铸工艺参数的选择和控制也是减少夹杂物产生的关键。
保证浇注速度、拉伸速度、结晶器超熔度、超温和过度冷却等参数的合理选择和控制，对提高铸坯质量和减少夹杂物具有重要的影响。
改进方法：1.加强原料质量控制：加强对原料的质量控制，选择优质的原料供应商，进行严格的质检，确保原料的纯净度和无夹杂物。
2.优化炉次操作：加强炉次操作的管理和控制，合理控制熔炼温度和时间，严格进行炉渣处理，确保炉渣中夹杂物的除去。
3.改善结晶器和冷却系统：优化结晶器和冷却系统的设计，确保结晶器的良好工作状态，减少结晶器涂层的破损和脱落，调整冷却水流量，避免过度冷却和不足冷却的情况。
连铸坯夹杂物的产生是多方面因素共同作用的结果。
通过加强原料质量控制、优化炉次操作、改善结晶器和冷却系统以及优化连铸工艺参数等措施，可以有效地减少夹杂物产生，提高铸坯质量和生产效率。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进一、引言连铸是现代钢铁生产中常用的一种工艺。
它可以提高生产效率、降低能耗、改善工作环境、减少劳动强度，因此被广泛应用。
在连铸过程中，一些夹杂物的产生会导致产品质量下降、生产效率降低，并严重影响设备寿命。
如何减少夹杂物的产生，提高产品质量，成为生产中亟需解决的问题。
二、夹杂物产生原因分析1.原料质量不稳定连铸坯的原料主要是钢水，而钢水的质量直接影响夹杂物的产生。
如果原料中含有较多的杂质、氧化物等，就会增加夹杂物的产生几率。
而且，原料的成分不稳定也是引起夹杂物产生的一个因素，一旦成分变化，就容易导致夹杂物出现。
2.连铸设备使用不当连铸设备的使用不当也是夹杂物产生的重要原因。
操作不规范、设备维护不到位、温度控制不稳定等都会导致夹杂物的产生。
当温度过高或过低时，容易使得钢水和坯料中的气体凝固，形成夹杂物。
3.连铸工艺参数不合理连铸过程中，工艺参数的设置直接影响了夹杂物的产生。
如果连铸速度过快或者过慢，结晶器冷却不均匀等，都会导致夹杂物产生。
结晶器振动频率、结晶器倾斜角度、结晶器冷却水温度等参数的选择也会影响夹杂物的产生。
4.人为因素在连铸过程中，人为操作失误也是夹杂物产生的一个主要原因。
操作工不熟练、设备检查不到位等都可能导致夹杂物的产生。
而且，人为因素不可控因素多，所以造成夹杂物的产生很容易。
三、改进措施1.原料质量监控首先要保证原料的质量稳定，及时清洁处理原料，确保原料的成分合理、纯净。
加强对原料的把控，对于原料中可能含有的杂质要及时剔除，确保连铸坯的质量。
2.加强设备维护连铸设备是关键的生产装备，要加强对设备的维护。
定期检查、保养设备，确保设备各项功能正常，减少因为设备问题导致的夹杂物的产生。
3.优化连铸工艺对于工艺参数的设置要进行优化，选择合适的连铸速度、结晶器振动频率、结晶器倾斜角度、结晶器冷却水温度等参数，保证连铸坯的质量。
要对工艺参数进行严格的控制，确保温度、速度等参数的稳定。
浅谈连铸板坯表面夹杂与裂纹的分析及预防措施
板坯连铸表面夹杂与表面裂纹的分析及预防措施摘 要:针对马钢板坯连铸生产过程中出现的表面夹杂与裂纹进行分析研究,提出了改进措施.关键词:连铸坯;表面夹杂;表面裂纹前 言连铸板坯表面出现夹杂与裂纹是影响铸坯质量的重要缺陷.夹杂与裂纹的出现,轻者要进行表面精整,重者会导致大宗废品的出现,既影响了铸机的生产,又影响了铸坯的质量,增加了企业的成本.本文就马钢第一炼钢厂板坯(220mmx1 300mm)生产中出现的表面夹杂和表面裂纹问题,从多角度分析研究其产生的原因,并提出减少夹杂与裂纹的措施,为板坯连铸生产提高参考.㈠ 表面夹杂缺陷1.1 夹杂来源和形成机理分析马钢第一炼钢厂板坯夹杂主要有两种类型:Ⅰ类为块状分布呈黄或白色;Ⅱ类为连续分布呈青色.通过电镜扫描分析发现:Ⅰ类夹杂是因耐火材料成块脱落而造成的,这种夹杂的结晶与上水口砖及某种耐火泥的结晶基本相同.因此,可以推断Ⅰ类夹杂的来源主要是结晶器上口与其护板之间抹的耐火泥和石英下水口成块脱落.这是因为在成分,颜色,岩相结构3方面与夹杂基本相同.在Ⅱ类夹杂的基体中有大小不等的结晶相α—A120,颗粒.而α—A12O 3有来源于脱氧产物的特征.夹杂中还有SiO 2,SiO 2为石英下水口的熔融状态.因此,可以推断Ⅱ类型夹杂的来源是石英下水口吸附A12O 3后的产物.形成机理是,A12O 3容易在石英质水口壁上附集.由于水口砖质的不均匀性及钢流冲刷的作用,A12O 3被吸附的结果会演变成凸起状颗粒.随其与基体结合面的减小,钢流冲刷及颗粒的增大,最后脱离石英水口而进入结晶器内.以A12O 3,和SiQ 2为主要组成的夹杂物因其熔点高,在保护渣中不易被熔融吸附.当它存在于结晶器四壁的钢液弯月面处时,若操作稍有不慎,这种颗粒状夹杂物就很容易被卷入铸坯表面形成表面夹杂.1.2 减少夹杂的解决办法连铸提高钢的质量控制夹杂物的办法有两类：第一类是防止夹杂物的生成和带入，第二类是去除钢液中已存在的夹杂物。
临钢连铸板坯非金属夹杂物去除的研究
国标 ≤０ ． ２ ０
４ ． １ 总氧含 量的变化
在 钢液 中 ，一 般可 以用 钢 中全 氧Ｔ 【 Ｏ】 的含 量评价 钢 中 夹 杂物 的含 量 。Ｔ［ ０】 ＝ 【 ｏ】 ＊ ＿ ＋ 【 Ｏ】 黼 ，因此 可 以用Ｔ［ Ｏ Ｉ 代表 钢 中夹 杂物 的水 平 。对 吹氩 前 后 、中间包 、结 晶器 、铸 坯
图１吹 氩前后 、 中间 包、 结晶 器、铸坯 阶段 钢 中
Ｔ［ Ｏ１ 的含 量 变 化
点碳质量分数小于０ ． ０ ６ ％时’用炭粉增碳 ，以达到预期 的
碳含 量 。
由实验结果可知 ，从炼钢工序到连铸工序 ，钢中的
Ｔ ［ ｏ 】 含量 是逐步 减少 的 。尤其 是从 吹氩前 、吹 氩后 到 中间 包 ，钢 中的ｗ （ Ｔ ［ Ｏ ］ ） ｌ ￣ ｔ ３ ９ １ Ｘ １ ０ “ 降低到２ ０ ２ Ｘ １ ０ ～，去除 率 为４ ８ ． ３ ４ ％。该 结 果也 表 明 ，该 钢 种 在 整个 冶炼 过 程 中 ，
【 收稿 日期】２ ０ １ ３ — ０ ７ － ０ ６
链式 引锭 杆直弧 型板坯 连铸机 ：基本 半径 为６ ． ５ ｍ， 矫
直 半径 为８ ，ｌ ２ ，２ ２ｍ，结晶器 长度 为９ ０ ０ ｍｍ。 其他 设 备有二 冷段 、扇 形段 、９ － ． ｑ ｔ 拉 矫机 。 ２ ． ２ 冶炼参 数
４ 实 验 内容
渣 料 控 制 ：Ｒ ＞２ ． ０ ，Ｒ＃ ＝ ３ ． ０ ～３ ． ５ 。出钢 温度 ： ｌ ６ ６ ０ — １ ６ ８ ０ ｏ Ｃ 。Ｑ ３ ４ ５ ｑ Ｃ 钢种化 学成分 控制 要求 见表 ｌ 。 表１ Ｑ３ ４ ５ ｑ ｃ 化 学成分控 制要 求
【 关键词】非金属 夹杂物 脱氧 连铸板坯
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进【摘要】连铸坯夹杂物是指在连铸生产过程中出现的一种缺陷，严重影响铸坯的质量和性能。
本文通过对连铸坯夹杂物的定义和影响进行分析，探讨了产生原因和改进方法。
夹杂物产生的主要原因包括连铸过程中的气体和杂质混入、结晶器和水口设计不合理等。
针对这些原因，可以通过改进连铸设备、优化操作流程和提高工人技术水平来减少夹杂物产生。
本文强调了连铸坯夹杂物产生原因分析及改进的重要性，并展望了未来研究方向。
通过技术改进的实施，可以有效提高铸坯质量，提升生产效率。
深入研究连铸坯夹杂物的产生原因和改进方法对于提高连铸生产质量具有重要意义。
【关键词】连铸坯夹杂物、产生原因、改进方法、技术改进、研究背景、目的、影响、意义、展望、未来研究方向、总结1. 引言1.1 研究背景连铸坯夹杂物产生是影响连铸坯质量的重要因素之一，夹杂物的存在直接影响着钢材的力学性能和表面质量，甚至可能导致产品质量不合格。
对连铸坯夹杂物产生原因进行深入分析，并寻找相应的改进方法是当前研究的热点与难点之一。
近年来，随着我国钢铁产业的快速发展，对连铸坯质量要求也越来越高。
夹杂物的产生会影响到产品的品质和市场竞争力，因此解决夹杂物产生问题对于提高产品质量，增强企业竞争力具有重要意义。
当前，国内外学者对连铸坯夹杂物的产生原因进行了一定的研究，但仍存在一些问题有待解决。
针对这些问题，本文将对连铸坯夹杂物的产生原因进行全面的分析，探讨改进方法，并提出技术改进的实施方案，以期为相关领域的研究提供新的思路和方法。
1.2 目的研究连铸坯夹杂物产生原因及改进方法的目的在于提高连铸坯质量，降低成本，改善生产环境，保障生产安全，提高企业竞争力。
通过深入分析连铸坯夹杂物的形成机理，找出产生夹杂物的根本原因，并提出有效的改进措施，从根本上解决夹杂物问题。
通过技术改进的实施，推动企业技术创新，提高生产效率，降低能耗，使企业更加环保和可持续发展。
这项研究旨在深化对连铸坯夹杂物问题的理解，为相关领域的研究提供新思路和方法，并对工业生产具有一定的推动作用。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进连铸坯夹杂物是指在连铸过程中，坯料表面或内部存在的一些异物或杂质。
夹杂物的产生原因可以从原料、工艺和设备等方面来分析。
下面将就连铸坯夹杂物的产生原因进行分析，并提出改进措施。
一、原料方面的原因：1.1 原料中的杂质：连铸坯夹杂物可能是由于原料中掺杂了一些杂质。
这些杂质可能来自原料的边角料、废料或回收材料等。
这些杂质在冶炼过程中不容易完全溶解，从而在连铸过程中形成夹杂物。
改进措施：对原料进行严格的筛分、清洗和破碎处理，以减少原料中的杂质含量。
1.2 未完全熔化的原料：原料在冶炼过程中未能完全熔化，残余的固体颗粒在连铸过程中会形成夹杂物。
改进措施：加强炉内熔化过程的控制，提高熔化温度和熔化时间，保证原料能够完全熔化。
二、工艺方面的原因：2.1 不合理的浇注工艺：浇注工艺参数的不合理会影响连铸坯的质量。
浇注速度过快、注入速度不均匀、浇注过程中的气体无法及时排出等都会造成夹杂物的产生。
改进措施：合理调整浇注工艺参数，控制好浇注速度和注入速度，确保浇注过程中的气体能够顺利排出。
2.2 结晶过程中的扩散现象：连铸过程中，坯料在结晶过程中会产生一定的扩散现象，由于扩散速度不同，会导致夹杂物在坯料内部的分布不均匀。
改进措施：优化连铸过程中的结晶条件，控制好结晶速度和结晶温度，减小夹杂物的分布不均匀性。
三、设备方面的原因：3.1 保护气体的不足：连铸过程中使用的保护气体对坯料表面的氧化物有较好的隔离作用。
如果保护气体流量不足，氧化物无法及时有效地被逼出，就会形成夹杂物。
改进措施：增加保护气体的流量，确保保护气体能够充分覆盖整个铸造过程。
3.2 坯料包浇注系统的设计不合理：连铸坯夹杂物的产生还与坯料包浇注系统的设计有关。
如果坯料包浇注系统的设计不合理，容易导致夹杂物的形成。
改进措施：优化坯料包浇注系统的结构，确保坯料包内的流动状态稳定，防止夹杂物的产生。
连铸坯夹杂物的产生原因与原料、工艺和设备等方面都有关。
连铸板坯非金属夹杂物成因及行为研究
长 ６ ０ｍｍ 的 一 块 整 个 断 面 坯 料 ， 做 硫 印 、 先 低 倍 分 析 ， 取 化 学 分 析 样 ， 样 电 解 样 和 金 再 大 相 样 。 对 各 取 样 点 的钢 样 含 氮 量 进 行 分 析 。
炉 号
１ ３ ７ Ｏ１ ４５ １ ３ ８ Ｏ１ ４５
２ ２ ４６ ０１ ４ ２ １ ４４ Ｏ ２ ７
钢包 中 间包 铸 坯
２ ０ ２ ０
２ ４ ２ ０
ＡＥ ｌ ａＥ ２ ｘＮ］ Ｎ］
４ １
２ ４
２ ４ ２ １
２ ６ ２ ４
３ ２ ２ ６
量 为 ２ ４ １ 一 ， 氧 量 为 ７ ２ × １ －左 右 。 ．× Ｏ 吸 ．７ ０ ６
粒 状 黑 点 ， 铸 坯 中 心 线 部 位 有 不 连 续 点 状 在 黑 点 ， 明 硫 偏 析 明显 ， 有 裂 纹 缺 陷 处 的 硫 说 在 印 则 更 明显 。 部 检 测 显 示 ， 部 有 裂 纹 缺 陷 低 内 存 在 。 低 倍 检 测 的 结 果 可 推 知 ， 坯 柱 状 组 从 铸
２ 试验结果
２ １ ［ 含 量变化 分析 ． Ｎ］ 表 １ ［ 含量 分析 结果 ×１ Ｎ］ Ｏ
１ 工艺条件和研究方法
１ １ 工 艺 条 件 ．
炼 钢 厂 现 有 １ ０ ｔ转 炉 两 座 ； 水 经 吹 ５ 钢 氩 或 ＬＦ 炉 处 理 后 ， １台 全 弧 型 两 机 两 流 由
吸氧量 公式 ｌ： － １ Ｊ
△］鲁 ［＝ ｏ
×１ 。 ｌ ０Ｘ 二 … ・（ ） ・１
连铸板坯中非金属夹杂物的形态与分布的研究
论述了济钢连铸板坯中非金属夹杂物的形态和分布规律，并提出了减少板坯中夹杂物的措施。
1 前言在发展连铸技术实施高效连铸的过程中，提高钢的纯净度，减少钢中非金属夹杂物的总体含量，消除连铸坯缺隐，对于保证连铸机的正常生产，改善铸坯内部质量，促进中厚板产品质量的提高，具有十分重要的意义。
本文对济钢连铸板坯内部夹杂物的表现形式和分布规律进行了试验研究，并就减少连铸板坯内部夹杂物含量提出了整改措施。
2 非金属夹杂物在连铸板坯截面上的分布济钢现有三种规格的连铸机四台，根据连铸机不同的机况、钢种、拉速、中间包温度和二冷条件，在板坯横截面的头部和中间各取50mmx400mm左右的试块，将其表面加工成光洁度达R0.8 m的试样，首先分别进行硫印和酸浸的低倍检验，然后利用图像分析仪和金相显微镜检验夹杂物的大小与形貌、利用大样电解法分析钢中大颗粒夹杂物含量。
具体检验过程和结果如下。
2.1 低倍检验本试验利用硫印和酸浸分析夹杂物的分布情况。
硫印检验的方法如下：把相纸在5%的稀硫酸中浸泡5min，然后将其覆盖在加工好的板坯试样表面3min，以使钢中的硫与硫酸充分反应。
将相纸冲洗后，酸浸的方法如下：把试样置于1：1的盐酸槽中，利用蒸汽加热30min，然后用热水对试样表面进行冲刷，最后进行吹干处理。
在硫印和酸浸的共同检验基础上，对板坯中的夹杂物进行低倍检验的综合评级。
图1为酸浸后的板坯截面低倍结构。
对照评级标准发现，在标准规定所有的九种低倍缺陷中，以中心偏析、针孔状气泡和三角区裂纹出现的比率最大，中心疏松、蜂窝状气泡出现较少，而氧化铝夹杂则没有。
其中，在中心偏析缺陷中，以B类偏析所占比例最大，见表1。
图1 板坯截面酸浸示意图2.2 夹杂物的定量分析检验分别在铸坯中部的内弧、上1/4处、中心、下1/4处和外弧各取金相试样1个，按夹杂物的直径(或等效直径)分为4个级别组，利用金相显微镜和图像分析仪对夹杂物进行定量分析。
其中对小于20μm夹杂物用图像分析仪直接测定其面积百分比。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进【摘要】连铸坯夹杂物是影响连铸坯质量的重要因素之一。
本文从连铸坯夹杂物产生原因、改进措施和关键技术等方面进行了分析和探讨。
连铸坯夹杂物的形成可能与原料质量、工艺参数等因素有关，在连铸过程中容易产生。
为了提高连铸坯质量，可以采取一些控制措施和优化工艺流程，包括提高原料质量、调整工艺参数等。
连铸坯质量的改进不仅可以优化生产过程，提高产品质量，还可以降低生产成本，提高经济效益。
未来的研究方向应当深入研究连铸坯夹杂物的形成机理，进一步改进连铸工艺，提高连铸坯质量，为我国钢铁行业的发展做出贡献。
【关键词】连铸坯夹杂物, 产生原因, 改进措施, 关键技术, 工艺流程优化, 坯质量提高, 连铸坯质量, 形成机理, 连铸工艺改进.1. 引言1.1 研究背景连铸是一种连续铸造工艺，是在一个连续流动的铸模中进行的铸造方式，由于其高效节能的优势，被广泛应用于钢铁、有色金属等行业。
连铸坯夹杂物的产生却一直是制约连铸产品质量的一个重要问题。
夹杂物是指在连铸过程中夹杂在坯料中的杂质或气泡，严重影响了连铸坯的质量和性能。
夹杂物的产生有多种原因，主要包括原料质量不过关、连铸设备及工艺不完善、操作不当等方面。
一些固体夹杂物如氧化铁、硫化物等常常源自原料中的杂质，而气泡夹杂物则来源于钢水中气体的溶解度过高或者气体在过程中的渗透等。
连铸过程中的冷却速度、结晶过程等也会影响夹杂物形成的方式。
研究连铸坯夹杂物的产生原因，对于进一步提高连铸产品的质量、降低生产成本具有重要意义。
有必要深入探讨夹杂物的产生机理，找出关键的影响因素，并制定相应的改进措施。
本文将通过分析连铸坯夹杂物的产生原因，探讨改进措施和关键技术，以期为优化连铸工艺流程提供参考。
1.2 研究意义连铸坯夹杂物是连铸过程中常见的缺陷，对坯料质量和产品性能造成不利影响。
对于现代钢铁生产而言，提高产品质量和降低生产成本是至关重要的课题。
对连铸坯夹杂物产生原因进行深入分析和改进措施的研究具有重要的理论和应用价值。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进连铸坯夹杂物是指在连铸过程中，铸坯表面或内部产生的杂质、夹杂等缺陷。
这些夹杂物不仅影响产品的质量，还可能导致设备损坏和能源浪费。
对连铸坯夹杂物的产生原因进行分析，并提出改进措施，对于提高产品质量和生产效率具有重要意义。
1. 铸造温度控制不当在连铸过程中，如果温度控制不当会导致金属流动迅速，易产生气泡、气孔和夹杂物。
尤其是温度过高时，金属流动性增强，易使附着在壁面的夹杂物被带入坯内。
2. 浇注速度过快浇注速度过快会导致金属在注入过程中发生湍流，从而带进大量氧化物和夹杂物，严重影响坯体质量。
3. 模具表面清洁度不足如果模具表面不干净或有杂质，会直接影响坯体表面质量，产生夹杂物。
4. 冷却不均匀冷却不均匀会导致坯体收缩速度不一致，易产生裂纹和夹杂物。
5. 金属液处理不当金属液中如果存在杂质或气体，会在连铸过程中被带入坯内，造成坯体夹杂物。
二、改进措施1. 严格控制铸造温度控制铸造温度是连铸生产的重要环节，合理控制温度能有效减少夹杂物的产生。
通过优化工艺参数、合理选择合金配比和调整造坯温度，实现杂质减少和坯体质量提高。
2. 合理控制浇注速度通过调整浇注速度，控制金属流动的平稳性，避免湍流的产生，减少氧化物和夹杂物的带入。
3. 加强模具表面清洁定期清洁和维护模具表面，保证模具表面清洁平整，避免杂质的带入，减少夹杂物。
5. 加强金属液处理加强金属液的过滤和净化，排除其中的杂质和气体，减少夹杂物的产生。
通过上述改进措施的实施，能够有效降低连铸坯夹杂物的产生，提高产品质量，降低生产成本，改进生产环境。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进对于企业的生产具有重要意义。
三、结语连铸坯夹杂物的产生对于产品质量和生产效率具有严重影响，因此加强对夹杂物产生原因的分析和改进措施的研究十分必要。
通过严格控制铸造温度、合理控制浇注速度、加强模具清洁、控制坯体冷却速度和加强金属液处理等改进措施的实施，能够有效减少夹杂物的产生，提高产品质量和生产效率。
_立弯式连铸机铸坯表层夹杂物的行为
第18卷第3期1997年 8月化 工 治 金Engineering Chemistry&M etallurgyV ol.18No.3Aug. 1997立弯式连铸机铸坯表层夹杂物的行为张立峰 朱瑞杰 张懋功 蔡开科(北京科技大学冶金学院 北京 100083)朱立新 费惠春 张立 裴云毅(宝山钢铁集团公司 上海 201900)摘 要 对铸坯表层下的夹杂物类型、数量、分布和组成进行了分析,并进行了理论研究.结果发现铸坯表层下15mm以内有两个夹杂物积聚峰,一个在2～4mm处,主要来源于结晶器渣的卷入;另一个在9～10mm处,主要来源于浸入式水口脱落物.文中提出了相应的解决措施.关键词 连铸板坯,夹杂物,结晶器1 前 言连铸坯中夹杂物类型是由浇注的钢种和脱氧方法决定的.连铸坯中的夹杂物主要为氧化物,这些氧化物的来源如下所示[1]:收稿日期:1996-07-29,修回日期:1996-09-23张立峰:24岁,在读博士,钢铁冶金专业 微观夹杂物一般为脱氧产物或二次氧化产物,而宏观夹杂物主要为外来夹杂物.低碳铝镇静钢钢中夹杂物主要以Al2O3或铝酸盐为主,它们在钢中的分布有两种模式,一种是块状或尖角状,呈单颗粒悬浮于钢液中,粒度一般小于100μm,上浮速度小,不易去除;另一种为簇状或群落状,尺寸为100～1300μm,上浮速度大,易于去除.在宝钢炼钢厂立弯式连铸机浇注低碳铝镇静钢的多次试验中发现,铸坯表层下夹杂物较多,严重影响了深冲钢板的质量.本研究力图对该厂立弯式连铸机生产的低碳铝镇静钢铸坯表层下夹杂物的分布、来源进行观察和分析,并提出解决方法.2 实验方法2.1 实验对象对宝钢炼钢厂立弯式连铸机浇注的低碳铝镇静钢,取样分析铸坯表层下15mm以内夹杂物类型、数量、分布特点和来源.连铸机直立段长度为2550mm,结晶器长度为900mm,拉速为1.2 m/min,浇注断面1300mm×250mm.2.2 取样及分析方法横向切取铸坯条样20mm×20mm×250mm,该样在铸坯内、外弧侧分别切下20mm厚的两小块,每一块样从外表面向内用金相显微镜观察四个面.具体方法是,每一个面经打磨、抛光后,用金相显微镜观察夹杂物数量和类型,再用扫描电镜分析典型夹杂物成份,然后沿厚度方向打掉3mm,再重复上述操作.3 实验结果与讨论3.1 铸坯表层下15mm内夹杂物的数量、分布特点及成因金相显微镜观察表明:铸坯表层下15m m区域内夹杂物数量比铸坯平均夹杂物数量高21%～40%.表明该区域内有夹杂物积聚现象,见图1,图中纵坐标为单位面积上的夹杂物个数.由图可以看出,该区域内有两个夹杂物积聚区,一个是表层下2～4m m处,另一个是9～10mm处.图1 铸坯表层下15mm内夹杂物分布Fig.1 Distributio n o f inclusio n f rom0to15mm under slab sur fa ce 图2 结晶器内钢水流动状况示意图Fig.2 Schematic illustration of steel flow in the mo uld260化 工 冶 金18卷 浸入式水口出口钢流在聚集区内的流动状况示于图2,表层下15mm 以内出现的两个夹杂物聚集区,如图中的A 、B 两点,成因可解释如下.3.1.1 表层下2～4mm 处夹杂物聚集区(图2中A 点)的成因结晶器内从水口出来的钢液分成两个流股,一个流股水平向上经过结晶器角部到达表面.如果水平流股太强,使得钢液面波动过大,就会卷入保护渣,形成表层夹杂物.另外,在坯壳形成过程的初期,结晶器内钢水与铜壁接触形成一个半径很小的弯月面,在弯月面的钢水由于冷却速度很快,初生坯壳已形成,在表面张力作用下,钢液面具有弹性薄膜的性能,能抵抗剪切力.随着结晶器的振动,向弯月面下输送钢水而形成新的凝固坯壳.当钢水中夹杂物上浮时,若到达钢渣界面而未被保护渣吸收时,夹杂物会使钢水表面张力减小,致使弯月面弹性薄膜性能消失,弯月面破裂,在初生坯壳表面形成粗糙区域,夹杂物会牢固地粘在初生坯壳上.夹杂物冲击深度可以由下式计算H =V c .t =V c .(S /K )2左右),则可能发生卷渣,形成夹杂物积聚.夹杂物探针分析发现了结晶器渣的卷入,证明了此点.3.1.2 表层下9～10mm 处夹杂物聚集区(图2中B 点)的成因结晶器出水口处钢液另一个流股为斜向下方向,如图2及3所示.当此流股与凝固壳接触时(图2中B 点为接触点),夹杂物有可能被凝固壳捕捉形成夹杂物聚集区.用式(1)计算,当凝固壳厚度为9～10mm 时,冲击深度为300～370mm.图3 结晶器出水口钢液注流冲击示意图Fig.3 Schema tic illustra tio n o f penet rationdepth of steel fro m a mo uld immer sionno zzle图4 铸坯表层夹杂物粒径分布Fig.4 Size dist ributio n of inclusio ns under slab surface 当用图3所示几何关系来计算时,B 点的深度H l 为H l =d +(W .ta n)/2(2)2613期张立峰等:立弯式连铸机铸坯表层夹杂物的行为 计算结果为H l =374mm ,恰在用式(1)计算的范围内,说明9～10mm 夹杂物聚集区是在出水口钢液斜向下的流股与凝固壳接触处,夹杂物被凝固壳捕捉形成的.综合以上两点,可以得出结论:铸坯表层夹杂物有两个捕集点,一个捕集点是凝固壳开始形成处(图2中A 点),另一捕集点位于斜向下钢液注流转弯处(图2中B 点).3.2 铸坯表层夹杂物粒径分布特点及成因铸坯表层夹杂物粒径分布示于图 4.从图中可以看出:0～10μm 粒径的夹杂物占绝大多数;大于30μm 的夹杂物极少.图5(c )是坯壳厚度S 和注流冲击深度H 的对应关系图,与图4对照,可以看出注流冲击深度与夹杂物粒径及数量的关系.图5 夹杂物直径(D )-Stokes 上浮速度(V S )-冲击深度(H )-凝固壳厚度(S )关系图Fig.5 Relations amo ng D ,V s ,H and S长期以来,钢液中夹杂物上浮速度一直用Stokes 公式[2]计算.实际上,Stokes 上浮速度仅适用于雷诺数Re <2的情况,其余Re 范围适用的夹杂物上浮速度公式见表1[2],这三个速度的差异很大,见图5(b ).而雷诺数定义为Re =U L ρ/μ,所以钢液流动速度不同,适用的夹杂物上浮速度就不同.图6是与本研究操作条件相似的结晶器钢液流动计算结果[3].可以看出,当冲击深度H 为0～500mm 时,钢液流动速度很大,雷诺数Re>500,夹杂物上浮服从Newton 公式,即表1中式(5);冲击深度H 为500～1000mm 时,钢液流动速度减小,雷诺数Re <500,夹杂物上浮服从Allen 公式,即表1中式(4);钢液冲击深度H >1000m m ,钢液流动速度很小,雷诺数Re <2,夹杂物上浮服从Stokes 公式,即表1中式(3).表1 雷诺数与夹杂物上浮速度的关系Table 1 Relation betwee n Rey nolds numbe r and inclusion ter minal flo ating v elocityReFormula of inclusion terminal f loating velocity <2V s =(ρF -ρP )g D 218μ(Stokes 公式)(3)2～500V s =[4(ρF -ρP )2g 2225μρF 1/3.D (Allen 公式)(4)>500V s =[3.03g (ρF -ρP )D ρF 1/2(N ewton 公式)(5) 结晶器中夹杂物冲击深度示意图见图3,夹杂物冲击深度由下列公式计算[4]log H =0.462×log V 0V c -V s ×1+sin θ2×(W 900)1.3-0.397(6)262化 工 冶 金18卷 图6 结晶器钢液流动计算结果[3] Fig.6 Calculated v elocity distribu-tion of steel in the mo uld计算得V o =99.2m /min .将已知条件代入式(6),得到夹杂物冲击深度与上浮速度的关系H =3376(1.2-V s )0.462(7)将已知条件代入式(1)及表1公式,得到以下公式:冲击深度与凝固壳厚度的关系H = 3.70×S 2(8) 夹杂物上浮速度与夹杂物直径的关系V s =22.9×10-6D 2(Re <2,Stokes 公式 (9)5.53×10-3D (2<Re <500,Allen 公式)(10)0.247D 1/2 (Re >500,N ewton 公式) (11)于是,可以得到夹杂物直径(D )、夹杂物上浮速度(V S )、夹杂物冲击深度(H )、凝固壳厚度(S )的对应关系,见图 5.由图5可以看出:(1)冲击深度为0～500mm 时,夹杂物上浮速度服从Newton 公式[式(11)].这一范围内,夹杂物上浮速度为1.18～ 1.2m /min [图5(b )],凝固壳厚度为0～12mm [图5(c )].根据结晶器及液相穴中夹杂物去除条件V S >V c,这就是金相观察铸坯表层大于30μm 的夹杂物极少的原因.(2)冲击深度为500～1000mm 时,夹杂物上浮速度服从Allen 公式[式(10)].用式(12)判断可知,夹杂物临界去除直径为214μm ,即凡是D>214μm 的夹杂物均能从这一区域去除.(3)冲击深度H >1000mm 时,即结晶器以下液相穴内,夹杂物上浮速度服从Stokes 公式[式(9)],用式(12)判断可知,夹杂物临界去除直径为225μm ,即凡是D>225μm 的夹杂物均能够从这一区域去除.3.3 铸坯表层下15mm 内夹杂物的类型及来源金相观察可知,铸坯表层下15mm 以内夹杂物类型主要为Al 2O 3及铝酸盐、夹渣.由扫描电镜分析夹杂物成份可以分析判断出夹杂物来源:(1)脱氧产物及二次氧化产物金相观察到粒径0～10μm 的夹杂物均为典型的块状、尖角状Al 2O 3及铝酸盐,在铸坯中呈弥散分布,成份主要为铁尖晶石(Al 2O 3占95%左右),为典型的脱氧产物.(2)中间包水口脱落物探针分析中间包水口脱落物的成份如表2[4].2633期张立峰等:立弯式连铸机铸坯表层夹杂物的行为264化 工 冶 金18卷表2 中间包水口脱落物的成份Table2 Th e chemical compositio n o f blockag e matrix attached to immersio n no zzlesAl2O3SiO2FeO N a2O CaO S92.26%3.65%3.54%0.16%0.62%0.03%而铸坯表层下有许多夹杂物成份与水口脱落物成份相似,由此可知这部分夹杂物来源于中间包水口脱落物.而且,这部分夹杂物位于表层下9～10mm左右,这表明,中间包水口脱落物随钢液注流斜向下的流股流动(图2和3),与凝固壳接触而被捕捉,形成钢中夹杂物在表层下9～10mm处的积聚.(3)渣的卷入探针分析发现一些夹杂物含K2O,这表明其来源为结晶器渣,而且均在表层下0～4mm内的夹杂物中含有结晶器渣成份,这说明,铸坯表层下0～4mm内的夹杂物主要来源于结晶器渣.4 结 论针对宝钢炼钢厂立弯式连铸机生产的低碳铝镇静钢铸坯表层夹杂物的积聚现象进行了系统的研究,结果表明:(1)铸坯表层夹杂物平均含量比铸坯整个断面夹杂物含量高20%～40%,表层下15mm以内夹杂物有两个聚集峰值,一个在表层下2～4mm处,一个在表层下9～10mm处.(2)铸坯表层下2～4mm处夹杂物主要是结晶器出水口向上的流股引起钢液面波动卷渣所致,夹杂物主要来源于结晶器渣,建议进一步优化浸入式水口的设计,合理制定浇注制度,减少结晶器液面波动,尽力避免卷渣的发生.(3)铸坯表层下9～10mm处的夹杂物主要是结晶器出水口斜向下的流股与凝固壳接触,夹杂物被凝固前沿捕捉所致,夹杂物中有水口脱落物出现.(4)夹杂物聚集是由于浸入式水口出水口流股钢液流动引起,建议使用电磁制动(EMB R),减弱出水口流股的冲击力,促进夹杂物上浮.(5)铸坯表层夹杂物类型主要是Al2O3和夹渣,粒径主要在0～20μm之间,大于30μm的夹杂物极少,夹杂物来源主要是脱氧及二次氧化产物、水口脱落物、结晶器渣的卷入.符 号 表A浸入式水口截面积(60mm×80mm)t浇注时间(m in)D夹杂物直径(μm)t1一炉钢浇完时间(45min)d钢液面与浸入式水口出口之间的垂直距离(200mm)U钢液流动速度(m/s)G一炉钢重量(300t)V c拉速(1.2m/min)g重力加速度(9.8m/s2)V0水口出口速度V0=G/(A×t1×n×ρ)(m/min)H钢液及夹杂物冲击深度(mm)V S夹杂物Stokes上浮速度(m/min)K凝固系数,对结晶器一般取17～22mm.min1/2,W铸坯宽度(1300m m)这里取18mm.min1/2θ水口出口倾角(15°)L中间包特征长度(m)ρF钢液密度(7.0g/cm3)n浸入式水口出口数(n=2)ρP夹杂物密度(3.5g/cm3)S凝固壳厚度(mm)μ钢液粘度[0.05g/(cm.s)]参 考 文 献1 陈雷.连续铸钢.北京:冶金工业出版社,1994.1152 Tanaka H.et al.ISIJ International,1994,34(6):498-5063 Th omas B.G .et al.Effect of Arg on Gas on Fluid Flow in a Continuous Slab Cas ting M ould.In :76th SteelmakingConference Proceeding.Dalll as,1993,76:273-2884 蔡开科等.北京科技大学学报,1995,17(6):407-411STUDY ON INCLUSIONS UNDER THE SURFACE OF SLABPRODUCED BY A VERTICAL BENDING CASTERZHAN G Lif eng ZHU Ruijie ZHAN G Maogo ng CAI Kaike(University of Science and Technolog y Beijing ,Beijing 100083,China )ZHU Lixin FEI Huichun ZHAN G Li PEI Yunyi(Baoshah Iron and Steel Co .,Shanghai 201900,China )ABSTRACT Non-metallic inclusions accum ulated under the surface o f slab of lo w ca rbo n Al-killed steel produced by a v ertical bending caster w ere investiga ted systema tically.The ty pe,quantity ,distribution and com positio n o f inclusions fro m 0to 15m m under slab surface w ere analy zed.It is co ncluded tha t there a re tw o kinds of inclusion accumula tio n under slab surface :o ne is from 0to 4m m which comes from mould slag;the o ther is from 9to 10m m w hich com es from the blockag e m atrix o f the immersio n no zzle.Some m easures for improv ing casting quality a re also presented.KEY WORDS Continuo us casting strand slab,Inclusions,M ould 2653期张立峰等:立弯式连铸机铸坯表层夹杂物的行为。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物是指连铸坯表面或内部夹杂杂质的存在，这些夹杂物会对钢材质量产生
不良影响，影响铸坯表面和内部的均匀性和机械性能。
连铸坯夹杂物的产生原因主要有以
下几个方面：
1. 原材料夹杂物: 钢中的夹杂物主要来自于原材料、废钢和添加合金等物料，在钢
炉中未能完全脱除或控制。
2. 氧化物被再还原: 在钢液在连铸模内流动过程中，由于气体（氧、氮、氢）和钢液接触产生氧化反应，并形成氧化物，如果连铸坯表面温度过低且气体不能有效排除，那么
铸坯表面就容易形成氧化物。
这些氧化物随着液流一起进入连铸模中，如果温度下降过快，就会再次还原成气体和新的氧化物。
3. 连铸成分不一致: 连铸过程中，如果出现连铸成分梯度过大，过渡区过长，密度
差异大等问题，就会造成钢液的不同成分相互混合，产生夹杂物。
针对以上问题，可以采取以下改进措施：
1. 完善原材料检测制度: 通过加强原材料的检测工作，确保原材料中夹杂物的产生
率低，并采取有效措施控制沉积在钢炉底部的杂质。
2. 加强连铸过程监控: 通过加强连铸过程的电子监控，对铸坯进行实时监测，及时
发现和排除夹杂物。
3. 控制氧化物次氧化反应: 在连铸过程中，通过控制氧化反应、加大气体流量、降
低钢液表面温度等措施，有效减少夹杂物的产生率。
4. 优化连铸工艺: 采取合理连铸成分、减少过渡区，保证钢液的均匀性，减少夹杂
物的产生。
综上所述，连铸坯夹杂物的产生有多种原因，但可以通过加强原材料检测、加强连铸
过程监控、减少氧化反应、优化连铸工艺等措施来降低夹杂物产生率，提高连铸坯质量。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进连铸坯夹杂物的产生原因可以从多个方面进行分析和改进。
下面是一个大致的分析和改进措施，供您参考。
1. 原料质量问题：连铸坯夹杂物主要来自于熔化的金属和废钢原料，在回炉炉中的熔化过程中，可能会夹杂一些金属碎屑、渣滓和氧化物等杂质。
2. 冶炼工艺问题：连铸坯夹杂物的产生也与冶炼过程中的工艺参数有关。
冶炼温度不稳定、浇注速度过快或过慢、浇注过程中的氧气和杂质溶解等都可能导致夹杂物的产生。
3. 连铸机设备问题：连铸机的状态和性能也可能对夹杂物产生产生影响。
结晶器内部的损坏、结晶器震动不稳定、传动系统不正常等问题都可能导致夹杂物产生。
二、改进措施1. 提高原料质量：采用优质原料，并加强原料筛查和预处理，规范原料质量的控制。
可以采用一些物理和化学方法对废钢进行预处理，如磁选、浮选、热处理等，以减少夹杂物的含量。
2. 优化冶炼工艺：通过调整冶炼工艺参数，控制冶炼温度稳定性，避免过高或过低的温度对金属液中的杂质产生不良影响。
3. 改进连铸机设备：加强设备的维护保养，及时发现和修复连铸机设备的问题，确保连铸过程的稳定性和可靠性。
可以对结晶器进行优化设计，改进震动稳定性和结晶器内部布置，以减少夹杂物的产生。
4. 强化质量控制：加强连铸工艺过程的监测和控制，通过合理的浇注速度、浇注方式和辅助工具，减少夹杂物的产生。
建立完善的质量控制体系，追踪和分析夹杂物的来源和产生规律，以便更好地进行改进和控制。
5. 加强人员培训：提高工人的操作技能，加强工艺和设备知识的培训，使其能够熟练应对连铸过程中可能出现的问题，并及时采取正确的措施进行解决。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物是指铸坯表面或内部存在的杂质或其他异物，对铸坯的质量和性能产生不利影响。
造成连铸坯夹杂物的主要原因有以下几点：
1. 原料质量差：连铸坯的原料一般是钢水，如果钢水中含有过多的杂质或气体，会在连铸过程中产生夹杂物。
2. 连铸机设备问题：连铸机的配置和运行状态会对夹杂物产生影响。
如坯面润滑器失效、冷却水温度过高等，都会导致夹杂物的产生。
3. 连铸过程操作不当：在连铸过程中，操作不当也会导致夹杂物的产生。
浇注速度过快、浇注温度不合适、结晶器阻塞等。
针对以上问题，可以通过以下几种改进措施来减少连铸坯夹杂物的产生：
1. 优化原料质量：通过控制原料的质量，减少钢水中的杂质含量，可以有效减少夹杂物的产生。
2. 定期维护设备：对连铸机设备进行定期维护和检修，确保机器的正常运行状态，降低夹杂物的产生风险。
3. 改进操作方式：合理控制浇注速度和温度，确保连铸过程中的操作精度。
加强对结晶器的清理和疏通，减少阻塞情况发生，也能减少夹杂物的产生。
总结而言，连铸坯夹杂物的产生是由原料质量、设备问题和操作不当共同引起的。
通过优化原料质量、定期维护设备和改进操作方式等措施，可以有效减少连铸坯夹杂物的产生，并提高铸坯的质量和性能。
板坯夹杂物控制
Sla g ( %)
43 . 59 42 . 03
B ef o re Ar Af t er Ar
30 . 00 25 . 00 20 . 00 15 . 00 10 . 00 5 . 00 0 . 00 S i O2 C aO M gO Al 2 O3 F eO M nO 8 . 78 8 . 79 21 . 15 17 . 62 14 . 17 11 . 87 3 . 58 2 . 06 2 . 43 2 . 53
Pr6O11
Slag (%)
250
图11
浇注过程中结晶器渣中Pr6O11的变化
浇注过程中下渣和卷渣问题
小结
1. 实验结果说明，济钢一炼钢生产Q235B钢过程中，钢包及中间包 下渣较严重，结晶器液面波动较大导致保护渣卷入液相穴也是很严 重的。 2. 建议采用钢包长水口保护浇注，但采用钢包长水口保护浇注后， 操作者肉眼看不到注流，钢流下渣不好判断。目前，国外已开发钢 包下渣传感器来监视钢包下渣情况。 3. 减少下渣量与提高钢水收得率两者在生产中是矛盾的，从钢的洁净 度来考虑，应尽量减少钢包及中间包的下渣；从钢水收得率来考虑， 钢包和中间包中剩余钢水越少越好。解决的办法是根据产品的质量要 求和产品用途来决策，如果是生产洁净钢，就宁可损失些钢水以防止 下渣。
钢包吹氩过程中钢液卷渣
吹氩前钢包渣中CeO2平均为10%，吹氩后钢包渣中CeO2 平均占9.93%，钢中夹杂物中平均约有0.07%CeO2，说明 有钢包渣卷入到钢水内部成为夹杂物。
从吹氩站到连铸平台过程中，含CeO2的夹杂物还会
有一部分上浮至顶渣中。吹氩前后取样分析结果的确发 现了CeO2，这说明出钢加入包底的 CeO2在上浮过程中有 可能被取样勺取出。另外也有可能是吹氩过程中钢包渣 卷入。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进连铸坯夹杂物是指连铸坯或铸坯中存在的非金属夹杂物，这些夹杂物严重影响了连铸坯的质量和性能，需要通过分析夹杂物产生原因并采取相应措施进行改进。
夹杂物产生的原因主要有以下几个方面：1. 原料质量问题：连铸坯夹杂物可能与原料中的非金属夹杂物有关。
原料中含有杂质、铁锈或其他非金属物质，这些杂质在铸态时会被包裹在连铸坯或铸坯中，形成夹杂物。
2. 连铸工艺问题：连铸过程中存在的操作不当或工艺参数控制不准确也会导致夹杂物的产生。
浇注速度过快、结晶器冷却不均匀、结晶器表面存在污染等都可能导致夹杂物的生成。
3. 环境污染问题：连铸过程中环境污染也是夹杂物的产生原因之一。
铸造车间内存在的灰尘、颗粒物和金属粉末等都可能污染铸造材料，导致夹杂物的产生。
夹杂物产生后，我们可以采取以下措施进行改进：1. 严格控制原料质量：及时对原料进行检测和筛选，清除杂质和铁锈，确保原料的纯净度和质量。
2. 优化连铸工艺：通过调整连铸工艺参数，例如控制浇注速度、提高结晶器冷却均匀性、加强结晶器清洁等，减少夹杂物的形成。
4. 加强设备维护和管理：定期对连铸设备进行检修和维护，确保设备的正常运转和工艺参数的准确控制，减少夹杂物的产生。
5. 引入先进设备和技术：引入先进的连铸设备和技术，例如真空连铸技术、电磁搅拌连铸技术等，可以有效减少夹杂物的生成。
连铸坯夹杂物产生的原因主要有原料质量问题、连铸工艺问题和环境污染问题。
为减少夹杂物的产生，我们可以从严格控制原料质量、优化连铸工艺、加强环境污染控制、加强设备维护和管理以及引入先进设备和技术等方面入手进行改进。
这些措施将有助于提高连铸坯的质量和性能，满足市场需求。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进连铸生产过程中，夹杂物是一个非常常见的问题，它会对铸坯的质量产生很大的影响。
夹杂物指的是铸坯中的杂质或空气，它们可能来自于原料、设备设施和操作等多个方面，在铸造过程中会形成不同的夹杂物类型，如块状夹杂、氧化皮、疏松等。
下面对连铸坯夹杂物产生原因进行分析，并提出改进措施。
1. 原料问题原料是连铸坯夹杂物最主要的来源之一。
在铁水采集、贮存、运输和加入炉子等过程中，可能会混入铁球、沙子、矿渣、吸湿等杂质，这些杂质会在连铸坯中形成各种夹杂物。
2. 设备问题连铸生产设备是控制夹杂物的关键因素之一。
连铸过程中，机械磨损、设备老化、冷却水质量不佳等问题，都会导致铁水中的杂质难以清除，甚至会引起铁水回流，增加夹杂物的产生概率。
3. 操作问题操作是连铸坯夹杂物产生的另一个主要因素。
操作人员不当的搅拌、填铸、调铁等操作，都会引起铁水搅拌不充分，热量传递不良，从而产生夹杂物。
二、改进策略为了减少夹杂物的产生，以下是一些改进的策略：原料的质量控制是避免夹杂物的最重要步骤之一。
通过选择合适的原料供应商和采取必要的检测和筛选措施，将夹杂物污染最小化。
2. 定期检修和维护设备定期检修和维护设备是控制夹杂物的另一个关键因素。
通过定期检查连铸设备和管道，清理和维护冷却系统和散热器，及时更换磨损的部件，可减少机械损坏和老化的产生。
合理的操作流程和标准化的操作是减少夹杂物产生的关键。
企业应该制定具体的操作规范，培养员工良好的工作习惯；同时应加强培训，提高操作技能及培养员工责任意识，从而避免操作失误。
4. 应用高效清洁设备高效的夹杂物清洁设备可大幅度减少夹杂物的产生。
企业可以使用精炼设备、喷雾冷却器、吸鼓泵等清洁和处理设备，使铁水得到充分的清洁和冷却，在运输和铸造过程中减少夹杂物形成概率。
结论夹杂物是连铸坯生产中常见的质量问题，它会对产品的质量和企业的效益产生很大的影响。
通过严格控制原料，定期维护设备，完善操作流程和应用高效的夹杂物清洁设备，可以有效地减少夹杂物的产生，提高产品质量和企业利润。
Q235B钢中的塑性夹杂物行为研究
夹杂物含＊／ ｇ１ ｋ－ ｍ － ｇ｀ ０
黔 黔
中间包 连铸坯
６ ６ ６ Ｒ ４． ７
联系人 ： 杨宪礼 ， 高级工怪师． 济南（５ １１ ． ２００ ）济南悯铁股份公司技术中心
钢
铁
第３卷 ７
利用电子探针对大样电解后的夹杂物颗粒分析 发现： 钢包和中间包内的球形和块状夹杂物为硅酸 盐夹杂。连铸坯中的夹杂物与钢包和中间包相比含 量较少， 并且主要为少ｔ的硅铝酸盐和硫化物及不 规则的夹渣。依据 Ｙ ／ ４０－１９ 对连铸坯的断 ＢＴ ０３ ９７ 面进行硫印检测， 硫印图片表明铸坯厚度中心夹杂 物数量和裂纹指数峰值较高。同时， 不同部位的铸 坯在厚度方向上夹杂物的数ｔ， 是按照中部、 连浇 处、 头部到尾部的顺序依次增加的。 利用显徽镜和图象分析仪， 对连铸坯中的夹杂 物形貌变化和组分进行测量。在铸坯厚度方向上， 按照由内弧 １ 至外弧 １ 的顺序， ０ 对连铸坯中不同位 Ｉ的夹杂物总量进行统计． 发现徽观夹杂物沿铸坯
ｓｅｌ ｔｅ．
Ｋ Ｙ Ｏ Ｄ Ｑ ３Ｂ， ｓ ｂ ｐａｅ ｉｃ ｓ ｎ Ｅ Ｗ Ｒ Ｓ ２ ５ Ｃ ｌ ， ｔ， ｌ ｉ Ｃ ａ ｌ ｎ ｕｏ １ 前官
在铁路、 石油和压力容器等行业的生产用 桥梁、 钢中， 随着对钢材使用条件的越来越严格， 其对夹杂 物的级别要求也越来越低。这对炉前和炉外精炼技 术提出了很高的要求， 同时对于冶炼系统降成本也 遇到了较大的挑战。印３Ｂ是济钢中厚板的生产 ５ 用钢， 钢板因表面和内部缺陷造成的中厚板产品报 废与改判现象时有发生， 在缺陷中都不同程度地存 在夹杂物。本文结合 Ｑ ３Ｂ钢的冶炼和轧制实际 ２５ 情况， 利用大样电解、 硫印、 金相和扫描电镜能谱仪 等不同的夹杂物检测分析方法， Ｑ ３Ｂ俐生产过 对 ２５
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进一、引言连铸是一种重要的钢铁生产工艺，通过将液态金属直接连续浇注成坯，在一定程度上能够提高铸坯质量，提高生产效率。
在连铸生产过程中，常常会出现夹杂物问题，严重影响了铸坯的质量和使用性能。
对连铸坯夹杂物产生原因进行深入分析，找出问题根源，采取相应的改进措施，是非常有必要的。
二、连铸坯夹杂物的产生原因分析1.原料水分过高在连铸生产过程中，原料的水分含量过高是造成坯内夹杂物的一个重要原因。
当原料表面的水分在铸造过程中蒸发时，会产生气泡，导致坯内夹杂物的生成。
原料的水分控制非常重要。
2.连铸坯结晶器冷却不足结晶器的冷却不足也是连铸坯夹杂物的常见原因之一。
当结晶器温度过高时，坯内的气体无法充分排出，导致夹杂物的产生。
保证结晶器的有效冷却是减少坯内夹杂物的关键。
3.连铸过程中的气体包被排除不彻底在连铸过程中，气体包会随着液态金属一起进入坯内，如果气体包排除不彻底，就会在坯内停留，并在坯内形成夹杂物。
连铸过程中对气体排除的控制非常重要。
4.结晶器内流动状态不佳结晶器内的流动状态不佳也会导致坯内夹杂物的产生。
如果结晶器内的金属流动不畅，坯内的气体排出不畅，就会产生夹杂物。
结晶器内流动状态的改善对减少坯内夹杂物至关重要。
6.连铸坯冷却过程不足连铸坯冷却过程不足也是坯内夹杂物产生的一个重要原因。
在坯冷却过程中，如果冷却不足，坯内的气体和夹杂物无法充分排出，就会在坯内停留，影响坯的质量。
三、连铸坯夹杂物产生原因改进方案1.加强对原料水分的控制首先要加强对原料水分的控制，确保原料表面的水分含量符合要求。
通过调整原料的储存和运输环节，减少原料表面的水分含量，从源头上减少坯内夹杂物的产生。
2.优化结晶器冷却系统优化结晶器冷却系统，确保结晶器的冷却效果达到要求。
通过调整冷却水的流量和温度，确保结晶器内的金属流动状态良好，坯内的气体排出畅通。
3.加强气体排除措施在连铸过程中，加强气体排除措施，确保气体包在坯内充分排除。
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张爱民 李建民 杨宪礼 关凤纯 蔡开科 (济南钢铁集团总公司) (北京科技大学)摘 要 结合济钢实际生产,通过在炼钢和连铸过程的各个阶段加入不同的示踪剂及其成分含量变化情况,系统分析与深入研究了连铸坯中夹杂物的来源、大小和分布规律。
关键词 示踪剂 夹杂物 连铸坯STUDY ON BEHAVIORS OF INCLUSION DURING SLAB C ASTINGZHANG Aimin LI Jianmin YANG Xianli(Jinan Iron and Steel Gro up Co.)GUAN Feng chun CAI Kaike(U niversity of Science and Technolog y Beijing)ABSTRACT In this paper,by adding different tr acer elements into slag and ladle and tundish lining,the inclusions so urce,size and distribution w ere studied.KEY WORDS tracer element,inclusion,CC slab1 前言夹杂物的来源是一个十分复杂的过程,在炼钢生产过程中,如何防止钢水污染,消除铸坯缺陷,减少连铸坯中的夹杂物含量,提高铸坯质量一直是冶金工作者研究的课题。
本研究摸清了济钢现行板坯生产工艺条件下,从转炉→吹氩站→中间包→结晶器→铸坯全过程中夹杂物的水平及其演变规律,以确定钢中夹杂物水平在国内所处的档次。
同时,采取了有针对性的改进措施和对策,以达到提高连铸坯清洁度水平的目的。
2 试验方法采用示踪剂跟踪夹杂物的具体来源,在转炉出钢过程中,在钢包中配入渣量10%的CeO2,在中间包覆盖剂中配入渣量8%的Pr6O11,在钢包耐火材料中配入6%的La2O3,在中间包涂料中配入8%的ZrO2。
通过以上4种示踪剂,跟踪钢包渣、钢包耐火材料、中间包覆盖剂和中间包涂料对铸坯中夹杂物的贡献。
根据夹杂物中的Na和K的含量来判定结晶器保护渣对夹杂物的影响。
对进行示踪试验的钢种Q235B分别在转炉、吹氩站、中间包、结晶器、铸坯等部位进行取样,使用低倍、化学、金相和电子探针等多种分析手段来进行检测分析。
试验过程中的具体工艺参数为,在25t氧气顶吹转炉冶炼,试验钢种为Q235B,采用双挡渣出钢。
出钢时采用向钢包中加入高碳Mn-Fe240kg/炉, Si-Fe100kg/炉和Si-Al-Ba30kg/炉的脱氧合金化工艺。
钢包容量为40t,钢包渣层厚度平均为55 m m,水口为高铝质。
中间包为矩形结构,容量12t,表观停留时钢水液面不能低于700m m,包内无挡墙。
连铸机结晶器为弧型结构,长度784mm,平均浇注速度为0.95m/min,板坯截面尺寸为200mm×1250mm。
整个示踪试验共连续取样20炉,所有数据均为检测结果的算术平均值。
3 检测结果与讨论3.1 吹氩对钢水清洁度的影响经过钢包吹氩,钢水中的T[O]、显微夹杂和大颗粒夹杂物变化情况如表1所示。
由表1可见,吹氩使得T[O]、显微夹杂和大颗粒夹杂物都有不同程度的降低。
由此可见,保持良好的吹氩操作工艺,对去除钢中夹杂物尤其是大颗粒夹杂物非常显著。
y 联系人:张爱民,工程师,济南(250101)济南钢铁集团总公司技术中心表1 钢包吹氩对钢中夹杂物的影响T able1 Effect of inclusion on L D-ladle A r injection 项目 吹氩前吹氩后去除率/%T[O]/10-6322.00284.0011.80显微夹杂物/个・mm-231.8321.9131.17大颗粒夹杂物/mg・(10kg)-1995.33307.7269.083.2 浇注过程中的下渣和卷渣在浇注过程中,钢包渣、中间包覆盖剂和结晶器保护渣中示踪剂成分的平均含量变化如表2所示。
由表2可见,中间包覆盖剂和结晶器保护渣中均发现有CeO2和Pr6O11,这说明钢包渣下到中间包覆盖剂,中间包覆盖剂下到结晶器保护渣,从而引起中间包和连铸坯中夹杂物的增加。
表2 浇注过程中各阶段示踪剂的化学成分变化T able2 Change o f chemical com po sitio nin casting%项目CeO2La2O3Pr6O11ZrO2吹氩前10.00———吹氩后9.930.0261——中间包渣 6.920.0312 1.49000.1403结晶器渣0.200.00210.01760.02363.3 中间包钢水的纯净度变化中间包冶金的一个重要作用就是去除钢中的夹杂物,这是一个十分复杂的过程。
浇注过程中的中间包钢水纯净度如表3所示。
由表3可知,中间包钢水与T[O]、显微夹杂物和大颗粒夹杂物都有较大程度的降低。
其中,直径大于50L m的大颗粒夹杂物去除率高达58.13%。
表3 中间包钢水纯净度的变化T able3 Chang e of mo lten steel pur ity in tundish项目吹氩后中间包去除率/%T[O]/10-6284.00171.6239.57显微夹杂/个・mm-221.9115.0931.13大颗粒夹杂/mg・(10kg)-1307.72128.8558.13利用电子探针对中间包大颗粒夹杂物进行分析,发现夹杂物中不同程度地含有CeO2、Pr6O11、La2O3和Zr O2,说明有钢包、中间包渣和包衬侵蚀物卷入钢水。
3.4 浇注过程中夹杂物的形态与含量变化通过大样电解、定量金相和扫描电镜测试手段,对浇注过程中夹杂物的形态与含量变化进行分析。
浇注各阶段钢中电解夹杂的含量变化如图1所示。
由图1可见对于大于50L m的夹杂,在钢包吹氩前→吹氩后→中间包→铸坯的全过程是依次减少的。
对大样电解后的大颗粒夹杂物进行电子探针分析发现,在钢包的球形和块状的硅酸盐夹杂中,含有CeO2和La2O3;在中间包的球形和块状的硅酸盐夹杂中,含有CeO2、La2O3、Pr6O11和ZrO2;在连铸坯中硅酸盐及少量的铝酸盐和硫化物夹杂物中,含有CeO2、La2O3、Pr6O11、ZrO2、Na2O和K2O。
图1 浇注过程中钢中电解夹杂含量的变化F ig.1 V ar iation of electr olytic inclusions in casting利用金相分析方法,对夹杂物在吹氩前后、中间包和连铸坯的形貌变化观测结果表明,夹杂物的外形主要为球形和块状的硅酸盐、锰硅酸盐及铝酸盐。
按照由内弧位置1至外弧位置10的顺序,对连铸坯中不同位置的夹杂物总量进行统计,结果如图2所示。
由图2发现夹杂物总量的峰值出现在铸坯厚度内弧1/4区域,这说明有夹杂物的富集区域。
硫印图片的检测结果也说明了这一点,中心偏析和针孔状气泡也是夹杂物的富集区。
图2 连铸坯夹杂物含量由内弧至外弧的分布F ig.2 D istr ibut ion o f inclusions in sla b3.5 夹杂物的来源分析3.5.1 中间包中夹杂物的来源如何进一步降低各个生产环节中的吸氧与二次氧化,乃至进一步降低铸坯中[O],是保证铸坯清洁度的关键。
中间包中显微夹杂主要是SiO2系和SiO2-M nO系夹杂,电子探针分析表明CeO2含量占第11期 张爱民等:连铸板坯中夹杂物的行为研究0.99%,说明显微夹杂中有钢包渣卷入。
同时,在夹杂物中发现有La2O3、Pr6O11和ZrO2。
从发现示踪剂的情况来看,中间包中的SiO2-M nO-FeO系夹杂物、SiO2-MnO-Al2O3系夹杂物、SiO2-CaO-FeO系夹杂物来源于转炉渣、中间包保护渣、钢包到中间包的空气二次氧化、包衬侵蚀物以及脱氧产物。
由此可见,中间包钢水夹杂物是外来夹杂物与脱氧产物的复杂氧化物系。
中间包夹杂物中示踪元素的平均成分为(%): CeO20.29,La2O30.116,Pr6O110.33,ZrO20.80。
根据钢包渣、钢包衬、中间包渣和中间包衬中示踪元素含量,计算出中间包夹杂物中该示踪剂元素所带入比例(%):CeO22.9,La2O31.3,Pr6O1122.2,ZrO2 8.1,合计为34.5%,也就是说,中间包外来夹杂物占夹杂物总量的34.5%。
3.5.2 连铸坯中夹杂物的来源连铸坯中显微夹杂主要是SiO2系、SiO2-M nO 系和SiO2-M nO-Al2O3系夹杂,电子探针分析表明CeO2含量为0.008%～0.330%,说明显微夹杂中有钢包渣卷入。
同时,在夹杂物中发现有La2O3、Pr6O11、K2O、Na2O和ZrO2。
从发现示踪剂的情况来看,连铸坯中这类夹杂物来源于转炉渣、钢包渣、中间包保护渣、结晶器保护渣、钢包到中间包的空气二次氧化、包衬侵蚀物以及脱氧产物。
根据钢包渣、钢包衬、中间包渣和中间包衬中示踪元素含量,可以估算出铸坯中外来夹杂物中该示踪剂元素所带入比例(%):CeO21.4,La2O31.8,Pr6O1116.8,ZrO24.1, (K2O+Na2O)17.5,合计为41.6%,也就是说,连铸坯中外来夹杂物占夹杂物总量的41.6%。
示踪剂的研究结果表明钢包渣、中间包渣和结晶器渣卷入并凝固在铸坯中,中间包渣出现的几率为钢包渣出现的几率的10～12倍;并且结晶器渣出现的几率为钢包渣出现的几率的10～14倍。
示踪剂研究结果还表明,钢包衬和中间包衬的侵蚀物卷入,也是铸坯中夹杂物的来源之一,所占份额约5%。
4 结语(1)本研究通过在炼钢和连铸过程的各个阶段加入不同的示踪剂及其成分含量变化情况,摸清了连铸坯中夹杂物的来源、大小和分布规律。
(2)良好的吹氩操作工艺,对去除钢中夹杂物尤其是大颗粒夹杂物是非常显著的。
在浇注过程中,钢包和中间包衬受到熔损的侵蚀物不同程度地进入渣相。
(3)示踪剂研究结果表明,中间包外来夹杂物占夹杂物总量的34.5%,连铸坯中外来夹杂物占夹杂物总量的41.6%。
同时,钢包衬和中间包衬的侵蚀物卷入,也是铸坯中夹杂物的来源之一,所占份额约5%。
(上接第15页)20%,氧射流对熔池的搅拌能量增加20%～30%,熔池混匀时间缩短10s,射流对熔池的穿透深度增加6%～8%。
(3)在提高供氧强度时,对输氧管道压力损失要进行实测,合理设计氧枪、喷头。
氧枪冷却水系统、氧枪提升机构、烟气净化系统的能力都应与高效吹炼相适应。
(4)提高供氧强度可以加快炼钢过程的氧化速度,熔池脱碳速度平均达到0.41%/min,熔池升温速度平均35℃/m in。
成渣速度加快,吹炼终点时脱磷、脱硫反应偏离平衡的程度分别降低25%和20%。
缩短吹炼时间减少热损失相当于钢水升温8℃,有利于提高炉龄。