連鑄坯最終被污染的程度取決于鋼水二次氧化程度。提高連鑄坯潔凈度，就是要減少內(nèi)生和外來夾雜物，尤其是大顆粒夾雜物的數(shù)量。關(guān)鍵就是防止鋼水在連續(xù)澆注過程中的二次氧化。保護澆注是連鑄機澆注過程中防止鋼水二次氧化的工藝技術(shù)，它對鑄坯質(zhì)量和連鑄機生產(chǎn)都有重要影響。如果沒有采取良好的保護澆注措施，鋼水就不可避免地與空氣接觸，造成二次氧化，降低了鋼中溶解鋁的含量。同時，對生產(chǎn)的穩(wěn)定順行也造成一定影響，特別是生產(chǎn)SPHC等含Al鋼種時，極易出現(xiàn)“套眼”(水口結(jié)瘤)問題。研究人員通過長期跟蹤試驗，對保護澆注措施進行了優(yōu)化改進。
1連鑄過程鋼水二次氧化的主要環(huán)節(jié)
·鋼包到中間包的鋼水注流與空氣接觸氧化；
·第一爐中間包開澆初期鋼水裸露氧化；
·中間包鋼水沖擊區(qū)；
·中間包注流澆注過程二次氧化。
2鋼包注流保護澆注的優(yōu)化
為了防止鋼包到中間包的鋼流與空氣接觸，設(shè)計了帶吹氬溝槽的鋁碳質(zhì)鋼包長水口，使鋼包長水口與鋼包下水口呈嚙合連接。在連接處吹入氬氣，形成氬氣氣幕，防止空氣進入，起到了一定保護澆注作用。同時，還設(shè)計了纖維水口密封圈，放置在鋼包下水口與鋼包長水口碗之間。通過液壓把持器擠壓密封，更有效地防止了氬氣被鋼流吸入。
為了提高保護澆注效果，在長期生產(chǎn)操作實踐中，研究了“一清、三正、快插入”操作法。一清，是指每爐鋼進入長水口前，使用氧氣清理干凈鋼包長水口碗內(nèi)的冷鋼，保證水口密封圈完全放入鋼包長水口碗內(nèi)。三正:一正，是指纖維水口密封圈在鋼包長水口碗內(nèi)放正，保證密封圈與水口良好接觸；二正，是指掛鋼包長水口時，鋼包下水口和鋼包水口對正后再對接，防止密封圈被碰壞；三正，是指鋼包在澆注過程中保證長水口放正、掛直，保持長水口與中間包鋼液面垂直，避免傾斜、碗部產(chǎn)生縫隙而吸入空氣?？觳迦?，每爐鋼包轉(zhuǎn)至澆注位，開澆后迅速降落鋼包，將長水口插入中間包鋼液面以下開澆，防止開澆時鋼水二次氧化。
3中間包初期鋼水的保護措施
投產(chǎn)初期，中間包第一爐在開澆前期基本沒有保護澆注措施，二次氧化嚴重，經(jīng)常出現(xiàn)開澆前期“套眼”、坯頭皮下氣泡等生產(chǎn)質(zhì)量問題。為了解決該問題，在中間包第一爐開澆期間采取了保護措施。一是，第一爐鋼包開澆前，先在包底加入一層中間包覆蓋劑，防止開澆前期鋼水裸露。二是，第一爐鋼包開澆前，在中間包沖擊區(qū)加入硅鈣塊，對鋼水進行脫氧。三是，采取中間包預(yù)吹氬技術(shù)。該技術(shù)的工藝原理是:在開澆前的規(guī)定時間內(nèi)，向中間包內(nèi)吹入一定量的氬氣。由于氬氣的密度比空氣小，在中間包內(nèi)擴散后，將包內(nèi)空氣排出。從而使中間包內(nèi)形成氬氣氛圍，阻止了空氣與鋼水接觸，有效地避免了鋼水二次氧化。
通過以上措施實施，使開澆初期鋼水二次氧化程度得到抑制，有效避免了開澆初期鋼水二次氧化、“套眼”、坯頭皮下氣泡等問題。
4中間包沖擊區(qū)保護澆注措施
在鋼包澆注過程中，中間包沖擊區(qū)是需要采取保護澆注措施的區(qū)域之一。原因在于，當(dāng)鋼流沖擊到包底后反彈回流至鋼水液面，造成沖擊區(qū)鋼水液面翻鋼，覆蓋劑難以形成穩(wěn)定的保護層，造成鋼水二次氧化。
經(jīng)過實踐研究，采取了以下措施。一是，優(yōu)化鋼包長水口長度和內(nèi)孔尺寸，保證插入中間包鋼液面的合理深度，通過鋼水靜壓力減輕鋼水上浮沖擊力；改變鋼包長水口內(nèi)孔尺寸減輕了注流沖擊力。二是，對中間包穩(wěn)流器進行優(yōu)化，改變穩(wěn)流器沖擊區(qū)大小及沖擊區(qū)深度，使鋼水注入穩(wěn)流器后，其沖擊力及流量得到合理釋放，減輕反彈注流對中間包鋼液面的沖擊，減輕了翻鋼問題。三是，通過控制中間包鋼渣合適的厚度和性能，保證鋼渣具有良好的覆蓋性。四是，制定了鋼包長水口定時更換制度，避免在澆注過程中鋼包水口渣線侵蝕嚴重，甚至渣線斷裂問題。
5中間包注流保護澆注
板坯連鑄機采用浸入式水口澆注，在澆注過程中，由于鋼流流動造成對空氣的抽吸作用，將空氣吸入鋼液中，造成鋼水污染。為了防止空氣被吸入，在中間包上水口與浸入式水口之間通入氬氣保護，在上水口下表面上制作氬封環(huán)，氬氣通過氬氣孔進入氬封環(huán)，在鋼流周圍形成環(huán)形氬氣環(huán)，防止空氣吸入鋼流。
通過對保護澆注措施的優(yōu)化改進，鋼中平均氮、氧氣體含量分別由原來66.81ppm、68.79ppm，降低至31.26ppm、33.82ppm，取得了明顯的效果。鑄坯質(zhì)量良好，無表面及皮下氣泡(針孔)。中碳及中碳合金系列鋼種中心偏析控制在B類1.5級，中心疏松0.5～1.0級。船板系列包晶合金鋼和高碳鋼，中心偏析控制在B類1.0級，中心疏松0.5～1.0級。管線系列鋼種，中心偏析控制在A類0.5級，基本無中心疏松現(xiàn)象，鑄坯表面及內(nèi)部質(zhì)量控制良好。
(來源：世界金屬導(dǎo)報）
