冷镦钢10B21水口结瘤原因及改进措施.pdf
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1、分析了冷镦钢10 B21浇注过程水口结瘤的原因,并提出了相应的改进措施。通过降低钢水初始氧含量、调整顶渣料与脱氧合金配比、优化钙处理工艺以及软吹工艺、连铸改善中间包和水口的烘烤效果、加强保护浇注防止钢水二次氧化,有效改善了钢水流动性和可浇性,解决了冷镦钢10 B21浇注过程水口结瘤的问题。关键词冷镦钢水口结瘤钙处理保护浇注CAUSESANDIMPROVEMENTMEASURES OFNOZZLE CLOGGINGOFABSTRACT The reasons for nozzle clogging in the casting process of cold heading steel 10B2
2、1 is analyzed andcorresponding improvement measures are putted forward.By reducing the initial oxygen content of molten steel,adjustingthe ratio of top slag and deoxidizing alloy,optimizing the calcium treatment process and the soft blowing process,improvingthe preheating effect of continuous castin
3、g tundish and nozzle,strengthening the protective pouring to prevent the secondaryoxidation of molten steel,the fluidity and pourability of molten steel is improved and the nozzle clogging in the casting processof cold heading steel 10B21 is solved.KEY WORDS Cold heading steel Nozzle clogging Calciu
4、m treatment Protective casting0前言随着我国现代化汽车制造、家用电器等行业的迅速发展,对冷镦工艺制造的高档标准件需求逐年上升,其中高强度冷镦钢10 B21广泛应用于标准件行业,前景十分广阔。安钢自成功开发该产品后,生产量稳步增加,成为公司重要创效的产品之一。冷钢10 B21由6 机6 流小方坏浇铸,断面为150 mm150mm。由于10 B21主要采用Al、Ti、B等元素微合金化处理,随着连浇炉数增加,析出的中间包浸人式水口结瘤物会越来越多,出现严重堵塞水口,常需要烧氧处理,甚至会造成连铸断浇,扰乱了正常的生产秩序;且水口结瘤钢种C10B210.19 0.221.
5、3连铸工艺参数物的脱落通过结晶器进入钢液后,造成铸大颗粒夹杂增多,恶化铸坏质量。笔者通过对10 B21生产跟踪,对水口结瘤物的主要来源及形成原因进行了分析,并采取相应控制措施,有效地解决了该钢种在连铸生产中出现水口结瘤的问题,提高了冷镦钢铸坏的质量及合格率,保证了生产顺行。1生产工艺流程和工艺参数1.1生产工艺流程高炉铁水10 0 t顶底复吹转炉10 0 tLF炉精炼一6 机6 流方坏连铸机。1.2钢水成分10B21熔炼化学成分控制范围见表1。表1熔炼化学成分成分1%SiMn 0.100.80 1.00P0.025S0.025连铸主要工艺设备参数与控制要求见表2。A10.020Ti0.0300
6、.050B0.001 0 0.005 0 联系人:贾黎杰,工程师,河南.安阳(4550 0 4),安阳钢铁集团有限责任公司技术中心;收稿日期:2 0 2 2-0 4-102023年第1期2水口结瘤机理分析停浇水口中的结瘤物外观如图1所示。取结瘤物做电镜分析,结瘤物主要是A1、T i 的氧化物,Ca/A1比明显偏低,结果见图2 和表3。铝脱氧的冷镦钢10 B21在转炉和LF炉脱氧冶炼过程中会形成高熔点的A1203、Ca S、A 12 0,TiO,等夹杂物,如果LF末期钙处理不好,在浇注过程中,当钢水经中间包上水口流入结晶器时,高熔点的夹杂物就容易粘附在塞棒头位置和上水口内壁,在水口壁和碗部形成结
7、瘤物质,严重影响塞棒的控流作用。随着钢水浇注的进行,水口结瘤物的析出、附着、聚集长大越来越严重,水口过钢量逐渐减小,严重时直至连铸停浇。3水口结瘤物来源分析3.1铝脱氧产物(A1,O,)的形成浇注过程中有脱氧产物A120,夹杂在水口内壁附着沉积,引起水口堵塞,说明钢水在精炼、浇注过程中AI】有氧化,生成大量尖锐状且熔点较钢种10B211512表3 结瘤物主要成分元素重量百分比OK46.28AIK32.62CaK6.93TiK7.42MnK1.01FeK3.78CK1.96总量100.003.2钙处理效果不好由于钙处理不得当,没有使高熔点脆性的CaO-A12O,系夹杂转变为含钙量较高的低熔点钙铝
8、酸盐夹杂(如12 Ca07A1,0),以及钢中铝脱氧产物没有很好上浮固定在精炼渣中,致使钢水中有Ca0A1,03、Ca 0 2A1,0;等高熔点的铝酸钙。3.3含铝钛系氧化物(A12O,TiO2)的产生钛与铝具有相似的活泼性,钛在钢水中极易被氧化成A1,03TiO2,相比于纯A1,0,夹杂,含钛氧化物与钢液间的润湿性更好,且由于该类夹杂物比重大,在流经水口时极易在水口壁停滞,形成更为严重的浸人式水口结瘤、堵塞问题。3.4钢水中CaS产生钢中加人的Ca除与A120,反应外,还能与钢河南冶金高的A1,03夹杂。400um电子图像1图2 结瘤物电子图像表2 连铸主要工艺参数液相线温度/中间包钢水温度
9、/15351550%中的S反应生成CaS,随着硫含量的增加,易在钢原子百分比水中形成高熔点的CaS(熔点为2 450),从而61.50影响钢水的流动性,引起水口堵塞。若钢中S含25.70量过高,Ca优先与钢中的S结合生成CaS,为提3.67高钙处理转变为12 Ca07A120,的效率,使Ca3.29与A120,结合,应将钢水中的S含量控制在0.0 1%0.39以内。1.443.5操作不当,使钢水二次氧化3.47浇注过程前期准备和操作不当,导致钢水发生二次氧化,从而生成高熔点夹杂物聚集在水口。由于钛铝镇静钢对于二次氧化非常敏感,在发生二次氧化后,A1/Ti与O的复合夹杂物数量明显增多,且其极易在
10、水口耐材表面沉积。4控制方法和改进措施4.1转炉出钢工艺优化(1)转炉终点控制。转炉钢水终点含氧量过高会造成钢中Al、B、T i 大量氧化,是后期产生大量氧化物夹杂的主要原因,因此降低钢水初始氧含量可减少脱氧产物,减少初生夹杂物的数量。通过加强终点控制和管理,转炉冶炼终点C含量平均值从0.0 7 6%提高至0.0 93%,最小值从0.0 57%提高至0.0 7 2%,大幅降低了钢水初始氧含量。(2)转炉出钢顶渣加入工艺的改进。转炉出钢顶渣料:石灰加人量从2 0 0 3 0 0 kg提高47图1结瘤物形貌谐图112满量程7 2 57 cts光标:3.6 7 9(442 7 cts)浸入式水口内径
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