鑄鐵平板在熔煉過(guò)程中怎樣去除雜質(zhì)
鑄鐵平板是由沖天爐融化生鐵澆注而成,在熔煉的過(guò)程中或是由生鐵不純或者別的原因,在鐵液中會(huì)出現(xiàn)雜質(zhì),去除這些雜質(zhì)才能的保證鑄鐵平板的質(zhì)量。
雜質(zhì)分為兩類:類是防止夾雜物的生成和帶入,二類是去除鋼液中已存在的夾雜物。
主要采取的對(duì)策包括:保護(hù)澆注、中間包冶金技術(shù)、中間包鋼水流動(dòng)控制、中間包覆蓋渣、堿性包襯、中間包電磁離心分離技術(shù)、中間包熱循環(huán)操作技術(shù)、防止下渣和卷渣技術(shù)、結(jié)晶器鋼水流動(dòng)控制、結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)等
采取的一些具體做法如下:
1、使用結(jié)晶器電磁攪拌
結(jié)晶器是連鑄環(huán)節(jié)中后一個(gè)可凈化鋼液的場(chǎng)所,在結(jié)晶器處安裝電磁攪拌裝置,可起到進(jìn)一步降低鋼液中夾雜物含量的作用。由于一般的夾雜物比鋼液輕,在電磁力的作用下,夾雜物向液相集結(jié)并上浮到彎液面被熔渣熔解,同時(shí)攪拌作用也使得與鋼液相接觸的保護(hù)渣經(jīng)常更新,因而上浮的夾雜物容易轉(zhuǎn)移到保護(hù)渣中,并被保護(hù)渣吸收。
可以采用下列方法檢驗(yàn)連鑄過(guò)程對(duì)夾雜物的影響:
(1)檢驗(yàn)鋼水自鋼包到中間包過(guò)程中,鋼水中夾雜的演變過(guò)程。
(2)檢驗(yàn)中間包及中間包覆蓋劑對(duì)夾雜去除效果的影響。
(3)檢驗(yàn)鋼水自中間包到結(jié)晶器過(guò)程中,鋼水中夾雜的演變過(guò)程。
(4)檢驗(yàn)結(jié)晶器保護(hù)渣對(duì)夾雜物去除效果的影響。
(5)檢驗(yàn)鑄坯中夾雜的種類、分布、形貌、粒度,推演其來(lái)源。
(6)檢驗(yàn)經(jīng)軋制后鑄坯中夾雜的粒度、形貌變化。
2、防止鋼包渣、中間包渣和結(jié)品器保護(hù)渣的卷入
鋼包渣、中間包渣和結(jié)晶器保護(hù)渣被卷入鋼液后將直接成為鋼液中的夾雜物或夾渣。鋼包渣在一爐鋼水澆注后期易進(jìn)入中間包。中間包渣的卷入是由于中間包入口處鋼液擾動(dòng)導(dǎo)致的,結(jié)晶器渣的卷入主要是由于結(jié)晶器內(nèi)鋼液面的擾動(dòng)導(dǎo)致的,針對(duì)這幾種情況,相應(yīng)地有三種防止方法。
(l)為防止鋼包渣進(jìn)入中間包,可采用下渣檢測(cè)技術(shù)。電磁檢測(cè)法目前已被國(guó)際上廣泛運(yùn)用,在鋼流周圍放置兩個(gè)單線圈,一個(gè)產(chǎn)生電磁場(chǎng),另一個(gè)接受感生電流:由于鋼和渣的透磁性相差很大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流電壓有很大的區(qū)別,將信號(hào)輸出放大后,可發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并啟動(dòng)滑動(dòng)水口將注流關(guān)閉。
(2)為防止鋼水進(jìn)入結(jié)晶器時(shí),在水口上方產(chǎn)生旋渦而使中包渣卷入結(jié)晶器,通常可采用塞棒及控制中包鋼液面高度的方法。為了減少鋼液卷渣,須保證鋼液面高于產(chǎn)生旋渦的臨界高度。
(3)為防止結(jié)晶器保護(hù)渣進(jìn)入鋼液,應(yīng)采用形狀適宜的浸入式水口,并保證浸入式水口的插入合理,既要避免過(guò)淺造成鋼液面翻滾卷渣,又要避免過(guò)深造成鋼液的沖擊過(guò)深將夾雜物直接帶入鋼液。
另外應(yīng)避免拉速波動(dòng)大導(dǎo)致結(jié)晶器液面波動(dòng),進(jìn)而發(fā)生卷渣。
3、防止耐火材料的沖蝕
采用的耐火材料能減少鋼中大型夾雜物的數(shù)量。耐火材料的選擇應(yīng)視鋼種而定。例如,當(dāng)鋼含錳大于4時(shí),應(yīng)采用游離硅酸鹽低的耐火材料,可減輕耐火材料的蝕損,鋼包及中間包宜用高鋁質(zhì)耐火材料;當(dāng)澆深沖鋁zhenjing鋼時(shí),中間包工作層宜采用鎂質(zhì)隔熱板,或用鎂質(zhì)涂料,以減少耐火材料的剝落,提高耐沖蝕能力。
4、防止鋼液的二次氧化
鋼液的二次氧化是指鋼液脫氧后,繼續(xù)和空氣中的氧或其他氧化物作用,使鋼中的氧含量升高。為了防止鋼液的二次氧化,應(yīng)對(duì)鋼液進(jìn)行保護(hù)澆注,具體措施如下:
(l)注流的保護(hù)。鋼液注流的保護(hù)包括鋼包注流的保護(hù)和中間包注流的保護(hù)。通常有長(zhǎng)水口、浸入式水口及惰性氣體屏蔽等方法。通過(guò)注流保護(hù)澆注,既可以防止注流的二次氧化,又可避免澆注時(shí)鋼流沖擊液面使鋼液裸露而造成的二次氧化。
(2)合理使用中間包覆蓋劑。為了防止鋼液的二次氧化,生產(chǎn)高純凈鋼,僅僅靠對(duì)注流的保護(hù)是不夠的,因?yàn)橹虚g包內(nèi)高溫鋼液裸露于空氣中,同樣會(huì)受到空氣的污染,因此減少鋼液的二次氧化的另一措施就是在中間包內(nèi)加覆蓋劑。從提高鋼水清潔度的角度來(lái)講,覆蓋劑應(yīng)具備隔絕空氣、絕熱保溫、吸收從鋼液中分離出來(lái)的非金屬夾雜物的功能。目前使用的覆蓋劑有三種:酸性:典型的為炭化稻殼,絕熱性好,成本低,但不利于吸收中間包中上浮的夾雜;中性:典型的為SiO2-A12O3質(zhì)材料,有一定的絕熱性,成本較低,有吸收夾雜的能力;堿性:以MgO或白云石為基的材料,吸收夾雜能力強(qiáng),但絕熱性能不好,易產(chǎn)生保護(hù)渣結(jié)殼現(xiàn)象。有研究表明高的堿性覆蓋劑的使用效果比酸性和中性覆蓋劑的使用效果好。
(3)合理使用結(jié)晶器保護(hù)渣。在結(jié)晶器中高溫鋼液面上加入低熔點(diǎn)的渣,會(huì)迅速形成粉渣層,燒結(jié)層和液渣層三層結(jié)構(gòu),并均勻地覆蓋整個(gè)鋼液面,將空氣與鋼液隔開,地阻止空氣中的氧進(jìn)入鋼液。但是,渣中氧化物(如FeO)的存在會(huì)增加渣金界面的氧勢(shì),提高了液渣層中氧的擴(kuò)散速率,cujin空氣中的氧經(jīng)過(guò)渣層進(jìn)入鋼液中,因此一般要求保護(hù)渣中FeO<4,有的要求小于1。