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结晶器钢液的控制

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结晶器钢液的控制

信息来源:本站 | 发布日期: 2015-04-24 | 浏览量:
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  结晶器内钢液的流动对结晶器的质量有很大影响。结晶器内不合理的钢液流动会导致铸坯产生许多缺陷,如铸坯内部的气泡和夹杂物、保护渣的卷入、表面缺陷及拉漏等问题。因此,研究结晶器内钢液流动的控制技术,对提高铸坯质量具有重要作用。

  合理的结晶器流场,可使熔融的保护渣在结晶器壁与凝固的坯壳之间形成均匀的渣膜,起润滑作用,减小拉坯阻力,防止漏钢事故的发生, 同时还可以改善铸坯传热条件,提高铸坯表面质量。不合理的结晶器流场会将保护渣卷入到熔池内部,有可能被凝固的坯壳前沿捕捉,形成皮下夹渣,影响铸坯质量。另外,从水口出口出来的高温钢水与结晶器坯壳相碰撞,回流冲刷坯壳使其产生不均匀生长,薄弱之处易出现裂纹及表面缺陷,故要控制注流合理的冲击深度和冲击压力。同时,通过改变钢液的流动状态打断树枝晶,促进等轴晶粒形成,改善铸坯内部的组织结构。合理的钢液流动还可使夹杂物充分上浮。 

  目前,采用电磁搅拌来优化结晶器流场成为提高铸坯质量的重要手段,在连铸生产中得到了广泛应用。结晶器电磁搅拌主要是在钢液凝固初期,通过电磁搅拌的作用,改善钢/渣界面的流动和传热条件,使初始凝固坯壳趋于均匀。电磁搅拌技术还可提高铸坯等轴晶率,是改善铸坯内部组织结构^有效的手段之一。结晶器电磁搅拌应用较多的是方坯连铸。电磁搅拌产生的流动冲刷凝固前沿,打断树枝晶,促进等轴晶粒形成。此外,在浸入式水口中段的一定高度上设置旋转磁场,可控制钢液进入结晶器的流态形成旋流运动。通过旋转磁场来控制水口出流和结晶器内的流动,在同等出流流量条件下冲击深度比直通式水口降低约 50%。同时,随着拉速增加,旋流式水口所产生的液面水平流速更快,这在生产上利于钢水表面融渣。  

  随着连铸拉速的提高,浸入式水口钢液出流的流速不断增大,从水口流出的高温液流对凝固壳的冲击加剧,容易导致坯壳重熔甚至产生拉漏现象,加剧了凝固壳对夹杂物的捕获。在结晶器上设置电磁制动,利用向上的电磁力阻止从浸入式水口流出的钢液并改变其方向,借此减小钢液的穿透深度,促使夹杂物上浮分离,同时,抑制弯月面的波动,防止卷渣。电磁制动主要用于高拉速的薄板坯连铸。新型结晶器电磁制动装置,由上下两对条形磁极组成,上部磁极安装在结晶器液面处以控制液面的波动,下部磁极安装在水口区域以控制下回流的冲击深度,可对结晶器内流场进行全面控制。 

  目前,软接触电磁连铸技术受到广泛的重视。这种技术利用垂直于铸坯表面的电磁压力,将靠近结晶器内壁附近的钢液推离,使保护渣通道宽度增加,渣液渗流畅通,改善铸坯润滑条件,减小拉坯阻力。这种技术可使铸坯表面质量明显改善,同时也使金属内部组织致密,质量明显提高。
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