連鑄鋼水成分控制

連鑄鋼水成分控制有哪些要求

鋼水成分的控制首先應滿足鋼種規格的要求。鋼水中含的元素大致可分為以下幾類：

(1)合金元素：有意加入到鋼中，使其達到規定的成分范圍，保證鋼的機械性能和使用性能。

(2)雜質元素：是指不希望在鋼中存在的，也不是有意加入的元素，對鋼的性能起有害作用。

(3)殘余元素：是指由原材料(如廢鋼)，或耐火材料帶入鋼中而不是有意加入的元素如砷(As)、銻(Sb)、錫(Sn)、銅(Cu)等，它們對鋼的熱脆性、腐蝕性有不良影響。

(4)微量元素：有意加入鋼中的元素，如加入鋼中硼(B)、鈮(Nb)、釩(V)、鈦(Ti)改變產品某一性能，其含量均小于0.1％。

鋼中這些元素有的是有意加入的，有的是因去除不凈留下來的，它們對鋼水的澆注性能和產品質量有重要影響。對連鑄鋼水成分控制的要求是：

(1)成分穩定性：為保證多爐連澆時工藝操作穩定性和鑄坯質量的均勻性，必須要求把各爐鋼水成分控制在較窄的范圍內，來保證各爐鋼水成分的相對穩定。

(2)鋼水可澆性：中間包水口直徑小，澆注時間長，必須保證鋼水具有良好的流動性，不堵塞、凍結水口。

(3)抗裂紋敏感性：由于鑄坯在連鑄機內邊運動邊凝固，受到外力作用和冷卻水的強制冷卻，坯殼容易產生裂紋，因此對鋼的高溫力學性能有強烈降低作用的元素，如硫(S)、磷(P)、應加以限制，以提高鑄坯抗裂紋的能力。

(4)鋼水純凈度：應盡可能減少鋼水在澆注過程中的再污染，減少或杜絕鋼中夾雜物的來源，提高產品質量。

連鑄鋼水常規成分控制有哪些要求

澆注過程中對鋼水常規元素的控制要求是：

碳(C)：是對鋼的性能影響最大的基本元素。若多爐澆注時，各爐之間鋼水中碳含量差別要求小于0.02％。實踐證明，鋼中C=0.12～0.17％，連鑄坯易產生縱裂、角裂，甚至造成漏鋼事故。為了減少這類鋼對裂紋的敏感性，通常在保證機械性能的前提下，把鋼的含碳量控制在0.16～0.22％范圍內，而把錳(Mn)含量提高到0.7～0.8％。

硅(Si)、錳(Mn)含量控制：硅、錳含量既影響鋼的機械性能，又影響鋼水的可澆性。首先要求把鋼中硅、錳含量控制在較窄的范圍內(波動值Si士0.05％、Mn士0.10％)，以保證連澆爐次鑄坯中硅、錳含量的穩定。其次要求適當提高Mn/Si比。Mn/Si大于3.0，可得到完全液態的脫氧產物，以改善鋼水的流動性。因此，應在鋼種成分允許的范圍內適當增加Mn/Si比，使生成的脫氧產物(MnO·SiO₂)為液態。如以Q235鋼為例，規格成分Si為0.12～0.30％，Mn為0.4～0.6％。如按成分中限控制，Mn/Si比為2.5，此時脫氧產物為SiO₂，它熔點高呈固態，使鋼水的流動性變差，影響了鋼水的可澆性。如將Si按中、下限控制，Mn按中、上限控制，把Mn/Si比控制在3.0左右，此時鋼水的脫氧生成物為液態的硅酸錳(MnO·SiO₂)，改善了鋼水流動性，保證了連鑄順利。

因此，在成分規格范圍內，調整Si、Mn含量，保持Mn/Si大于3.0，以改善鋼水的可澆性，這是連鑄硅鎮靜鋼的一個特點。

連鑄鋼水其他元素含量控制有哪些要求

鋼中的碳和合金元素(硅Si、錳Mn、鉻Cr、鎳Ni)含量應按鋼種規格要求進行嚴格控制，還應對其它元素進行嚴格控制。

有害元素(硫S、磷P)含量：S、P是由原料中帶入的。除個別鋼種(如易切削鋼)要求含有較高S外，絕大部分鋼種，根據產品用途對S、P含量有一定的限制。S對鋼的熱裂紋敏感性有突出的影響，S大于0.025％時，鋼的延性有明顯的下降，鑄坯裂紋加重；P會使鋼的晶界脆性增加，裂紋敏感性增強。因此對于連鑄鋼水要求S小于0.03％，最好S小于0.025％，或S+P小于0.050％才能防止鑄坯產生熱裂紋。

目前，世界各國不少工廠利用鐵水預處理和爐外精煉的方法來降低鋼中S、P含量，有的產品如石油管線用鋼要求鋼中S含量小于0.005％。

殘余元素含量：鋼中殘余元素如銅、錫、鉛、銻等，通常是由廢鋼帶入的，而在冶煉中不能去除而殘留在鋼中。連鑄坯在冷卻過程中由于鐵的氧化，這些元素在晶界富集，造成鑄坯表面裂紋。因此應精選廢鋼或廢鋼搭配使用，控制鋼水中銅小于0.2％，錫、砷、銻含量小于0.10％。

微量元素：為了改善鋼的使用性能，出鋼合金化時，有意加入微合金元素，使其在鋼水中保持其一定含量，如鋼中含有微合金元素鈮Nb、釩V，可提高鋼的韌性，增加抗硫化氫腐蝕能力。

連鑄硅鎮靜鋼成分控制有哪些特點

根據鋼水脫氧翟度的不同，可分為鎮靜鋼、沸騰鋼和半鎮靜鋼3類。

目前，連鑄只能澆鎮靜鋼。而連鑄鎮靜鋼還可分為硅鎮靜鋼和鋁鎮靜鋼。

所謂硅鎮靜鋼，就是出鋼時在鋼包中加入硅鐵和錳鐵進行脫氧合金化。終脫氧不用鋁或用少量的鋁。硅鎮靜鋼(如20MnSi)主要是做鋼筋，廣泛應用于建筑行業，是小方坯連鑄的一個主要鋼種。

而小方坯連鑄一般是敞開澆注，中間包采用定徑水口。連鑄硅鎮靜鋼常發生的問題：(1)如終脫氧不用鋁，常發生脫氧不良，結晶器內鋼水生成一氧化碳(CO)氣體而鑄坯產生皮下氣泡。(2)如終脫氧用鋁，而加鋁量控制不當，鋼水中Al₂O₃夾雜會使定徑水口堵塞，影響澆注的正常進行。(3)結晶器鋼水面生成浮渣太粘甚至呈固態，容易在鑄坯表面形成夾渣，常常造成拉漏事故。

因此連鑄硅鎮靜鋼，為了解決上述3個問題，在鋼水成分和脫氧控制上應注意以下幾點：

(1)控制鋼水成分中的Si、Mn量，使其Mn/Si比保持在3.0左右，以使結晶器鋼水面的浮渣呈液態，防止生成表面夾渣。

(2)終脫氧適當加鋁。加鋁量既要能使鋼水完全脫氧，在結晶器鋼水凝固時鑄坯不形成皮下氣泡，又要在鋼水中不形成單獨的Al₂O₃夾雜，以防止堵塞水口。理論和實踐經驗指出，鋼中酸溶鋁含量在0.006～0.008％時，可以滿足要求。因此，在鋼包加200～300g/t鋼鋁終脫氧，同時加lkg/t鋼的Si-Ca合金脫氧。