連鑄鋼水的要求

對連鑄鋼水質量的基本要求

與傳統的模鑄相比，連鑄對鋼水質量提出了更嚴格的要求。所謂連鑄鋼水質量主要是指：

(1)鋼水溫度：連鑄鋼水的要求是6個字，即高溫、穩定、均勻。由于連鑄多了中間包熱損失，故出鋼溫度比模鑄高20～50℃。

(2)鋼水純凈度：最大限度的降低有害雜質(如S、P)和夾雜物含量，以保證鑄機的順行和提高鑄坯質量。如鋼水中S含量大于0.03％，容易產生鑄坯縱裂紋，鋼水中夾雜物含量高，容易造成弧形鑄機鑄坯中內弧夾雜物集聚，影響產品質量。

(3)鋼水的成分：保證加入鋼水中的合金元素能均勻分布，且把成分控制在較窄的范圍內，保證產品性能的穩定性。

(4)鋼水的可澆性，要保持適宜的穩定的鋼水溫度和脫氧程度，以滿足鋼水的可澆性。如鋁脫氧，鋼水中Al₂O₃夾雜含量高，流動性差，容易造成中間包水口堵塞而中斷澆注。

因此要根據產品質量和連鑄工藝要求，對連鑄鋼水溫度、成分和純凈度進行準確和適度的控制，有節奏地、均衡地供給連鑄機合格質量的鋼水是連鑄生產順利的首要條件。對模鑄來說，如果鋼水質量不合格，還能湊合澆注，即使一個模子發生事故，不會影響整個澆注進程。而對連鑄來說，如果鋼水質量不合格造成結晶器漏鋼，那就不是連續鑄鋼而是連續麻煩了。因此我們應轉變觀念，不能用搞模鑄的辦法來搞連鑄。必重視鋼水質量。

對連鑄鋼水澆注溫度有哪些要求

合理選擇澆注溫度是連鑄的基本參數之一。澆注溫度偏低，會使1)鋼水發粘，夾雜物不易上泳；2)結晶器表面鋼水凝殼，導致鑄坯表面缺陷；3)水口凍結，澆注中斷。澆注溫度太高會使1)耐火材料嚴重沖蝕，鋼中夾雜物增多；2)鋼水從空氣中吸氧和氮；3)出結晶器坯殼薄容易拉漏；4)會使鑄坯柱狀晶發達，中心偏析加重。

如果說不合適的澆注溫度在模鑄時還能勉強澆注，而連鑄時就會造成麻煩(如拉漏、凍水口)，因此對連鑄鋼水溫度要比模鑄嚴格得多。對連鑄鋼水溫度的要求是：

(1)高溫，由于增加了中間包熱損失，中間包水口小，澆注時間長，因此鋼水溫度比模鑄高20～50℃，才能順利澆注。

(2)均勻，實際上鋼包內鋼水溫度是上下偏低，而中間溫度高，這樣會造成中間包鋼水溫度也是兩頭低中間高，不利于澆注過程的控制，因此要求鋼包內鋼水溫度上下均勻。

(3)穩定，連澆時供給的各爐鋼水溫度不要波動太大，保持在10～20℃范圍內。

如何確定澆注溫度

連鑄澆注溫度是指中間包鋼水溫度。鋼水澆注溫度包括兩部分：一是鋼水凝固溫度(也叫液相線溫度)，因鋼種不同而異。二是鋼水過熱度，即超過凝固溫度的值。以Tc代表澆注溫度，TL代表液相線溫度，△T代表鋼水過熱度，則：

Tc=TL+△T

計算TL有不同的公式，常用的公式如下：

TL=1537℃-[88C％+8Si％+5Mn％+30P％+25S％+5Ca％+4Ni％+2Mo％+2V％+1.5Cr％]

如Q235鋼(原A3鋼)合金化后鋼包鋼水成分為：C0.15％、Si0.25％、Mn0.45％、P0.025％、S0.025％。將各成分代入公式得：

T=L1537℃-[88×0.15+8×0.25+5×0.45+30×0.025+25×0.025]=1518℃

也就是說，鋼水開始凝固溫度為1518℃。對于C=0.10～0.20％鋼，鋼水凝固溫度一般波動在1510～1520℃。

過熱度△T的確定原則與產品質量有關。對于中厚板材，為減輕鑄坯內部裂紋和中心偏析，△T以偏低為好(10～15℃)。這樣根據鋼種計算得到了液相線溫度，再加上過熱度就可得到澆注溫度。也就是說澆注過程中間包所需要保持的鋼水目標溫度，實踐證明，控制好中間包鋼水目標溫度是保證連鑄機產量和鑄坯質量的關鍵工藝參數。必須予以充分重視。

如何確定出鋼溫度

當中間包鋼水目標溫度確定之后，如何確定煉鋼爐的出鋼溫度呢?出鋼溫度可表示為：

T出=TC+△Tl+△T2+△T3+△T4

△T1為出鋼溫度損失。對轉爐出鋼溫度損失的經驗數據是：大于50t轉爐，出鋼時間為3～6min，平均溫降為10℃/min；小于50t轉爐，出鋼時間為2～4min，平均溫降為15℃/min；一般出鋼溫降在40～60℃。

△T2為吹氬攪拌(或其他爐外處理)鋼水溫降(轉爐吹氬時間一般為3～5min)。吹氬鋼水溫降與鋼包容量、吹氬時間有關。吹氬引起的溫降為4～6℃/min。

△T3為鋼包運輸、靜置時的鋼水溫降。鋼包內鋼水自然溫降與鋼包襯耐火材料質量、鋼包加覆蓋劑或加蓋等有關。一般為1～1.5℃/min。

△T4為澆注過程中鋼水溫降，一般是小于1℃/min。

以某廠50t鋼包為例，鋼種為Q235，計算得TL=1510℃，測定的各階段鋼水溫度損失為：△T1=60℃，△T2=30℃，△T3=6℃，△T4=45℃，所以T出：

T出=1510+30+60+30+6+45=1681℃

也就是說出鋼溫度為1681℃。

出鋼后鋼包在各階段的鋼水溫降，可用插入式熱電偶進行實際測定，進行統計分析，得出平均值。然后制成圖或表來指導生產。也可以根據鋼中碳含量與鋼水溫度關系作成圖來得出各階段的溫度損失，如C=0.2％，T出鋼=1630℃，吹氬后鋼水溫度1610℃，中間包溫度在1560～1540℃，TL=1520℃。

連鑄鋼水溫度控制的原則

連鑄工藝要求鋼水出鋼溫度高，澆注溫度波動窄，這就使鋼水溫度控制難度增加。因此，控制鋼水溫度的出發點，首先是盡可能減少鋼包過程溫降以降低出鋼溫度；其次盡可能穩定煉鋼操作，提高出鋼溫度的命中率，避免高溫出鋼；第三加強生產調度和鋼包周轉。

降低出鋼溫度可帶來一系列好處：

(1)減少爐襯浸蝕，提高轉爐爐齡；

(2)減少鐵氧化損失，縮短吹煉時間，提高生產率；

(3)減少對耐火材料的浸蝕，提高鋼質量；

(4)有利于穩定冶煉工藝，便于轉爐與連鑄的配合。

減少鋼包過程溫降有哪些措施

影響鋼包過程溫降最突出的因素是鋼包容積、包襯材質及使用狀況。生產實踐表明，下述保溫措施是行之有效的。

(1)鋼包加砌絕熱層，減少包襯散熱損失。如110t鋼包加砌30mm厚的絕熱層，溫降速度比無絕熱層平均降低20～40％，出鋼后40min，包內鋼水溫度降低17～20℃。

(2)鋼包高溫烘烤：如70t鋼包采用快速烘烤裝置，烘烤15min包襯溫度可達850℃以上，烘烤的鋼包平均溫降由80～90℃減少到30～60℃。

(3)紅包出鋼：加快鋼包周轉，提高鋼包襯溫度。35t鋼包紅包出鋼，可使出鋼溫度平均下降17℃。

(4)采用滑動水口代替塞棒式水口，這不僅可以加快鋼包周轉，提高包襯溫度；還可以增加鋼包工作的可靠性。

(5)鋼包表面加碳化稻殼或保溫材料，減少熱損失。

(6)鋼包加蓋。這一方面可使鋼包長時間有效保溫，還可使鋼液面上的熔渣保持為液態，便于注后清渣，另外可減少包襯散熱，提高鋼包溫度。

采用上述措施，可以減少鋼包過程溫降，有利于連鑄鋼水溫度的穩定性。

調節鋼水溫度有哪些措施

在實際生產中，由于原料和操作等因素的影響，往往出鋼溫度控制得不那么準確，往往都是比預定的出鋼溫度要高。為滿足連鑄澆注溫度的要求，出鋼后對鋼水溫度進行調節，一般的方法是：

(1)攪拌法。在鋼包頂部或底部吹入氬(或氮)氣攪拌鋼水。使鋼包上下部溫度和成分均勻。

(2)攪拌+冷廢鋼。在吹氣攪拌的同時，加入輕型廢鋼，借助于廢鋼熔化吸熱來降溫。鋼水溫度降低1℃，需加廢鋼0.7kg/t。

如果按預定目標溫度出鋼，鋼水又要進行爐外精煉處理，由于處理過程中的熱損失，就不能保證所要求的中間包澆注溫度，這樣需要在鋼包進行熱補償，采用方法有：

(1)電弧加熱法：利用石墨電極產生高溫電弧(4000℃)加熱鋼水。鋼包容量越大，加熱效率越高。如20t鋼包，加熱效率為30％，250t鋼包，加熱效率為75％，升溫速度為3～6℃/min。

(2)感應加熱法：利用線圈產生的交流磁場在鋼水中產生感應電勢使其鋼水加熱。加熱效率可達70％，升溫速度為2.5℃/min。

(3)等離子加熱法：氣體(如氬、氮)被加熱到高溫會變成等離子狀態，利用高溫等離子體(溫度可達3000℃以上)來加熱鋼水，升溫速度為5～6℃/min，熱效率可達70～80％。

(4)化學法：在鋼包內加入發熱元素(如鋁)并同時吹氧使鋁氧化放出大量熱量以加熱鋼水，如270t鋼包，升溫速度可5～10℃/min。

(5)氧燃加熱法：利用氧氣和燃料(油、煤)同時噴到鋼水表面，形成高溫火焰以加熱鋼水，熱效率為35％，加熱速度為1℃/min。

為控制好鋼水溫度，在操作上應注意哪些問題

鋼水溫度的控制，受現場操作的影響很大。在實際生產中，由于溫度控制不當而發生事故，是屢見不鮮的。由于各生產廠的條件不同，考慮控制溫度的操作也不盡相同。一般來說。要控制好鋼水溫度，必須注意以下幾點：冶煉過程的控制(如鐵水成分、廢鋼、新、老爐等)；出鋼口要打好，用大孔徑出鋼，以縮短出鋼時間；鋼包和中間包均采用絕熱性能良好的耐火材料，使包襯溫降到最低值；鋼包、中間包加覆蓋劑和蓋子；利用紅包出鋼和滑動水口；分批加入塊度合適的鐵合金塊；鋼包傳遞時間不要耽誤等。