澆注過程鋼水二次氧化

1、澆注過程鋼水二次氧化作者：蔡開科 發(fā)布日期：2010-6-21 收藏評(píng)論沒有找到想要的知識(shí)刖言 當(dāng)轉(zhuǎn)爐吹煉到終點(diǎn)時(shí)，鋼水中溶解了過多氧稱為溶解氧O溶(或ao)。出鋼時(shí)鋼水脫氧合金化的目的：把鋼水中O溶脫掉，轉(zhuǎn)變?yōu)槊撗鯅A雜物一一夾雜物工程；合金化達(dá)到規(guī)定的鋼種成分(C、Si、Mn、Als)。經(jīng)過脫氧和爐外精煉操作(吹A(chǔ)r、LF、VD、RH),脫氧所生成夾雜物(AlQ、MnO-SiO、CaOSiOAl O、CaOAl O )。85%上浮到鋼包頂渣，夾雜物尺寸絕 222 32 3大部分30m,鋼水中TO可以達(dá)到30ppm,甚至小于10ppm,也就是說鋼水很 “干凈” 了。因此，可以用鋼的總氧量TO來(lái)

2、表征鋼的潔凈度，也就是鋼中夾雜物水平。故TO可表示為：TO = O溶+O夾因此要降低TO，則：降低O:降低轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)氧，這是產(chǎn)生夾雜物的源頭；溶降低O夾：也就是減少鋼中夾雜物：l降低脫氧產(chǎn)物：控制脫氧和精煉操作促進(jìn)原生的脫氧產(chǎn)物上浮；l減少新的夾雜物生成：也就是減少鋼水在連鑄過程中鋼水二次氧化。如何保持鑄坯中TO與爐外精煉后鋼水中TO處在一個(gè)水平呢？否則爐外精煉 的效果就前功盡棄了。在連鑄過程中的任務(wù)是：l防止鋼水再污染(二次氧化);l設(shè)法進(jìn)一步排除夾雜物(中間包冶金、結(jié)品器冶金等)。下面主要講一下鋼水二次氧化問題。1二次氧化定義煉鋼上有兩個(gè)術(shù)語(yǔ)：l氧化：在一定溫度下氧溶解在鋼液中的能力(O

3、溶)。當(dāng)加入脫氧元素，O溶與脫氧元素生成夾雜物沉淀出來(lái)，而脫氧元素與o建立新的平衡。l二次氧化：廣義來(lái)說，二次氧化是指鋼水中的合金元素與空氣中的氧、爐渣、耐火材料中的氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成新的氧化物相而污染鋼水。從來(lái)源上說，如圖1所示，鋼中夾雜物可分為三類：沒有上浮的脫氧產(chǎn)物。如Al-K鋼，為Al2O3、Al2O3MgO, Si-K鋼為MnO-SiO，鈣處理鋼 CaOAl O、CaO-Al O -X，鈦處理鋼為 Al O、TiO、TiN。 22 32 32 32澆注過程中生成的二次氧化產(chǎn)物。夾雜物中含弱脫氧元素(Mn、Si)較多， Al2O3較少。凝固過程中形成夾雜物。由于元素的偏析作用，凝

4、固過程中在凝固前沿會(huì) 形成硫化物或氧化物，夾雜物細(xì)小分布在樹枝品間。1 f. 1 f. 1 A1 AllanJCiftifriCd 即中宗鼻百圖1鋼中夾雜物的分類脫氧產(chǎn)物與二次氧化產(chǎn)物特征比較見表1。表1脫氧產(chǎn)物與二次氧化產(chǎn)物特征比較項(xiàng)目脫氧產(chǎn)物二次氧化產(chǎn)物1來(lái)源內(nèi)生夾雜物外來(lái)夾雜物2平衡氧源元素-溶解O-夾雜物平衡。 如 Al-K 鋼，Als = 0.05%,相平 衡氧O=23ppmo-元素-夾雜物平衡?？諝庵械难蹩?2源源不斷供給鋼水進(jìn)行氧化可把合金元素消耗殆盡。3夾雜物尺寸細(xì)小，一般30300. m,，甚至幾百微米4夾雜物組成組成單一，如Al-K鋼，Al”Si-K 鋼 MnO-SiO2組

5、成復(fù)雜，是多種氧化物復(fù)合夾雜物5冷卻速度冷卻速度越快，生成夾雜物越 細(xì)小影響不大6鋼中分布細(xì)小彌散分布偶然性分布7危害程度較小較大生產(chǎn)潔凈鋼，通過脫氧和精煉操作最大限度去除脫氧夾雜物外，更重要的是防止 在澆注過程中二次氧化所產(chǎn)生的外來(lái)的大顆粒夾雜物。從提高鋼潔凈度上講，提 高產(chǎn)品質(zhì)量就是減少大顆粒夾雜物而努力。2澆注過程中二次氧化源圖2表示澆注過程鋼水二次氧化源。圖2連鑄過程的二次氧化源2.1鋼水/空氣的二次氧化2.1.1鋼水/空氣二次氧化類型注流與空氣接觸吸092、F 注流比表面積F與水口直徑成反比，日。小方坯水口直徑?。?5-18mm）,F大，故二次氧化嚴(yán)重。如果水口燒氧、散流，F(xiàn)就更大了

6、，二次氧化加劇。注流卷入空氣吸氧從鋼包水口流出到中間包路程中注流卷入空氣有四種機(jī)理（見圖3）：l光滑層注流（層流）；l脈動(dòng)注流（層流一紊流過渡區(qū)），表面鋸齒狀；l紊流注流（注流表面粗糙）；l注流變?yōu)橐旱危ㄎ跛俾时裙饣⒘鞔?0倍）。圖3空氣卷入機(jī)構(gòu)圖解注流卷入到中間包的空氣被分散成2- 3mm氣泡，隨鋼液產(chǎn)生紊流運(yùn)動(dòng)。吸氧比 注流接觸吸氧大100倍以上。注流卷入的空氣量是與水口直徑、流速、注流紊流 程度和下落高度等有關(guān)的。C.鋼水裸露吸氧C.鋼水裸露吸氧中間包、結(jié)品器鋼水表面不斷更新與空氣接觸吸氧。如中包表面積1X 5m2 , 熔池深度0.7m，由注流沖擊引起中包液面裸露1.15s就更新一次

7、，則一分鐘內(nèi) 更新52次，裸露于空氣中鋼水表面積為260m2，可見由液面更新造成的二次氧 化是非常嚴(yán)重的。為防止吸氧必須有渣子覆蓋鋼液面。2.1.2二次氧化模式鋼水從空氣中吸氧后形成二次氧化產(chǎn)物，二次氧化產(chǎn)物形成模式:(1)硅鎮(zhèn)靜鋼(Si-K)Als60%，可以判斷為二次氧化產(chǎn)物。冶煉 Q345 鋼種時(shí)Si =0.25-0.35%，Mn = 1.3-1.5%，Als =0.035%，中間包鋼水中夾雜物Al O -SiO-MnO球形夾雜物占夾雜物總數(shù)35%以上，夾雜物中2 32SiO+MnON8O%，說明是二次氧化所致（見圖5）。2(a)(b)(a)圖 5 夾雜物照片及其能譜(A12O3 19.

8、51%, SiO2 34.56%, MnO 45.91%)(2)對(duì)鋁鎮(zhèn)靜鋼(Al-K, Als0.01%)：如圖6所示，脫氧:Als0.01%時(shí)，平衡O很低，鋼水中O全部與Als結(jié)合生 成 Al2O3，沒有O與 Si、Mn 反應(yīng)；二次氧化：空氣中O二次氧化：空氣中O2源源供給鋼水， 生成復(fù)合夾雜物。氧化Al生成Al2O3，也同時(shí)氧化Si、Mn，圖6 Al鎮(zhèn)靜鋼夾雜物形成模式鋼包一中包，鋼水經(jīng)空氣中吸O2后，表現(xiàn)為：l鋼水中酸溶鋁Als 降低，Al-K鋼AAls=0.01%左右。l鋼水TO增加，夾雜物增加；l鋼水中N增加。可以把 N = N鋼包-N中包作為鋼包一中包注流二次氧化程度的量度，也就

9、是保護(hù)澆注好壞的指標(biāo)。鋼水吸氮的同時(shí)，也會(huì)吸氧，根據(jù) N，可以估算鋼 水吸氧量 O：式中：上藥：氧氣吸收速率常數(shù)，為0.2566X10 -5cm /spa；螭：氮?dú)馕账俾食?shù)，為1.0X10 -2cm /spa；。網(wǎng)：鋼液飽和氮含量，ppm，為440ppm；二準(zhǔn)：鋼包中N含量，ppm；C*：鑄坯中N含量，ppm； 快：鋼液密度，取7.0kg /cms;風(fēng)：氣體分子量，為32；% :氣體中氧的分壓，0.21atm。以某廠生產(chǎn)IF鋼 為例，采用長(zhǎng)水口保護(hù)澆注各工序的吸氮來(lái)計(jì)算 O， N與 O關(guān)系如表2所示。表2各工序吸N、 N與乙O關(guān)系（平均值）N /ppm N/ppm O/ppmRH處理前13

10、.75-RH處理后151.253.56中間包16.751.755.01鑄坯214.2511.10由表可知：l鋼包一中間包吸N平均1.75ppm（最大5ppm）,同時(shí)吸氧5ppm；l中間包一結(jié)品器平均吸N4.25ppm，同時(shí)吸氧11ppm。鋼包一中間包鋼水吸N增加，鋼水中TO也是增加（圖7）,說明二次氧化使 夾雜物增多。吸氮/ppm圖7鋼水吸氮與中包TO關(guān)系中包鋼水吸氮增加，生產(chǎn)DI罐缺陷指數(shù)也呈增加趨勢(shì)，如圖8。圖8質(zhì)量指數(shù)與鋼包到結(jié)晶器吸氮量的關(guān)系2.1.3保護(hù)澆注因此，在澆注過程中，鋼包f中間包鋼水吸氮5ppm對(duì)鋼潔凈度就產(chǎn)生嚴(yán)重影 響。為此采用保護(hù)澆注。鋼包f中間包注流保護(hù)澆注方法有多種

11、，但目前廣泛采用的是長(zhǎng)水口。l僅用長(zhǎng)水口 N=1117ppml長(zhǎng)水口+Ar封 N0（零吸氮） 鋼包f中間包保護(hù)效果好壞主要集中在鋼包下水口與長(zhǎng)水口連接上，利用密封墊 圈和Ar封來(lái)防止空氣滲入。如密封不好吸入空氣，二次氧化更為嚴(yán)重。中間包f結(jié)品器的注流保護(hù)不好發(fā)生二次氧化形成夾雜物，很難上浮而留在鑄坯 中，同時(shí)也會(huì)造成水口結(jié)瘤。同樣SEN的連接+Ar封也是非常重要的。應(yīng)使 A N1ppm。2.2鋼水/爐渣、鋼包、頂渣、中間包覆蓋劑二次氧2.2.1出鋼渣轉(zhuǎn)爐冶煉低碳鋼終點(diǎn)渣堿度R=3.04.0，F(xiàn)eO1520%，MnO24%。高氧化性渣子 下到鋼包后，渣子具有很高的氧勢(shì)，會(huì)把鋼水中的合金元素氧化，

12、嚴(yán)重時(shí)會(huì)使鋼 中合金元素出格，同時(shí)生成夾雜物污染鋼水，使鑄坯中TO增加（圖9）。渣中（FeO+MnO）增加，冷軋板缺陷率增加（圖10）。圖9 RH后(FeO+MnO)含量與板坯中TO的關(guān)系圖10 RH圖10 RH后(FeO+MnO)含量與冷軋板缺陷比率的關(guān)系C姓圣理瑕融謨史因此除控制轉(zhuǎn)爐冶煉過程，盡量降低鋼水和爐渣的氧化性外，還必須控制轉(zhuǎn)爐出 鋼下渣量和成分，以降低鋼液二次氧化幾率。為此：l出鋼擋渣：目標(biāo)鋼包渣層厚度 50mm，甚至20mm， 2kg /t；這些擋渣方法有擋渣球、擋渣塞、氣動(dòng)擋渣、出鋼口滑動(dòng)擋渣、紅外檢測(cè)和爐渣電 磁探測(cè)系統(tǒng)以及留鋼操作等。l渣稀釋法：鋼包加石灰、鋁磯土增加渣量

13、以降低渣中(FeO+MnO)含量；加石灰提高爐渣堿度和粘度減少下渣。l鋼包扒渣：脫氧合金化后，扒除鋼包高氧化性渣，再造新渣。但費(fèi)用成本增加。l渣還原處理：石灰+Al粉，合成渣(CaO+AO3)+Al粉在出鋼時(shí)加到鋼包渣面上，以脫去渣中FeO。2Al+3(FeO)(渣) = (Al2O(渣)+3Fe為保持鋼包頂渣流動(dòng)性，防止結(jié)殼，應(yīng)保持渣中CaO/Al2O3 = 1.52.0為好。因 此渣還原處理后鋼包渣中含F(xiàn)eO目標(biāo)值為68%，最好能5%。渣還原處理也可在 吹A(chǔ)r站進(jìn)行，還可吹A(chǔ)r攪拌使渣中FeO充分還原。2.2.2鋼包頂渣LF爐要求脫硫，則向頂渣加還原劑(SiFe、Al粉、SiC、CaC2等

14、)造高硫容量堿 性還原渣，使鋼包頂渣中(FeO)1%，既要提高脫硫效率，也要良好吸收夾雜物。對(duì)于超低碳鋼經(jīng)RH處理時(shí)，把鋼包頂渣中(FeO+MnO)降到7%，可減少澆注過程 中Al2O3夾雜量，以降低鋼水TO量和冷軋板缺陷。TFe+MnO /%冷軋板表面缺陷/% TOC o 1-5 h z 461.078102.8310126.35 所以出鋼渣進(jìn)行渣脫氧以防止鋼包頂渣二次氧化。RH處理時(shí)鋼-渣強(qiáng)烈攪拌，脫 氧合金化后，鋼包頂渣中的(SiO2)可被鋼水中Als還原。(SiO )+4/3Al=2/3(Al O) + Si22 3&-%砒只。4,01 00 c? a 04 0 4.0O.D7 D M

15、其空后的Al。4,01 00 c? a 04 0 4.0O.D7 D M其空后的Al含量/黑混20210 息mo宜圖11 RH處理過程中鋼中Al與(SiO2)關(guān)系由圖11可知，鋼水Als 增加，風(fēng)減少，相當(dāng)于渣中(SiO)減少，鋼水Si 2(SO 2)增加，在Als0.03%時(shí)&趨向平穩(wěn)，也就是說，Als0.03%時(shí)鋼水與頂渣中氧勢(shì)有差別，氧從頂渣向鋼水轉(zhuǎn)移發(fā)生上述反應(yīng)，二次氧化形成Al2O3污染 鋼水，因此RH脫碳結(jié)束后加Al脫氧處理時(shí)應(yīng)使鋼水中Als0.03%以防止渣/ 鋼的再氧化。鋼包壁會(huì)粘附高氧化性渣子，它是氧的存儲(chǔ)器。當(dāng)下爐出鋼合金化時(shí)，鋼包表面 渣子氧勢(shì)比鋼水大，氧要釋放出來(lái)，氧化

16、合金元素造成二次氧化。應(yīng)及時(shí)消除鋼 包壁底的積渣。2.2.3中間包渣(覆蓋劑)盡管傳統(tǒng)的酸性覆蓋劑(如炭化稻殼)有良好的絕熱作用，但不適用潔凈鋼生產(chǎn)。澆鋁鎮(zhèn)靜鋼(Al-K鋼)中間包覆蓋劑中含有SiO2在鋼/渣界面發(fā)生Al + (SiO2)AO3+Si這一反應(yīng)，可以測(cè)定澆注過程中鋼水中Si變化來(lái)判斷 轉(zhuǎn)移到鋼水中o含量。中包渣中（SiO2）增加，鋼水中 Si增加（圖12）,同時(shí)鋼中Als氧化成Al2O3, TO增加（圖13）。圖12中間包鋼水的增硅與覆蓋劑中SiO2的關(guān)系渣中必im）嘖屋圖13渣中（SiO2）含量與鋼水TO關(guān)系由于上述反應(yīng)，如中包鋼水增硅 Si 3040ppm，則釋放O 3545

17、ppm，氧化 Al生成 70100ppmAl2O3夾雜。如果精煉后鋼水中TO為30ppm，澆入中包后由于渣中（SiO與匡】的還原反 應(yīng)，使鋼水中TO增加一倍多。因此渣中（SiO）是有效的氧源，渣中（SiO含量 應(yīng)盡可能低，中包渣應(yīng)采用堿性覆蓋劑。22 中間包使用酸性渣和堿性渣，鋼水中 Al損失比較如圖14。酸性渣比堿性渣 鋼水中 Al損失50ppm，說明渣中（SiO）氧化Al之故。2圖14中間包鋼水A Al損失比較中間包采用堿性和酸性覆蓋劑對(duì)鋼水中TO影響如表3所示。由表可知：酸性渣，堿度很低，SiO2很高，使鋼中夾雜物增加，TO增大；與酸性渣相比，堿性覆蓋劑有助于降低鋼中夾雜物，TO大大降低

18、；堿性覆蓋劑基本上是CaO-Al2O3-SiO2渣系，隨渣中SiO2降低，鋼水二次氧化程度 減少。為減輕中包覆蓋劑對(duì)堿性包襯的侵蝕，又要有高的吸收A12O3能力，渣中 堿度和MgO要保持在合適范圍內(nèi)。有的研究者推薦(%): CaO35-45, SiO 25-30，2MgO 15-25, Al2O310%，然而MgO含量太高，會(huì)使中包渣結(jié)殼，影響澆注順行。表3中包覆蓋渣中SiO2對(duì)TO影響CaO/%SiO2/%Al2O3/%MgO/%TO/ppm4052418213657515415925103.5302.3鋼水/耐火材料二次氧化2.3.1中間包襯中間包是一個(gè)連續(xù)反應(yīng)器，鋼水與包襯長(zhǎng)時(shí)間接觸。試

19、驗(yàn)指出，對(duì)鋁鎮(zhèn)靜鋼，包 襯材質(zhì)對(duì)鋼水中TO影響：材質(zhì) CaO 質(zhì) MgO-CaO高 A12O3 ZrOSiO2TO/ppm 5-85-85-105-15對(duì)BOF-RH-Bloom工藝生產(chǎn)軸承鋼研究指出：中間包襯使用：堿性白云石鋼水TO7-8ppmMgO 涂料鋼水 TO7-9ppm高 AlQ+MgO 涂料鋼水 TO6-9ppm包襯材料中含有SiO2被鋼水中Al還原生成Al2O3，使鋼潔凈度降低，故要求SiO0.65%就存在上述反應(yīng)發(fā)生。因此澆注高M(jìn)n和含Al的鋼時(shí)，必須 使用鋁碳質(zhì)水口，以抵抗Mn、Al的化學(xué)侵蝕。兩種水口澆含Al、Mn鋼時(shí)，鋼中大型夾雜物比較:熔融石英水口1.01 個(gè)/ 100

20、cm 2 (300400p m)高鋁石墨水口0.05 個(gè)/ 100cm 2 (100-200p m)根據(jù)澆注鋼種和連澆爐數(shù)要求，選擇不同等級(jí)的A12O3-C質(zhì)SEN (A12O3：4060%,C:2530%)。雖然鋁碳質(zhì)SEN對(duì)鋼水適應(yīng)性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，但澆注含Al、Ti鋼時(shí)易發(fā)生Alq、TiO2堵水口，長(zhǎng)時(shí)間澆注時(shí)渣線部位易發(fā)生“縮頸現(xiàn)象”，甚至斷裂。為 此SEN水口渣線部位采用鋁鋯碳質(zhì)材料(ZrO2:6580%,C:1217%)，以提高抗侵蝕 能力。對(duì)于長(zhǎng)水口，通常使用Al2O3-C質(zhì)。為延長(zhǎng)使用壽命，在渣線部位可使用復(fù)合ZrO -C 層。 23非穩(wěn)態(tài)澆注對(duì)二次氧化的影響3.1澆注過程中下

21、渣、卷渣現(xiàn)象澆注過程中鋼包渣、中包渣、結(jié)品器渣會(huì)以渣滴形式卷入鋼水中，卷入渣滴氧勢(shì)高(FeO、MnO、SiO )。一方面與鋼水中合金元素發(fā)生二次氧化生成夾雜物；另外2渣滴也會(huì)在鋼中生成大顆粒夾雜物。在某廠BOF-LF-CC生產(chǎn)流程中，為了跟蹤鑄坯中夾雜物來(lái)源，作者進(jìn)行了示蹤試驗(yàn)。如圖15所示。鋼包渣中加CeO、鋼包襯加LaO、中包渣加SrO、中包襯加22 3ZrO2、結(jié)品器Na2O+K2O、鋼水脫氧劑加Ba合金。圖15加示蹤劑示意圖圖15加示蹤劑示意圖(a)(b)圖16結(jié)晶器保護(hù)渣中CeO和SrO變化結(jié)品器保護(hù)渣中CeO和SrO變化如圖16。可見在澆注過程中有鋼包渣和中包渣 下到結(jié)晶器中。鑄坯

22、中統(tǒng)計(jì)100個(gè)夾雜物，70%夾雜物含有示蹤元素，夾雜物示蹤元素平均含量： CeO2： 0.14%，SrO： 0.156%，ZrO2： 0.25%，LaQ： 0.41%，Na2O+K2O： 1.64%。也 就是說鑄坯中夾雜物有來(lái)自于鋼包渣、中包渣、包襯和結(jié)晶器保護(hù)渣，粗略計(jì)算 指出鑄坯中夾雜物各自貢獻(xiàn)：外來(lái)夾雜物(下渣+卷渣)：41%二次氧化：39%20%脫氧產(chǎn)物: 由此說明，鋼包一中間包一結(jié)品器過程中防止下渣、卷渣是生產(chǎn)潔凈鋼非常重要 的操作。20%3.2澆注過程不穩(wěn)態(tài)澆注的二次氧化現(xiàn)象3.2.1鋼包水口自開率開澆時(shí)鋼包水口自開與燒氧打開對(duì)鋼中TO影響如圖17。圖17鋼包水口開啟方式與鋼中TO

23、關(guān)系水口自開比燒氧打開鋼中TO要低1015ppm，因此提高鋼包水口自開率是很重 要的。3.2.2鋼包長(zhǎng)水口操作當(dāng)鋼包敞開澆注，由于注流二次氧化和注流沖擊區(qū)的卷渣使鋼中夾雜物增加，潔 凈度降低。美國(guó)Weirton Steel試驗(yàn)指出：操作1：敞開澆注，板坯有15m過渡區(qū)的質(zhì)量指數(shù)變壞，不能做鍍錫板；操作2：長(zhǎng)水口距中包液面46cm開澆后插入鋼水中，板坯質(zhì)量指數(shù)有改善；操作3：長(zhǎng)水口距中包鋼液距離降為25cm開澆，質(zhì)量指數(shù)比敞開澆注降低了一 半，但還不能用于DTR制罐生產(chǎn)線上。操作4：鋼包長(zhǎng)水口浸入中包鋼水面下13cm開澆，DTR制罐線缺陷降低了 50%, 但仍有問題。發(fā)現(xiàn)板坯過渡區(qū)主要是Al O

24、、鋁酸鹽（CaOAl O ）夾雜和細(xì)小渣粒。2 32 3操作5：長(zhǎng)水口浸入鋼液并在長(zhǎng)水口頭部安裝一個(gè)錐形破渣器開澆，阻止了中間 包渣粘附長(zhǎng)水口上，板坯過渡區(qū)縮短了一半，DTR生產(chǎn)線上質(zhì)量指數(shù)達(dá)到80%以 上，滿足鍍錫板要求。長(zhǎng)水口各種操作模式的結(jié)果如圖18所示。圖18不同開澆方式下沿板坯長(zhǎng)度上的質(zhì)量指數(shù)變化3.2.3中間包開澆第一包開澆時(shí)，中間包充滿空氣+水口引流沙，鋼水二次氧化嚴(yán)重，對(duì)鑄坯頭坯 潔凈度有很大影響。我們?cè)趪?guó)內(nèi)鋼廠鑄坯頭坯試樣（切除引錠頭后取樣）檢驗(yàn)結(jié)果 見表4所示。表4開澆連鑄頭坯夾雜物檢驗(yàn)結(jié)果（平均值）廠名板坯尺寸/mm鋼種N/ppm頭坯/正常坯TO/ppm頭坯/正常 坯MA

25、/mg( 10kg ) -1頭坯/正常坯MI頭坯/正常坯甲230X 1300IF51.5/2166.8/26.25.0/1.7173.8/24.6(ppm)乙70X 1350SPHD61/4870/3432/3.8012.9/8.2（個(gè)/mm2）丙250X 1050硅鋼63/52-23/1.07-丁150X15045#87.7/64.346.9/32.825/1016.7/8.2（個(gè)/mm2）注：MA大型夾雜物；MI微觀夾雜物；正常坯是拉速穩(wěn)定時(shí)的鑄坯取樣。由表可知，開澆后的第一塊坯鋼中N、TO、MA、MI均比穩(wěn)態(tài)澆注時(shí)高的多。 為了提高頭坯的潔凈度，采用中間包密封充Ar操作。試驗(yàn)指出，開澆時(shí)

26、中包充 Ar，二次氧化大大減少，與中包不充Ar相比：l?Als損失由80ppm減少到10ppm；l?N吸氮由25ppm減少到3ppm；lTO增加由22ppm減少到12ppm。TO的減少還受中包覆蓋劑、引流沙和卷渣產(chǎn)生的夾雜物的影響。圖19為US Steel Great Lakes Works在雙流板坯鑄機(jī)澆不銹鋼和IF鋼，中包 充氬和不充氬的試驗(yàn)結(jié)果。由圖可知，第一塊鑄坯中充Ar的Al2O3比不充Ar有 減少趨勢(shì)。2 3圖19澆注Ti-低碳鋼時(shí)中包充滿過程中小Al2O3和大Al2O3夾雜物的含量變化國(guó)外不少工廠進(jìn)行中間包密封吹A(chǔ)r操作：lSangno Steel： 50t、8m3 容積中包，需

27、吹 Ar 50m3 /min，使中包內(nèi)氧氣含量0.1%。lCorus： IF 鋼，68t 中包吹 Ar 量 10 20m3 /min，中間包內(nèi) O1%，減2輕水口堵塞，鑄坯缺陷率降低38%；lDillingen：中包 50t 8.58m3，吹 Ar 6.5m3 /min，中包氣氛中 O 1%，2N5%；2lPOSCO：中包吹A(chǔ)r使氣氛中O1%，沿鑄坯長(zhǎng)度夾雜物明顯減少。2據(jù)報(bào)導(dǎo)，中包密封吹A(chǔ)r在歐洲使用不多（板坯6%，大方坯9%），北美很少使用， 日本采用較多。3.2.4連澆換鋼包我們?cè)趪?guó)內(nèi)鋼廠進(jìn)行的連澆換鋼包前后鋼中潔凈度變化見表5。表5換鋼包前后鋼中潔凈度變化（平均值）廠名板坯尺寸/mm鋼

28、種N/ppm連澆坯/正常 坯TO/ppm連澆坯/正常坯MA/mg（ 10kg ） -1連澆坯/正常坯MI/個(gè).mm-2連澆坯/正常坯甲230X 1300IF23/2123/182.29/1.7046.2/24.6（ppm）乙70X 1350SPHD-53/346.4/3.88.2/10.7（個(gè)/mm2）丙250X 1050硅鋼59/52-4.8/1.07-丁150X15045#72.9/64.346.8/32.715/108.5/8.2（個(gè)/mm2）注：MA大型夾雜物；MI微觀夾雜物由表可知：換鋼包前后，鋼水中N、TO、MA、MI都有明顯的差異，這是因?yàn)?連澆換鋼包時(shí)從第一包停澆到第二包開澆都處于不穩(wěn)定澆注狀態(tài)的過渡期內(nèi)。l敞