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浸入式水口的氧化铝堵塞及其防止措施

2021-01-12

  浸入式水口的氧化铝堵塞及其防止措施


  浸入式水口的性能和使用性能直接影响连铸效率和板坯质量。在使用过程中,浸入式水口能抵抗钢水和模具保护渣的侵蚀,不会与钢水材料发生反应而产生堵头。浸入式水口采用熔融二氧化硅材料,但其耐侵蚀性较差,不能满足更多炉连铸和洁净钢生产的需要。在满足抗热震性的前提下,渣线材质抗结晶器保护渣的侵蚀性能和水口内部抵抗Al2O3结瘤的性能是决定浸入式水口使用寿命的关键因素。

浸入式水口

  在浇铸一些特殊钢及Al或Al-Si镇静钢时所用Al2O3-C质或Al2O3-ZrO2-C质浸入式水口往往产生Al2O3结瘤现象,造成钢液流态不稳定,甚至水口堵死,破坏了正常铸流并影响钢坯质量,现已成为限制Al2O3-C质或Al2O3-ZrO2-C质浸入式水口实现多炉连铸、提高连铸效率的主要障碍。


  浸入式水口厂家提醒您造成氧化铝在水口内壁结瘤的可能原因有:钢液脱氧生成Al2O3;耐火材料中所含SiO2和碳促使Al2O3的形成,其反应如下:


SiO2(s)+C(s)=SiO(g)+CO(g)


  3SiO(g)+2Al(l)=Al2O3(s)+3Si(l)


  3CO(g)+2Al(l)=Al2O3(s)+3C(s)

浸入式水口

  Al2O3微粒在氧化铝和钢液表面张力等作用下在浸入式水口内壁接触、附着长大。为减少Al2O3结瘤,从机理上讲可采用以下措施:使脱氧生成物Al2O3低熔点化,例如用Ca处理钢水,使Al2O3转变为Al2O3-CaO系低熔点物质;采用脱气处理技术净化钢液;控制钢液温度下降;改变水口内衬材质使其中的某一成分在高温下与Al2O3作用,在钢液和耐火材料界面生成低熔点相,被钢液带走并进入渣中,以消除Al2O3沉积。如水口内壁复合含CaO的物质;采用无硅无碳水口内衬材质,从根本上减少Al2O3的形成。


  目前,对防Al2O3堵塞浸入式水口的研究主要集中在水口内衬材质上。已研究开发的材质有:Sialon-ZrO2、CaO-MgO-Al2O3、ZrO2-ZrB2-C、BN-AlN-C、ZrO2-CaO-C等,还开发了无硅无碳型内衬材料。根据氧化铝与耐火材料中的某一成分反应形成低熔点物质的原理,研制开发的ZrO2-CaO-C材料已在实际中得到成功应用。然而针对具体钢种和浇铸条件,很难确定达到防Al2O3堵塞效果的内衬材料中CaO含量,而且随着浇铸进行,石墨氧化往往造成内壁工作面粗糙不平,从而难以获得较好的防氧化铝堵塞效果。


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