钢包滑板间漏钢的原因分析

民生   2024-11-04 14:13   四川  
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     滑板是钢包滑动水口的核心组成部分,是直接控制钢水浇注,决定滑动水口功能的部件。若滑板在浇钢过程中漏钢,轻则造成连铸断浇,重则造成烧坏连铸机的恶性事故。漏钢的原因有很多,其主要原因有以下几个方面:

1、滑动水口机械方面的原因

     根据公式P=N×μ×ΔX(式中:P表示滑动机构提供给滑板的面压,N表示面压弹簧的个数,μ表示面压弹簧的弹簧系数,ΔX表示工作时弹簧的压缩量)可知,当机构活动模框、固定模框变形或加载面压部分的磨损量超过规定值时,在规定的面压加载行程内,弹簧的压缩量减少,不能产生足够的滑板面压;而空气冷却的管路连接不好、空气压力不足、管路闭塞等造成冷却不足,使弹簧性能降低甚至失效,导致面压不足;钢水的静压力大于滑板面压时,滑板间出现缝隙,导致浇钢过程中滑板间漏钢。
2、滑板操作安装方面的原因
     (1) 滑板机构安装面有杂物未清理干净,或安装上水口时使用了太多的耐火泥浆,多余的泥浆被挤入滑板背面,出现滑板在加压时加压不均或产生面压被加足的假象,浇钢过程中滑板间出现缝隙;
     (2) 滑板面压未加足;
     (3) 对连用滑板没有认准扩孔、拉毛、夹钢等熔损情况,导致滑板过度使用。
3、滑板自身质量方面的原因
     (1) 滑板材质不能满足钢种的浇钢要求,滑板中有害成分超标,导致滑板的热化学侵蚀加剧;
     (2) 滑板在使用过程中有裂纹产生,且异常扩大,钢水沿裂纹对滑板产生“V”字型熔损,滑板外缘的铁箍发生偏移或断裂,导致滑板在使用过程中开裂。
4、钢包浇钢操作方面的原因
     (1) 当水口不能自动开浇需要烧氧时,在滑板未全开到位时即用氧气烧,会导致上滑板面被严重烧损,甚至被烧通。
     (2) 当多流连铸机由正常的多流浇钢改为单流或少流浇钢时,使下滑板面与钢水的接触面比正常浇钢时增加(见图1),而滑板面与钢水的接触面越大,钢水对滑板的侵蚀越快。当滑板面出现侵蚀沟时,滑板间会产生较厚的夹钢层;同时,单流浇钢又导致滑板控流频繁,短时间内全行程滑动次数比正常浇钢时的大大增加,使滑板面的拉毛加剧,滑板面损坏加剧,从而导致钢水漏出。
5、钢水冶炼方面的问题
     虽然选用了合适材质的滑板,但由于钢水在冶炼过程中控制不慎,使钢水中对滑板有强烈侵蚀作用的成分严重超标,滑板热化学侵蚀速度大大加快,导致滑板在短时间内漏钢。下面以一例浇注钙处理钢漏钢后的残余滑板(铝碳质)的分析来讨论滑板的热化学侵蚀。
     观察此残余滑板的外观发现,上滑板背面干净无杂物,而残余下滑板表面有2条长约180mm、宽约30mm、深约10mm的侵蚀沟,侵蚀沟表面颜色呈黄褐色,并有明显的蜂窝状小孔洞。这2条侵蚀沟应是钢水流出的通道。由此可以推断,异常的热化学侵蚀导致滑板面遭到严重破坏。其热化学侵蚀过程如下。
5.1脱碳层的形成
     滑板表面的碳在浇钢温度(1550~1600℃)下被氧化,形成脱碳层,导致滑板工作面的气孔率增加,强度降低,其与钢液接触时,钢液中的FeO、MnO、[Ca]通过气孔向滑板内扩散、渗透。滑板中碳的氧化主要有3条途径:一是钢包水口修理烧氧时被氧化;二是浇钢时钢水中[O]对滑板的氧化;三是浇钢时由于高速钢流的射流作用,从上下滑板间缝隙吸入的空气对滑板的氧化。
5.2[Ca]对滑板的毁损
     为了抑制Al2O3在中间包浸入式水口处粘附、结瘤而堵塞水口,在精炼末期需进行Ca处理操作,一般添加Ca合金,如Ca-Fe线、Ca-Si线,使其与钢中夹杂的Al2O3发生反应生成低熔物,从而改变铝氧化物夹杂的形态,随着底吹氩气泡的上升而排出钢液。但加入的Ca合金过量时,即其添加量超过了与钢水中Al2O3反应所需的量,则过剩的[Ca]会加速滑板的侵蚀。其侵蚀过程如下:滑板中的Al2O3首先被钢水中的[Ca]还原生成CaO和Al,然后生成的CaO再与滑板中的Al2O3反应,形成Al2O3-CaO系低熔点化合物而被钢液冲刷掉。
     通过对钢水中[Ca]含量与滑板侵蚀程度的跟踪,发现:当钢水中[Ca]含量(质量分数,下同)<0.003%时,主要生成高熔点的CaO·3Al2O3(熔点1850℃)和CaO·2Al2O3(熔点1750℃),对滑板的侵蚀作用较微弱;当钢水中[Ca]含量为0.003%~0.005%时,生成部分高熔点的CaO·3Al2O3、CaO·2Al2O3及部分低熔点的CaO·Al2O3(熔点1600℃)和12CaO·7Al2O3(熔点1415℃),对滑板的侵蚀加重;当钢水中[Ca]含量>0.005%时,生成大量的12CaO·7Al2O3低熔物及部分CaO·Al2O3,对滑板的侵蚀非常严重,可能导致滑板在短时间内漏钢
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