工艺因素对40Cr连铸过程大型夹杂物去除的影响

工艺因素对40Cr连铸过程大型夹杂物去除的影响

薛正良 张海峰 齐江华

(武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室，武汉430081)

左都伟汤伟王贵容

(湖南华菱湘潭钢铁有限公司， 湘潭411101)

摘要：通过对40Cr连铸坯夹杂物大样电解分析研究了中间包设置导流墙前后、结晶器电磁搅拌强度等连铸工艺因素对连铸坯夹杂物总量和夹杂物尺寸分布变化的影响。研究表明：中间包设置导流墙，有利于大型夹杂物的去除，但导流墙的制作质量对结晶器钢水纯净度产生重要影响；适当提高结晶器电磁搅拌电流有利于结晶器内夹杂物的去除。

关键词：中间包导流墙结晶器电磁搅拌大样电解40Cr

中间包冶金技术和结晶器电磁搅拌已广泛应用于连铸过程中。为了有效去除钢中的大颗粒氧化物夹杂，提高连铸坯的内在质量，湘钢在开发40Cr过程中研究了T型中间包导流墙、结晶器电磁搅拌强度等工艺因素对40Cr连铸过程中大颗粒夹杂物去除的影响规律，为大规模连铸生产工艺方案的定提供指导。

1 40Cr连铸工艺

湘钢第二炼钢厂2号连铸机为四机四流克虏伯型弧型连铸机，半径R9m，冶金长度17．5m，生产合金碳结圆40Cr时使用240mm×240mm方坯浇铸。结晶器铜管长800mm，工作面为连续锥度曲线；结晶器用板弹簧导向短臂四连杆机构按正弦曲线振动；在结晶器下段设置电磁搅拌，搅拌电流为250A-300A，搅拌频率为3Hz；拉坯速度控制在0．7 m／min～0．8m／min；二冷区根据拉坯速度采用动态配水。中间包为T型结构包(见图1)，容量为22t。浇铸的40Cr钢水成分和浇铸工艺参数见表l和表2。

表1和表2中，炉次A和B浇铸时中间包内未设置导流墙，炉次C和D浇铸时中间包内设置导流墙，以便均匀各流之间钢水温度，延长钢水在中间包内的停留时间。

钢水浇铸时，在中间包的第2流分别在开浇后第3支连铸坯上取样，做夹杂物大样电解分析(分别标记A．1、B．1、C．1和D．1)，炉次为C和D的两炉钢水还在第7支连铸坯上取样(分别标记C一2和D-2)。

2 不同工艺条件对连铸过程夹杂物去除的影响

2．1结晶器电磁搅拌强度的影响

结晶器电磁搅拌频率为3 Hz，搅拌电流分别为300A和250A。在两种搅拌电流下浇铸的连铸坯夹杂物大样电解分析结果见表3。不管中间包是否设置导流墙，搅拌电流为300A时连铸坯的夹杂物总量都比搅拌电流为250A时连铸坯的夹杂物总量低，表明适当提高结晶器电磁搅拌电流有利于结晶器内夹杂物的上浮去除，钢水具有更高的洁净度。

2．2中间包设置导流墙的影响

中间包设置导流墙前后浇铸的连铸坯夹杂物大样电解结果见表4。设置中间包导流墙后夹杂物总量比设置前减少了18．7％，l00μm以上大型夹杂物的比例设置导流墙前后从36．7％T~U 30．0％。这一结果表明中间包设置导流墙，延长了钢水在中包内的停留时间，有利于大型夹杂物的去除。

2．3中间包导流墙冲刷对钢水纯净度的影响

导流墙的设置有利于中间包中大型夹杂物的去除，但导流墙在服役过程中乘受着钢水的冲刷，部分被冲刷下来的耐火材料有可能以夹杂物的形式存在于连铸坯中。从表5的结果看，第七支连铸坯的夹杂物总量比第三支连铸坯的夹杂物总量增加了49．6％，其中主要是2801ma以上大型夹杂物数量明显增加。这一结果表明中间包挡板的制作质量对结晶器钢水纯净度具有重要影响。

3结论

1)电磁搅拌强度明显影响结晶器中夹杂物的去除。搅拌电流为300A时连铸坯的夹杂物总量都比搅拌电流为250A时连铸坯的夹杂物总量低，表明适当提高结晶器电磁搅拌电流有利于结晶器内夹杂物的去除；

2)中间包设置导流墙后，夹杂物总量比设置前减少了18．7％，100~rn以上大型夹杂物的比例比设置前下降6．7％。中间包设置导流墙，有利于大型夹杂物的去除；

3)中间包导流墙的制作质量对结晶器钢水纯净度具有重要影响。导流墙耐火材料的冲蚀，明显增加钢中大型夹杂物的数量和夹杂物总量。