连铸钢包和中间包之间Ar气最佳密封技术结果和研究

为评价稳定浇铸时浸入式水口内Ar气的密封效果，因此根据保护气氛分析结果求出了各种类型浸入式水口内的N2分压PN2(以下简称PN2)和Ar气流量(以下称QAr)的关系。由此可知，不论采用何种浸入式水口，随着QAr的增大，PN2会减小，但采用C型浸入式水口时，PN2的减小与QAr减小无关，能确保良好的密封性。另外，对相同Ar气流量时浸入式水口Ar气吹入口的位置进行比较可知，从浸入式水口的吹入口到气体取样位置距离短时，PN2大。之所以尽管Ar气浓度高，吹入口靠近钢水面，但PN2仍然大，这是由于浸入式水口内Ar气和空气混合所致。也就是说，不论在何种情况下，浸入式水口内的空气一部分会被卷入浇铸的钢水流中，与被吹入浸入式水口内的Ar气一起被带入中间包内，但大部分会从设置在浸入式水口上端的中间环形孔和钢包缝隙排出浸入式水口。使用A型水口时，由于Ar气从浸入式水口上部吹入浇铸钢水流的周围，因此被吹入的Ar气受浇铸钢水流的作用使向下流的速度增大，在浸入式水口内的空气和Ar气充分搅拌混合后，空气就变得不容易排出。另一方面，使用C型水口时，由于Ar气从浸入式水口内的钢水面附近被吹入，因此Ar气和空气不易受浇铸钢水流的影响而搅拌混合，使空气能更加有效地从浸入式水口排出。另外，使用B型水口时，其状况介于A型水口和C型水口之间。
　　根据更换钢包时浸入式水口内的保护气氛组成分析结果，对Ar气密封效果进行了评价。在更换钢包过程中，由于浸入式水口的上端面是开放的，因此会发生空气被卷入水口内。另外，钢水面会因浇铸流的停止而下降。
　　在对浸入式水口使用密封方法的情况下，浇铸流冲击到钢水面时产生的钢水飞溅会粘附在水口内壁。随着浇铸时间的增加，这种粘附的飞溅金属会增厚，基于铸坯质量的考虑，有时是限制浇铸速度，有时是进行小断面尺寸铸坯的浇铸等，但随着浇铸时间的增加，水口粘附飞溅金属是阻碍多炉连铸的主要原因。另外，由于浇铸后粘附的金属难以清除，即使水口耐火材料还很好，但在大部分情况下无法重复使用，是影响耐火材料成本的主要原因之一。
　　对A型浸入式水口和C型(浸入式)水口粘附金属的状况进行了调查。结果可知，与A型水口相比，C型水口粘附金属的厚度可减少大约三分之二。另外，不论是A型浸入式水口还是C型浸入式水口，金属粘附物都是从水口内钢水面的正上方开始粘附。由于水口内钢水面的温度下降，飞溅的金属便开始粘附，并随浇铸流产生的飞溅而增大。在使用C型的浸入式水口情况下，Ar气是从钢水中吹入的，因此它能对水口内钢水最容易停滞流动和温度下降的水口壁附近的钢水进行搅拌，而把Ar气吹到钢水面上则能够抑制浇铸流产生的钢水飞溅粘附在水口壁，由此可以减少飞溅金属的粘附。
　　另外，在浇铸后清除粘附金属的操作中，由于粘附的金属会因热收缩而变小，容易从水口壁表面剥落，由此可大幅度减轻清除工作量，同时Ar气吹入口的堵塞和熔损等问题也没有了，水口完全能重复使用。

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资料来源：东莞市弘超模具科技有限公司结构钢事业部
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