【摘 要】
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控制中间包钢液温度是提高连铸生产率和连铸坯质量的重要手段。由于中间包内钢液的热辐射和耐火材料吸热,钢液过热度通常会在15～50℃范围波动,导致钢材质量显著恶化,生产成本增加。等离子加热技术应用可以稳定钢液浇铸温度,实现低温、恒温浇铸,避免“断浇”事故。此外,保证拉速和生产节奏的稳定性,有利于整个连铸过程的连续稳定生产,且低温浇铸可以提高铸坯等轴晶比例,提高连铸坯质量。本论文首次将中空多石墨电极等离
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控制中间包钢液温度是提高连铸生产率和连铸坯质量的重要手段。由于中间包内钢液的热辐射和耐火材料吸热,钢液过热度通常会在15～50℃范围波动,导致钢材质量显著恶化,生产成本增加。等离子加热技术应用可以稳定钢液浇铸温度,实现低温、恒温浇铸,避免“断浇”事故。此外,保证拉速和生产节奏的稳定性,有利于整个连铸过程的连续稳定生产,且低温浇铸可以提高铸坯等轴晶比例,提高连铸坯质量。本论文首次将中空多石墨电极等离子加热应用于板坯连铸机。因此,有必要对中间包等离子加热技术相关参数及冶金效果进行研究。通过水模拟实验及数值模拟研究了不同加热位置、加热功率以及不同控流装置条件对中间包内钢液流场及温度场的影响。结果表明,加热位置对等离子加热效果影响明显,当加热位置位于中间包挡墙内侧时,钢液温度分布均匀,加热效果明显。当加热位置位挡墙外侧时,容易造成热量集中。适当提高功率加热效果更好,能够使中间包内的钢液温度场更均匀。通过理论计算及中间包等离子加热工业试验优化,确定了板坯连铸机等离子加热技术相关参数及加热效果。等离子加热技术平均热效率为62%,在设备加热功率范围内,采用过热度为15℃标准,过热度小于10℃时开始加热,加热比例为15.87%,中间包过热度分布规律遵循伽玛定律或正偏态分布,过热度波动范围从30℃降低到20℃,过热度下限提高到10℃,可以补偿开浇及连续浇铸两种工况条件下中间包钢液热量损失,实现低过热度、恒温连铸。开展低碳、低氮钢种低过热度、恒温浇铸工艺试验。试验表明,低过热度浇铸可以提高铸坯等轴晶比例。等离子加热钢液增氮量为1×10-6～2×10-6,增碳量为1×10-6～7×10-6,加热区域氧化物夹杂物的尺寸略有增大,但总体夹杂物数量有所降低。该技术可适用于低碳、低氮钢种。中间包等离子加热技术,对不同工艺流程的生产节奏、温度控制及经济效益影响不同。BOF-AR-CC、BOF-RH-CC工艺采用等离子加热技术可以增加出钢量、降低RH吹氧量,吨钢经济效益分别为14.84元、8.31元;BOF-LF-CC、BOF-LF-RH-CC工艺吨钢经济效益分别为2.64元、0.04元;更重要的是等离子加热技术减少了 LF处理时间,缓解该工艺的生产节奏。采用中间包等离子技术后高品质板坯合格率提高了 0.6%达到98.88%;钢液收得率提高了 0.27%达到96.13%。此外,通过缩短冶炼周期、低过热度、恒温浇铸技术结合钢包扩容,可实现提高14%产能。
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