ในการทำงานหล่อแบบต่อเนื่องของเครื่องหล่อแบบต่อเนื่อง การใช้งานที่มั่นคงของกระบวย จุกแบบทูนดิช และหัวฉีดแบบแช่เป็นกุญแจสำคัญในการหล่อแบบต่อเนื่องที่มีความน่าเชื่อถือสูง การใช้สต๊อปเปอร์แบบทูนดิชรวมถึงปลายสต๊อปเปอร์เป็นหลัก ปัญหาการยึดเกาะของส่วนรวมและการสึกกร่อนของแท่งสต็อปเปอร์ที่ตำแหน่งสามารถแก้ไขได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยมาตรการต่างๆ เช่น การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการตะกรันและการบำบัดแคลเซียม ดังนั้นปัญหาการสึกกร่อนของสต๊อปเปอร์สต็อปเปอร์จึงกลายเป็นกุญแจสำคัญในการหล่อต่อเนื่องที่มั่นคง เอกสารที่เกี่ยวข้องส่วนใหญ่ศึกษาถึงสาเหตุและการควบคุมการสึกกร่อนของปลายคันสต๊อปเปอร์ และมีรายงานการวิจัยเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับแนวตะกรันของสต๊อปเปอร์ บทความนี้มุ่งเป้าไปที่ปัญหาการสึกกร่อนของตะกรันในกระบวนการผลิต บทความนี้วิเคราะห์ปัจจัยที่มีอิทธิพลของการกัดเซาะของเส้นหยุดตะกรันในกระบวนการผลิตเหล็กที่มีอะลูมิเนียมร่วมกับงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง รวมถึงวิธีการตรวจสอบและวิเคราะห์ และเสนอมาตรการควบคุมที่เกี่ยวข้อง .
การวิเคราะห์สาเหตุของการสึกกร่อนของสต๊อปเปอร์
1.1 วัสดุก้านสต๊อปเปอร์และประเภทเหล็กในการผลิต
แท่งสต๊อปเปอร์ทั้งหมดที่ Xing Steel ใช้อยู่ในปัจจุบันทำจากอะลูมิเนียมคาร์บอน (Al2O3-C) ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนของเส้นตะกรันของตัวหยุดเมื่อผลิตอะลูมิเนียมฆ่าเหล็กกล้าที่มีซิลิกอนต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งปริมาณคาร์บอนของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ML08Al และ XGM6-1 ความถี่ของการสึกกร่อนของตะกรันในเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ ซิลิกอนต่ำ และอะลูมิเนียมที่ผ่านการฆ่าเชื้อต่ำกว่า 0.10 เปอร์เซ็นต์นั้นสูงกว่า ในกรณีที่รุนแรง อัตราการสึกกร่อนของตะกรันของแท่งสต๊อปเปอร์สูงถึงร้อยละ 80 และแท่งสต๊อปเปอร์แตกออกจากแนวตะกรัน ทำให้การผลิตหยุดชะงัก
1.2 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการกัดกร่อนที่แนวตะกรัน
ผลกระทบของ Marangoni มีบทบาทสำคัญในการกัดกร่อนเฉพาะที่ของวัสดุทนไฟที่ส่วนต่อประสานตะกรันเหล็ก ในกระบวนการผลิตจริง เส้นตะกรันของวัสดุทนไฟที่มีคาร์บอนจะผันผวนที่ส่วนต่อประสานของตะกรันกับเหล็ก เนื่องจากผลของแรงตึงระหว่างผิวหน้า ส่งผลให้วัสดุเส้นเกิดตะกรันเฉพาะที่ การพังทลาย เนื่องจากตัวสต๊อปเปอร์เองจะขยับขึ้นและลงอย่างต่อเนื่องในกระแสน้ำ ซึ่งจะทำให้การสึกกร่อนของตะกรันแย่ลงไปอีก
เพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงระหว่างเหล็กกล้าหลอมเหลวกับอากาศ และป้องกันการเกิดออกซิเดชันขั้นที่สองของเหล็กกล้าหลอมเหลว จึงมีการเติมสารเคลือบลงบนพื้นผิวของเหล็กกล้าหลอมเหลวเพื่อป้องกัน ในขณะนี้ การไล่ระดับอุณหภูมิจะถูกสร้างขึ้นในอุโมงค์ ส่งผลให้เกิดการพาตัวของเหล็กหลอมเหลวและตะกรันที่เส้นตะกรัน ซึ่งเพิ่มการสึกกร่อนของเส้นตะกรันของตัวหยุด การไหลเวียนระดับจุลภาคที่เกิดจากการพาความร้อนที่ส่วนต่อประสานของตะกรันเหล็กจะเพิ่มความต้านทานต่อความต้านทาน การสึกกร่อนของไม้.
1.3 การกัดกร่อนของแท่งสต๊อปเปอร์ด้วยเหล็กหลอมเหลว
เมื่อผลิตเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ ซิลิกอนต่ำ อะลูมิเนียมที่ผ่านการฆ่าด้วยคาร์บอนที่มีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 0.10 เปอร์เซ็นต์ในเหล็กกล้าหลอมเหลว เนื่องจากอะลูมิเนียมถูกใช้สำหรับการฆ่าด้วยดีออกซิเดชัน เหล็กหลอมเหลวจะได้รับการบำบัดด้วยแคลเซียมและ แล้วโยนลงบนเครื่อง ในขณะเดียวกันการบำบัดแคลเซียมในเหล็กหลอมเหลวจะทำให้ CaO ในเหล็กหลอมเหลวเพิ่มขึ้นอย่างมาก ยกเว้นการเสียสภาพของ Al2O3 ในเหล็กกล้าหลอมเหลว [Ca] และ [CaO] ส่วนเกินจะก่อตัวเป็น 12CaO·7Al2O3 จำนวนมาก CaO ที่มี Al2O3 ในเมทริกซ์ปลั๊ก ·Al2O3 และแคลเซียมอะลูมิเนตที่ละลายต่ำอื่นๆ จะไหลเข้าสู่เหล็กหลอมเหลวและตะกรันเพื่อก่อให้เกิดการกัดกร่อน
ในกระบวนการผลิตจริง เมื่อควบคุมปริมาณ Al ของเหล็กหลอมเหลวที่ {{0}}.045 เปอร์เซ็นต์ และควบคุมปริมาณแคลเซียมที่ 0.010 เปอร์เซ็นต์ การกัดกร่อนยังคงเกิดขึ้น จากการติดตามผลการวิจัยภาคสนามพบว่าการกัดเซาะหลักของตะกรันไลน์ในขณะนี้คือชั้นตะกรันในบริเวณหล่อของเตาหลอม ส่วนประกอบ CaO ตรงกลางทำปฏิกิริยากับ Al2O3 ในเมทริกซ์สต๊อปเปอร์เพื่อสร้างสภาวะการสึกกร่อนแบบเดียวกัน
1.4 การกัดกร่อนของตะกรันโดยอุณหภูมิของ tundish
XGM6-1 ตัวหยุดเหล็กคาร์บอนต่ำพิเศษ ปัญหาการสึกกร่อนของเส้นตะกรันที่ผลิตโดย Xing Steel เป็นปัญหาที่ร้ายแรงที่สุด คำนวณความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันระหว่างอุณหภูมิที่ร้อนจัดและการกัดเซาะของตะกรัน อุณหภูมิเฉลี่ยของการเทสามครั้งแรกถูกควบคุมที่ 1567~1575 องศา และตะกรันอุด การสึกกร่อนของเส้นค่อนข้างเบาและไม่มีการกัดเซาะเกิดขึ้น อุณหภูมิเฉลี่ยของการเทห้าครั้งสุดท้ายถูกควบคุมที่ 1577~1583 องศา และแท่งสต๊อปเปอร์สึกกร่อนและหัก
การปรับปรุง
2.1 ควบคุมตะกรันจากถุงใหญ่อย่างเคร่งครัด
แหล่งที่มาหลักของส่วนประกอบตะกรันในพื้นที่หล่อของ tundish ได้แก่ ตะกรันขัดเกลา สารเคลือบ tundish และส่วนประกอบของเหล็กหลอมเหลวที่ลอยขึ้นไปในชั้นตะกรัน ในหมู่พวกเขา อลูมิเนียมซิลิกอนต่ำฆ่าตะกรันขัดเหล็ก ซึ่งถูกกัดกร่อนรุนแรงกว่าโดยแท่งสต๊อปเปอร์ เป็นระบบตะกรันขัดละเอียดที่มีพื้นฐานสูง และปริมาณ CaO ในตะกรันถูกควบคุมที่ 55 เปอร์เซ็นต์ -65 เปอร์เซ็นต์ ตะกรันทัพพีขนาดใหญ่ของแต่ละเตาจะก่อตัวเป็นตะกรันที่ผ่านการกลั่นแล้วในบริเวณจุดฉีดของเตาหลอม ในระหว่างกระบวนการรับเหมาช่วงและเมื่อกระแสเหล็กไหลกระทบพื้นผิวของตะกรันในบริเวณจุดฉีด จะทำให้เกิดตะกรันที่กลั่นแล้วเข้าไปในบริเวณหล่อและทำให้ตัวอุดสึกกร่อน .
ดังนั้นจึงจำเป็นต้องควบคุมการตะกรันของทัพพีขนาดใหญ่อย่างเข้มงวด และใช้การควบคุมการตรวจจับตะกรันโดยอัตโนมัติเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดตะกรันจำนวนมากเมื่อสิ้นสุดการเท ในเวลาเดียวกันควรใช้การดำเนินการ tundish slagging เมื่อกระบวยขนาดใหญ่เทเหล็กหลอมเหลว 5 ถึง 7 เตาอย่างต่อเนื่อง ควรดำเนินการลดระดับตะกรันเพื่อควบคุมความหนาของชั้นตะกรันในบริเวณจุดฉีด
2.2 ควบคุมความร้อนยิ่งยวดของบรรจุภัณฑ์
ไลน์ของเหลวของเหล็กกล้าหลอมเหลวของเกรดเหล็กกล้า XGM6-1 คือ 1535 องศา และความร้อนยิ่งยวดถูกควบคุมที่ 25~45 องศา จากกระบวนการผลิตจริง เมื่อความร้อนยิ่งยวดเฉลี่ยของ tundish ถึง 45 องศา (อุณหภูมิของ tundish คือ 1580 องศา ) เส้นตะกรันทั้งหมดจะปรากฏขึ้น การสึกกร่อนออกจากสถานการณ์ ความร้อนยวดยิ่งเฉลี่ยของ tundish ลดลง 15 องศา และอุณหภูมิ tundish เฉลี่ยการควบคุมจริงจะลดลงเหลือประมาณ 1560~1565 องศา การสึกกร่อนของแนวตะกรันได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ และอัตราการสึกกร่อนของแนวตะกรันสต๊อปเปอร์สามารถควบคุมได้อย่างเสถียรภายใน 20 เปอร์เซ็นต์
2.3 การปรับองค์ประกอบของสารเคลือบผิวให้เหมาะสมสำหรับเหล็กหลอมเหลวแบบทูนดิช
ในมุมมองของสถานการณ์ปฏิกิริยาระหว่างตะกรัน tundish และเส้นตะกรันสต็อปเปอร์ เป็นไปไม่ได้เลยที่จะหลีกเลี่ยงปัญหาตะกรันที่ผ่านการกลั่นแล้วเข้าสู่พื้นที่การหล่อและความร้อนสูงยิ่งยวดของ tundish ในกระบวนการผลิตจริง ดังนั้น ส่วนประกอบของสารเคลือบผิวสำหรับเหล็กกล้าหลอมเหลวแบบทูนไดซ์จึงได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับเกรดเหล็กต่างๆ สภาวะอุณหภูมิของบรรจุภัณฑ์จะเพิ่มปริมาณ MgO ในสารเคลือบ และสร้างสารประกอบหลายองค์ประกอบ Mg-Ca-Al-Si ในชั้นตะกรันของวัสดุหุ้มชั้นกลาง จุดหลอมเหลวสูงกว่า 1,600 องศา มีการสร้างชั้นป้องกันที่แนวตะกรันของสต๊อปเปอร์เพื่อชะลอความเสียหายของตะกรัน ตัวก้านทนทานต่อการกัดกร่อน
การควบคุมปริมาณ MgO ในสารเคลือบจำเป็นต้องปรับตามช่วงการควบคุมจริงของกระบวยเหล็กหลอมเหลว เมื่อปริมาณ MgO เกิน 15 เปอร์เซ็นต์ จุดหลอมเหลวของตะกรัน tundish จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ชั้นตะกรันในพื้นที่เทกระบวยเป็นคราบซึ่งส่งผลต่อการควบคุมสต๊อปเปอร์ตามปกติ ปริมาณที่เพิ่มของสารเคลือบผิวทูนดิชถูกควบคุมเพื่อให้พื้นผิวของเหลวเหล็กหลอมเหลวเป็นสีดำ
ด้วยการปรับองค์ประกอบของสารเคลือบผิวทูนดิชให้เหมาะสม ชั้นเคลือบของสารประกอบที่หลอมละลายสูงซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วย MgO ถูกสร้างขึ้นที่แนวตะกรันของแท่งสต๊อปเปอร์ ซึ่งป้องกันปฏิกิริยาส่วนต่อประสานของตะกรันกับเหล็กไม่ให้กัดกร่อนวัสดุทนไฟที่แนวตะกรัน และปรับปรุงอายุการใช้งานของตัวหยุดได้อย่างมีประสิทธิภาพ
สรุปแล้ว
(1) ด้วยการลดความร้อนยวดยิ่งของเหล็กหลอมเหลวที่ 15 องศา อัตราการสึกกร่อนของตะกรันของตัวหยุดเหล็ก XGM6-1 สามารถควบคุมได้อย่างเสถียรภายใน 20 เปอร์เซ็นต์
(2) ควบคุมตะกรันใต้ทัพพีขนาดใหญ่อย่างเข้มงวด ใช้การดำเนินการปล่อยตะกรันระดับของเหลวแบบ tundish เพื่อระบายตะกรันการกลั่นที่อุดมแล้วในบริเวณจุดฉีด ลดตะกรันการกลั่นที่จะเข้าสู่พื้นที่เท และลดแหล่งที่มาของ CaO ใน ตะกรันทูนดิช
(3) การเพิ่มปริมาณ MgO ในสารเคลือบผิวเหล็กหลอมเหลวให้มากกว่า 10 เปอร์เซ็นต์ การกัดกร่อนของวัสดุทนไฟที่แนวตะกรันสามารถช้าลงได้ และปริมาณ MgO สามารถปรับได้มากกว่า 80 เปอร์เซ็นต์เพื่อป้องกัน การกัดกร่อนของเส้นตะกรันของสต๊อปเปอร์และเพิ่มอายุการใช้งานของสต๊อปเปอร์
