全封闭连铸技术简介
全封闭连铸技术
简介
定义：全封闭连铸是指在连铸过程中，最大限度地隔离钢水与各种渣、空气的接触，避免钢水二次氧化。包括钢包隔离球、中包隔离球（板）、结晶器隔离板、长水口微膨胀密封圈等。其中最重要的是结晶器隔离板，隔板上可以设置鳍板，控制结晶器中钢水流场和温度场。
现在，高铝钢的连铸是个世界难题。因为铝会与保护渣中的氧化物如Na2O、SiO2、B2O3等发生反应，保护渣中的Al2O3从5%上升到30%，严重恶化了保护渣的性能，造成铸坯表面质量缺陷，甚至引起漏钢事故。
为了解决这些问题，目前主要采用两种权宜之计：一是采用碱度R=0.6左右的保护渣，使渣中的部分SiO2与钢中的Als反应，达到平衡后，还有足够的SiO2使R=1.0左右，满足保护渣的性能要求；二是采用非反应性保护渣，渣中SiO2含量小于10%，甚至2%，使保护渣不与Als反应。但两种方法都不能完全解决问题。
而且，保护渣与钢中铝反应，降低了渣-钢界面张力，铸坯表面夹渣严重，需要扒皮，上下表面3mm，大概损失3.5%的质量。
此外，虽然有电磁搅拌、电磁制动等电磁冶金技术，结晶器钢水的流场、温度场依然存在不均匀性，造成一系列的铸坯缺陷。
于是设计出结晶器隔离板（带鳍板），图1.
隔离板结构图，图2.
图1结晶器隔离板示意图
图2隔离板结构图
1控制柄：控制隔离板在结晶器内的水平位置，防止撞击弯月面
2隔离板：大范围隔离保护渣与钢水，下表面为波浪形，集聚氩气
3通气管：防止渣、空气进入气孔
4水口槽：浸入式水口槽
5V形鳍板：导引钢流到达铸坯中间
6平鳍板：控制钢水流场
7气孔：排出氩气
8棱：避免钢流和氩气冲击弯月面
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、防止或减少钢水中活泼元素（Al、RE、Ti等）与保护渣成分（Na2O、SiO2）的化学反应，不改变保护渣的物理化学性能，保证其作用的发挥，保证高铝钢连铸顺行；
2、防止或减少钢水中活泼元素（Al、RE、Ti等）与保护渣成分（Na2O、SiO2）的化学反应，减少钢水铝损，减少夹杂物量；
3、防止超低碳钢（无取向硅钢、汽车板钢、不锈钢）增碳；
4、控制液面波动，防止钢水卷渣、夹渣；
5、均化结晶器内钢水流场、温度场，减少铸坯裂纹的发生；
6、结晶器“电磁制动”与隔离板作用有部分重合，规范流场，减少钢流速度以避免对坯壳的冲击、防止“驻波”等，且使用隔离板，投资比电磁制动便宜太多，操作也简单。
钢包中包隔离球模拟：
将铁水和渣置坩埚中，于1400℃熔化。将密度为3.5g/cm3的耐火球投入，保温5min取出坩埚，自然冷却。砸破坩埚，熔渣凝固在铁块上，图3；将熔渣敲下，耐火块自动脱落，形成空洞，图4；铁块表面可见耐火球留下的凹痕，图5
图3铁上渣
图4 渣下空洞 图5铁上凹痕
说明耐火球可以浮于钢-渣间，防止钢-渣反应
微膨胀密封圈，如图6（右）.用于钢包下水口与保护管之间的密封，在武钢二炼钢、三炼钢、CSP厂均取得良好的试验效果。可减少含铝钢连铸铝损30%.
图6左旧密封圈 右微膨胀密封圈
简介
定义：全封闭连铸是指在连铸过程中，最大限度地隔离钢水与各种渣、空气的接触，避免钢水二次氧化。包括钢包隔离球、中包隔离球（板）、结晶器隔离板、长水口微膨胀密封圈等。其中最重要的是结晶器隔离板，隔板上可以设置鳍板，控制结晶器中钢水流场和温度场。
现在，高铝钢的连铸是个世界难题。因为铝会与保护渣中的氧化物如Na2O、SiO2、B2O3等发生反应，保护渣中的Al2O3从5%上升到30%，严重恶化了保护渣的性能，造成铸坯表面质量缺陷，甚至引起漏钢事故。
为了解决这些问题，目前主要采用两种权宜之计：一是采用碱度R=0.6左右的保护渣，使渣中的部分SiO2与钢中的Als反应，达到平衡后，还有足够的SiO2使R=1.0左右，满足保护渣的性能要求；二是采用非反应性保护渣，渣中SiO2含量小于10%，甚至2%，使保护渣不与Als反应。但两种方法都不能完全解决问题。
而且，保护渣与钢中铝反应，降低了渣-钢界面张力，铸坯表面夹渣严重，需要扒皮，上下表面3mm，大概损失3.5%的质量。
此外，虽然有电磁搅拌、电磁制动等电磁冶金技术，结晶器钢水的流场、温度场依然存在不均匀性，造成一系列的铸坯缺陷。
于是设计出结晶器隔离板（带鳍板），图1.
隔离板结构图，图2.
图1结晶器隔离板示意图
图2隔离板结构图
1控制柄：控制隔离板在结晶器内的水平位置，防止撞击弯月面
2隔离板：大范围隔离保护渣与钢水，下表面为波浪形，集聚氩气
3通气管：防止渣、空气进入气孔
4水口槽：浸入式水口槽
5V形鳍板：导引钢流到达铸坯中间
6平鳍板：控制钢水流场
7气孔：排出氩气
8棱：避免钢流和氩气冲击弯月面
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、防止或减少钢水中活泼元素（Al、RE、Ti等）与保护渣成分（Na2O、SiO2）的化学反应，不改变保护渣的物理化学性能，保证其作用的发挥，保证高铝钢连铸顺行；
2、防止或减少钢水中活泼元素（Al、RE、Ti等）与保护渣成分（Na2O、SiO2）的化学反应，减少钢水铝损，减少夹杂物量；
3、防止超低碳钢（无取向硅钢、汽车板钢、不锈钢）增碳；
4、控制液面波动，防止钢水卷渣、夹渣；
5、均化结晶器内钢水流场、温度场，减少铸坯裂纹的发生；
6、结晶器“电磁制动”与隔离板作用有部分重合，规范流场，减少钢流速度以避免对坯壳的冲击、防止“驻波”等，且使用隔离板，投资比电磁制动便宜太多，操作也简单。
钢包中包隔离球模拟：
将铁水和渣置坩埚中，于1400℃熔化。将密度为3.5g/cm3的耐火球投入，保温5min取出坩埚，自然冷却。砸破坩埚，熔渣凝固在铁块上，图3；将熔渣敲下，耐火块自动脱落，形成空洞，图4；铁块表面可见耐火球留下的凹痕，图5
图3铁上渣
图4 渣下空洞 图5铁上凹痕
说明耐火球可以浮于钢-渣间，防止钢-渣反应
微膨胀密封圈，如图6（右）.用于钢包下水口与保护管之间的密封，在武钢二炼钢、三炼钢、CSP厂均取得良好的试验效果。可减少含铝钢连铸铝损30%.
图6左旧密封圈 右微膨胀密封圈
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