zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Hiện tượng bó dòng trên thành vòi phun chìm trong đúc thép liên tục xử lý bằng Al

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Báo xấu

5
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tắc vòi phun là một vấn đề phổ biến trong quá trình sản xuất thép đúc liên tục khử ôxy bằng Al. Sự tắc nghẽn xảy ra khi tạp chất rắn trong thép lỏng đóng cặn trên thành vòi phun chìm (SEN). Bài viết trình bày hiện tượng bó dòng trên thành vòi phun chìm trong đúc thép liên tục xử lý bằng Al.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hiện tượng bó dòng trên thành vòi phun chìm trong đúc thép liên tục xử lý bằng Al

Journal of Science and Technology of Công trình nghiên cứu 7 Hiện tượng bó dòng trên thành vòi phun chìm trong đúc thép liên tục xử lý bằng Al Clogging on submerged nozzle in Al killed continuous casting ĐÀO HỒNG BÁCH1 1. Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội *Email: bach.daohong@hust.edu.vn Ngày nhận bài: 22/8/2022, Ngày duyệt đăng: 14/10/2022 TÓM TẮT Tắc vòi phun là một vấn đề phổ biến trong quá trình sản xuất thép đúc liên tục khử ôxy bằng Al. Sự tắc nghẽn xảy ra khi tạp chất rắn trong thép lỏng đóng cặn trên thành vòi phun chìm (SEN). Kết quả nghiên cứu sự thay đổi các nguyên tố Al, Ca, O, N,... trong quá trình xử lý Ca và đúc rót, thành phần tạp chất trong thép lỏng và thành phần lớp cặn bám trên thành SEN có thể cho biết diễn biến quá trình hình thành hiện tượng bó dòng thông qua tỷ lệ Ca/Al và có thể dự đoán tốt sự xuất hiện của các pha Canxi Aluminat tác động tới quá trình bó dòng. Từ khóa: Đúc liên tục, thép xử lý bằng Al, xử lý Ca, bó dòng vòi phun chìm. ABSTRACT Nozzle clogging is a common problem in Al deoxidized continuous casting steel production. Clogging occurs when impurities in liquid steel and deposit build up on the wall of the submersible nozzle (SEN). The results of the study on the change of elements Al, Ca, O, N,... in the process of Ca addition continuous casting, the impurity com- position in liquid steel and the composition of the deposit layer on the SEN wall can indicate the evolution of SEN clogging through the Ca/Al ratio and predict well the occurrence of calcium aluminate phases affecting the clogging process. Keywords: Continuous casting, Al killed steel, addition of Ca, SEN clogging. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ aluminat có nhiệt độ nóng chảy cao, thậm chí có Sự tắc nghẽn nghiêm trọng của thép được xử thể kém hơn khi có các tạp chất Al2O3 trong thép lý bằng canxi đã được sử dụng như một nguyên lỏng. Chi phí cao, hiệu quả thấp và cần kiểm soát tắc cơ bản trong công nghệ đối với thép đươc xử quá trình chặt chẽ là những nguyên nhân làm cho lý bằng Al. Theo giản đồ cần bằng được nêu trên việc xử lý bằng Ca trở nên khó khăn. hình 1 [1] thì lượng Ca phản ứng với Al2O3 phải Theo nhiều tác giả [1-4], yêu cầu của tỷ số được kiểm soát trong phạm vi hẹp, nếu không sẽ Ca/Al ít nhất phải > 0,1 thì hiệu quả xử lý bằng Ca hình thành các hợp chất ôxit Al-Ca rắn. Thành mới có điều kiện nhiệt động học tối thiểu để các phần aluminat có nhiệt độ chảy thấp nhất đông tạp chất Al2O3 kết hợp với CaO, tạo thành một đặc ở nhiệt độ 1371 °C là 12CaO.7Al2O3 (C12A7), thành phần hợp chất có nhiệt độ chảy thấp hơn tức là tỷ lệ giữa CaO/Al2O3 là 1,27. Nếu nhiệt độ nhiệt độ thép lỏng, tức là các tạp chất không thể thùng trung gian khoảng 1550 °C để aluminat ở bám vào thành của ống SEN. Việc sử dụng quá trạng thái lỏng thì có tỷ lệ CaO/Al2O3 nằm trong nhiều Ca cũng không phải là lúc nào cũng tốt, nếu khoảng (0,40,57), tức là tỷ lệ Ca/Al trong Ca quá nhiều thì khả năng sẽ làm xuất hiện CaS khoảng (0,961,37). Điều này không đơn giản không tốt cho thép sản phẩm, ngay cả khả năng như mong muốn bởi vì Ca có độ hòa tan rất thấp chống bó dòng cũng có thể mất đi do sự hình trong thép lỏng, nên hiệu quả của việc bổ sung Ca thành các hợp chất CaO với Al2O3 còn khó hơn cả là rất thấp. Hơn nữa, Ca phải phản ứng đồng thời không xử lý bằng Ca. với tất cả các Al2O3 trong thép lỏng; nếu không thì Việc điều khiển tỷ lệ Ca/Al còn phụ thuộc vào các hợp chất aluminat nghèo Ca và giàu Ca sẽ lượng O trong thép lỏng, mà lượng O trong thép được hình thành. Khả năng tắc nghẽn dòng tăng chịu tác động từ nhiều quá trình trong thép lỏng: lên do sự hiện diện của các tạp chất nhôm trước hết lượng O còn dư trong quá trình lò thổi TAP CHI KHOA HOC-CONG NGHE KIM LOAI . Số 104 . tháng 10/2022 _____________________________ DOI: 10.52923/vmfs.jstm.102022.104.02
Journal of Science and Technology of 8 Công trình nghiên cứu Hình 1. Giản đồ pha Al2O3-CaO. Hình 2. Biểu đồ xác định lượng [O] và [N] hấp thụ trong quá trình rót [8]. trong đó: BOF, lượng O sẽ giảm đi do tác dụng với Al để tạo r[N]E - lượng N được cuốn vào từ bọt không thành Al2O3 phối hợp để tạo thành xỉ nổi lên trong khí có trong thép lỏng; quá trình tinh luyện, lượng O tác động với các r[N]St - lượng N bị hấp thụ trên bề mặt của nguyên tố khác trong thép lỏng như Ca, Si,... dòng rót ngoài không khí; Lượng O có thể theo khí Ar nổi lên thoát ra ngoài r[O]E - lượng O được cuốn vào từ bọt không tùy thuộc vào mức độ thổi Ar trong thép. Điều đó cho thấy lượng O có trong thép lỏng khó có thể khí có trong thép lỏng; tính toán được chính xác. Hơn nữa, trong quá r[O]St - lượng O bị hấp thụ trên bề mặt của trình công nghệ đúc rót liên tục, O còn theo không dòng rót ngoài không khí; khí bị hút vào trong thép, nhiều nhất là trong quá Do - đường kính của lỗ rót từ thùng chứa sang trình đúc hở, và vẫn xảy ra trong các quá trình đúc thùng trung gian; kín. Việc theo dõi lượng O từ không khí thâm nhập Lo - chiều dài của dòng rót; vào thép, cũng chính là theo dõi lượng không khí R1 - bán kính của miệng thùng chứa thép lỏng; thâm nhập vào thép sẽ giúp cho việc theo dõi O Zf - chiều cao dòng rót giữa LF và thùng trung thâm nhập vào thép từ không khí, mà trong không gian. khí chiếm hơn 80 % là lượng N, và N lại ít tham gia các phản ứng trong thép, cho nên xác định lượng tăng N trong thép sẽ tạo điều kiện xác định Việc hút khí từ ngoài không khí vào trong thép lượng O thâm nhập từ không khí vào thép. lỏng được thể hiện thông qua lượng N tăng lên. Khả năng hấp thụ O và N từ ngoài không khí Từ đó sẽ xác định được lượng O hấp thụ vào thép xảy ra trong quá trình rót hở từ thùng chứa thép lỏng thông qua biểu đồ trong hình 2 [8]. lỏng sang thùng trung gian [13]. Số 104 . tháng 10/2022 . TAP CHI KHOA HOC-CONG NGHE KIM LOAI
Journal of Science and Technology of Công trình nghiên cứu 9 Bảng 1. Thành phần hóa học của mác thép SWRCH22A (theo JISG-3507-1) C Si ≤ Mn P≤ S≤ Al ≤ Cu ≤ Cr ≤ Ni ≤ Fe 0,18 ÷ 0,23 0,10 0,70 ÷ 1,0 0,02 0,01 0,02 0,050 0,05 0,05 Còn lại Lượng khí (N, O) hút vào phụ thuộc vào lượng trong thép lỏng có kích thước d 40 x15mm để [O] ban đầu và các điều kiện về áp suất, nhiệt độ; phân tích thành phần hóa học và d20 x 10mm để và cuối cùng là phụ thuộc vào các yếu tố của thiết phân tích tổ chức tế vi trên hiển vi điện tử quét bị và trạng thái rót bao gồm: khối lượng thép lỏng, (SEM) và phổ phân tán năng lượng (EDS). kích thước thùng chứa thép lỏng, kích thước 2.2. Mẫu phân tích lớp cặn trên SEN thùng trung gian, chiều cao rót, kích thước lỗ rót,... Hệ thống SEN và các thông số kích thước và [8] vật liệu được thể hiện trong hình 3 cùng với thành Điều thú vị ở đây là sự tồn tại của N coi như phần vật liệu chịu lửa SEN là ôxít zircon. Hai mẫu không tham gia phản ứng nào cho nên giá trị của SEN được lựa chọn từ 2 SEN của quá trình sản N hút vào sẽ là một giá trị xác định, từ đó xác định xuất có chiều dày lớp cặn đặc trưng nhưng khác được lượng O thâm nhập vào thép lỏng. Còn việc nhau nhiều, xem trên hình 4. O đo đạc được phụ thuộc nhiều vào khả năng phản ứng khác nhau của O, ví dụ như: có thể phản ứng với Al, Ca, Ti,... mà các phản ứng này còn phụ thuộc vào cân bằng của từng nguyên tố với O. Vì vậy, việc theo dõi N là rất quan trọng và là biện pháp hữu hiệu giúp sớm tìm ra nguyên nhân hút khí từ ngoài vào. Dựa trên các cơ sở đó trong phần thực nghiệm sẽ theo dõi sự thay đổi các nguyên tố Al, O, Ca và N, phân tích thành phần tạp chất cũng như thành phần của lớp SEN để phân tích đánh giá tính hiệu quả của việc đưa Ca vào trong thép nhằm chống bó dòng 2. THỰC NGHIỆM Sản phẩm đúc là mác thép SWRCH22A (22A) với thành phần hóa học trong bảng 1, với kích thước phôi là 150 mm x 150 mm x 12 m, tốc độ đúc trung bình là 2 ± 0,3 m/phút. Nhiệt độ thép Hình 3. SEN được sử dụng trong sản xuất lỏng trong thùng trung gian là 1550 ± 10 °C với độ quá nhiệt là 40 ± 3 °C. Khối lượng thùng kết tinh là 40 tấn, khối lượng mẻ (thùng LF) là 120 tấn. Quá trình sản xuất là ổn định. Các thông số của quá trình là giá trị trung bình lấy từ 8 mẻ. Để đánh giá quá trình hình thành lớp cặn trên SEN, đã lấy mẫu thép lỏng d40x15 mm. Kết quả xác định thành phần Al, O, N, Ca ở thời điểm giữa của 1 mẻ với lượng thép là 120 tấn/mẻ. Các mẫu SEN được lấy ở đoạn cuối của mẻ để đánh giá khả năng bám cặn của SEN. 2.1. Mẫu đánh giá tạp chất trong quá trình đúc Kết quả phân tích tạp chất được lấy từ thép lỏng tại 3 công đoạn: trước khi xử lý Ca, sau xử lý Hình 4. Hai mẫu được lấy từ 2 monotube SEN Ca và tại thùng trung gian. Các mẫu được lấy có chiều dày lớp cặn bám khác nhau TAP CHI KHOA HOC-CONG NGHE KIM LOAI . Số 104 . tháng 10/2022
Journal of Science and Technology of 10 Công trình nghiên cứu Bảng 2. Sự thay đổi hàm lượng nguyên tố Al, Ca, O và N trong thép lỏng giữa thùng rót và thùng trung gian STT Mẻ Ca/Al r_Al_total (ppm) r_Al-sol (ppm) r_Al-ins (ppm) r_Ca (ppm) r_O (ppm) r_N (ppm) 01 0,67 9,6 9,24 0,36 15,69 -17,9 -8,7 02 0,4 47,36 45,24 2,12 26,65 17,1 -3,5 03 0,17 14 14,08 -0,08 -4,48 26,1 3,1 04 1,0 8,36 8,39 -0,04 20,68 - - 05 0,44 -3,28 -3,11 -0,16 1,82 -10,1 -5,3 06 0,27 5,71 27,29 -1,58 -0,32 - - 07 0,26 4,65 1,86 2,8 1,7 34,8 -4,5 08 1,0 25,53 27,9 -2,37 -6,8 34,8 -4,5 Giá trị trung bình (*) 0,49 50,10 39,64 10,46 16,97 69,52 34,38 Độ lệch trung bình (**) 0,02 16,49 16,36 0,13 6,87 14,13 -3,90 Tỷ lệ (%) (***) 0,04 32,9 41,3 1,3 40,5 20,3 -11,3 Chú thích: r_Al_total: chênh lệch lượng Al tổng giữa thùng trung gian và thùng rót r_Al-sol: chênh lệch lượng Al tự do giữa thùng trung gian và thùng rót r_Al-ins: chênh lệch lượng Al liên kết giữa thùng trung gian và thùng rót r_Ca: chênh lệch lượng Ca giữa thùng trung gian và thùng rót r_O: chênh lệch lượng Ôxy tự do giữa thùng trung gian và thùng rót r_N: chênh lệch lượng Nitơ tự do giữa thùng trung gian và thùng rót Giá trị trung bình (*): Lượng nguyên tố tương ứng tại thùng rót lấy giá trị trung bình của 8 mẻ Độ lệch trung bình (**): Chênh lệch của nguyên tố tương ứng giữa thùng trung gian và thùng rót lấy giá trị trung bình của 8 mẻ Tỷ lệ (%) (***): Chênh lệch của nguyên tố tương ứng giữa thùng trung gian và thùng rót lấy giá trị trung bình của 8 mẻ chia cho giá trị trung bình (*) 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN vì phản ứng với Al và Ca, nên lượng Ca cũng giảm 3.1. Sự thay đổi Al, Ca, O và N xuống 6,9 ppm (tương ứng với tỷ lệ 47 %). Ở đây Kết quả xác định sự thay đổi các nguyên tố N tăng khoảng 11,3 % là do có hiện tượng không trong 8 mẻ nấu thể hiện trong bảng 2. Từ sự thay khí từ ngoài xâm nhập vào trong thép lỏng, tương đổi của các nguyên tố Al, O, Ca và N (là các ứng với 4 ppm N và từ đó có một lượng O khoảng nguyên tố liên quan trực tiếp tới hình thành lớp ¼ lượng N, tức là khoảng 1 ppm. Hiện tượng tăng hình thành bó dòng trong ống SEN) thấy rằng để O do một trong hai khả năng là: hoặc xảy ra hiện đảm bảo lượng Al dư đủ cao (> 50 ppm) thì tốt tượng hút khí từ bề mặt dòng thép lỏng trong quá nhất đạt 200 ppm theo yêu cầu của mác thép. trình rót từ thùng chứa vào thùng trung gian và/hoặc có hiện tượng hút khí từ bề mặt thép lỏng Kết quả cho thấy thép lỏng từ thùng rót (LF) đến ở thùng trung gian [13]. Việc hút khí O vào trong thùng trung gian thì lượng Al đã bị giảm đi trung thép lỏng tiếp tục gây nên cháy hao Ca và Al. bình là 16,49 ppm (tương ứng với tỷ lệ 32,9 %). Có thể giải thích rằng, lượng Al này đã phản ứng với Từ phân tích trên, có thể cho rằng trong quá ôxy trong thép lỏng để tạo thành Al2O3 và hoàn trình rót thép lỏng từ thùng chứa thép lỏng sang toàn nổi vào xỉ, vì thế lượng Al hòa tan giảm thùng trung gian của Nhà máy có hiện tượng hút xuống, còn lượng Al liên kết trong thép lỏng gần khí khá mạnh. Điều này chỉ ra rằng, để duy trì như không thay đổi, tương ứng với nồng độ cân được lượng Al dư theo yêu cầu công nghệ của bằng tại điều kiện đó. Lượng ôxy giảm 14,13 ppm mác thép SWRCH22A trong điều kiện của Nhà Số 104 . tháng 10/2022 . TAP CHI KHOA HOC-CONG NGHE KIM LOAI
Journal of Science and Technology of Công trình nghiên cứu 11 Bảng 3. Tỷ lệ Ca/Al trong thép lỏng, xỉ và số liệu tính toán khả năng cháy hao Ca và Al Al (ppm) Al-sol (ppm) Al-ins (ppm) Ca (ppm) O (ppm) N (ppm) Ca/Al (ppm) NTL 27 - - 40 16 14 - TB 50,10 39,64 10,46 16,97 69,52 34,38 0,34 Al2O3 - - 53(*) - 47(*) - - CaO - - - 71(*) 29(*) - - CA - - 34(*) 25(*) 41(*) - 0,74 C5A3 - - 28(*) 34(*) 38(*) - 1,24 C12A7 - - 27(*) 35(*) 38(*) - 1,27 CA2 28(*) 21(*) 51(*) 0,37 CA6 50(*) 6(*) 44(*) 0,12 (1) - - - 16,97 6,79 - - (2) - - 10,46 - 9,3 - - (3) - 39,64 - - 35,24 - - (4) 50,1 0 50,1 16,97 18,20 - - Chú thích: CA: CaO.Al2O3 C5A3: 5CaO.3Al2O3 - C12A7: 12CaO.7Al2O3 mayenite loại canxi aluminate nhiệt độ đông đặc thấp 1392 °C […] (*): lượng nguyên tố tương ứng tính theo % Tính toán trạng thái tiếp theo được thể hiện ở các hàng (1,2,3,4) trên bảng 3. (1): Giả thiết Ca sẽ tồn tại chủ yếu ở trạng thái CaO, như vậy lượng O sẽ liên kết với Ca sẽ được tính là 6.79 ppm ứng với 16.97 ppm Ca trong thép lỏng (được thể hiện trong hàng (1) trong bảng 3). (2): Lượng O trong kết hợp với 10,46 ppm Alins trong thép lỏng được tính bằng 9,3 ppm (3): Lượng O cần thiết là 35,24 ppm sẽ phản ứng từng bước với 39,64 ppm Alsol trong thép lỏng (4): Lượng O còn lại trong thép là 18,20 ppm máy là khó có thể đạt được. Đồng thời, việc bổ để hiệu quả chống bó dòng tăng lên thì Ca/Al cần sung thêm Ca cũng khó có thể đảm bảo giữ được đạt (0,96-1,37) để có thành phần tạp chất là giá trị mong muốn ban đầu để tránh tắc nghẽn C12A7 nhưng cũng còn xa mới đạt được. trong ống SEN bởi vì ái lực hóa học của Ca còn 3.3. Tạp chất phi kim trong thép mạnh hơn Al. Vì vậy, việc duy trì được hàm lượng Ca khi có O hút vào còn khó hơn nhiều. Do đó, Bảng 4. Lượng và kích thước tạp chất trước, sau cần phải có biện pháp thích hợp để ngăn ngừa khi phun Ca và tại thùng trung gian không khí thâm nhập vào trong thép lỏng. 3.2. Phân tích khả năng chống tắc nghẽn theo Trước phun Ca Sau phun Ca Thùng trung gian tỷ số Ca/Al Kích Kích Kích Số liệu trong bảng 3 cho thấy tỷ lệ Ca/Al có giá thước Lượng thước Lượng thước Lượng trị là 0,34 > 0,1 thoả mãn yêu cầu tối thiểu cho Max (%) Max (%) Max (%) chống bó dòng, nhưng lượng dư Al cần thiết sẽ (mm) (mm) (mm) không bảo đảm theo yêu cầu công nghệ, còn 1,80 1,20 2,1 0,41 0,15 0,52 lượng dư O trong thép sẽ nhiều (còn 18,2 ppm) làm giảm chất lượng thép, lượng tạp chất Al2O3 sẽ Lượng và kích thước tạp chất được nêu trong rất lớn vượt quá lượng tạp chất cho phép, do đó bảng 4, là kết quả quan sát trên kính hiển vi điện thực tế hiện tượng bó dòng vẫn xảy ra. Hơn nữa tử quét với độ phóng đại 500x. TAP CHI KHOA HOC-CONG NGHE KIM LOAI . Số 104 . tháng 10/2022
Journal of Science and Technology of 12 Công trình nghiên cứu Hình 5. Ảnh SEM-EDS các dạng tạp chất chính Bảng 5. Thành phần tạp chất của các mẫu thép trước, sau xử lý Ca và tại thùng trung gian Al (%) Ca (%) O (%) Fe (%) Si (%) Mg (%) C (%) S (%) Zr (%) Ca/Al (%) Tạp chất trước xử lý Ca (lớn) 14,2 25,5 40,7 5,7 1,1 2,9 7,7 0,6 - 1,80 Tạp chất trước xử lý Ca (nhỏ) 13,7 17,8 18,1 45,5 0 1,3 2,4 1,2 - 1,30 Tạp chất sau xử lý Ca 14,8 32,3 37,4 5,8 2,1 3,5 3,5 0,7 - 2,18 Tạp chất trong thùng trung gian 18,8 2,9 39 0 0 30,8 5,4 0 - 0,15 SEN1 (dày) 16,5 7,3 35 0,7 3,8 5,7 19,3 0 11,6 0,44 SEN2 (mỏng) 3 9,2 22,9 33 0,7 0 16,3 0 13,3 3,07 Hình dạng tạp chất trong nghiên cứu cũng khá với lượng Fe rất cao (45,5 %), trong khi tạp chất khác nhau, ở trong thép lỏng LF xuất hiện nhiều kích thước lớn có thành phần O cao. Điều đó cho tạp chất có dạng không tròn (hình 5) với thành thấy các tạp chất được hình thành từ mầm chủ phần là C, O và Fe, đặc biệt trong thùng trung gian, yếu là Fe, sau khi lớn lên các tạp chất sẽ kết tụ, khả năng là chất che phủ than trấu bị hòa tan. Còn chủ yếu là các ôxít. Khi tỷ lệ Ca/Al tăng lên trong lại là các tạp chất dạng dạng tròn có thành phần khoảng 1,3-1,8 các tạp chất là hạt lớn. Với tỷ lệ chủ yếu là Ca, Al, O, C, Si, Mg, Cr, S,... này thì các hạt nhỏ gần với thành phần của C5A3 Kết quả phân tích thành phần nguyên tố bằng và C12A7 có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn. Còn phổ EDS của các tạp chất chính dạng tròn được khi kích thước hạt lớn tạp chất gần với thành phần nêu trong bảng 5. của pha C3A có nhiệt độ nóng chảy cao hơn. Tạp chất trước khi xử lý Ca có kích thước nhỏ Sau khi xử lý Ca thì tỷ lệ Ca/Al tăng lên rõ rệt Số 104 . tháng 10/2022 . TAP CHI KHOA HOC-CONG NGHE KIM LOAI
Journal of Science and Technology of Công trình nghiên cứu 13 Hình 6. Ảnh SEM và phân tích EDS của SEN có Hình 7. Ảnh SEM và phân tích EDS của lớp lớp đọng dày (1,5 mm) đọng mỏng (1 mm) là 2,18 tương ứng với pha C3A có nhiệt độ nóng chất còn xuất hiện nguyên tố Zr (11-13 %) là thành chảy là 1540 °C. Nhưng tạp chất tại thùng trung phần chính của cốc monotube do tái ôxy hóa và gian lại có tỷ lệ Ca/Al rất thấp (0,15) tương ứng với lượng C cũng rất cao lên tới (16-19) % (bảng 5) do pha CA6 có nhiệt độ nóng chảy rất cao 1852 °C. C có thể là nhân tố trung gian của quá trình tái ôxy Như vậy với công nghệ chế tạo thép của nhà máy, hóa thông qua CO. Sự khác biệt của hai SEN bị tỷ lệ Ca/Al rất không thuận lợi và dễ xảy ra hiện đọng dày và mỏng là sự khác biệt về lượng Fe rất tượng bó dòng. Việc Ca chỉ còn khá ít cũng phù lớn giữa 0,7 với 33 %, cũng như lượng nhôm giữa hợp với các kết quả phân tích trong thép lỏng do 3 và 16,5 %. Điều đó cho thấy bản chất đóng cặn hiện tượng hút O ở ngoài vào làm cho quá trình xử của 2 SEN khá khác nhau. SEN mỏng hơn có lý Ca không thực hiện được. Ngoài ra trong thùng lượng Fe, Ca/Al cao và Al thấp hơn, trong khi SEN trung gian có sự hòa tan Mg khá lớn trong tạp dầy có Fe, Ca/Al thấp và Al cao. Do đó có thể suy chất, thành phần lên tới 30 %. Điều đó nói lên rằng ra SEN mỏng bị bó dòng do Fe, còn SEN dầy bị trong thùng trung gian có sự tái oxi hóa Mg và bó dòng do Al2O3. cũng giải thích hiện tượng mất mát Ca rất mạnh. Hình thái lớp đọng cũng khác nhau rõ rệt: lớp Nguyên nhân xuất hiện Mg có thể là do chất xỉ che đọng có nhiều Fe có độ xốp cao hơn. Khả năng Fe phủ có thành phần MgO hoặc tường thùng trung sẽ lọt vào các lỗ xốp này. gian có thành phần MgO. Kết quả phân tích nguyên tố theo đường (line 3.4. Thành phần cấu trúc của lớp bó dòng scan) của các nguyên tố cho trên hình 8, 9 và Hình ảnh quan sát trên ảnh SEM và phân tích được xử lý trong các hình tiếp theo. Sử dụng qui nguyên tố của 2 SEN xem trên hình 6 và hình 7. hoạch bậc 1 để thể hiện xu thế thay đổi của các Phân tích thành phần của lớp đọng trên ống nguyên tố Ca, Al, Fe và tỷ lệ Ca/Al với các hệ số SEN cho thấy, ngoài các nguyên tố có trong tạp được nêu trên bảng 6. TAP CHI KHOA HOC-CONG NGHE KIM LOAI . Số 104 . tháng 10/2022
Journal of Science and Technology of 14 Công trình nghiên cứu Bảng 6. Tổng hợp kết quả quy hoạch thực nghiệm Ống SEN có lớp bám dày 1,5 mm (1) Ống SEN có lớp bám dày 1,0 mm (2) Nguyên tố Ca Al Ca/Al Fe Ca Al Ca/Al Fe Hệ số tự do 7,62 36,26 0,26 2,08 24,99 28,92 2,93 0,26 Hệ số tỷ lệ -0,0012 0,0181 -0,00006 -0,0003 -0,018 - 0,0195 -0,002 0,019 Hình 8. Ảnh SEM và phân tích EDS theo đường Hình 9. Ảnh SEM và phân tích EDS theo đường của SEN có lớp đọng dày (1,5 mm) của SEN có lớp đọng mỏng (1 mm) Các kết quả quan hệ hàm bậc nhất cho thấy xu ra các kết luận sau đây: thế của cốc rót (SEN1) bị bó dòng do thành phần 1. Quá trình từ trước và sau xử lý Ca đến thùng chính là Al2O3 ứng với tỷ lệ Ca/Al thấp (0,26) trong trung gian, từ góc nhìn sự thay đổi các nguyên tố suốt quá trình đóng cặn, lượng Fe xuất hiện ít. Đối Al, Ca, O, N cho thấy lượng Al giảm đi 31 %, Ca với cốc rót SEN2 có chiều dày lớp cặn nhỏ hơn có giảm 47 %, do đó tỷ lệ Ca/Al sẽ giảm đi hơn 0,04 tỷ lệ Ca/Al cao và bằng 3, đồng thời có lượng Fe %. Lượng O cao lên tới 70 ppm, và tăng lên 2 % cao hơn (khoảng 2 %), nhưng càng về sau tỷ lệ trong quá trình do lượng N tăng 10 %. Như vậy, để Ca/Al và Fe đều có xu hướng giảm đi. đạt yêu cầu Al dư 200 ppm là khó, cũng như quá trình dễ dẫn đến hiện tượng bó dòng. 4. KẾT LUẬN 2. Các tạp chất chính được hình thành từ mầm Từ các kết quả quan sát và phân tích có thể rút có lượng Fe cao 45 % sau đó sẽ giảm đi khi lớn Số 104 . tháng 10/2022 . TAP CHI KHOA HOC-CONG NGHE KIM LOAI
Journal of Science and Technology of Công trình nghiên cứu 15 Hình 10. Kết quả quy hoạch thực nghiệm mẫu Hình 11. Kết quả quy hoạch thực nghiệm mẫu ống SEN có chiều dày bám dính 1,5 mm ống SEN có chiều dày bám dính 1,0 mm lên, và có thành phần chính là các ôxit Al, Ca, Mg, rất thấp 0,15 gần với pha CA6 (0,12) có nhiệt độ Si. Có sự xuất hiện cả C và Mg có trong thành nóng chảy rất cao là 1852 °C. Từ đó thấy rằng, sự phần chất che phủ hoặc trong chất chịu nhiệt của thay đổi tỷ lệ Ca/Al trong quá trình sẽ rất không tường lò do quá trình tái ôxy hóa. Tỷ lệ Ca/Al trong thuận lợi cho khả năng chống bó dòng. tạp chất nhỏ trước xử lý Ca có thành phần gần 3. Thành phần của lớp cặn trên thành ống SEN pha C5A3 và C12A7 với nhiệt độ nóng chảy thấp, có 2 khả năng. Nếu tỷ lệ Ca/Al thấp (0,3 %) thì tốc nhưng khi lớn lên tỷ lệ Ca/Al giảm có thành phần độ đóng cặn sẽ nhanh hơn và thành phần chủ yếu gần với pha C3A có nhiệt độ nóng chảy cao hơn. là Al2O3. Khi Ca/Al trong lớp cặn cao (2 %) thì tốc Sau khi xử lý Ca tỷ lệ Ca/Al tăng lên và gần với độ đóng cặn giảm và có sự tham gia của một pha C3A có nhiệt độ nóng chảy 1540 °C. Tại thùng lượng Fe khoảng 2 % trong thành phần. Tỷ lệ trung gian tỷ lệ Ca/Al giảm mạnh và có thành phần Ca/Al sẽ giảm đi đối với các lớp cặn tiếp theo. TÀI LIỆU TRÍCH DẪN 1. F.Tehovnik, J. Burja, B. Arh, M. Knap; Submerged entry nozzle clogging during continuous casting of Al-killed steel, Metalurgija, 54 (2), 2015, pp. 371-374. 2. Rodolfo D Morales, Jafeth Rodríguez, Alfonso Nájera Bastida; The Physical Chemistry of Steel Deoxidation and Nozzle Clogging in Continuous Casting, ResearchGate, January 2021. DOI: 10.5772/intechopen.95369 3. Weifu Li, Yi Wang, WeijianWang, Ying Ren, and Lifeng Zhang; Dependence of the Clogging Possibility of the Submerged Entry Nozzle during Steel Continuous Casting Process on the Liquid Fraction of Non-Metallic Inclusions in the Molten Al-Killed Ca-Treated Steel, Metals, 10, 2020, pp. 1205. doi:10.3390/met10091205 4. W. Kong, D. Q. Cang; Impact of addition of Ca on clogging of SEN and Magnetic properties of non-oriented Silicon Steel, J. Min. Metall. Sect. B-Metall, 55 (1) B, 2019, pp. 39 - 46. 5. Hadi Barati, Menghuai Wu, Abdellah Kharicha, Andreas Ludwig; Role of solidification in SEN clogging during continuous casting of steel, Steel Research Int., 91, 2020, 2000230. 6. Philipp Dorrer, Susanne K. Michelic, Gerald Kloesch, Juergen Reiter, Alexander Paul, Christian Bernhard; Study of Clogging Deposit Build-up in Al-killed and Ca-treated High Sulfur Steels with Focus on the Steel/Refractory Interface, AISTech 2017 Proceedings, 2017, pp. 1555 - 1565. 7. Fabian Imanasa Azof, Kai Tang, Jinglin You and Jafar safarian; Synthesis and Characterization of 12CaO.7Al2O3 Slags: The Effects of Impurities and Atmospheres on the Phase Relations, Metallurgical and Materials Transactions B, V 51B, 2020, pp. 2689-2710. 8. Takao CHOH, Katsuyoshi IWATA and Michio INOUYE; Estimation of Ôxygen and Nitrogen Absorption of Liquid Steel during Tapping from Converter, Transaction ISIJ, Vol. 23, 1983, pp. 680-689. TAP CHI KHOA HOC-CONG NGHE KIM LOAI . Số 104 . tháng 10/2022

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2412 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.