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

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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
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 ...