Page 25 - 理化检验-物理分册2025年第一期

朱鹏宏，等：低牌号无取向电工钢B坯增碳的影响因素
组号 试样数/块 过热度/℃
1 13 15~20
2 21 20~25
3 18 25~30
2 其他影响增碳的因素
2.1 长水口增碳
连铸长水口是连接在钢包底部的浇铸件，经过
预处理、转炉冶炼、精炼的钢水由行车吊运至回转
台上，钢包底部滑板打开，连接长水口，使钢水浇注
进入中间包内。长水口在钢水从钢包进入到中间包
的过程中起到引流、保护的作用，防止钢水与空气
接触，造成二次氧化。长水口的材料本体主要为C、
Al 2 O 3 、SiO 2 ，其中碳的质量分数通常不小于26%，渣
线部位碳元素质量分数甚至达到30%以上。长水口
增碳主要为精炼结束后到大包开浇点，大包钢水注
入到中间包内时发生增碳，此时影响钢水增碳的因
素除长水口外，还有中间包镁质涂层与中间包覆盖
剂，为区分各因素实际影响钢水增碳的情况，在钢水
注入中间包内后，覆盖剂投入之前与之后各自对钢
水进行取样，检测增碳量。
覆盖剂投入前后钢水增碳情况如图3所示。由
图 3 可知：覆盖剂投入前，钢水的碳元素质量分数
−5
为1.7×10 ，较精炼结束的 9×10
而覆盖剂投入后较投入前仅增碳 2×10
间包内的钢水增碳主要发生于覆盖剂投入前。中
间包镁质涂层通常碳元素质量分数较低，一般为
0.44%~0.91%，而长水口碳元素质量分数较高，试
验中对使用前后的长水口本体进行取样，碳元素质
量分数由使用前的26%最大降低至使用后的16%，
由于浇注过程中钢水持续冲刷长水口本体内壁，且
图 3 覆盖剂投入前后钢水增碳情况
表2 不同过热度与拉速条件下保护渣增碳对比
拉速/（m · min −1 ） 平均增碳量/（×10 −6 ） 最小增碳量/（×10 −6 ） 最大增碳量/（×10 −6 ）
1.2 8 6 10
1.4 3 2 4
1.4 1 1 2
对长水口渣线以下部位埋入中间包内钢水以下进行
浇注，因此长水口本体损失的碳元素最终极大部分
进入到了中间包钢水里，造成了增碳。
2.2 覆盖剂增碳
中间包覆盖剂是在连铸开浇阶段，当大包向中
间包注入的钢水达到一定限位时，往中间包内加入
的一种覆盖材料，主要作用为隔绝钢水与空气接触，
防止钢液二次氧化。中间包覆盖剂根据所浇铸的钢
种不同，通常设计上也会存在较大差异。常规钢种
的覆盖剂组成为基础渣料与碳化稻壳，其中碳化稻
壳的主要特点为熔化快、覆盖性强，能够使所加入的
覆盖剂起到更好的保温效果。但是，碳化稻壳中碳
含量较高，使用过程通常会引起中间包内钢水增碳，
对于碳含量极低的钢种，尽管该部分增碳只发生在
开浇初期，但含碳量影响钢水最终浇铸成板坯，仍会
对最终成品的性能带来极大影响。因此，碳元素质
量分数不大于0.01%的超低碳钢往往使用专用覆盖
剂，例如无取向电工钢所选用的覆盖剂通常不含有
碳化稻壳，其自由碳质量分数一般不大于0.5%，以
−6
−6
增碳8×10 ；
减少碳的带入。同时，调整覆盖剂的投入时机，将开
−6
，说明中
浇阶段投入的覆盖剂总量降低改为在首炉末期或第
二炉阶段进行覆盖剂补充，也可减少开浇期的钢水
增碳，覆盖剂加入时机对中间包内钢水增碳的影响
如表3所示。
2.3 开浇保护渣增碳
连铸开浇时，加入结晶器中的保护渣往往不会
立即熔化，粉渣与钢水接触时随着液面流动而卷入
钢水内部，从而造成钢水增碳。往开浇时的结晶器
内投入一种新型的助熔型渣料，可以有效改进这一
问题，此助熔型渣料（简称开浇渣）成分及理化性能
如表4所示。
与使用保护渣进行结晶器内钢液开浇不同，开浇
渣的熔点极低，与钢水接触时，开浇渣可以快速熔化
形成熔渣层并活跃液面，不仅可以减少铸坯增碳量，
同时也可以防止结晶器液面结冷钢产生滞坯等情况。
开浇渣对连铸开浇板坯头部碳元素质量分数的影响
如图4所示，实际生产实践中，使用开浇渣可降低开
−6
浇阶段板坯的碳元素质量分数，为（4~11） ×10 。
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