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Clogging in submerged entry nozzles

2000; Wiley; Volume: 71; Issue: 10 Linguagem: Alemão

10.1002/srin.200001334

0177-4832

Y Vermeulen, Bert Coletti, Patrick Wollants, Bart Blanpain, F Haers,

Metallurgical Processes and Thermodynamics

Casting high quality steel grades requires the use of a submerged entry nozzle (SEN) to prevent oxygen and nitrogen pick-up and to achieve favourable steel flow conditions in the mould. Clogging of the SEN leads to instability of the casting operation as well as to a decrease in slab quality. To understand the interactions between liquid steel and the SEN, 156 nozzles from the Sidmar steel plant were investigated with respect to the amount of clogging. A linear relation between the clogging volume and the clogging weight was observed. This indicates that the clogging material's density remains constant during the clogging process for the different steel grades. A distinct relationship was also found between the amount of clogging and the cast steel weight. No relation between the amount of clogging and the superheating of the steel nor the steel flow rate was noticed, however. It was also concluded that for AI killed steels the high Mn (> 3000 ppm) and high C (> 500 ppm) grades cause less clogging than AI killed steel grades with low Mn content (< 3000 ppm) and that Al/Si killed steel grades cause less clogging when compared to AI killed steel grades. When comparing these different steel grades with respect to their total oxygen concentration in the ladle, it appears that steel grades, which have a low total oxygen concentration, cause less clogging in the SEN. Based on these observations three combinations SEN/steel grade were selected for further analysis with electron microscopy. Beim Stranggießen hochwertiger Stahlsorten ist die Benutzung eines Tauchrohres (submerged entry nozzle - SEN) erforderlich, um die Aufnahme von Sauerstoff und Stickstoff zu vermeiden. Ein anderer Grund besteht darin, günstige Strömungsbedingungen in der Kokille einzustellen. Um die Wechselbeziehung zwischen Flüssigstahl und SEN besser zu verstehen, wurden 156 Tauchrohre des Stahlwerks der Sidmar auf ihre Neigung zum Zusetzen untersucht. Bei den untersuchten SEN konnte ein Zusammenhang zwischen dem Volumen und dem Gewicht der Partikel, die die Tauchrohre verstopfen, sowie zwischen deren Größe und der durch das Tauchrohr vergossenen Stahlmenge festgestellt werden. Zwischen der Menge dieser Partikel und der Überhitzung des Stahls, bzw. der Gießgeschwindigkeit ließ sich keine Beziehung feststellen. Statistisch wurde ermittelt, daß aluminiumberuhigte Stahlsorten mit hohem Mangangehalt (> 3000 ppm) und hohem Kohlenstoffgehalt (> 500 ppm) in geringerem Maße zum Zusetzen neigen als aluminiumberuhigte Stahlsorten mit niedrigem Mangangehalt (< 3000 ppm). Mit Aluminium und Silicium beruhigte Stahlsorten wirken ebenfalls weniger verstopfend als aluminiumberuhigte Stahlsorten. Auf der Basis dieser Ergebnisse konnten drei Kombinationen SEN/Stahlsorte festgelegt werden. Für jede Kombination wurden mikroskopische und elementare Analysen durchgeführt.