Review of selection rules for casting powders

Abstract

The aim of this thesis was to investigate the update potential of Raahe steel mill’s casting powder selection rules for existing slab grades and to reduce the amount of defected product. Casting powders separate mould surfaces from steel strand by forming a thin layer of glassy or crystalline slag between them. This layer’s physicochemical properties affect the lubrication and heat transfer occurring in the mould. Inappropriate casting powder increases the amount of occurring defects, because slab grades with different chemical compositions have different solidification routes. Additionally, casting powder offers protection from outside atmosphere and dissolves inclusions within steel.

In the theoretical part of this thesis, the casting process is shortly introduced, but the overall focus is on casting powder properties and selection rules for casting powders. In the experimental part, an analysis is carried out to determine the slab grades that could benefit from a casting powder change. Thus, a set of industrial tests were scheduled and later reviewed.

Generally, the results were quite promising. The test period was continued for nine out of the ten slab grades tested. It is still recommended to continue close supervision of the tests because the number of heats during the test period was quite small for most slab grades. Quality increased for seven slabs grades and remained similar for two slab grades according to the indicators used in this thesis. Overall, it can be recommended to start using ferrite potential in classification of slab grades to peritectic and non-peritectic.

Tämän diplomityön tavoitteena on selvittää mahdollisuutta päivittää Raahen tehtaan valupulvereiden valintasääntöjä olemassa oleville aihiolaaduille ja mahdollisesti vähentää aihiovikojen määrää. Valupulveri erottaa kokillin ja teräsnauhan toisistaan ohuella kerroksella, joka koostuu lasisen ja kristallisen kuonan sekoituksesta. Tämän kerroksen fyysiset ja kemialliset ominaisuudet vaikuttavat voiteluun ja lämmönsiirtoon kokillissa. Vääränlainen valupulveri lisää esiintyvien vikojen määrää aihioissa, sillä eri koostumuksen omaavat teräslaadut jähmettyvät eri faasimuunnoksien kautta. Lisäksi valupulveri tarjoaa suojaa ilma-atmosfääriltä ja liuottaa sulkeumia teräksestä.

Työn teoriaosiossa käydään läpi lyhyesti valuprosessi sekä tarkemmin valupulvereiden ominaisuudet ja niiden merkitys. Valupulvereiden valintaan liittyviä tekijöitä korostetaan erityisesti. Työn kokeellisessa osiossa analysoidaan aluksi aihiolaadut, joille valupulverin vaihto olisi perusteltua. Tämän perusteella suunniteltiin koeohjelma, jonka perusteella pyrittiin varmistamaan valintasääntöjen muutoksien toimivuutta.

Suurelta osin testijakson tulokset olivat lupaavia. Kymmenestä valitusta koelaadusta yhdeksää koejaksoa päätettiin jatkaa tämän työn tuloksena. Tämä on suositeltavaa, sillä kokeiden määrä jäi useiden laatujen kohdalla vähäiseksi. Kokonaislaatu parani tässä työssä käytettyjen indikaattorien perusteella seitsemällä koelaadulla ja pysyi samana kahdella laadulla. Kokonaisuutena kirjallisuuden ja tehtyjen kokeiden perusteella voidaan suositella ferriittipotentiaalin käyttöönottoa osaksi aihiolaatujen luokittelua peritektisiin ja ei-peritektisiin aihiolaatuihin.