板坯中間裂紋缺陷控制的研究

劉樹(shù)濤 任志鑫 李洪波

（山西建龍實(shí)業(yè)有限公司 043800）

摘 要：本文從設(shè)備和工藝兩方面開(kāi)展實(shí)踐來(lái)提升鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。實(shí)踐表明提高鑄機(jī)精度、提高鋼水窄成分命中率、降低鋼水P、S及夾雜、吹氬規(guī)范操作、降低過(guò)熱度、溫度拉速匹配、提高恒溫恒速率、優(yōu)化二冷制度、改用氣霧冷卻噴嘴、調(diào)節(jié)結(jié)晶器錐度，提高操作水平等方面可以大幅改善鑄坯內(nèi)質(zhì)。

關(guān)鍵詞：鑄坯；中間裂紋；成分；精度；橫拉速；

Research on Defect Control of Slab Intermediate Crack

Liu Shutao Ren Zhixin  Li Hongbo

Abstract: This article carries out the practice from two aspects of equipment and process to improve the internal quality of the slab. Practice shows that improving caster accuracy, increasing the narrow component hit rate of molten steel, reducing molten steel P, S and inclusions, standard operation of argon blowing, reducing superheat, matching temperature pull speed, increasing constant temperature constant rate, optimizing secondary cooling system, and using aerosol Cooling the nozzle, adjusting the crystallizer taper, and improving the operation level can greatly improve the slab inner quality.

Key words: cast slab; intermediate crack; composition; accuracy; transverse speed;

引言

山西建龍自從復(fù)產(chǎn)以來(lái)，產(chǎn)量急劇增加，生產(chǎn)節(jié)奏進(jìn)一步加快，導(dǎo)致鑄坯內(nèi)部質(zhì)量變差，出現(xiàn)大量的中間裂紋坯。直接影響后續(xù)加工，技術(shù)處通過(guò)對(duì)標(biāo)學(xué)習(xí)、生產(chǎn)跟進(jìn)總結(jié)出板坯中間裂紋改善方式，通過(guò)工藝優(yōu)化，鑄機(jī)精度改善以及操作方面獲得較好的內(nèi)部質(zhì)量，低倍情況大幅度改善，從而提升質(zhì)量。

1.主要設(shè)備狀況

產(chǎn)量224萬(wàn)噸/年，兩臺(tái)連續(xù)矯直、連續(xù)彎曲的直弧連鑄機(jī)，連鑄機(jī)基本半徑8米，連鑄機(jī)長(zhǎng)度30米，板坯厚度210mm，寬度700-1400mm，拉速0.3-2.2m/min，扇形段采用氣霧冷卻，結(jié)晶器長(zhǎng)度950mm，采取塞棒控流方式，裝備液面自動(dòng)控制系統(tǒng)。

2、優(yōu)化前低倍狀況

由于產(chǎn)量提高，生產(chǎn)節(jié)奏加快，鑄坯低倍分析表明：中間裂紋2.5級(jí)（11條，L66.4mm）中心等軸晶區(qū)14.9*1106mm2（等軸晶率5.75%），柱狀晶區(qū)76.6-81.2mm，寬面細(xì)晶區(qū)12.9-17.7mm，窄面東側(cè)細(xì)晶區(qū)14.3mm、西側(cè)細(xì)晶區(qū)13.5m。中間裂紋較多給軋鋼方面帶來(lái)很大難題，造成大量廢品，直接影響公司效益。

3、中間裂紋原因分析

中間裂紋主要是凝固前段受到各種拉應(yīng)力，矯直應(yīng)力及熱應(yīng)力共同作用，凝固端的應(yīng)力超臨界值，沿著柱狀晶開(kāi)裂，形成裂紋^[1]。結(jié)合公司生產(chǎn)狀況分析原因如下：（1）轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳含量低、終點(diǎn)氧含量高、有害元素P、S含量高，煉鋼廠因?yàn)椴僮鲉?wèn)題和鐵水條件，一倒率命中率68.75%，且有害元素P+S≥0.050%的占比61.23%。（2）氬站吹氬效果不佳，因?yàn)樯a(chǎn)節(jié)奏問(wèn)題，多數(shù)鋼水吹氬不足，少數(shù)鋼包底吹透氣性不好^[1]；（3）生產(chǎn)節(jié)奏緊張，鑄機(jī)檢修時(shí)間、檢修次數(shù)少，噴嘴堵塞嚴(yán)重，檢修時(shí)每次噴嘴堵塞數(shù)都10個(gè)以上；（4）中包過(guò)熱度高，平均30℃左右；（5）拉速波動(dòng)較大且拉速快，平均拉速1.28m/min；（6）結(jié)晶器倒錐度偏??；（7）二冷比水量較大，冷卻強(qiáng)度較大；（8）棍縫、扇形段開(kāi)口度不符合標(biāo)準(zhǔn)^[3]；（9）具體操作液面波動(dòng)大；（10）由凝固定律計(jì)算得知：裂紋發(fā)生位置一般在結(jié)晶器以下1.7米處，分析在零段位置出現(xiàn)問(wèn)題較多。

4、改善內(nèi)質(zhì)措施

（1）鑄機(jī)精度提高：定期檢修鑄機(jī)狀態(tài)，對(duì)弧對(duì)中，測(cè)量校準(zhǔn)棍縫、扇形段開(kāi)口度，清理噴嘴，確保鑄機(jī)狀態(tài)良好。

（2）優(yōu)化鋼水潔凈度:采用窄成分控制方案，盡最大降低有害元素含量；出鋼時(shí)噸鋼加入精煉渣3kg；延長(zhǎng)吹氬時(shí)間（軟吹12分鐘以上），確保吹氬效果；中間包滿包操作^[2]。

（3）確保保護(hù)澆注良好，使用干燥物料，避免帶入氣體。

（4）二冷水調(diào)整，Q235B-Z二冷比水量由0.85L/Kg調(diào)至至0.71L/Kg。

（5）倒錐度調(diào)整由0.95 %/m調(diào)至1.10 %/m。

（6）低過(guò)熱度（15-25℃）、恒溫恒速操作，制定溫度拉速匹配表。

（7）操作方面采用液面自動(dòng)控制技術(shù)，恒液面操作，增加保護(hù)渣液渣層厚度。

（8）輕壓下工藝優(yōu)化改進(jìn)，將輕壓下區(qū)間延長(zhǎng)，增加預(yù)壓下區(qū)間，壓下量由6mm增加至9mm.^[3]

5、優(yōu)化后低倍效果

中心等軸晶區(qū)21.8*1116mm2（等軸晶率8.7%），柱狀晶區(qū)78.2-82.3mm，寬面細(xì)晶區(qū)12.6-16.9mm，窄面東側(cè)細(xì)晶區(qū)13.7mm、西側(cè)細(xì)晶區(qū)12.8m，低倍質(zhì)量明顯改善。

參考文獻(xiàn)

[1]彭開(kāi)玉. 板坯中間裂紋的控制[C]. 中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì).中國(guó)科協(xié)第350次青年科學(xué)家論壇——綠色高性能鋼鐵材料的關(guān)鍵技術(shù)摘要集.中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì):中國(guó)金屬學(xué)會(huì),2018:11.

[2]王國(guó)連,曹磊.寬厚板連鑄坯中間裂紋成因分析及控制[J].中國(guó)冶金,2017,27(10):54.

[3][俞學(xué)成. 板坯中間裂紋控制實(shí)踐[N]. 世界金屬導(dǎo)報(bào),2017-03-14(B03).