165*225連鑄坯表面凹陷原因分析和控制

王明元¹  劉明秀¹  潘宇¹  張小華¹  袁智²  李海濤²

（1.鋼鐵研究總院華東分院，江蘇 淮安223000，2.東方潤安集團(tuán)有限公司，

江蘇常州 213100）

摘  要：Q195鋼通過控制保證連鑄設(shè)備精度，重新優(yōu)化渣系，穩(wěn)定澆鑄過熱度、拉速 ，保證水口插入深度，提高結(jié)晶器一冷水質(zhì)指標(biāo)及優(yōu)化水縫流速，加大足輥冷卻水量，使Q195和Q235鑄坯凹陷量明顯改善。

關(guān)鍵詞：Q195；工藝和設(shè)備優(yōu)化；鑄坯凹陷改善。

1 前言

連鑄坯表面凹陷分為橫向和縱向凹陷；縱向凹陷平行于角部，有連續(xù)的和斷續(xù)的,嚴(yán)重的鑄坯內(nèi)部會產(chǎn)生皮下和中間裂紋。

東方特鋼二煉鋼分廠新轉(zhuǎn)爐投產(chǎn)以來，3#連鑄機(jī)生產(chǎn)的Q195和Q235B矩形坯165mm×225mm窄邊產(chǎn)生嚴(yán)重的凹陷（見圖1、2）,達(dá)到4-5mm，影響了產(chǎn)品質(zhì)量。

2 原因分析

表面凹陷是多種原因綜合的結(jié)果，其形成的基本條件:初生坯殼的不均勻，在坯殼薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中形成嚴(yán)凹陷[1][3]。

2.1鋼水成分碳的影響

鋼中化學(xué)成分控制范圍  表1

對碳素鋼含碳量為0.09%~0.17%時,鋼水在結(jié)品器彎月面區(qū)形成的初生坯殼,在固相線溫度以下25℃~50℃時發(fā)生包晶反應(yīng)(δ+L→γ),并伴隨較大線收縮,壞殼與結(jié)晶器壁脫離產(chǎn)生大的氣隙,結(jié)品器導(dǎo)出熱流減少,坯殼變薄,而且厚度極不均勻[2]。當(dāng)坯殼所受應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時,坯殼表面產(chǎn)生凹陷。資料顯示:碳在0.10%~0.12%,發(fā)生包晶反應(yīng)后,鋼的線收縮最大,結(jié)晶器內(nèi)凝固坯殼極不均勻，凹陷也最嚴(yán)重。

2.2結(jié)晶器保護(hù)渣性能的影響

保護(hù)渣性能影響凹陷主要是渣子粘度和渣子熔化速度;渣子粘度不合適影響渣子的鋪展性和熔化性,導(dǎo)致渣膜不均勻,結(jié)晶器傳熱不勻勻,局部厚度不均勻,促使凹陷發(fā)生。渣子熔化速度直接影響液渣層厚度。

2.3水質(zhì)的影響

如冷卻水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，使銅管冷卻面有各種顏色的附著物影響傳熱效率；銅管外壁面無附著物而整體發(fā)黑，冷卻不好，壁面溫度過高氧化，嚴(yán)重的會引起銅管變形；如果附有棕黑色鐵氧化物，冷卻水沒加處理劑時管道與總成內(nèi)部腐蝕物產(chǎn)生的鐵氧化物附著；淺黃色厚附著物，特別是在彎月面處最厚，一定是冷卻水沒加處理劑。

2.4結(jié)晶器裝配的影響

水縫偏差大，冷卻不均勻，零段支撐輥裝配精度不夠。

2.5工藝操作的影響

1）一冷冷卻強(qiáng)度大，增加彎液面熱流密度，增加坯殼線收縮。

2）侵入式水口不對中

中間包侵入式水口不對中、歪斜,澆注過程中鋼流中心偏移,沖刷坯殼。

3）保護(hù)渣加入不當(dāng)

操作時由于責(zé)任心不強(qiáng),向結(jié)晶器內(nèi)推入保護(hù)渣不能均勻覆蓋鋼液面或未及時撈出銅管四周渣團(tuán),造成液渣不能均勻侵入氣隙起到潤滑作用,影響均勻傳熱。

4）結(jié)品器液面波動

生產(chǎn)中由于塞棒不好用,或其它事故造成拉速頻繁變化,結(jié)晶器液面波動較大,影響保護(hù)清潤滑作用。

5）過熱度高超過1555℃，拉速高，結(jié)晶器內(nèi)坯殼厚度減薄。

6）水口插入深度不合理，影響保護(hù)渣熔化效果。

7）零段配水比例不合理

3 措施

3.1 連鑄工藝操作和設(shè)備要求

表2

3.2 外部要求

外部參數(shù)調(diào)整 表3

4 效果

通過連鑄結(jié)晶器一冷水流速從12-11m/s調(diào)整為9-10m/s，降低結(jié)晶器內(nèi)冷卻強(qiáng)度及初始凝固坯殼收縮，二冷比水量從0.45kg/L,調(diào)整為0.50kg/L；水處理承包商保證一冷水質(zhì)品質(zhì)；操作方面保證水口插入深度和對中偏差，嚴(yán)格控制結(jié)晶器和足輥的對弧、對中以及二冷設(shè)備的精度；同時優(yōu)化了保護(hù)渣的粘度和熔速等性能指標(biāo)，鑄坯凹陷缺陷取得明顯的改善效果。

前后凹陷對比如下：      表4

5 結(jié)束語

根據(jù)以上生產(chǎn)中實(shí)施的方案，Q195鋼種及Q235B 165*225連鑄坯表面凹陷得到很大的改觀，主要措施如下：

1）降低結(jié)晶器一冷水冷卻強(qiáng)度。

2）優(yōu)化保護(hù)渣的使用性能，保證其傳熱的均勻性。

3）將鋼液過熱度控制在20-35℃范圍內(nèi)，恒拉速澆鑄，保證出結(jié)晶器的坯殼厚度。

4）嚴(yán)格按照規(guī)定裝配結(jié)晶器銅管，保證水縫精度4±0.2mm，零段支撐輥裝配精度誤差＜0.2mm。

5）一冷水質(zhì)的改善。

參考文獻(xiàn)：

[1] 田燕翔主編.現(xiàn)代連鑄新工藝、新技術(shù)與鑄坯質(zhì)量控制[M].北京：當(dāng)代中國音像出版社,2004 .

[2] 蔡開科，程士富主編.連續(xù)鑄鋼原理與工藝[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1994

[3] 馮捷，賈艷主編.連續(xù)鑄鋼實(shí)訓(xùn)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004.