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.東方潤安集團有限公司，

江蘇常州 213100）

摘  要：Q195鋼通過控制保證連鑄設備精度，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，提高結晶器一冷水質指標及優(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。

關鍵詞：Q195；工藝和設備優(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,嚴重的鑄坯內部會產生皮下和中間裂紋。

東方特鋼二煉鋼分廠新轉爐投產以來，3#連鑄機生產的Q195和Q235B矩形坯165mm×225mm窄邊產生嚴重的凹陷（見圖1、2）,達到4-5mm，影響了產品質量。

     圖1                                                 圖2

鋼中化學成分控制范圍  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(δ+L→γ),并伴隨較大線收縮,壞殼與結晶器壁脫離產生大的氣隙,結品器導出熱流減少,坯殼變薄,而且厚度極不均勻^[2]。當坯殼所受應力超過其抗拉強度時,坯殼表面產生凹陷。資料顯示:碳在0.10%~0.12%,發(fā)生包晶反應后,鋼的線收縮最大,結晶器內凝固坯殼極不均勻，凹陷也最嚴重。

2.2結晶器保護渣性能的影響

保護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,導致渣膜不均勻,結晶器傳熱不勻勻,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水質的影響

如冷卻水水質不達標，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部腐蝕物產生的鐵氧化物附著；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）保護渣加入不當

操作時由于責任心不強,向結晶器內推入保護渣不能均勻覆蓋鋼液面或未及時撈出銅管四周渣團,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）結品器液面波動

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

5）過熱度高超過1555℃，拉速高，結晶器內坯殼厚度減薄。

6）水口插入深度不合理，影響保護渣熔化效果。

7）零段配水比例不合理

3 措施

3.1 連鑄工藝操作和設備要求

表2

3.2 外部要求

外部參數調整 表3

4 效果

通過連鑄結晶器一冷水流速從12-11m/s調整為9-10m/s，降低結晶器內冷卻強度及初始凝固坯殼收縮，二冷比水量從0.45kg/L,調整為0.50kg/L；水處理承包商保證一冷水質品質；操作方面保證水口插入深度和對中偏差，嚴格控制結晶器和足輥的對弧、對中以及二冷設備的精度；同時優(yōu)化了保護渣的粘度和熔速等性能指標，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

圖3攻關前                          圖4攻關后

根據以上生產中實施的方案，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）降低結晶器一冷水冷卻強度。

2）優(yōu)化保護渣的使用性能，保證其傳熱的均勻性。

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

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

5）一冷水質的改善。

參考文獻：

[1] 田燕翔主編.現代連鑄新工藝、新技術與鑄坯質量控制[M].北京：當代中國音像出版社,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)鑄鋼實訓[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004.