小板坯中心裂紋控制措施總結(jié)

肖乃成  唐田華  尚衛(wèi)東  高之嶺

（安鋼集團(tuán)信陽鋼鐵有限責(zé)任公司煉軋）

摘要：對信陽鋼鐵有限責(zé)任公司2#號小板坯連鑄機出現(xiàn)的內(nèi)部質(zhì)量問題中心裂紋進(jìn)行了分析，總結(jié)了鑄坯產(chǎn)生內(nèi)部缺陷中心裂紋的主要原因，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。提出下一步努力方向。

關(guān)鍵詞：連鑄機，小板坯連鑄，中心裂紋

1 前言

信鋼公司四機四流小板坯連鑄機投產(chǎn)初期鑄坯中心裂紋。嚴(yán)重影響小板坯連鑄機的正常生產(chǎn)。同時直接影響后道工序帶鋼成品的開裂，嚴(yán)重的造成產(chǎn)品質(zhì)量異儀。為此，我們從工藝、操作上進(jìn)行詳細(xì)分析并采取相應(yīng)措施，中心裂紋問題基本控制。使小板坯內(nèi)部質(zhì)量得到有效控制和提高，取得較好效果。

2 小板坯連鑄機的主要工藝參數(shù)

連鑄機的主要工藝參數(shù)見表1。

表1 小板坯連鑄機的主要工藝參數(shù)

   連鑄機類型              弧型板坯連鑄機

流數(shù)                       4機4流

鑄坯尺寸   寬度           350、400、435、470、500mm

厚度               130mm

結(jié)晶器長度                   900mm

冶金長度                     10.7m

拉坯速度                  ≤2.0m/min

振動形式                  短臂四連桿式正弦振動

弧形半徑                     8m          





3 小板坯中心裂紋問題

3.1 裂紋發(fā)生的位置：

中心線裂紋呈規(guī)律性分布。中心線裂紋大部分在坯子斷面的中間位置。

3.2 凝固終點確定

中心線裂紋是在鑄坯凝固最后階段發(fā)生的，掌握凝固終點位置有助于中心線裂紋形成機理和采取相應(yīng)對策防止裂紋產(chǎn)生。

3.3 鑄坯中心線裂紋產(chǎn)生機理

鑄坯中心線裂紋呈規(guī)律性分布。中心線裂紋恰好與鑄坯表面存在的高溫區(qū)相對應(yīng)，在坯子的中心位置發(fā)生。

凝固過程連鑄板坯內(nèi)部熱量主要是向上下兩個表面?zhèn)鬟f，由此可推知，表面高溫區(qū)域下方鑄坯內(nèi)部的凝固會較遲緩，而表面較低溫度區(qū)域下方鑄坯內(nèi)部的凝固則進(jìn)行得較快。             每次檢修對輥縫進(jìn)行了測定，發(fā)現(xiàn)在連鑄機前半部零段、一段部位輥縫控制得較好，鑄坯凝固末端附近，輥縫出現(xiàn)了較大偏差。主要由于目前板坯連鑄機輥子兩端采用壓板控制，壓板易變性的原因。凝固終點附近輥縫過大，為鑄坯內(nèi)部未凝固的液相致使鑄坯膨脹創(chuàng)造了條件.進(jìn)而容易形成中心線裂紋。

3.4 中心線裂紋產(chǎn)生的主要原因

3.4.1 主要由于沿板坯寬度方向冷卻嚴(yán)重不均勻和凝固終點附近輥縫偏大造成的。

3.4.2 在鑄坯內(nèi)部和兩側(cè)邊角附近鑄坯內(nèi)部存在5處較低溫度區(qū)域，而較低溫度區(qū)之間為較高溫度區(qū)。在凝固最后階段，較高溫度區(qū)尚有部分鋼液未凝固，而較低溫度區(qū)域鋼液已基本凝固或接近完全凝固。當(dāng)扇形段輥縫過大，鑄坯剩余液相使坯殼膨脹，將相鄰較低溫度區(qū)域剛凝固結(jié)束或基本結(jié)束凝固的部分拉開，因此形成中心線裂紋。

3.5 中心裂紋的影響因素

3.5.1 中心裂紋的影響因素

鑄坯剛凝固時處于固液兩相區(qū)，力學(xué)性能較差，若凝固終點在寬度方向上不一致，冷卻較慢的區(qū)域鋼水未凝固，鋼水靜壓力大，此時若輥縫偏大，未凝固部分鼓肚，會使冷卻較快先凝固部分撕裂，形成中心線裂紋。或者由于輥縫偏大，鑄坯鼓肚，鑄坯在最后凝固階段凝固收縮得不到鋼水補充形成中心。因此形成中心線裂紋的主要原因是輥縫偏大和寬度方向冷卻不均勻。

3.6 中心裂紋的解決措施

3.6.1 均勻冷卻。對二冷噴嘴進(jìn)行選型。分大斷面和小斷面噴嘴。470#斷面和500#斷面用大斷面噴嘴。350#、400#、435#用小斷面噴嘴。

3.6.2 加強對噴嘴的檢查、更換，做到每次檢修均對噴嘴進(jìn)行清理、更換。

3.6.3 輥縫控制。定期更換扇形段零段，一般2-3個月進(jìn)行定期更換。保證良好的輥縫。

3.6.4 每澆次檢修都要對四個流一、二段及零段輥縫進(jìn)行例行檢測，發(fā)現(xiàn)超差及時在線調(diào)整。

3.6.5 結(jié)合2#板坯連鑄機生產(chǎn)工藝設(shè)備情況，為了防止產(chǎn)生中心線裂紋和三角區(qū)裂紋，首先是加強了輥列精度的控制，將一段14#-18# 夾輥開口度控制在±0.2mm以內(nèi)。采取輥縫從上到下輥縫收縮技術(shù)。從14#的輥縫133.80m收縮到18#的133.30mm.

3.6.6 防止窄面受力。提高結(jié)晶器的維修質(zhì)量，防止銅板錐度變化、足輥不對弧導(dǎo)致窄面鼓肚、壓痕。

3.6.7 控制鋼水S含量。煉鋼廠已作出規(guī)定，供板坯鋼水S含量控制在0.035 %以下，提高M(jìn)n/S比在16以上。

3.6.8 通過嚴(yán)格控制凝固終點附近的開口度，特別是二段的開口度嚴(yán)格控制，增強二冷后程二段冷卻水量，防止坯子回溫，

3.6.9 根據(jù)不同斷面制定目標(biāo)拉速控制和矯直溫度控制，避開矯直溫度區(qū)700-900度范圍。一般控制在950-1050度之間。板坯的中心線裂紋降低至接近于零。

4 中心裂紋情況舉例分析說明對比總結(jié)如下 ：

從2017年2月22日到27日生產(chǎn)幾天130*500mm坯子質(zhì)量來看，坯子中心裂紋現(xiàn)象較2016年12月份有一定的減少，坯子質(zhì)量也有很大的提高。2016年12月28日到1月2日生產(chǎn)期間，生產(chǎn)9087噸500#斷面，共挑出中心裂紋117支，重量為358.20噸。合格率為96.06%。此次2月份生產(chǎn)共計生產(chǎn)13000噸。共計挑出中心裂紋29支，重量為90.65噸。

澆鋼三班挑出中心裂紋情況具體統(tǒng)計分析如下：

原因綜合分析：從幾天生產(chǎn)500#斷面來看：共計挑出29支。甲班出現(xiàn)12支、乙班挑出12支、丙班挑出5支�？刂戚^好的班組是丙班。甲班主要在2月27日停澆檢修最后一爐拉速和二冷水流量控制不合適，造成停澆吊出7支中心裂紋。

此次生產(chǎn)500#斷面主要由于中包溫度高時，降低中包液面和拉速時造成較多，其次是在二冷水溫低，拉速慢，拉速與二冷水溫不匹配造成的。

5 信鋼公司小板坯內(nèi)部質(zhì)量中心裂紋提高總結(jié)

2016年4月份煉鋼廠領(lǐng)導(dǎo)針對小板坯在軋制過程中存在的質(zhì)量問題，及時召開質(zhì)量專題會議，成立質(zhì)量攻關(guān)小組，經(jīng)過近一年的技術(shù)攻關(guān)，小板坯鑄坯內(nèi)部質(zhì)量取得階段性突破。小板坯中心裂紋問題得到有效控制。

5.1 具體采取的措施：

2016年5月份開始，板坯Q235鋼種和Q195鋼種的C都控制在0.10%以下。避開裂紋敏感區(qū)，對控制減少裂紋問題效果明顯。

5.2 優(yōu)化鑄坯冷卻制度。

為改善鑄坯在冷卻過程得到均勻的坯殼，首先在一次冷卻降低結(jié)晶器冷卻強度，130*350mm斷面由之前的230L/Min降低到170L/Min，435mm、470mm、500mm等斷面流量由之前的250L/Min降低到180-到200L/Min，結(jié)晶器水溫差控制在5-6度，經(jīng)過調(diào)整鑄坯的坯殼厚度得到增強，表面缺陷也得到改善。同時結(jié)合對鑄坯低倍樣觀察發(fā)現(xiàn)鑄坯中心存在有中心疏松中心裂紋，經(jīng)過調(diào)整對比對二冷比水量進(jìn)行調(diào)整，二冷系數(shù)由1.3調(diào)整到1.0，鑄坯的內(nèi)部中心裂紋得到改善。

5.3 澆鋼操作嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，堅持“三恒”操作。

澆鋼作業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行三恒操作，“恒液面、恒拉速、恒溫作業(yè)”，針對鋼水溫度成分發(fā)生異常時制定了《板坯鋼水異常工藝操作要點》、《板坯連鑄高溫鋼水工藝要求》，針對高溫鋼水制定溫度過高超過1570度以上時，可采取更換小水口。保護(hù)渣加入要求規(guī)范，加入原則：勤加、少加、均勻，套管四周保護(hù)渣加入厚度要均勻，防止保護(hù)渣出現(xiàn)堆積現(xiàn)象。對保護(hù)渣加入厚度、液面結(jié)殼象要勤觀測。保證中包水口對中，要求南北內(nèi)外偏差不超過10mm.浸入式長套管使用時間達(dá)到3小時必須進(jìn)行更換防止套管穿孔后鑄流對坯殼產(chǎn)生重熔，造成坯殼凹陷。插入鋼水深度在120~140mm為達(dá)標(biāo)。大包操作采用黑面操作，中包渣層控制在50mm以下，減少鋼水的二次氧化。要求班中工機長要一個小時抽查一次各個流保護(hù)渣的加入情況、水口對中、套管使用壽命，測量好并做好各項記錄，為下班的生產(chǎn)提供各種參考。

5.4 高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求提高二冷室設(shè)備維護(hù)精度。

鑄機生產(chǎn)順行，設(shè)備是基礎(chǔ)。由于目前二冷室輥子結(jié)構(gòu)為龍門架式結(jié)構(gòu)，在連拉過程由于熱效應(yīng)中容易造成輥縫的變化影響鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。為確保檢修質(zhì)量利用每次檢修測量并調(diào)整輥縫。同時定期校正全弧，保證對弧精度。同時為減少輥縫變形，對輥子支架進(jìn)行固定螺栓由20改為直徑22高強螺栓。及時更換漏水點的輥子，保證坯子冷卻的均勻性。

5.5 成立質(zhì)量巡視員，加強鑄坯質(zhì)量抽檢與判斷。

抽出責(zé)任心員工擔(dān)任質(zhì)量巡視員，班中不定時對鑄坯質(zhì)量進(jìn)行巡查，對出現(xiàn)質(zhì)量異常鑄坯及時挑出；同時在質(zhì)量攻關(guān)期間24小時不間斷值班對出現(xiàn)的質(zhì)量廢品現(xiàn)場進(jìn)行解決，制定出相應(yīng)的對策。為了能及時掌握鋼坯在帶鋼軋制過程中的使用情況，每天安排相關(guān)負(fù)責(zé)人到帶鋼生產(chǎn)線去了解鋼坯的使用情況，經(jīng)過層層把關(guān)，為帶鋼廠提高合格優(yōu)質(zhì)鋼坯。

6 下一步小板坯質(zhì)量控制重點及生產(chǎn)130*500mm斷面措施

（1）堅持車間“雙恒”操作，穩(wěn)定中包液面和拉速是關(guān)鍵。中包溫度1565度以下，不要降低中包液面。中包溫度高時、降低拉速時， 要提前把二冷水流量、一段、二段減少。足輥、零段流量不變自動狀態(tài)，不能加水。

（2）穩(wěn)定二冷水水溫，控制在40-45度左右，一般不能低于40度以下，水溫較低時，及時更換大水口提高拉速，同時與泵房聯(lián)系。

（3）機長穩(wěn)定協(xié)調(diào)生產(chǎn)節(jié)奏，合理控制拉速。防止等鋼，造成中包液面低拉速慢現(xiàn)象。

（4）500#斷面拉速控制在0.90-0.95米/分之間，防止拉速大起大落，同時拉速變時，主控及時調(diào)整二冷水流量。

（5）生產(chǎn)500#斷面時，建議2天一次停澆檢修，保證大斷面輥縫的需要。

（6）生產(chǎn)大斷面500#時，要對四個流弧度進(jìn)行�；�、保證弧度的對中。

（7）下一步將采用扁平型雙側(cè)孔套管優(yōu)化結(jié)晶器流場；采用鋁碳質(zhì)長套管延長套管使用壽命減少更換套管使用次數(shù)、縮短更換套管時間時間控制在30S到40S。

（8）采用橢圓形噴嘴代替目前的扁平型噴嘴，進(jìn)一步優(yōu)化二次冷卻。

（9）大中包采取全保護(hù)澆注，中包液面控制采取黑面操作，并進(jìn)一步優(yōu)化中包覆蓋劑及保護(hù)渣的理化性能。

7 結(jié)束語  

通過全體煉鋼廠領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)操作人員的共同努力，小板坯鑄坯內(nèi)部質(zhì)量取得階段性突破和提高。小板坯中心裂紋問題得到有效控制。

參考文獻(xiàn)

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