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会议通知： 第六届全国炼钢-精炼-连铸理论与实践讲座于2016年10月16-20于秦皇岛召开，由：本钢-马春生教授、钢研总院-刘浏教授、东大-战东平教授、北科大-张家泉教授主讲，理论与实践结合，授课交流3天！欢迎参与！详询：李亚东18210161369（微信） 刘建伟 （山钢股份济南分公司 炼钢厂，济南 250101） 摘 要 ：本文通过对铸坯表面及皮下夹渣的取样、扫描电镜分析、现场工艺调查，提出了控制浇次第一炉钢水过热度、稳定结晶器流场、降低浸入式水口深度、合理控制拉速等措施，铸坯表面及皮下夹渣缺陷得到了有效控制。 关键词 ：铸坯；皮下；夹渣；电镜分析；过热度 1 前言 连铸坯质量控制是炼钢连铸工序的一项持续研究、不断改进、日益提高的攻关课题，但是，受工艺、设备、原辅料等条件的影响，连铸坯质量始终是炼钢工序关注的焦点，并不断对技术人员提出新课题。我厂投产初期，频繁发现铸坯皮下夹渣缺陷，给我厂铸坯及铸坯改判指标带来了较大的影响。 2 缺陷特征 表面夹渣缺陷主要分布在表面及皮下，并镶嵌于连铸板坯表面或皮下 2～6mm 处的渣状物，呈白色或灰白色，硬度稍高，形状不规则，面积大小及数量不确定。缺陷形态见图 1。 3 缺陷原因分析及工艺调查 为了彻底摸清铸坯表面及皮下夹渣缺陷的来源，首先进行取样进行成分分析，再根据成分分析结果对生产工艺进行追踪及调查。 3.1 扫描电镜分析 首先选择典型的铸坯夹渣缺陷进行取样及扫描电镜分析，用于确定缺陷处主要成分及含量，扫描电镜分析位置见图 2，分析结果见表 1. 从上表分析结果来看，成分中出现了关键元素 Na，通过对生产过程各工序使用的原材料进行追踪，发现其与保护渣成分存在一定关系。 3.2 缺陷与炉次顺序的关系 从扫描电镜结果分析后，着重对缺陷板与生产炉次顺序进行了调查，调查发现，缺陷与中包开浇第一炉的关系最大，统计数据见表 2。 3.3 缺陷与开浇第一炉的关系 在得出夹渣缺陷率与开浇第一炉关系最大的结论后，对开浇第一炉相关工艺参数进行了调查。调查发现，开浇第一炉钢水过热度与缺陷率存在明显关系（见表 3），即随钢水过热度的降低，缺陷率呈升高趋势（见图 3）。 4 产生机理 通过对铸坯表面及皮下夹渣缺陷取样分析及生产工艺调查，得出缺陷与中包第一炉开浇初期钢水温度低、保护渣化渣不良、结晶器流场不稳定等关系密切。开浇初期低拉速情况下，因浸入式水口插入深度、结晶器液面控制精度、操作工频繁试探液面及坯壳运行情况等，引起结晶器内钢水流场不稳定，导致熔化不充分的保护渣被卷入钢水中，靠近结晶器弯月面处的钢水凝固速度较快，被卷入的保护渣无法得到充分上浮便被凝固在坯壳内，形成连铸铸坯表面或皮下夹渣。 5 预防措施 5.1提高中包第一炉钢水过热度 为了保证开浇初期结晶器内钢水与保护渣的充分热交换，促进保护渣熔化，在保证安全坯壳厚度的基础上，适当提高中包开浇第一炉钢水过热度，以适当弥补开浇初期因中包包衬吸热导致的钢水温度偏低，根据实践验证，将中包开浇第一炉钢水过热度提高至 20-35℃为宜。 5.2 规范开浇初期的结晶器操作 因开浇初期结晶器内流场极其不稳定，为了避免发生粘结漏钢事故，操作工通常使用钢棒或木棒消除钢液面结壳及试探坯壳是否运行，过于频繁的此类操作将导致结晶器液面波动、保护渣三层结构混乱、初生坯壳被破坏等问题，同样会造成初生坯壳的夹渣现象。因此，要求操作工在中包第一炉开浇初期对结晶器钢水采取“点试”的方式，严禁对钢水搅动操作，且适当降低操作频率及幅度。 5.3 拉速控制 实践证明，开浇初期拉速越低，结晶器内钢水与保护渣的热交换越不充分，越容易造成化渣不良及结晶器流场波动。因此，要求开浇初期在保证出结晶器安全坯壳厚度的基础上，尽量快速将拉速提起，以降低中间包开浇初期结晶器内钢水温度偏低对保护渣熔化的影响，及尽快稳定结晶器流场。 5.4 浸入式水口浸入深度 通过前期试验摸索，我厂厚板坯连铸机正常浇注状态下最合理的水口浸入深度为 130～160mm，而在开浇初期，因拉速处于较低状态，从提高钢水与保护渣热交换角度出发，浸入式水口浸入深入越浅约有利于化渣。通过摸索，我厂将 130mm 定为开浇第一炉浸入式水口的最佳浸入深度。 6 结语 投产初期，我厂铸坯表面夹渣缺陷率平均为 1.03%。通过对缺陷的取样分析、生产工艺调查等，通过控制浇次第一炉钢水过热度、稳定结晶器流场、降低浸入式水口深度、合理控制拉速等措施的实施，铸坯表面及皮下夹渣缺陷率得到了有效控制，2012 年以来，该缺陷控制在了月均 0.12%以下。 |
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