提高宽厚板坯无清理率的关键技术.doc

提高宽厚板坯无清理率的关键技术 王谦1，何宇明2，胡兵2，熊银成2，李玉刚1，鲁永剑1，袁广英2，潘时松2，张创举2 (1．重庆市冶金工程重点实验室，重庆大学材料科学与工程学院，重庆，400044) (2．重庆钢铁股份有限公司炼钢厂，重庆，401258) 摘要：重钢新区在投产之初，连铸板坯表面原始合格率较低，铸坯表面的主要缺陷表现为：表面纵裂纹、铸坯角部横裂纹、铸坯宽面边部凹陷，此外粘结问题一方面对工艺顺行造成了重要影响，同时也制约了铸坯表面质量的提高。通过对现场生产过程中铸坯表面缺陷的跟踪和分析，并在生产中采取相应的控制措施，最终使铸坯表面无清理率达到了较高水平，为连铸坯的热送热装创造了条件。 关键词：宽厚板坏；表面缺陷；控制措施；热送热装 1 引言 在石油危机的推动下发展起来的连铸坯热送热装技术将炼钢．轧钢变成了一个紧密相连的一体化生产系统，由于其一系列的优点和经济效益而受到广泛关注[1]。热送热装技术不仅可以大幅度降低能源消耗，改善产品的质量，提高金属收得率，同时还对减少铸坯堆放场地和保证工艺顺行意义重大。连铸坯热送热装工艺实施的先决条件[2]是炼钢供给轧钢的铸坯满足热送要求，即炼钢厂生产的连铸坯无清理率要达到很高的百分比。重钢炼钢厂投产初期，各设备工艺功能处于不断完善阶段，铸坯缺陷较多。为了尽快理顺生产流程和减缓铸坯堆冷及清理场地非常有限的压力，重钢把生产无清理铸坯作为一项重要的攻关项目，开展系统研究。本文将结合宽厚板坯表面质量问题，针对生产中出现的粘结漏钢、铸坯表面纵裂纹、角部横裂纹、铸坯表面凹坑等各种质量问题的控制技术进行论述。 2投产之初铸坯表面缺陷情况 新区1#、3#铸机于2009．12．25热试投产，2#铸机于2010．8．30热试后在2010．10正式生产，除粘结漏钢外，铸坯表面主要缺陷以纵裂纹、角部横裂纹和宽面边部凹坑为主，夹砂、针孔、接痕等缺陷较少，未出现宽面网状裂纹，铸坯表面质量综合统计情况见图1。 3粘结的控制 提高铸坯质量所采取的技术措施必须以生产顺行为前提，所以预防粘结和漏钢事故是提高铸坯质量需要首先完成的任务。从表1可知，在投产以来发生的20(流)次漏钢中，有14次是粘结漏钢，占漏钢比例的70．00％，裂纹(因高温钢水、结晶器窄面板锥度异常造成宽面角裂、铸坯划伤超深、二冷水喷嘴供水不足产生裂纹等)漏钢5次，占25．00％，角缝嵌钢漏钢1次，1#机漏钢8流次，3#漏钢12次。因此防止粘结是减少漏钢的主要途径。一方面，优化连铸工艺和精细化操作对减少粘结及其漏钢非常重要；另一方面，粘结可以通过结晶器漏钢预报系统进行预报，提前采取措施避免漏钢。为减少粘结漏钢，在工艺和操作方面主要采取了以下几项措施： (1)对保护渣的控制 在不产生纵裂纹的前提下，降低保护渣的结晶性能，保证液渣膜对铸坯的润滑。在目前工艺条件下，保护渣消耗量在0．45～0．75Kg/t钢较合适。 要求保护渣的粘度-温度曲线接近或达到图2a的形状，而避免出现图2b所示的形状。 减弱保护渣的烧结性能，要保证在正常浇铸过程中液面稳定时渣面不能出现明显的渣团，结晶器壁上渣条不能逐渐长大成厚大渣条，浇注过程或换水口时从结晶器“打出的渣子”中硬块烧结团要少，最大尺寸不能大于10mm。 (2)优化结晶器流场 对于宽厚板坯连铸，保持整个结晶器液面的活跃是减少或避免粘结及漏钢的关键技术，由于实际拉速低于设计的高拉速，使用原高拉速水口时致结晶器液面活跃程度不够，加大了粘结隐患，为此主要开展了以下工作： 化浸入式水口设计：使用原高拉速水口时结晶器内外弧宽面角部至1／8宽度、1／2宽度处液面温度较低，保护渣不能提供足够的液渣润滑铸坯，导致大部分粘结发生在1／8宽度的内外弧宽面处。针对该问题，对结晶器流场进行了数模计算和水模实验，设计了新的水口并投入大生产，使得整个结晶器液面较以前活跃且避免液面翻卷，减少了粘结，同时还对减少纵裂纹和宽面角部凹陷效果明显。 加强水口对中和插入深度的管理：针对三台铸机和不同断面拉速条件，确定相应的插入深度，同时严格保证水口的对中，防止结晶器钢液偏流，以保持活跃但不翻卷的结晶器液面。 优化结晶器吹氩流量：通常在设计结晶器水口时，为了防止水口堵塞和结晶器液面过死，一般都是采用较大的吹氩量(约6～20NL／min)，但吹氩量太多往往会造成边部保护渣覆盖差，液渣少，而中部渣层过厚液渣温度低，对结晶器整个宽面上弯月面处的均匀传热和润滑不利。在水口优化之后，钢水可浇性好不发生水口结瘤时，控制吹氩量为3～5NL／min，既保持结晶器液面活跃又不发生翻卷。 提高钢水可浇性，避免水口结瘤堵塞导致拉速(浇铸通钢量)过低而造成结晶器液面温度过低发生粘结。结瘤严重时适当加大吹氩量、及时更换水口，若仍不能解决结瘤堵塞问题，则应坚决停浇。 (3)加