连铸坯低倍缺陷的产生原因及控制

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连铸坯低倍缺陷的产生原因及控制秦影，刘辉霞，胡云生，张红卫(石家庄钢铁公司转炉厂，北石家庄 003) 河 501

摘要：分析了连铸坯的低倍组织缺陷产生原因，认为二冷区冷却水的合理分配、支撑系统的合理对中是保证铸坯质量的关键。针对二次冷却制度、设备因素、钢水质量对连铸坯低倍组织的影响进行分析并采取相应措施，取得较好效果。

关键词：连铸机；缺陷；低倍中图分类号：册 . 2 文献标识码：B 文章编号：1 6 50 20)0— 01 3 0— 08(04 4 04—0 0

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e i o f u me u i

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1前言

铸坯断面：

10 m× 2 m n 8 m 20 l,2 0ml×3 0ml 2 n 0 n

低倍组织是反映连铸坯 (或称矩形坯)内在质量的一项重要内容，特别是对于优质钢连铸坯尤为重要，均匀、致密的低倍组织是减少和杜绝钢材内3 1主要缺陷 .

3石钢连铸坯低倍组织的主要缺陷及形成原因

连铸坯的低倍组织缺陷主要有以下几种：缩在缺陷、提高钢材使用性能的基础保证。石钢转炉厂矩形坯连铸机自 20 02年 7月投产以后，在连铸孔、中心裂纹、皮下裂纹、中间裂纹、中心疏松、 坯低倍组织控制上做了很多积极的探索，取得了较皮下气泡、非金属夹杂等。石钢矩形坯低倍组织的缺陷主要表现为等轴晶带薄且不均匀，柱状晶发好效果。2石钢矩形坯连铸机主要工艺参数 连铸机半径： 1m 2

达，三区分界明显的特点，断面可见缩孔、皮下裂纹、中心和中间裂纹。 皮下裂纹：转炉厂矩形坯皮下裂纹的分布具有定的规律性，一般出现在靠近四角的宽面位置； 有时裂纹处伴随有局部凹陷。裂纹一般距表面 5 。一

铸机流数：流间距：

3 3机流10 mm 40

振动形式： 结晶器形式： 浇注控制：

四偏心振动管式塞棒自动控制+液面自动控制

1 0mlo n

二次冷却控制：汽水雾化冷却 一

中间裂纹：转炉厂矩形坯中间裂纹的产生深度般在距离表面 1— 0 a处，表现为从激冷层沿 5 2r l e

枝晶方向生长发展，裂纹长度 1。 0 n不等。 0 2m l 中心裂纹：中心裂纹的产生一般都伴随着严重41

收稿日期：20—0—1 O4 5 8

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的中心缩孔和疏松，垂直于铸坯表面。32形成原因 .

执行，杜绝了在检修过程中将杂

质带人系统中而引起的喷嘴堵塞；()二冷水中加入阻垢剂，以降低 3总硬度，防止二冷水喷嘴结垢堵塞。

()皮下裂纹的产生与结晶器变形、局部摩擦 1

力过大、对弧不准、结晶器及二冷区冷却不均匀、连铸坯鼓肚及矫直应力过大等多种因素有关。从转

通过以上措施，二冷水质得到明显改善，使喷

嘴的性能满足基本要求。表 1是措施实施前后的效炉厂情况分析，喷嘴的严重堵塞造成冷却不均、铸果对照。 坯出结晶器以后水冷却和汽水雾化冷却衔接不好， 表 1实施前后水质分析对比表铸坯表面出现温度回升是产生皮下裂纹的主要原

因。同时。铸坯表面的凹陷产生的变形应力也会直接导致皮下的裂纹。 ()中间裂纹主要是由于冷却不均匀，出二冷 2

区后铸坯表面温度回升产生热应力，在拉坯和矫直时连铸坯受的机械应力过大造成，柱状晶发达也助长裂纹的发生。从转炉厂中间裂纹产生的位置分析，裂纹的产生时间应该在二冷夹持段，而夹持段铸坯表面温度明显低于正常温度，特别是在喷嘴下方存在明显的黑斑，说明夹持段冷却过强或喷嘴的选型过大。铸坯表面温度的反复变化导致了裂纹的产生。

42设备调整 .

()喷嘴型号的调整。铸机二次冷却系统分为 1四个冷却区，中 0区 (其足辊 )2排水喷嘴，工区(扇形段)6排扁平气雾喷嘴，Ⅱ区 8圆锥喷嘴，排 Ⅲ区 3排圆锥喷嘴。为获得良好的雾化效果，将。 段喷嘴由水喷嘴改为扁平型汽水雾化喷嘴，对二冷

段喷嘴进行的重新设计，保证了喷水正常。()对二冷夹持辊间隙进行了重新调整。重新 2调整足辊、夹持辊各排喷嘴之间的间距。使足辊段

( )中心裂纹的产生主要是由连铸坯凝固末期 3心部钢液凝固收缩产生的应力所致；连铸坯鼓肚， 二冷制度不当，矫直应力过大，钢液过热度高及气

及夹持辊段的铸坯冷却更加合理，两段冷却强度过渡更加平稳，以保证其在拉钢过程中能良好运转， 从而解决铸坯表面变形问题。 ()对弧精度的调整。原设计要求整个 1 m 3 2 弧线上的径向偏差为± m,为了减少铸坯的机 5i h械应力，将径向精度调整为 0 m,并且定期校—1 i h弧，避免由于辊子磨损或其它原因造成的弧度偏差。

体含量高都可能引起中心裂纹。调查发现，矩形坯中心裂纹的产生和中心缩孔、疏松有着密切的关

系，凝固收缩应力是产生中心裂纹的主要原因，同

时由于拉矫机压力偏大，在铸坯中心通过拉矫未完全凝固的情况下，矫直应力也会造成中心裂纹。 ()缩孑的产生一般是由于钢液凝固时柱状晶 4 L

发达及局部柱状晶搭桥，铸坯中心最后凝固部分集一

()开口度的调整。为了摸索正确的开口度， 4

中收缩而得不到钢液补充所致。从转炉厂铸坯缩孔

方面借鉴外厂经验，另一方面不断调整数据进行

出现的部位说明二冷冷却的上段冷却强度过大，在后部凝固过程中钢水不能及时补缩。 5主要控制措施 4 1水质的改善 .

调试，通过一段时间的实践摸索出一套合适的数据，现在足辊的开口度精度保持在±00 l之 . mT 5 l内，夹持辊精度保持在 0 03l— .In之内。 l l 通过以上对设备的调整，铸坯皮下裂纹及中心裂纹缺陷得到明显改善，实施效果如表 2。表 2设备调整前后效果对比

二冷水质的好坏直接制约二冷室的运行状况，

严重时会造成喷嘴堵塞，使铸坯冷却不均匀。为改善这一状况，转炉厂采取了如下措施：()在连铸 1二平池增上化学除油装置，以降低二冷水中的油含量；()在二冷水管路调节阀后加装一道过滤网， 2 并将原有的阀前过滤网由通径 8 In 0目改为通 0l、6 l l

4 3工艺参数的调整 .

径 10 m、8 5m 0目，在空气管路上加装通径 10 m 5m 的空气过滤网，以增强过滤效果，防止喷嘴堵塞。 为防止设备检修过程中对系统管路造成的污染，制

()拉矫辊压力的调整。将前三道拉矫辊的压 1力从 1 MP调至 10 a . a 3 .MP。

()比水量的调整。由于 3 2#连铸机比水量的

订了《二冷系统检修规定》,并在检修作业中推广设计值较大，属较强冷却，使铸坯低倍组织表现为4 2

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20年第 4 04期方方方方方方方方案案案案案案案案 1 2 3 4 5 6 7 8

晶粒粗大，细等轴晶区、中间粗大柱状晶及中心粗大等轴晶区分层界限明显，在细等轴晶和柱状晶区 交界处的晶问裂纹及粗大柱状晶中间的裂纹产生几率较高，本次工艺参数调整采用弱冷方式，以降低铸坯断面的温度梯度。经过多次调整，二冷比水量足辊段分配水量调整至 2%。总比水量由 03 L O .5/

44钢水质

量的改善 .

()钢水成分的控制。在尽量降低钢中[] 1 s的同时，将钢中的[]向上限控制，保证 Mn[n M]/[]大于 4。 s 0 ( )拉速的调整。对拉速进行严格的规范，规 2O O O

定 20 m X 0m断面的铸坯拉速为 06 . m 2m 30 m .—07/m/ i o a r n

∞∞∞∞堪∞

调整至 02/g .Lk,使铸坯既得到了良好的内部结 晶组织，又避免了铸坯在脆性区的矫直，达到了良好效果。

弧 . m n 8 m 20 i断面的铸坯拉速为 1 i;10 mx 2 ml l 0—11∞ . 勰弧

()钢水温度的控制。为降低中包过热度，制 3

2 ()水量分配的调整。合理的水量分配能够使定以中包过热度< 0℃为标准的一系列保证措施， 3∞船铸坯在二冷室得到均匀的冷却，各段之间的冷却强使中包过热度有了明显下降，降低了缺陷产生的几度衔接紧密，铸坯的表面温度、内部温度平缓降低，结晶组织合理生长，从而减少低倍缺陷的发生。为达到这一效果，做了大量的试验工作，结合率。O O O O O O 0

经过以上措施的实施，铸坯低倍缺陷严重的情况得到明显改善，措施实施后铸坯缺陷级别统计见表 4。表 4铸坯缺陷对比

所浇钢种，进行了不同比水量、不同冷却水分配比 例，不同参数的喷嘴选用等十余种二冷配水方案的试验比较。通过试验，寻找到了较合理的水量分

配，控制生产的钢种在二冷区的铸坯温度变化尽量在合理的范围内，通过细化铸坯晶粒，减轻了组织分层明显的现象，在此基础上，对二冷各段的喷嘴型号、水压、水量、汽水比进行了调整。不同实验5结论

方案实施前后效果对比如表 3所示。表 3不同配水方案对应的裂纹级别

( )足辊区采用汽水雾化冷却方式，使冷却更 1为均匀，特别是能够很好地解决与夹持段冷却的衔

比， 吾量水量 c u

接，是消除皮下裂纹的关键因素。 ( )二次冷却区喷嘴的雾化状态不良甚至堵 2塞，影响铸坯低倍质量的稳定。

()钢水质量直接影响铸坯低倍质量的提高。 3 ()设备原因引起的外应力作用于铸坯会对铸 4坯低倍的缺陷产生影响。

()二冷区各段冷却强度的合理衔接是科学配 5水的基本依据。e \.

\I 哈 e 蝓 矗\ \I\I\- I \- \! ;

(上接第 6页 )5结语 息，19,( ) 4—1 . 9 8 6:1 7 1 jCm e K cl Die oe t 1 o tprln cnlg: ak 3 a tr np ￣, e r sn a.H t r l gt hoo y T ss tR h si o i e

从国内外生产报道来看，铁素体区热轧技术主

要生产超低碳、超薄规格带钢。与传统的奥氏体区热轧相比铁素体区控轧技术可在显著降低能耗的同时，保证产品的性能和质量要求。因此，铁素体区热轧技术逐渐成为热轧带钢生产工艺的主要发展方向。参考文献：[]陈小龙，常军，王建辉，王丹 . 1铁索体区轧制技术及应用于攀钢生产的可行性[]. J钢铁钒钛，20,() 0 4 . 00 6:4— 4 []章虎润 . 2薄板坯连铸连轧技术的比较及发展趋势[].金信 J冶

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[]刘相华，王国栋 .轧带钢新技术的发展[] .铁研究， 4热 J钢2 0,( ) 1 4 00 5:l一l .【 jB R E ME,J N 5JIf ec fF rt R ln e prt eO 5 A N R O A J. l neo e i oigT m ear n nu re l a Mirs utr n et ei fr dL wc adI t l J . cot c eadT x r nDeome o n FSe s[] r u u e

II I e a oa, 97 7 ( ) 65 75 S t ntnl 1,3 7: 9— 0 . Jn r i 9

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