2013年小板坯偏离角纵裂漏钢影响因素及对策课件

小板坯偏离角纵裂漏钢影响 因素及对策 喻 辉 安钢集团信阳钢铁有限责任公司炼钢厂 2013年9月25日 安阳 摘 要 对安钢集团信钢公司炼钢厂2号小板坯连铸偏离角 部纵裂纹漏钢的影响因素进行调查分析。通过采取相应 的措施，使板坯偏离角部纵裂漏钢得到有效控制。 关键词 小板坯连铸，角部纵裂漏钢，结晶器流场，设备精度 0.前言 河南安钢集团信钢炼钢厂2号小板坯连铸机自 2009年投产以来，在生产过程中频繁出现铸坯窄面 偏离角部1020mm纵裂纹漏钢，裂纹的形貌大部分 断续分布，裂纹长度为100500mm不等，裂纹的开 口宽度在0.53mm。铸坯漏钢表面缺陷同时伴随脱 方、鼓肚现象。小板坯偏离角部纵裂漏钢的原因有很 多种，主要有钢水质量、连铸工艺操作、保护渣理化 性能指标、铸机的设备维护有关。 1.铸坯偏离角部纵裂纹的形成机理 铸坯的表面纵裂纹发源于结晶器，钢水通过浸入式水 口式流入结晶器中，形成初生坯壳，因冷却不均产生应力 集中，在坯壳相对薄弱、抵抗应力能力差处形成纵向细小 裂纹源。特别是铸机设备结晶器足辊、弧度、辊缝精度出 现问题导致铸坯在出结晶器后得不到有效支撑，在二次冷 却过程中，坯壳薄弱处在纵向摩擦力和各种应力的的作用 下，铸坯出现脱方、鼓肚，纵裂纹的程度加以扩展严重的 出现二冷支撑段偏离角部纵裂纹漏钢。 铸坯在结晶器内形成初生坯壳的过程中，受多种因素 的影响，主要有钢水成分、温度、保护渣性能、振动偏振 情况、水口是否对中、钢水在结晶器内的运动流场有很大 的关系。 表一2010年2012年漏钢分类及比例 漏钢分类角部漏钢开浇粘结设备拉脱其他 2010年（漏钢次数）1332211 2011年（漏钢次数）301001 2012年（漏钢次数）000000 2. 影响小板坯偏离角部纵裂漏钢的原因分析与预防措施： 2.1.钢水质量对偏离角部纵裂漏钢的影响： 2.1 钢水成分的影响 （1）钢中C含量 信钢小板坯连铸机生产钢种主要有：Q235、Q195。其成分 控制在0.08-0.15%之间.钢种C成分在0.08%-0.13%之间时，铸 坯出现表面纵裂纹机率较高。生产实践表明，C=0.080.13%属 于亚包晶钢初生坯壳在凝固过程中发生L+r的包晶反应， 坯壳体积收缩大，产生较大的收缩应力，导致铸坯表面形成细 小裂纹。 表二 表面纵裂纹含C量的关系 % 碳含量/%有凹陷板坯 0.080.95 0.080.13 32.87 0.131.74 (2)钢中S含量 产生铸坯表面纵裂纹的一个重要因素是铸坯的高温强度不 足，钢中的S含量会导致高温强度的差异。S与Fe形成FeS，FeS与 Fe形成低熔点热脆性共晶体，并在静界析出，极易使晶界处产生 裂纹。统计表明,S含量越低，表面凹陷发生几率越低，见表二： 表2 S含量与表面纵裂纹的关系 % S含量 0.013 0.025 0.035 0.050 表面凹陷发生率 1.0 1.4 3.1 5.5 （3）钢水的氧化性 当钢水中气体含量增加，二次氧化严重，钢水中气体含 量增加，钢水进入结晶器后造成液面波动过大，气体溢出造 成结晶器液面翻腾，使保护渣不能均匀覆盖结晶器液面，坯 壳在结晶器内凝固不均匀造成角部坯壳厚度偏薄增加了偏离 角部纵裂的倾向。 （4）钢水过热度 根据统计：在偏离角部纵裂漏钢中中包温度普遍过高， 由于中包钢水温度过高使铸坯的柱状晶粗大，加剧晶间裂纹 的产生。钢水的温度过低不利于保护渣的溶化同时造成结晶 器坯壳凝固不均匀，都增加率偏离角部纵裂的倾向。 2.2 结晶器冷却的影响 炼钢小板坯连铸设计拉速2.0m/min,实际拉速控制在1.0- 1.5m/min之间，漏钢时拉速都未超过1.5m/min，漏钢的坯壳 厚薄不均匀，说明结晶器冷却较强加重了铸坯冷却不均匀引起 局部收缩。适当降低结晶器的冷却强度能缓解冷却的不均匀性 ，根据季节和水温的变化调整结晶器的水量，对此在调整结晶 器净水流量中由220-240L/H减少到180-200L/H,保证结晶器进 入温度大于30，结晶器进出水温差在58，抑制坯壳过 早收缩，减轻初生坯壳受到的热应力。 2.3 保护渣性能的影响 保护渣在结晶器内起到坯壳与铜板的润滑和热传导双重 作用，其成分是决定结晶器热流的决定因素。针对保护渣保 温性能差容易结壳、易结渣圈，渣条比较脆不易捞取的问题 ，适当调整碱度、熔点、熔速、并要求性能稳定。改进后的 保护渣经试验证明铺散性好，液渣层厚度为810mm，液渣 消耗均匀，渣圈明显减少，铸坯表面质量得到改善。 2.4 结晶器流场的影响 小板坯连铸机的浸入式水口采用外装式，生产过程中经常 更换水口，受操作的影响比较大。水口安装位置偏向内弧侧或 外弧侧，则使受冲击部位坯壳出现重熔，出现局部应力集中而 产纵裂纹。严格水口装配要求，保证水口对中良好，保证水口 插入深度80100mm；且不同断面采用不同水口，如小断面 采用单孔直筒型大断面采用双侧孔式，保证了结晶器流场的均 匀性，杜绝钢水直接冲刷坯壳，保证了铸坯均匀凝固。 2.5.设备精度的影响 2.5.1.结晶器铜管倒锥度的影响 我厂使用结晶器铜管的倒锥度在：1.2%/m，当拉速小于 1.0m/min时，坯壳过早形成，并脱离结晶器形成气隙。在结 晶器使用后期由于结晶器下口磨损严重造成下口倒锥度变小, 出现了无锥度或正锥度现象，根据统计数据表明锥度在6毫 米以上，增加锥度对角部纵裂漏钢无影响.锥度为0或正锥度 时，发生角部纵裂几率较高。 采取措施： 1.保证结晶器四面水缝均匀。 2.加强对结晶器上线前、停浇后结晶器锥度进行检测，发现 锥度变小超过允许值即更换结晶器。 2.5.2 扇形段装配精度 生产过程中二冷夹辊磨损严重、变形造成辊缝尺寸发生变 化，特别是在小断面转换大断面时。由于辊子中心磨损，辊 缝如没有及时调整容易诱发坯子鼓肚，铸坯四面受力不均匀 产生脱方，在各种应力作用下诱发纵裂纹的产生。铸机对弧 精度，从多次漏钢对结晶器到拉矫机校正全弧时发现漏钢点 附近的弧度存在有跑弧现象。在检修过程中加强： 1.定期校正弧度，避免跑弧现象。 2.每次检修测量并调整辊缝。 2.5.3.结晶器窄面足辊间隙 未将结晶器的窄面足辊和侧面铜板调整到一个弧面上， 在使用一段时间后由于窄面足辊的磨损，造成窄面足辊的间 隙较大（2.04.5 mm），在铸坯拉速发生变化后，随着坯 壳的减薄，在出结晶器后得不到有效支撑，鼓肚量增加较快 。结晶器足辊采用钢套磨损严重，长时间使用后出现足辊晃 动现象。在对结晶器的修理上加强： 1.使用对弧样板校正足辊与结晶器下口弧度保持一致； 2.将结晶器窄面足辊采用递进切入铸坯1.0-2.0毫米，限制了 铸坯的鼓肚。 3.同时定期更换磨损的足辊钢套。 4.结束语 （1）保