馬 昆

（唐鋼型線事業(yè)部，河北 唐山 063000）

當(dāng)前，我國經(jīng)濟(jì)已步入快速發(fā)展的軌道，國家基本建設(shè)逐步加快，極大地推動了工業(yè)企業(yè)的發(fā)展，并由此而拉動了鋼鐵行工業(yè)的快速發(fā)展。當(dāng)前，無論是鋼鐵的生產(chǎn)還是鋼鐵的消費，我國都排在世界首列。連鑄連軋作為一門綜合技術(shù)是由煉鋼、連鑄及軋制等各個流程整合而來的，當(dāng)前日臻成熟的技術(shù)優(yōu)勢能夠有效提升整個軋材生產(chǎn)過程的工藝質(zhì)量，還有助于工藝流程的優(yōu)化和縮短，使得軋材生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)一步簡化，進(jìn)而使得能耗降低，生產(chǎn)成本得以有效節(jié)約。

就生產(chǎn)工藝而言，無需對連鑄生產(chǎn)的板坯進(jìn)行冷卻和精整處理，只需直接用軋機(jī)對其熱裝熱送后材料進(jìn)行軋制即可。如此一來，為確保連鑄連軋具有較高的協(xié)調(diào)性和緊湊型，必須對連鑄板坯從鑄機(jī)到軋機(jī)之間的時間間隔進(jìn)行有效控制。相比較于其他板材的生產(chǎn)工藝，連鑄連軋工藝中可以用來對鑄坯質(zhì)量問題進(jìn)行檢測和處理的時間十分有限，因此必須在生產(chǎn)過程中加大對鑄坯表面及內(nèi)部質(zhì)量的控制力度，而要實現(xiàn)這一目的，就必須加快確立無缺陷鑄坯制造技術(shù)。然而，在具體實踐中，連鑄板坯需要經(jīng)歷一個相當(dāng)復(fù)雜的生產(chǎn)流程，其產(chǎn)品質(zhì)量受到各個環(huán)節(jié)生產(chǎn)工藝的影響，而現(xiàn)有連鑄設(shè)備及工藝水平還有待提升，使得連鑄板坯的生產(chǎn)很難有效避免裂紋、氣泡、夾雜、中心缺陷等問題的出現(xiàn)，嚴(yán)重的甚至影響接下來的軋制工藝。

1 邊部裂紋缺陷分析

板卷邊部裂紋缺陷以距離板卷邊部1cm～2cm處的裂紋缺陷為主，常常呈現(xiàn)為具有一定深度和長度的裂紋，嚴(yán)重情況下，不同裂紋相互交叉進(jìn)而出現(xiàn)翹皮，具體形態(tài)如同“舌頭”。還有一種情形未在靠近板卷上下表面的邊部呈現(xiàn)短、多、淺的簇狀碎裂紋。

圖1 邊部裂紋

（1）邊部裂紋產(chǎn)生原因。兩方面原因?qū)е逻叢砍霈F(xiàn)裂紋：一是結(jié)晶器跑錐度，無法足夠有效地對鑄坯邊部進(jìn)行冷卻，經(jīng)過二冷區(qū)冷卻后使得窄面收縮，呈現(xiàn)臺階狀缺陷，最終導(dǎo)致邊部裂紋的出現(xiàn)；二是軋機(jī)粗軋輥表面因老化而變得粗糙，在軋制過程中對鑄坯窄邊進(jìn)行刮蹭，經(jīng)精軋后呈現(xiàn)出眾多微小的裂紋。

（2）邊部裂紋控制措施。確保結(jié)晶器液面和中間包液面保持正常的波動狀態(tài)，這主要受到中間包高度的影響，為此，必須保證中間包所用熔池具有足夠的深度，以確保在對水口或鋼包進(jìn)行調(diào)換時不至于影響結(jié)晶器液面的波動幅度，同時還有助于對夾雜及渣子的凈化處理。

對于多爐連續(xù)澆鋼工藝而言，應(yīng)盡量保持澆鑄過程拉速不變。但在實際澆鑄過程中，卻往往受到水口或鋼包更換、水口堵塞、漏鋼以及煉鋼和澆鋼時間不相一致等因素的影響而使得整個澆鑄過程的拉速來回變換。由此可以看出，幾乎無法保證整個澆鑄過程拉速的勻稱，這樣，我們應(yīng)爭取短時間內(nèi)拉速的變動幅度不宜過高，盡可能以相對穩(wěn)定的速度進(jìn)行澆鑄。

2 連鑄坯中心缺陷

（1）連鑄坯中心缺陷產(chǎn)生原因。隨著帶液芯鑄坯的不斷運動，逐步在鑄坯邊、傳熱邊和凝固邊形成一定的液相穴，對補(bǔ)縮造成一定的障礙，進(jìn)而導(dǎo)致鑄坯縱向軸線出現(xiàn)缺陷，進(jìn)而影響到軋制產(chǎn)品及中厚板的性能，具體表現(xiàn)為：鑄坯中心夾雜的硫化物受軋制而得以延伸，進(jìn)而破壞橫向性能；板材缺乏足夠的沖擊韌性使得鋼材出現(xiàn)斷裂；中心偏析導(dǎo)致硫化物、馬氏體等低溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致管線鋼出現(xiàn)氫致裂紋（HIC）；高碳鋼鑄坯中心碳和錳偏析會導(dǎo)致馬氏體的沉淀和碳化物的出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致抗拔脆斷現(xiàn)象的發(fā)生；鑄坯中心偏析和疏松還會導(dǎo)致鋼軌的變形和斷裂；中心疏松縮孔偏析還會影響合金鋼鑄坯低倍檢驗的合格率。

圖2 鑄坯低倍形貌

（2）連鑄坯中心缺陷控制措施。①對硫、磷、氧等有害夾雜元素含量進(jìn)行有效控制，使得鑄坯鋼更加純凈。②對鑄坯低倍結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效控制，達(dá)到抑制柱狀晶體擴(kuò)大的目的。③優(yōu)化澆鑄工藝，根據(jù)鋼種優(yōu)化鋼水的熱度、拉速及二冷強(qiáng)度，以對鑄坯中心缺陷進(jìn)行有效控制。④對連鑄機(jī)設(shè)備中的輥間距、輥縫等進(jìn)行縮小和控制，對鑄坯運行凝固中可能出現(xiàn)的坯殼鼓肚問題進(jìn)行有效控制。⑤就當(dāng)前現(xiàn)有連鑄設(shè)備及工藝而言，尚且無法對鑄坯中心缺陷進(jìn)行有效控制，可以采用外加控制技術(shù)的方式，引入凝固末端電池攪拌、輕壓下及電磁攪拌等技術(shù)。

3 連鑄坯皮下氣泡缺陷分析

（1）皮下氣泡產(chǎn)生原因。鑄坯皮下氣泡缺陷受鋼水中氧元素含量影響明顯?？梢哉J(rèn)為，鑄坯皮下氣泡缺陷是由諸多導(dǎo)致鋼水中氧元素含量增加的因素導(dǎo)致的。受中間包、鋼包等保溫效果不佳的影響，導(dǎo)致過程出現(xiàn)大幅溫降，只有提高出鋼及澆鑄的溫度，才能確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行，對于中間包而言，出鋼及澆鑄溫度尤為重要。被煉鋼廠所廣泛采用的脫氧劑是由多種脫氧材料混合組成的，不易對其有效成份進(jìn)行控制。一旦耐火材料及合金受潮，當(dāng)其接觸高溫鋼水后，就會瞬間產(chǎn)生蒸汽并被高溫分解成H和O并溶于鋼水，使得鋼水中的H、O元素含量增加，導(dǎo)致鑄坯皮下形成更多的氣泡。

（2）皮下氣泡控制措施。①鑄坯皮下出現(xiàn)氣泡缺陷的原因主要是剛水中含氧量不達(dá)標(biāo)。鋼水含氧量過高、脫氧不徹底甚至是耐火材料受潮都會增加鋼水中氧氣的含量，從而造成鑄坯皮下產(chǎn)生氣泡缺陷，因此剛水中氧氣含量的不達(dá)標(biāo)是造成鑄坯皮下產(chǎn)生氣泡缺陷的直接原因。所以，對于鋼水中氧含量要進(jìn)行合理控制，完善并嚴(yán)格執(zhí)行烘烤制度，積極改進(jìn)操作工藝和技術(shù)就可以有效的避免鑄坯皮下氣泡的形成。②控制鋼水澆筑的過熱度。在保障鐵水條件改善的基礎(chǔ)上，提高作業(yè)的操作水平，提升生產(chǎn)的節(jié)奏，控制出鋼的溫度；同時要努力減少鋼水的過程降溫，將鋼水澆筑的過熱度控制在合理的范圍內(nèi)，從而將氧元素在鋼水中溶解度控制到最低。③配置鋼水定氧儀，控制鋼水的氧含量，發(fā)現(xiàn)鋼水的氧含量超標(biāo)就必須對鋼水進(jìn)行再次脫氧處理，含氧量達(dá)標(biāo)以后才能連鑄澆鑄。

4 板坯的非金屬夾雜

（1）板坯的非金屬夾雜產(chǎn)生原因。連鑄坯中存在的非金屬夾雜物依據(jù)產(chǎn)生的方式可分為兩種，一種是內(nèi)生夾雜物，另一種則是外來的夾雜物。其中保護(hù)渣夾雜形成是因為侵入式水口插入鋼液的深度不足，導(dǎo)致結(jié)晶器鋼液面過分?jǐn)噭訌亩纬蓨A雜。硅酸鹽或其他復(fù)合氧化物夾雜則主要出現(xiàn)在含硅和錳較高的鋼中，主要是鋼包和中間罐損壞的耐火材料反應(yīng)產(chǎn)生。夾雜物大部分屬于硅錳酸鹽，他們的體積一般較小。

（2）板坯的非金屬夾雜控制措施。優(yōu)化侵入式水口的設(shè)計，保證侵入深度滿足需要，從而促使鋼流運動按照設(shè)計要求運行，這樣就可以防止夾雜的產(chǎn)生。不銹鋼板的澆筑過程中如果發(fā)現(xiàn)存在MgA12O夾雜物，可以選擇使用優(yōu)質(zhì)的耐火材料，更改脫氧的模式，將含氧量控制在0.005%以內(nèi)，利用覆蓋層或者保護(hù)澆筑的方式就可以避免鋼液的再次氧化。

5 結(jié)語

連鑄坯缺陷形成的原因多種多樣，其中入爐原材料的質(zhì)量，冶煉時溫度的掌握、冶煉技術(shù)的高低、連鑄機(jī)澆鑄工藝參數(shù)的設(shè)定等都存在關(guān)系，另外和中間包、二次冷卻段以及震動裝置的使用和設(shè)置具有重大的關(guān)系。提高連鑄坯的成品質(zhì)量，不僅可以取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益，還有助于改進(jìn)生產(chǎn)工藝提高技術(shù)，同時也有助于連鑄坯熱裝熱送工藝的運行和使用，因為連鑄坯質(zhì)量出現(xiàn)的異議和糾紛開始變少，維護(hù)和提高了企業(yè)的信譽(yù)。