張李鵬 吳志會 王慶 付有彭 王哲

摘要：隨著轉(zhuǎn)爐廢鋼上量、過程工藝變動、保護渣不斷引進新廠家等原因，鋼廠鑄坯及帶鋼表面縱裂紋日益嚴重，影響產(chǎn)品質(zhì)量與現(xiàn)場穩(wěn)定生產(chǎn)，針對此種情況，通過對各類缺陷樣品進行分析化驗明確了裂紋產(chǎn)生的主要原因，并通過保護渣調(diào)整、工藝參數(shù)優(yōu)化、設(shè)備精度調(diào)整等措施進行改善，裂紋改判率由0.30%降低至0.04%。

關(guān)鍵詞：裂紋;保護渣;插入深度

1 前言

為了響應公司降本經(jīng)營方針，廢鋼上量導致鋼中微量元素（Cu、Zn、As、Sn等）含量升高，凝固過程中在奧氏體晶界析出，弱化晶界降低了初生凝固坯殼的抗拉強度，此外保護渣不斷引進新廠家，不斷優(yōu)化改進以適應現(xiàn)場生產(chǎn)節(jié)奏，此過程中裂紋情況進一步加劇，2019年因帶鋼表面縱裂缺陷月改判率最高達0.30%。

2 現(xiàn)狀及原因分析

1、裂紋改判情況

2、裂紋原因分析

（1）廢鋼加入量

廢鋼上量導致鋼水中夾雜物水平呈現(xiàn)上升趨勢，一方面鋼中夾雜物不能有效去除，凝固過程被初生坯殼捕獲，在后續(xù)軋制過程形成線狀缺陷，另一方面鋼中夾雜物含量升高，保護渣吸附大量夾雜物后理化性能發(fā)生變化，尤其是熔點、粘度指標，導致保護渣不能均勻地流入結(jié)晶器;此外鋼中微量元素含量升高，凝固過程中在晶界析出弱化，降低了坯殼抵抗外力的能力，在收縮應力、相變應力、摩擦力等作用下開裂。

通過添加不同量的廢鋼進行試驗對比，廢鋼量與裂紋率有輕微正相關(guān)性。

裂紋率和廢鋼重量（t） 的 Pearson 相關(guān)系數(shù) = 0.041

P 值 = 0.01

由上圖可見，廢鋼量的提升與裂紋標記率無明顯對應關(guān)系，不是影響裂紋產(chǎn)生的主要原因。

（2）成分

裂紋發(fā)生率與C、P、S有正相關(guān)性，與Ca、Ca/Als負相關(guān)性，與微量元素Cu、Zn、As、Sn等無明顯相關(guān)性。

（3）保護渣

目前不斷引進新保護渣廠家，但由于新保護渣在使用過程中不穩(wěn)定因素大，存在質(zhì)量波動，不能很好適應現(xiàn)場工藝生產(chǎn)：

從上圖可知，不同廠家保護渣使用過程裂紋率差別較大，同時現(xiàn)場保護渣試用過程存在問題較多：渣條、振痕、熱電偶不穩(wěn)定、熱流波動等。

（4）工藝制度

①水口插入深度

裂紋標記率與爐次順序有明顯相關(guān)性，分析原因有以下2點：

a.隨澆注的進行，水口插入深度不斷變深，上循環(huán)流帶到彎月面處的熱量減少，導致彎月面處熱量不足，化渣效果不好，液渣流入不均勻;

b.澆注后期保護渣不斷吸附鋼中夾雜后物性發(fā)生變化，粘度、熔點升高，液渣流入不均;

②冷卻制度

上圖可知，不同冷卻制度與裂紋標記率無明顯對應性。

綜上：保護渣、水口插入深度是影響裂紋產(chǎn)生的主要原因，鋼水成分是影響裂紋產(chǎn)生的次要原因。

3 改善措施

1、保護渣

聯(lián)系各保護渣廠家針對現(xiàn)場實際情況，通過對保護渣理化性能進行優(yōu)化調(diào)整，改善凝固坯殼在結(jié)晶器內(nèi)的凝固行為，降低其傳熱能力，減小坯殼收縮應力，降低裂紋出現(xiàn)幾率，后對各類改進保護渣在不同產(chǎn)線、不同鋼種進行全面試驗，找出最適合現(xiàn)場生產(chǎn)的保護渣類型。

經(jīng)過幾個月的試驗，在廠家與制造部共同努力下，調(diào)整出適應現(xiàn)場生產(chǎn)質(zhì)量的保護渣，并針對不同產(chǎn)線、不同鋼種形成使用規(guī)范。

2、工藝優(yōu)化：

①變渣線參數(shù)優(yōu)化，調(diào)整中包車高度，改善水口插入深度，增強上循環(huán)流強度，避免插入過深導致的化渣不良。

②結(jié)晶器錐度向上調(diào)整，增強銅板對坯殼的支撐;

3、成分溫度控制

鋼水成分溫度窄范圍控制，低碳鋼C含量按照C≤0.05控制，避免C含量偏高對初生坯殼收縮的影響，此外降低中間包過熱度，按照17-27℃進行管控，避免因過熱度高造成的柱狀晶發(fā)達，以此提高初生坯殼的強度并減少其受力，避免裂紋產(chǎn)生。

4、設(shè)備精度

每澆次對結(jié)晶器與零號段進行接弧，檢修時對扇形段進行進行接弧并校正，定期檢查二冷噴嘴，噴嘴堵塞率≤1.5%，保證設(shè)備精度。

四、應用效果：

采取上述措施后，帶鋼裂紋改判率由最高的0.30%降低至目前0.04%，帶鋼裂紋明顯減少，生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性大幅度提高。

五、小結(jié)

1、目前裂紋產(chǎn)生的主要原因為新引進的保護渣不能滿足現(xiàn)場工藝條件的變化，此外廢鋼上量導致鋼中夾雜物增多，保護渣吸附夾雜后物性發(fā)生變化，不能發(fā)揮原有的作用，加劇了裂紋的產(chǎn)生。

2、通過采取保護渣性能優(yōu)化、工藝優(yōu)化等措施，裂紋改判率降低至0.04%。

參考文獻：

[1] 王潤生，有害元素Sn、Pb含量對不銹鋼熱加工性能的影響，2 0 0 0，2 1 （ l ） ： 10;

[2] 洪兵雄，CSP薄板坯表面縱裂原因及防止措施[J]， 鋼鐵釩鈦，2004（02）

作者簡介：

張李鵬（1992-），男，本科，2014年畢業(yè)于東北大學冶金工程專業(yè)。日照鋼鐵控股集團有限公司，助理工程師，主要從事連鑄工藝技術(shù)相關(guān)工作。