圓坯連鑄生產(chǎn)優(yōu)化

辛鑫

（天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司煉鋼廠，河北涉縣056404）

圓坯連鑄生產(chǎn)優(yōu)化

辛鑫

（天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司煉鋼廠，河北涉縣056404）

針對(duì)天鐵集團(tuán)煉鋼廠圓坯生產(chǎn)開臺(tái)成功率不高、連拉爐數(shù)偏低及成品出現(xiàn)橢圓度超標(biāo)，非金屬夾雜和表面裂紋等質(zhì)量缺陷進(jìn)行了研究。采取了強(qiáng)化崗位操作，重新修訂中包烘烤工藝，改用小直徑水口澆注等措施，提高了連澆爐數(shù)。通過加強(qiáng)對(duì)結(jié)晶器使用的跟蹤檢查，優(yōu)化工藝參數(shù)，調(diào)整保護(hù)渣理化指標(biāo)等，解決了圓坯的質(zhì)量問題，提高了合格率。

連鑄圓坯連拉爐數(shù)結(jié)晶器質(zhì)量

1 前言

為適應(yīng)天鐵集團(tuán)煉鋼廠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，于2007年~2008年對(duì)煉鋼廠原2#小方坯連鑄機(jī)進(jìn)行了深度改造，由原來生產(chǎn)小方坯、矩形坯改為生產(chǎn)方圓坯（以圓坯為主）。投產(chǎn)初期從2008年10月至2009年上半年，圓坯的生產(chǎn)出現(xiàn)了較多的問題，主要有開臺(tái)成功率不高，連拉爐數(shù)低；鑄坯存在橢圓度超標(biāo)、非金屬夾雜、表面裂紋等質(zhì)量缺陷，造成質(zhì)量合格率偏低。為解決上述問題，使生產(chǎn)順行，質(zhì)量合格率達(dá)到要求，采取了相應(yīng)的攻關(guān)措施，取得了良好效果。目前已達(dá)到平均月產(chǎn)45 000 t，生產(chǎn)了37Mn5、27SiMn、L360Nb、C22.8、30Mn2V、20G等20余種新鋼種，為天鐵集團(tuán)的產(chǎn)品多元化，創(chuàng)收創(chuàng)效奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 圓坯生產(chǎn)工藝路線及鑄機(jī)基本參數(shù)

2.1 生產(chǎn)工藝路線

2.2 鑄機(jī)基本參數(shù)

連鑄生產(chǎn)設(shè)備參數(shù)如下：

轉(zhuǎn)爐公稱容量：3座45 t；

機(jī)型：全弧形五流連鑄機(jī)；

斷面：覬150mm覬180 mm覬210 mm；

鑄機(jī)半徑：9m；

冶金長(zhǎng)度：24m；

中間包容量：T形24～26 t；

流間距：1 300mm；

結(jié)晶器類型：管式弧形結(jié)晶器安裝液面檢測(cè)裝置外置式電磁攪拌；

銅管：覬850mm，磷脫氧銅、內(nèi)表面鍍鉻；

振動(dòng)：無干擾復(fù)式全板簧振動(dòng)；

振頻：50～274次/min（變頻調(diào)速）；

振幅：0～6mm(連續(xù)可調(diào))。

安徽華華電纜集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)葉某與程瀚系老鄉(xiāng)，為了討好程瀚這個(gè)手握實(shí)權(quán)的老鄉(xiāng)，2006年春節(jié)期間的一天，葉某以拜年為由，主動(dòng)來到程瀚位于省公安廳的宿舍送給他5萬元現(xiàn)金和三四條“玉溪”香煙。

3 主要問題及解決措施

3.1 開臺(tái)成功率不高，連拉爐數(shù)偏低

3.1.1 開澆時(shí)往往會(huì)發(fā)現(xiàn)水口中有雜物將其堵塞，通過頻繁開關(guān)塞棒的措施，用注流沖刷雜物，但作用不大，致使開澆時(shí)，此流不下流。因澆鋼周期延長(zhǎng)，最終導(dǎo)致因爐機(jī)不匹配而提前停澆。一般這種情況下，連拉爐數(shù)不超過10爐。相關(guān)耐材、備件費(fèi)用居高不下。

3.1.2 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中包烘烤時(shí)間過長(zhǎng)或烘烤溫度太高會(huì)使包蓋或包壁上的打結(jié)料脫碳崩裂，一部分耐材或粘渣掉落到座磚周圍造成水口堵塞。中包烘烤時(shí)間短時(shí)，保護(hù)水口溫度達(dá)不到開澆溫度要求（保護(hù)水口與澆注水口為整體式水口），開澆時(shí)在保護(hù)水口內(nèi)易結(jié)冷鋼，也會(huì)造成該流不能正常澆注。

3.1.3 針對(duì)上述問題采取如下措施

（1）重新修訂了中包烘烤工藝制度，小火烘烤2 h，中火烘烤2 h，接到鋼水到精煉爐指令后大火烘烤0.5~1 h，可以根據(jù)當(dāng)天生產(chǎn)情況適當(dāng)調(diào)整中包烘烤，但必須保證開臺(tái)時(shí)中包包壁外側(cè)溫度達(dá)到100℃，中包烘烤時(shí)間在5～6 h之內(nèi)，不得超過7 h。

（2）加裝了一個(gè)風(fēng)道，以增加水口用負(fù)壓式抽風(fēng)烘烤器的烘烤效果，并用保溫棉為水口保溫，使浸入式水口在開澆前溫度達(dá)到500℃左右。

（3）生產(chǎn)覬210 mm斷面的圓坯時(shí)，最初使用的是覬40mm的水口，由于其壁厚為75mm，要達(dá)到烘烤溫度所需要的時(shí)間長(zhǎng)。中包烘烤時(shí)間一般都超過7 h，水口內(nèi)有異物的情況頻繁發(fā)生。另外，開澆時(shí)水口直徑大，結(jié)晶器液面不好控制，易冒鋼，事故率高，故將所有斷面的圓坯均改用覬32mm水口澆注。

（4）強(qiáng)化崗位操作。開澆時(shí)采用先小流后大流的方法控制鋼流，在控制起步拉速的同時(shí)，縮短手動(dòng)和自動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)間，最大程度地穩(wěn)定液面，減少冒鋼、漏鋼事故的發(fā)生。

3.2 提高鑄坯質(zhì)量合格率

在生產(chǎn)初期，鑄坯橢圓度嚴(yán)重超標(biāo)，覬150mm斷面不同方向直徑之差在3 mm～4 mm。通過加強(qiáng)銅管條件的質(zhì)量驗(yàn)收，定期檢測(cè)結(jié)晶器水縫，在結(jié)晶器通鋼量達(dá)到1 800 t左右時(shí)及時(shí)更換結(jié)晶器銅管，控制拉矯壓力在1.8～2.5 MPa等措施，有效地控制了圓坯斷面尺寸，經(jīng)跟蹤檢測(cè)，采取措施后圓坯橢圓度在廠控標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

3.2.2 非金屬夾雜

對(duì)鑄坯取樣分析，鋼內(nèi)夾雜物主要有內(nèi)生夾雜物和外來夾雜物。內(nèi)生夾雜物來源于煉鋼過程，脫氧產(chǎn)物未能得到充分上浮而殘留在鋼水中。為減少鋼水中的內(nèi)生夾雜物，要求嚴(yán)格控制生產(chǎn)節(jié)奏，保證鋼水吹氬時(shí)間，確保夾雜物充分上浮[1]。在全程保護(hù)澆注的同時(shí)，控制結(jié)晶器液面波動(dòng)不超過±3 mm，以不裸露鋼水液面為原則，勤加、少加保護(hù)渣，減少液面波動(dòng)造成的卷渣，避免外來夾雜物。

采取措施前后鑄坯經(jīng)掃描電鏡觀察鋼樣中夾雜物顆粒大小對(duì)比如圖1、圖2。

3.2.3 表面縱裂

表面縱裂是在結(jié)晶器彎月面區(qū)初生坯殼厚度不均勻，作用于坯殼上的拉應(yīng)力超過鋼的高溫允許強(qiáng)度和應(yīng)變，在坯殼的薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致產(chǎn)生縱裂出結(jié)晶器后在二冷區(qū)繼續(xù)擴(kuò)展[2]。2#機(jī)在生產(chǎn)之初，出現(xiàn)的縱裂紋很長(zhǎng)，有時(shí)候9m定尺的鑄坯通長(zhǎng)都有裂紋，而且往往在鑄坯凹陷處出現(xiàn)。生產(chǎn)一段時(shí)間后，出現(xiàn)的裂紋大部分是無定位、不規(guī)則的毛細(xì)裂紋。

解決措施如下。

（1）下線的結(jié)晶器進(jìn)行解剖后發(fā)現(xiàn)結(jié)晶器進(jìn)回水密封不嚴(yán)，有進(jìn)回水互混的情況，減弱了結(jié)晶器的冷卻效果。這樣會(huì)導(dǎo)致鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)冷卻不均，初生坯殼薄厚不一致，在鑄坯凹陷處的坯殼較薄，承受不了作用于坯殼上的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。于是在結(jié)晶器原進(jìn)回水入口處加裝了“○”型密封墊圈，嚴(yán)格區(qū)分進(jìn)水水路和回水水路，提高結(jié)晶器冷卻強(qiáng)度。

嚴(yán)格對(duì)弧精度，如果對(duì)弧不好，會(huì)造成結(jié)晶器內(nèi)坯殼與銅管之間的氣隙不均勻。在氣隙大的一面，結(jié)晶器傳熱慢，容易造成凹陷[3]。

（2）加強(qiáng)與調(diào)度、轉(zhuǎn)爐的聯(lián)系，除開臺(tái)第一爐和異常爐次外，低過熱度澆注，控制過熱度在20℃左右，增加初生坯殼內(nèi)等軸晶的數(shù)量，減少毛細(xì)裂紋。

（3）各斷面鑄坯尤其是在生產(chǎn)27SiMn、37Mn5等易出現(xiàn)表面縱裂的鋼種時(shí)，拉速控制在下限，如：27SiMn (覬210 mm)拉速一般控制在1.2～1.3 m/min,37Mn5 (覬150 mm)拉速一般控制在2.2～2.8 m/min。除澆注溫度過低或調(diào)度通知漲拉速之外，不得隨意調(diào)整拉速。

（4）根據(jù)生產(chǎn)情況，調(diào)整了部分工藝參數(shù)，見表2。

表2工藝參數(shù)對(duì)照表

（5）調(diào)整保護(hù)渣成分和理化指標(biāo)，使之與鋼種、拉速更匹配。如圖3所示。

圓坯投產(chǎn)初期生產(chǎn)覬210 mm斷面的20#、27SiMn鋼種時(shí)出現(xiàn)批量裂紋廢品，對(duì)各流鑄坯作標(biāo)記發(fā)現(xiàn)裂紋各流均出現(xiàn)過，位置也不固定，一般在鑄坯兩頭，凹陷處居多，且裂紋周圍很不潔凈，呈褐色。在裂紋處取樣用電鏡掃描，發(fā)現(xiàn)有非金屬夾雜現(xiàn)象，屬典型的保護(hù)渣性能與鋼種不匹配造成的裂紋。

與保護(hù)渣廠家聯(lián)系，根據(jù)我廠澆注27SiMn、20#鋼成分、拉速等參數(shù)，對(duì)保護(hù)渣成分略做了調(diào)整，具體數(shù)值（覬210mm斷面）見表3。

表3 27SiMn、20#鋼保護(hù)渣理化性能表

（6）全程保護(hù)澆注，大包保護(hù)套管加密封墊加氬封，正常情況下滿包澆注，開澆前浸入式水口保證垂直、對(duì)中良好，專人負(fù)責(zé)檢查、確認(rèn)。水口插入深度80 mm～120mm，穩(wěn)定液面，防止卷渣。

4 結(jié)論

采取這些工藝優(yōu)化措施后，2#機(jī)圓坯連拉爐數(shù)明顯提高。2009年圓坯平均連拉爐數(shù)為14.7爐，2010年平均連拉爐數(shù)為18.1爐。質(zhì)量合格率也從2009年的99.46%，提高到了99.91%。低倍檢驗(yàn)也符合廠控標(biāo)準(zhǔn)。

（收稿2011－03－17責(zé)編崔建華）

[1]譚振宇.20管鋼鑄坯低倍缺陷控制[J].煉鋼，2006，22（2）：15.

[2]蔡開科，程士富.連續(xù)鑄鋼原理與工藝[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003：311.

[3]馬立軍，鄧志勇.改善ST37.0鋼圓坯表面質(zhì)量的實(shí)踐[J].連鑄，2008（4）：32.

辛鑫，2005年畢業(yè)于天津理工大學(xué)冶金工程專業(yè)，工程師，現(xiàn)在天津天鐵集團(tuán)煉鋼廠從事技術(shù)開發(fā)工作。

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