熱軋翹皮缺陷連鑄工序影響因素及控制措施

付小龍

【摘 要】一直以來，熱軋翹皮問題是熱軋鋼質(zhì)非計劃的主要類型，嚴重影響產(chǎn)品的合格率，這類型的質(zhì)量問題在客戶反饋過來的質(zhì)量異議也是比較多，尤其是在鋼材市場持續(xù)低迷的大環(huán)境下，解決熱軋翹皮非計劃已是當下面臨的重要難題。文章就熱軋卷板中出現(xiàn)翹皮缺陷進行了取樣研究和分析，并提出了相應的工藝控制措施，非常有效的降低了熱軋翹皮缺陷的發(fā)生率。

【關(guān)鍵詞】熱軋；翹皮缺陷；連鑄工序；影響因素；控制措施

一、產(chǎn)生翹皮的主要因素

（一）鋼種結(jié)構(gòu)

從發(fā)生翹皮的鋼種來看主要集中在含Al較高的鋼種上（例如JBSPHC、JBSPHC-1、IF鋼、電工鋼、SAE1006等），從連鑄工藝角度上來考慮，發(fā)生軋后翹皮的主要原因是由于鋼水中的Als被氧化形成Al2O3等以夾雜物形式存在于鑄坯中，經(jīng)過軋制后就在板面形成帶狀物（如圖1）。鋼水中Als被氧化的因素有：a、大包中高氧性渣下到中間包內(nèi)，鋼水在透過中間包這層氧化渣的過程中被氧化，尤其是其中Als成分大量被氧化，這個影響是非常大的。b、大包鋼水是經(jīng)過保護套管進入中間包內(nèi)，但是套管和大包下水口的銜接處是比較容易吸空氣的，為了在這個環(huán)節(jié)不讓鋼水接觸空氣，我們在套管和大包下水口的銜接處充以Ar氣作為保護氣體保證隔絕空氣，如果Ar的管路存在漏氣的情況，就達不到保護澆注的效果。c、在中間包澆注過程中，中間包的上水口和浸入式水口的銜接處也是一個比較容易吸進空氣的環(huán)節(jié)，這里也同樣用Ar進行保護，這也需要Ar的管路的密封性要好。d、連鑄覆蓋劑是一種鋪展在中間包鋼水表面用以隔絕空氣的輔料，它的覆蓋性能以及加入方法對保護澆注的影響很大。

（二）卷渣

熱軋板翹皮取樣在化驗得出，其中含有K、Na、Mn、Si、Al等成分，這是連鑄保護渣獨有的成分。

這種情況是鋼水在澆注的過程中，開澆或換水口時尤為突出，2014年翹皮所產(chǎn)生的爐號為換水口爐次和開澆爐所占比例為58.18%。如圖4。

在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生液面波動（如圖5）將保護渣或渣條卷入鋼水中，造成軋制時產(chǎn)生翹皮，2014年液面波動大造成翹皮所占比例為8.36%。

Ar的壓力和流量過大同樣能包裹保護渣帶入鋼液中，軋制時導致鋼板表面分層。

（三）鋼水質(zhì)量

a、鋼水溫度高。b、鋼水配Al過高更容易造成Al的損失。c、大包中頂渣量大、氧性高容易在鋼水吊運的過程中造成Al損失。d、鋼水中夾雜物含量高。

二、措施

（一）改善鋼水質(zhì)量

（1）對于P≤0.035%的鋼種，嚴格控制轉(zhuǎn)爐下渣量，特別是600WR及以上牌號的硅鋼、IF鋼、SPHE及SPHD等鋼種。

（2）LF+RH路線需要進行頂渣改質(zhì)的鋼種，如IF鋼、SPHE等鋼種。

（3）RH工藝路線鋼水合理安排冶煉節(jié)奏，確保鋼水冶煉結(jié)束后鎮(zhèn)靜時間20-30分鐘（RH破空到連鑄開澆），使夾雜物有時間上浮排除。

（二）提高連鑄保護澆注

（1）規(guī)范覆蓋劑加入量和方法，每天對覆蓋劑使用量進行統(tǒng)計。規(guī)范操作工對覆蓋劑加入方法為：開澆、換包時先加入10～15包（約100～150公斤）堿性覆蓋劑，3分鐘后在加入酸性覆蓋劑。整個澆鑄過程中不允許中間包冒鋼花。

（2）優(yōu)化氬氣工藝參數(shù)

執(zhí)行以上參數(shù)時，按照中間值控制，目測以液面間隔冒泡，且不翻騰為標準，如有偏差，可適當調(diào)整。

（3）防止氬氣管路漏氣，在生產(chǎn)前必須對各管路進行全面檢查，對檢查到漏氣點，當即處理。對中間包長水口氬氣管路進行改造，減少管路中的接頭數(shù)量，所有接頭部分都纏好生料帶，所有儀表都固定好，改造好后極大地減少中包車開動以及澆注過程中震動帶來的影響。

（4）減少結(jié)晶器液面波動帶來的影響，優(yōu)化自動液面控制系統(tǒng)參數(shù)，改造自動液面控制系統(tǒng)以減少線路干擾帶來的影響（如圖6）。

（5）整體提高開澆換水口的操作規(guī)范性。開澆操作：①提前30分鐘以上檢查中包，當準備開澆中包熄火升烘烤架時，向中包內(nèi)沖入氬氣，待開澆拉速穩(wěn)定后方可將氬氣關(guān)閉；②大包開澆后，在中包噸位達到35-40噸時放開將覆蓋劑加入；③起步拉速設定為0.3m/min，提速按每分鐘0.25m/min，提至1m/min時裝好探頭及調(diào)好液面，測量好水口插入深度，測量液渣后立即按照0.15m/min鐘提速至典拉范圍；④過程中盡量做到不用或少用引流管攪動液面（防止卷渣）。換水口操作：①高液位換水口，可減少液面波動帶來的影響；②換水口時結(jié)晶器內(nèi)不允許添加保護渣，等換好后再加。

（6）杜絕大包下渣，對于RH工藝路線的低碳低硅系列鋼種，連鑄將大包下渣檢測調(diào)至靈敏檔，即報警就關(guān)閉大包，在一個澆次能保證渣厚≤80mm。連鑄澆注RH工藝路線的低碳低硅系列鋼種，換澆時要求水口插入中包鋼液面后才允許開澆，澆注結(jié)束不允許抬水口觀察下渣。

三、結(jié)果與分析

（1）2014年翹皮情況：3927.15t/月，2015年翹皮情況：1161.42t/月，按照非計劃相比合格品平均要低100元/噸來計算，2015年相比2014年多出經(jīng)濟效益：

（3927.15-1161.42）×100×12=331.89 萬元

從以上的數(shù)據(jù)對比來看，通過調(diào)整相關(guān)的工藝以及規(guī)范員工的操作后，取得比較理想的效果。

（2）經(jīng)過研究和分析，減少熱軋翹皮發(fā)生率，關(guān)鍵還是要減少鋼水中夾雜物的含量，一是做好冶煉過程中Als的保護措施以及外來夾雜物的帶入，主要還是保證轉(zhuǎn)爐不下渣，轉(zhuǎn)爐下渣對后期冶煉夾雜物的進入產(chǎn)生非常大的影響；二是做好連鑄的保護澆注工作，目前第二煉鋼廠連鑄車間存在最大的問題就是結(jié)晶器內(nèi)液面波動造成卷渣，所以解決液面波動是有效減少熱軋翹皮的突破口。

四、結(jié)語

夾雜物是影響熱軋翹皮的根本因素，對煉鋼系統(tǒng)來講減少鋼水中夾雜物是一直追求的目標。2015年新鋼公司獲得汽車板生產(chǎn)認證，這無疑對鋼水的純凈度提出更高的要求，有了這次解決熱軋翹皮的成功經(jīng)驗，為我們生產(chǎn)高質(zhì)量的汽車板打下了堅實的基礎，也為我們贏得市場做好準備。就目前煉鋼依然存在不少亟待解決的問題，轉(zhuǎn)爐除P工藝的改進、連鑄保護澆注系統(tǒng)的改造等等。