小方坯縮孔缺陷分析與控制

呂世霞

（天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司煉鋼廠，河北涉縣 056404）

小方坯縮孔缺陷分析與控制

呂世霞

（天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司煉鋼廠，河北涉縣 056404）

為提高天鐵集團(tuán)煉鋼廠3#連鑄機(jī)的產(chǎn)量，將拉速由2.1～2.2 m/min提高到2.4～2.6 m/min，使鑄坯中出現(xiàn)了大量縮孔。對縮孔缺陷進(jìn)行了分析，查找出了產(chǎn)生原因，通過施行控制澆鋼溫度、優(yōu)化比水量、穩(wěn)定二冷水壓、提高鑄機(jī)對弧精度等措施，使鑄坯縮孔問題得到了有效控制，提高了鑄坯質(zhì)量。

方坯 縮孔 搭橋 柱狀晶 控制

1 引言

天鐵集團(tuán)煉鋼廠3#坯連鑄機(jī)為4機(jī)4流小方坯連鑄機(jī)，6 m弧，鑄坯斷面為150 cm×150 cm，鋼種主要為碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼，專為高線廠供應(yīng)坯料。自2011年起，隨著高線廠產(chǎn)能的釋放，鑄機(jī)原有的生產(chǎn)節(jié)奏無法滿足高線廠坯料熱送熱裝工藝的生產(chǎn)要求，故對3#連鑄機(jī)進(jìn)行提速改造，提高產(chǎn)量。將澆注定徑水口由Ф16.0 mm改為Ф18.0 mm，鑄坯拉速由原來的2.1～2.2 m/min提高到2.4～2.6 m/min后，鑄坯中出現(xiàn)了大量縮孔。通過對縮孔缺陷分析，查找出產(chǎn)生原因，改進(jìn)工藝制度，優(yōu)化了冷卻參數(shù)，成功解決了縮孔問題，提高了鑄坯質(zhì)量。

2 提速后出現(xiàn)的問題

鑄機(jī)拉速提高后，雖然產(chǎn)量提高了，解決了與高線生產(chǎn)相匹配的問題，但鑄坯質(zhì)量卻產(chǎn)生了波動(dòng)，出現(xiàn)了批量縮孔，如圖1、圖2所示?？s孔鋼坯經(jīng)加熱爐加熱后，縮孔部位容易發(fā)生氧化，軋制時(shí)縮孔缺陷一旦不能焊合就會(huì)擴(kuò)展成裂紋，導(dǎo)致高線分叉和斷裂，影響線材的力學(xué)性能和工藝性能，從而影響生產(chǎn)。

圖1 方坯端部縮孔

3 原因分析及改進(jìn)措施

3.1 縮孔形成原因

圖2 方坯低倍縮孔

從鑄坯低倍統(tǒng)計(jì)看，孔缺陷多為3.0級，個(gè)別呈蜂窩狀，分析認(rèn)為與鑄坯冷卻速度過快和柱狀晶不均勻凝固生長有關(guān)。由于冷卻速度快或冷卻不均勻?qū)е轮鶢罹Оl(fā)達(dá)而形成“搭橋”，而“橋”內(nèi)鋼水凝固后得不到外來鋼水的補(bǔ)充而形成縮孔。經(jīng)過一段時(shí)間現(xiàn)場跟蹤，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在鋼水過熱度過高、設(shè)備不對中、鑄坯冷卻不均勻等多方面問題，需要針對性地制定相應(yīng)改進(jìn)措施。

3.2 控制措施

3.2.1 控制澆鋼溫度，避免高溫鋼澆注

高溫澆注會(huì)促使柱狀晶生長，加大鑄坯中心搭橋的機(jī)會(huì)，從而使縮孔產(chǎn)生的幾率增大。為避免高溫鋼澆注，從穩(wěn)定轉(zhuǎn)爐出鋼溫度著手，合理組織生產(chǎn)，將連鑄鋼水過熱度控制在15～20℃。

3.2.2 優(yōu)化比水量

提速后，為了保證冷卻需要，開始時(shí)比水量選得較大，鑄坯冷卻太快，易出現(xiàn)縮孔和裂紋。但比水量太小時(shí)，鑄坯冷卻慢，矯前溫度過高，導(dǎo)致坯子帶液芯矯直。經(jīng)過幾次摸索，最后將比水量穩(wěn)定在2.1 L/m，鑄坯縮孔得到了有效控制。

3.2.3 穩(wěn)定二冷水壓，均勻各段配水

加強(qiáng)班組配水人員責(zé)任心，生產(chǎn)過程中密切監(jiān)視配水參數(shù)，發(fā)現(xiàn)二冷水壓不穩(wěn)，冷卻不均時(shí)，及時(shí)協(xié)調(diào)解決，保證水壓穩(wěn)定，杜絕由于二冷水壓忽大忽小造成的斷續(xù)縮孔。另外，統(tǒng)一規(guī)范零段水量，避免隨意調(diào)整水量導(dǎo)致冷卻不均。

3.2.4 加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，提高設(shè)備精度，保證鑄坯冷卻均勻

（1）規(guī)范結(jié)晶器使用，上線前檢查錐度，保證錐度在1.0以上，通鋼量達(dá)到3 500 t時(shí)要下線更換銅管。停澆時(shí)要仔細(xì)檢查結(jié)晶器銅管，內(nèi)表面磨損嚴(yán)重或有凹坑劃痕的要及時(shí)更換，防止結(jié)晶器冷卻不均。

（2）調(diào)整二冷水架尺寸，保證水咀與鑄坯距離為110 mm。定期維護(hù)水架，防止水架變形不對中，造成二次冷卻不均勻。

（3）每次停澆要及時(shí)清理堵塞的水咀，對漏水、堵塞后無法清理的水咀要及時(shí)更換。

（4）及時(shí)更換打不全的二冷水調(diào)節(jié)閥，防止堵塞而導(dǎo)致冷卻不均。

（5）及時(shí)更換過濾器閥門，定期清理、更換過濾網(wǎng)，并對電機(jī)進(jìn)行維護(hù)，保證過濾器正常運(yùn)行，為二冷水系統(tǒng)提供清潔水源。

3.2.5 提高鑄機(jī)對弧精度

檢修時(shí)，用水平儀對導(dǎo)向輥、高架輥、自由輥進(jìn)行找平，并定期用對弧樣板對鑄機(jī)進(jìn)行對弧，保證結(jié)晶器、導(dǎo)向輥、高架輥及拉矯機(jī)在同一弧線上。

3.2.6 加大鑄坯檢查力度

出坯組人員加大鑄坯檢查力度，防止縮孔坯上垛，同時(shí)對頭坯尾坯和漏鋼絮流等事故狀態(tài)下的鑄坯進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)縮孔缺陷要及時(shí)切除。每天跟蹤鑄坯低倍情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)查找原因，調(diào)整工藝，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)形成規(guī)范。

4 控制效果

工藝改進(jìn)后，鑄坯縮孔問題得到了有效控制，鑄坯斷面如圖3所示。低倍合格率達(dá)到99.9%，鋼坯合格率也由98.5%提高到99.98%。

圖3 工藝改進(jìn)后的鑄坯

5 結(jié)論

通過優(yōu)化連鑄坯冷卻強(qiáng)度和二冷水量，控制澆鋼溫度，調(diào)整二冷配水參數(shù)和提高設(shè)備精度等措施，控制鑄坯冷卻速度，保證鑄坯均勻冷卻，從而消除了鑄坯縮孔缺陷。工藝改進(jìn)后，鑄坯內(nèi)部質(zhì)量穩(wěn)定提高，既滿足了連鑄和軋鋼生產(chǎn)匹配的要求，又保證了產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)促進(jìn)了高線產(chǎn)品質(zhì)量提高。

[1]盧盛意.連鑄坯質(zhì)量[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

[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，2003：9.

Analysis and Control of Billet Shrinkage

Lu Shixia
(Steel-making Plant,Tianjin Tiantie Metallurgy Group Company Limited,She County,Hebei Province 056404,China)

The casting speed of Caster 3 of Steel-making Plant,Tiantie Group was raised from 2.1～2.2 m/min to 2.4～2.6 m/min so as to increase production.However,a large amount of shrinkage presented in the billet.The defect was analyzed and causes were found.Measures were taken of controlling casting temperature,optimizing cooling intensity,stabilizing secondary cooling water pressure and improving curve alignment precision.The billet shrinkage was effectively controlled and product quality improved.

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呂世霞，女，工程師，主要從事技術(shù)管理方面的工作。