连铸坯质量控制.doc

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《连铸坯质量控制》(之前上传的只讲了1/2，完整版再次传给朋友们共享。在此祝朋友们好！对中天给予我的方便表示衷心感谢！)，第1～第6共6章，占全书的1/3左右。讲转炉冶炼+炉外精炼的一些基本知识，可以不用看，第7章起真正接触连铸坯质量控制知识。虽然有《连铸铸钢生产》(河北工业职业技术学院冯捷的职工培训教材)、《连铸铸钢》(武汉科技大学陈雷的教材)、《连续铸钢原理与工艺》(北科大蔡开科、程士富的教材)、《新编连续铸钢工艺及设备》(首钢工学院王雅贞的中专教材)、《品种钢、优特钢连铸900问》(工程院院士干勇主编的冶金科学技术普及读物)，但以这本《连铸坯质量控制》(蔡开科的独著)讲的最好。好就好在深奥的道理用浅显易懂的文字进行了表述，而且极大部分知识正在工厂中应用着并改进着。所以，我原来的单位——沙钢也将这本教材作为培训用书(我89年7月～07年7月在沙钢工作)，许茂清同志制作了100多页的PPT培训讲义。
《连铸坯质量控制》的内容，我的理解为(个人观点，本人学的是机械制造，做了4年多时间钳工，94年以后才自豪奋勇去干炉长，从此和炼钢结下了不解之缘，走上了不归路。我不是科班出生，我的观点、书中的文本框意见仅供朋友们参考，请中天的朋友们指正！)：
①一只中间包，从120mm的涂层厚度到换下时＜30mm的涂层厚度，这10多个小时侵蚀掉的100kg左右的90mm厚镁质涂料，怎么去除？
②控制中心偏析(特别是C、Mn偏析)。一是工艺参数，包括过热度、拉速(恒速、保持结晶器液面稳定，减少偏析)、比水量等；二是设备参数，a、电磁搅拌，小方坯而言，是M-EMS、还是M-IEMS、还是(M+F)-EMS；b、出足辊后为防止鼓肚，要不要密排辊，密排辊的距离需多少，会不会影响漏钢后冷钢的清理，鼓肚的实质也是解决中心偏析；c、支撑辊对中技术，钢柔性对弧样板自身的弧度准不准、对弧时的操作技巧等，支撑辊对中的目的也是通过减少鼓肚达到减轻中心偏析的目的；d、为什么品种钢如SWRCH6～35K(碳素钢冷镦盘圆用钢)、SCM435(合金钢冷镦盘圆用钢)、L09D70等钢帘线用钢、82A PC钢绞线用钢(见我整理的沙钢高品质线材的研发现状)等必须降低拉速，原因是通过降低拉速，达到二冷缓冷的目的，而缓冷又可增加等轴晶的比率，等轴晶增加了，又可以达到减轻中心偏析(低倍检测)、缩孔、疏松的目的，所以，控速的根本目的是提高质量，改善偏析；e、高温钢的危害，除易漏钢外，还导致柱状晶的比例增加，偏析(宏观、微观)加重，总之，在高效连铸机、优特钢普及的当下，随着钢水过热度的下降，连铸坯凝固过程中柱状晶生长缓慢，等轴晶比例增大，所以低过热度钢水对改善中心偏析有好处；f、F-EMS的安装位置，这一点比较主要，否则就起不到效果，F-EMS要安装在固-液两相区之间，液态比率大约30%，用射钉法检测液态厚度大约1/3处的位置，(F+M)-EMS，可进一步改善偏析；g、新技术的应用，即中间包热交换水口技术(这个技术我没有接触过)，但采用这个技术后，可以适当提高钢水过热度，在确保生产顺行的情况下，而达到进一步稳定结晶器钢水的过热度＜10℃，这样可以更进一步改善偏析。喷雾冷却(喷嘴的型号等)及大方坯、板坯需采用轻压下技术，在次不谈。
③夹杂物。a、目前国内外都流行大中间包、深中间包，中间包一般和人一样高(170mm左右)，4机4流的包＞50t，目的是实现中间包冶金(见安工大王建军的《中间包冶金学》)、王新华译的《洁净钢——洁净钢生产工艺技术》也有专门的论述中间包冶金的章节；b、中间包钢水流动形态的控制，挡墙、坝(坝的高度合适)、过滤器的组合，促使因钢包下渣、耐材侵蚀、内生钙铝酸盐夹杂物(帘线钢的夹杂物粒径≤5μm)在中间包得到净化；c、塞杆吹氩不谈，总之，为达到清除水口结瘤物的目的，塞杆吹氩压力不能过大，但也不能过小，要确保进入结晶器的氩气泡上浮但不能破渣面，一般7～8L/min；d、SEN的出口倾角，要有利于进入结晶器的钢水呈双辊流，倒“Y”型，一般与水平线呈30°夹角；e、拉速，合适的拉速也是保证入结晶器的钢水呈双辊流的条件；f、M-EMS的电流、频率，电流到底多大，是120A、160A还是90A，总之，要保证在不卷渣的前提下提高电流值，促使夹杂物在电磁力的作用下挤到中心区上浮去除；g、保护渣不多谈了(我正在写一篇关于保护渣吸附夹杂物的论文，有兴趣的朋友们到时可以参考)；h、SEN插入钢液面的深度，90～120mm；i、结晶器液面波动≤5mm(Cs-137自动控制，电脑记录)，目的是防止卷渣，慢拉速——防止卷渣，改善鼓肚，改善中心偏析；j、增大Mn/S，还可以改善菱变(脱方)。Mn/Si≥2.5，等等。不谈了。
④减少裂纹的措施。一般小方坯裂纹现象不严重，高碳钢小方坯、特别是高碳微合金钢(见沙钢的高品质线材研发现状)小方坯、板坯裂纹相当严重，打磨量占到50%，甚至达到100%。沙钢2006年板坯(连铸坯)打磨量占到100%，废品占到50%以上，所以从那时起沙钢才将“降本降耗、增产增效、职工培训”作为“三大工程”来抓的。a、横裂纹，理论上增加正滑脱时间，减少负滑脱时间，可减轻横裂纹；b、微合金钢(如X系列的管线钢)的横裂纹、小方坯中的72A等含[Al]高碳钢、高碳微合金钢必须严格控[N]，防止V(N，C)、AlN等二相质点的析出，控Cu≤0.10%、As(回火脆性)，防止偏聚呈晶界脆性；c、横裂纹，保护浇注，防止二次氧化；d、横裂纹，Mn/S≥25(在Mn确定的情况下，只能减少S↓)，理论上讲，Mn/S≥52；e、横裂纹，包晶钢，凝固过程有相变，体积收缩，出现裂纹，将[C]往边线靠，尽量避免0.10%～0.16%裂纹敏感区；g、采用变频直流电机、液压振动技术，促使拉速变化与振幅变化相一致，总之，负滑脱是影响横裂纹的主要原因；h、严格控[N]，N≤50PPm。
⑤铸坯网状裂纹。a、喷雾冷却，冷却要均匀；b、弱冷，提高铸坯的矫直温度，特别对于含Nb、V的微合金钢，矫直温度≥950℃，控N，[H]≤3PPm，提高Mn/S比。
⑥铸坯表面渣类缺陷。中间包塞杆水口吹氩量不能过大，防止卷渣、控速、SEN向上的倾角30°、结晶器液面波动≤5mm，等等。
⑦连铸坯形状缺陷。a、方坯菱变(脱方)，要能说出脱方原因及防止措施，铜管倒锥度，随结晶器倒锥度增加，菱变↓，所以铜管有过钢量要求；b、鼓肚；c、拉速、过热度、比水量有关。
⑧内部缺陷、偏析、内裂、宏观缺陷(疏松、缩孔等)，而生产帘线钢等高碳钢要着重解决的就是中心微裂纹问题。给出一张小方坯的表，作为结束(抛砖引玉了，请朋友们多多指正！)

内容
影响因素
凝固结构
低倍分析，
柱状晶/等轴晶
中间包钢水过热度：10～30℃。目标：10～20℃
二冷比水量。目标：0.6～0.9L/kg
热交换技术。72A以上的高碳钢，中心C偏析指数≥1.08，建议研究且采用
喷嘴效果。每个出钢孔役，检查喷嘴出水情况，出水呈雾状，不能呈线状
喷嘴型号。一机使用二个型号，找出雾状效果好的喷嘴型号
凝固桥
扩大等轴晶、防止缩孔
EMS形式，M-EMS、(M+F)-EMS等
EMS的振动参数，M-EMS，在不卷渣的情况下，目标150A；F-EMS，安装位置要在固液两相区，液态比率30%左右，用射钉试验法找，≥650A
结晶器钢水过热度，≤10℃，目标8℃
足辊段长，目标400mm
密排辊，二冷段，密排辊间距600mm；不影响漏钢时的冷钢清理，目标500mm
鼓肚流动
增加坯壳强度、阻止钢水流动
二冷段角部设喷嘴，喷雾冷却
多节支撑辊技术，二冷段、三冷段设多节支撑辊
支撑辊对弧样板对中辊缝≤1mm
拉速，HRB335≥3.0m/min；品种钢2.5～3.0m/min
钢水洁净度
定量高倍即金相 (A、B、C、D、Ds) 夹杂物检测
Mn/S≥25、Mn/Si≥2.5
Als/Alt≥0.90
SEN出口倾角，与水平线呈30°夹角
M-EMS振动参数，尽量往150A靠近，不能≤90A
结晶器采用液压、变频振动技术
结晶器液面波动≤5mm，Cs-137自动检测
SEN插入深度，80～120mm
全程保护浇注效果，荧光分析仪检测N铸坯－N中间包≤5PPm
挡渣墙、坝、过滤器工作衬侵蚀后的黏渣分析，钙铝硅酸盐要增加明显
恒拉速，拉速波动≤10%，目标≤8%
精炼时间，≥35min；白渣时间≥15min
预脱氧剂，EF炉：硅钡钙；BOF炉：硅铝钡钙
夹杂物改性技术，Ca-Si丝或Ca-Fe丝，喂在中心Φ800mm的范围内