連鑄薄板坯的質(zhì)量控制措施.doc_第1頁(yè)
連鑄薄板坯的質(zhì)量控制措施.doc_第2頁(yè)
連鑄薄板坯的質(zhì)量控制措施.doc_第3頁(yè)
連鑄薄板坯的質(zhì)量控制措施.doc_第4頁(yè)
全文預(yù)覽已結(jié)束

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

連鑄薄板坯的質(zhì)量控制措施馮士超 潘秀蘭 王艷紅 梁慧智(鞍鋼股份有限公司技術(shù)中心 鞍山 114009)摘要:分析了連鑄薄板坯裂紋的成因及控制措施,重點(diǎn)介紹了薄板坯澆鑄期間的主要控制環(huán)節(jié)和幾家先進(jìn)鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),最后指出了薄板坯連鑄技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞:連鑄薄板坯;裂紋;質(zhì)量控制The measures of quality control on casting thin slabFeng Shi-chao Pan Xiu-lan Wang Yan-hong Liang Hui-zhi (Technology Center of Angang Steel Co.Ltd.,Anshan 114009,Liaoning,China)Abstract:The reasons and control measures of the casting thin slab crack were analyzed, the main control segments and the production experience of some advanced steel companies were introduced specially. The development trend of thin slab casting technology was indicated finally.Key words: casting thin slab; crack; quality control 0 前言受市場(chǎng)和用戶(hù)需求的推動(dòng),薄板坯連鑄連軋技術(shù)發(fā)展迅速。高速發(fā)展的同時(shí),也出現(xiàn)了一些需要解決的問(wèn)題。如隨著拉速的提高,生產(chǎn)事故有所增加;在連鑄生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)諸如液位波動(dòng)、連鑄粘結(jié)和漏鋼等問(wèn)題,還時(shí)常出現(xiàn)鑄坯裂紋等缺陷。由此,連鑄薄板坯的質(zhì)量控制變得尤為重要。1 薄板坯的質(zhì)量要求與常規(guī)厚板坯相比,連鑄薄板坯的凝固特點(diǎn)是:凝固速度快,液芯長(zhǎng)度短。薄板坯完全凝固時(shí)間僅需1min左右。由于薄板坯連鑄拉速高,結(jié)晶器熔池狹窄,鋼水射流強(qiáng)度大,易造成擾動(dòng),因此,薄板坯易產(chǎn)生表面缺陷,進(jìn)而影響最終產(chǎn)品質(zhì)量。質(zhì)量控制包括:內(nèi)部質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足最終帶鋼產(chǎn)品的性能要求、機(jī)械加工要求和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn);表面質(zhì)量要求無(wú)裂紋、夾雜、氣泡、壓痕、麻面等缺陷,并滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)缺陷坯的質(zhì)量要求詳見(jiàn)表11。表1 無(wú)缺陷鑄坯質(zhì)量要求Table 1 Quality requirement of no defect casting slab項(xiàng) 目要 求鋼水潔凈度(最高要求)C+P+S+O+H+N0.01,98%以上夾雜物的直徑5m,最大夾雜物粒徑20m,精煉、連鑄的總增碳量0.001%,總增氮量0.001%。鑄坯表面無(wú)清理率低碳鋼為98%,中高碳及包晶范圍外的HSLA95%,包晶鋼為90%。鑄坯振痕平均深度0.4mm鑄坯內(nèi)部質(zhì)量對(duì)所有鋼種,曼內(nèi)斯曼質(zhì)量1級(jí)達(dá)90%,2級(jí)達(dá)95%,不超過(guò)曼內(nèi)斯曼質(zhì)量3級(jí);內(nèi)部裂紋之間的最小距離大于10mm。窄面鼓肚值4.0mm寬面鼓肚值2.0mm窄面彎曲度2.5mm/m,在規(guī)定板坯長(zhǎng)度范圍最大值不超過(guò)25mm。2 連鑄坯裂紋及控制措施2.1 表面裂紋的成因及控制措施連鑄坯的表面裂紋2主要包括縱裂紋、橫裂紋、網(wǎng)狀裂紋和皮下針孔等,見(jiàn)圖1,表面深縱裂多出現(xiàn)在薄板坯的中部,并伴有凹坑出現(xiàn),中間可能間斷,深度約25mm。表面短縱裂在板坯分界頭中間部位,深度約23mm??拷“迮鹘遣康目v裂深度不同??v裂形成的成因包括工藝設(shè)備和操作的多個(gè)環(huán)節(jié)及鋼水成分、鋼水溫度、水口形狀、保護(hù)渣性能、結(jié)晶器的傳熱狀況、振動(dòng)條件、錐度控制、冷卻制度、工人操作水平的高低以及結(jié)晶器銅板設(shè)計(jì)等。縱裂紋的產(chǎn)生也受鋼中硫含量、鋼水溫度、保護(hù)渣行為、連鑄工藝參數(shù)等影響。國(guó)內(nèi)外先進(jìn)廠(chǎng)多采取以下措施減少板坯縱裂:穩(wěn)定結(jié)晶器液面、改進(jìn)保護(hù)渣性能、調(diào)整結(jié)晶器冷卻水量、改進(jìn)連鑄工藝技術(shù)操作等。對(duì)于防止或減少角部橫向裂紋多采取調(diào)整結(jié)晶器錐度,保證合適的負(fù)滑脫時(shí)間,采用具有合適成分、粘度的保護(hù)渣,減少結(jié)晶器的摩擦阻力。2.2 內(nèi)部裂紋的成因及控制措施內(nèi)部橫裂紋是在連鑄時(shí),鑄坯內(nèi)部受熱應(yīng)力或其它外力的作用超過(guò)鋼的塑性變形極限而產(chǎn)生的。鑄坯枝晶間最容易產(chǎn)生裂紋,裂紋在外力的作用下,又不斷擴(kuò)展,這樣就形成了鑄坯內(nèi)部晶間裂紋,見(jiàn)圖2??刂七B鑄薄板坯內(nèi)部橫裂紋的措施有:控制中間包鋼水過(guò)熱度、合理控制連鑄坯拉速、減少鑄坯出現(xiàn)鼓肚等。圖2中:1-角裂2-中間裂紋3-矯直裂紋4-皮下裂紋5-中心線(xiàn)裂紋6-星狀裂紋圖1中:1-表面縱裂紋2-表面橫裂紋3-網(wǎng)狀裂紋4-角部橫裂紋5-邊部縱裂紋6-表面夾渣 7-皮下針孔8-深振痕 圖1 連鑄坯表面裂紋 圖2 連鑄坯內(nèi)部裂紋Fig.1 Surface crack of casting slab Fig.2 Inner crack of casting slab3 先進(jìn)鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)為了保證連鑄坯的表面和內(nèi)部質(zhì)量,薄板坯澆鑄期間的主要控制環(huán)節(jié)和幾家先進(jìn)鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)如下:(1)連鑄薄板坯厚度控制目前,薄板坯連鑄不是追求更薄,而是將鑄坯厚度控制在合適的范圍。適當(dāng)增加薄板坯厚度,有利于改善表面質(zhì)量。如德馬克公司為浦項(xiàng)設(shè)計(jì)的薄板坯連鑄機(jī)鑄坯厚度從75mm增大到100mm,西馬克公司為美國(guó)第納米克斯公司和中國(guó)邯鋼設(shè)計(jì)的厚度均為75mm。(2)結(jié)晶器電磁制動(dòng)(EMBr)技術(shù)的應(yīng)用薄板坯拉速比厚板坯高,在結(jié)晶器彎月面區(qū)鋼水流動(dòng)強(qiáng)度增大34倍,極易造成凝固坯殼卷渣。結(jié)晶器采用EMBr,板坯表面縱裂減少,彎月面波動(dòng)小,熱軋板卷卷渣缺陷減少了90%,冷軋板表面缺陷造成的廢品損失由2.5美元/t減少到0.5美分/t,結(jié)晶器銅板使用壽命可提高1倍。1982年在日本川崎水島廠(chǎng)5號(hào)板坯連鑄機(jī)上使用EMBr后,對(duì)改善結(jié)晶器內(nèi)鋼水流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布、減少卷渣、促進(jìn)夾雜物上浮以及提高連鑄坯的質(zhì)量有顯著的作用。電磁制動(dòng)技術(shù)在日本和歐美一些鋼廠(chǎng)的薄板坯連鑄機(jī)上應(yīng)用廣泛。浦項(xiàng)在使用EMBr后,減少了彎月面的波動(dòng)及鋼液在結(jié)晶器內(nèi)的湍流,避免了縱向裂紋。美國(guó)紐柯公司克勞福茲維爾廠(chǎng)在使用EMBr技術(shù)后,基本消除了“駐波”,結(jié)晶器液面穩(wěn)定。(3)液芯輕壓下(LCR)和動(dòng)態(tài)輕壓下的應(yīng)用液芯輕壓下的位置根據(jù)鋼種而定。輕壓下可以減輕中心疏松和中心偏析;有利于細(xì)化枝晶;可適當(dāng)增加坯厚,有利于改善鑄坯表面質(zhì)量;供給較薄板坯,軋制薄規(guī)格產(chǎn)品,節(jié)省后續(xù)軋制,增加生產(chǎn)靈活性。然而,如果輕壓下參數(shù)選擇不當(dāng),破碎的枝晶間如果不能得到液態(tài)金屬的及時(shí)填充,就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部裂紋,因此要合理設(shè)定輕壓下參數(shù)。德馬克公司最先在意大利阿維迪ISP生產(chǎn)線(xiàn)上應(yīng)用了液芯輕壓下,取得了成功后,在許多薄板坯連鑄上進(jìn)行了推廣應(yīng)用。第一代CSP工藝沒(méi)有采用液心壓下技術(shù),改進(jìn)后的美國(guó)希克曼廠(chǎng)1號(hào)薄板坯連鑄機(jī)采用了該技術(shù),并改進(jìn)了結(jié)晶器尺寸,在通鋼量不變的情況下,鋼水流動(dòng)變穩(wěn),有利于夾雜物上浮和提高拉速。蒂森克虜伯在第一轉(zhuǎn)爐煉鋼廠(chǎng)新建的薄板坯連鑄機(jī),通過(guò)液芯壓下(LCR)來(lái)連續(xù)調(diào)節(jié)產(chǎn)品的厚度,調(diào)節(jié)范圍為6348mm。低碳鋼的最大拉速為5.5m/min,碳鋼的最大拉速為44.5m/min。中國(guó)通鋼第三煉鋼廠(chǎng)的薄板坯連鑄機(jī)采用了扇形段動(dòng)態(tài)軟下壓技術(shù)3,效果良好,顯著地提高了鑄坯的質(zhì)量,且設(shè)備性能穩(wěn)定。(4)結(jié)晶器內(nèi)鋼水流的控制為控制結(jié)晶器內(nèi)的鋼水流動(dòng),重要的是要使浸入式水口流出的鋼水流保持穩(wěn)定,控制結(jié)晶器內(nèi)的鋼水在沒(méi)有施加電磁力狀態(tài)下的流動(dòng)變化。日本住友金屬工業(yè)公司開(kāi)發(fā)了利用勢(shì)能(中間包突出部分)使鋼水產(chǎn)生渦流的技術(shù)。研究結(jié)果表明,浸入式水口內(nèi)產(chǎn)生的渦流對(duì)流出鋼水的均勻流動(dòng)和穩(wěn)定流動(dòng)具有很好的作用。開(kāi)發(fā)了水口內(nèi)裝有旋轉(zhuǎn)葉片使鋼水流形成渦流流出的浸入式水口,即渦流浸入式水口,它不依靠電磁力的控制就能使結(jié)晶器內(nèi)的鋼水形成穩(wěn)定的流動(dòng),不僅有效地提高了板坯質(zhì)量,而且提高了板坯的生產(chǎn)率。另外,要加強(qiáng)結(jié)晶器內(nèi)鋼水液面的控制,目的是:a.防止夾雜物卷入鑄坯,避免鑄坯表面和內(nèi)部產(chǎn)生夾雜缺陷;b.防止結(jié)晶器保護(hù)渣的不均勻流入,避免產(chǎn)生裂紋;c.使鑄坯初期的凝固狀態(tài)比較穩(wěn)定,保證在結(jié)晶器內(nèi)部產(chǎn)生均勻的凝固坯殼;d.減少和避免漏鋼、溢鋼等事故,穩(wěn)定生產(chǎn)操作。安賽樂(lè)集團(tuán)SOLLAC Atlantique敦克爾克廠(chǎng)CC23雙流板坯連鑄機(jī)安裝了電磁渦流式結(jié)晶器液位檢測(cè)裝置,結(jié)晶器液壓振動(dòng)及預(yù)留將來(lái)實(shí)現(xiàn)帶有液芯長(zhǎng)度預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型功能的動(dòng)態(tài)輕壓下的可能性。(5)連鑄保護(hù)渣的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用連鑄保護(hù)渣的主要任務(wù)4是保證鑄坯得到充分潤(rùn)滑以實(shí)現(xiàn)高拉速,和常規(guī)連鑄相比,薄板坯連鑄用保護(hù)渣應(yīng)具有低粘度、低熔點(diǎn)、低凝固溫度和較快的熔化速度。薄板坯連鑄保護(hù)渣除了滿(mǎn)足隔熱保溫、吸附夾雜物、隔絕空氣防止二次氧化外,保證潤(rùn)滑和控制傳熱尤為重要。奧鋼聯(lián)薄板坯連鑄澆鑄的鋼種為深沖鋼、結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼,保護(hù)渣的物理性能如表2所示。表2奧鋼聯(lián)薄板坯連鑄用保護(hù)渣的物理性能Table 2 Physical property of powder used in thin slab continuous casting of VAI渣型軟化溫度/熔融溫度/流動(dòng)溫度/堿度粘度(1300)/Pas結(jié)晶溫度A970980103510601.00.060.08較低B10401050112011601.00.100.13較高(6)CSP生產(chǎn)質(zhì)量管理系統(tǒng)安賽樂(lè)ACB公司CSP生產(chǎn)線(xiàn)的IPQS(生產(chǎn)質(zhì)量管理系統(tǒng))的運(yùn)行將每個(gè)用戶(hù)在質(zhì)量控制方面的工作整合到了一個(gè)連續(xù)的質(zhì)量保證和工藝優(yōu)化系統(tǒng)中,處理日常工作中遇到的質(zhì)量保證、生產(chǎn)操作變化時(shí)的快速反應(yīng)等,見(jiàn)圖3。圖3 IPQS的通訊連接與監(jiān)控Fig.3 Communication connection and monitoring of IPQS(7)煉鋼原料煉鋼原、輔料的質(zhì)量控制很重要,提高薄板坯原料的潔凈度對(duì)薄板坯質(zhì)量至關(guān)重要。因?yàn)楸“迮鲾嗝嫘。撍械墓腆w夾雜物聚集容易堵塞水口,增加了拉漏的幾率,易使板坯表面產(chǎn)生夾渣和皮下氣泡等缺陷,隨著產(chǎn)品厚度變薄,需要潔凈的鋼水作保證。通過(guò)以上各環(huán)節(jié)的控制,可以使鑄坯質(zhì)量明顯提高。Corus艾默伊登廠(chǎng)薄板坯連鑄機(jī)(DSP)裝備了多項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備:包括低氧鋼包渣技術(shù)、下渣檢測(cè)技術(shù)、帶淺坑的H形中間包技術(shù)、帶多級(jí)EMBr的漏斗形結(jié)晶器技術(shù)、特殊浸入式水口技術(shù)、先進(jìn)的結(jié)晶器液位控制技術(shù)、液壓振動(dòng)技術(shù)、結(jié)晶器下口垂直段技術(shù)和液芯壓下技術(shù)。其澆鑄的連鑄坯在寬度和長(zhǎng)度方向上溫度均勻,在水口外部包裹一種新式的絕緣材料,絕緣材料外部表面采用保護(hù)釉,可以防止空氣可以進(jìn)入到耐材和絕緣材料的縫隙而損壞耐材?,F(xiàn)在最大拉速可達(dá)5.4m/min,平均拉速(包括開(kāi)澆和停澆)超過(guò)了5.0m/min,可以此鑄速穩(wěn)定地澆鑄HSLA(高強(qiáng)度低合金)鋼種。DSP開(kāi)發(fā)的主旨是生產(chǎn)的穩(wěn)定性、設(shè)備的可靠性和工藝的穩(wěn)定性。我國(guó)濟(jì)南鋼鐵公司第三煉鋼廠(chǎng)的中薄板高拉速連鑄機(jī),經(jīng)過(guò)改進(jìn)和加強(qiáng)管理,2007年漏鋼率僅為0.1%。4 結(jié)論當(dāng)前,薄板坯質(zhì)量控制的方向是:在進(jìn)一步提高生產(chǎn)率的同時(shí),減少鑄坯表面裂紋和內(nèi)部裂紋的產(chǎn)生,薄板坯領(lǐng)域研究較多的是不斷優(yōu)化和改進(jìn)結(jié)晶器性能、延長(zhǎng)其使用壽命,結(jié)晶器電磁制動(dòng)技術(shù),結(jié)晶器液位控制,液芯輕壓下和動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù),根據(jù)不同的鋼種選擇合適的連鑄保護(hù)渣等。一些對(duì)表面質(zhì)量要求最高的汽車(chē)工業(yè),尤其是轎車(chē)車(chē)身用鋼板,只有在鋼水質(zhì)量滿(mǎn)足最佳表面質(zhì)量要求條件下,薄板坯連鑄工藝才能出生產(chǎn)滿(mǎn)足高質(zhì)量深沖板要求的鑄坯。薄板坯連鑄工藝生產(chǎn)更多的高

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論