壓下區(qū)間對(duì)鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的影響研究

1、輕壓下壓下區(qū)間對(duì)鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的影響張興錦1，吳會(huì)亮1，陳永生2，于銘杰2（1.萊鋼寬厚板事業(yè)部；2.萊鋼型鋼煉鋼廠，萊蕪 271104）摘要：壓下區(qū)間作為動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)關(guān)鍵參數(shù)之一，直接影響實(shí)施輕壓下后鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的改善效果。通過(guò)在煉鋼廠4#連鑄機(jī)進(jìn)行壓下區(qū)間調(diào)整試驗(yàn)，分析了在不同位置實(shí)施輕壓下對(duì)鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，在壓下區(qū)間0.61.05內(nèi)實(shí)施輕壓下能有效改善鑄坯中心偏析和疏松，避免內(nèi)裂的產(chǎn)生，提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。本文主要通過(guò)壓下區(qū)間的調(diào)整試驗(yàn)來(lái)研究不同壓下區(qū)間對(duì)鑄坯中心偏析和疏松的變化規(guī)律，以便更好地服務(wù)于生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)輕壓下；壓下區(qū)間；固相率；中心偏析Gently pre

2、ss under pressure interval slab internal qualityWu Huiliang1，ZhangXingjin1，ChenYongsheng 2，YuMingjie2（1.Technology Center of Laiwu Iron and Steel Co，Ltd，Laiwu，Shandong，271104）Abstract: The reduction range as one of the key parameters of soft reduction technology, A direct impact on the implementatio

3、n of the soft reduction slab internal quality improvement effect. In this paper, the pressure range in steelworks 4 # Caster adjustment test, Soft reduction implemented in different locations on the slab internal quality, The test results show that, Can effectively improve the implementation of the

4、soft reduction in the pressure range from 0.6 to 1.05 within the central segregation and loose, To avoid the generation of internal crack, Improve the quality of the internal slab.In this paper, through the pressure interval adjustment test to study the different pressure range influence of the cent

5、ral segregation and loose, In order to better serve the site.Key words: Dynamic Soft Reduction；Pressure range；Solid fraction；Center segregation1前言輕壓下技術(shù)作為解決連鑄坯中心偏析和疏松的有效手段，已進(jìn)行了大量的研究，對(duì)壓下區(qū)間的研究主要依賴實(shí)驗(yàn)室研究和理論分析，工業(yè)試驗(yàn)工作很少，通常認(rèn)為壓下區(qū)間的起始位置應(yīng)該位于兩相區(qū)鋼液開始受到枝晶阻力而不能自由流動(dòng)，終止位置位于兩相區(qū)枝晶交織成網(wǎng)狀使得殘留鋼液封閉在枝晶間而得不到附近鋼液的補(bǔ)充。目前文獻(xiàn)所報(bào)道的壓

6、下區(qū)間存在較大差別，因此有必要通過(guò)工業(yè)試驗(yàn)對(duì)輕壓下壓下區(qū)間做進(jìn)一步的研究。由于連鑄生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜性和高溫鑄坯內(nèi)部情況的不直觀性和多變性，迄今為止還沒(méi)有一個(gè)足夠準(zhǔn)確和令人信服的結(jié)論。因此，大多數(shù)應(yīng)用輕壓下技術(shù)的工廠均是根據(jù)其自身的生產(chǎn)條件和經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)摸索和實(shí)驗(yàn)來(lái)設(shè)定符合特定條件的壓下參數(shù)。1對(duì)于壓下區(qū)間目前沒(méi)有一個(gè)定值，一般企業(yè)都是根據(jù)試驗(yàn)修正后取得最佳值，很顯然改值和鋼的成分、鑄坯斷面及生產(chǎn)設(shè)備有關(guān)。對(duì)合理的壓下區(qū)間沒(méi)有固定的說(shuō)法，一般可結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)條件，設(shè)定壓下區(qū)間。壓下區(qū)間是由凝固的固相分率fs決定的，固相分率太高或太低，采用輕壓下都達(dá)不到理想的結(jié)果。2 壓下區(qū)間起始位置的選擇中

7、心偏析和疏松發(fā)生在凝固末端的固液兩相區(qū)內(nèi)。如圖1所示，在液相線溫度和固相線溫度之間的區(qū)域（固相率fs=01）為兩相區(qū)。恰當(dāng)?shù)奈恢檬鞘硅T坯的凝固終點(diǎn)應(yīng)在輕壓下區(qū)域之內(nèi)，再則，還有可能發(fā)生中心偏析和琉松。柳百成等93認(rèn)為，所以輕壓下應(yīng)該作用在某一固相率之聞當(dāng)中心同相率小于臨界流動(dòng)固捆事(0 20 33)時(shí)，液茁通過(guò)鋼裹的流動(dòng)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)縮；鑄坯還有一個(gè)流動(dòng)極限屆相率，普通碳鋼為06，臺(tái)金鋼為065-0 75當(dāng)周相率超過(guò)這個(gè)極限以后，鑄坯內(nèi)部形成的枝晶阻止了未凝固鋼=|裹的流動(dòng)，剩余富集溶質(zhì)的渡相也不會(huì)流動(dòng)偏析不會(huì)發(fā)生。3 壓下區(qū)間終點(diǎn)位置的確定4 壓下區(qū)間調(diào)整工業(yè)試驗(yàn)本研究選擇4#連鑄機(jī)生產(chǎn)的S355

8、J0和Q235B中碳鋼種作為研究對(duì)象，分析在不同壓下區(qū)間對(duì)中心偏析的影響，從而確定不同鋼種的合理壓下區(qū)間。輕壓下起始位置位于較低固相率處，此處兩相區(qū)溶質(zhì)偏析較低且流動(dòng)性相對(duì)較好，壓下起始位置對(duì)改善鑄坯中心偏析不明顯；但壓下終點(diǎn)位置位于較高固相率處，兩相區(qū)溶質(zhì)偏析嚴(yán)重，選擇最佳的壓下終點(diǎn)既能有效的減少或者消除鑄坯中心偏析和疏松，又能防止鑄坯內(nèi)裂的產(chǎn)生。為此本文將重點(diǎn)介紹輕壓下終點(diǎn)位置的選擇。14.1 輕壓下現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件為：連鑄機(jī)為R10。534。4m直弧形，扇形段14段，都具有輕壓下功能，生產(chǎn)斷面為200 ITIITI、250 mm、300 minX 2 000 mm-一2 500H

9、im。試驗(yàn)主要工藝參數(shù)：試驗(yàn)鋼種Q345和Mnl6；拉速10 mrain；斷面250×2200；二冷比水量030 Lkg；鋼水過(guò)熱度20"30；主要壓下段為：811段。壓下區(qū)間優(yōu)化方案有：60-120%、30-120%、10-120%、30-100%。表 鋼種化學(xué)成分4.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論對(duì)于S355J0鋼種而言，鑄坯斷面為300mm×1800mm，進(jìn)行輕壓下優(yōu)化的方案如表1所示。表5-8中，設(shè)定壓下區(qū)間為60-120%為優(yōu)化前方案，其它為優(yōu)化后方案。表1 S355J0鋼壓下區(qū)間調(diào)整方案爐號(hào)壓下區(qū)間壓下起始位置/m壓下起始點(diǎn)位置差/m壓下結(jié)束位置/m液芯凝固起始點(diǎn)

10、/m液芯凝固結(jié)束點(diǎn)/m壓下量/mmH113-0121460-120%25.63031.519.7629.546H112-121030-120%22.573.0631.2819.7929.326H113-121210-120%20.641.9331.1219.7229.266壓下區(qū)間為60-120%鑄坯的低倍組織如圖5-15所示，壓下區(qū)間為30-120%鑄坯的低倍組織如圖5-16所示，壓下區(qū)間為10-120%鑄坯的低倍組織如圖5-17所示。圖5-15中兩幅圖片為鑄坯寬度方向兩側(cè)的低倍組織（其它圖與此相同）。158mm193mm 圖1 壓下區(qū)間為60-120%時(shí)S355J0鑄坯低倍組織212.88

11、mm179.2mm圖2 壓下區(qū)間為30-120%的S355J0鑄坯低倍組織207.6mm167mm圖3 壓下區(qū)間為10-120%的S355J0鑄坯低倍組織圈4是輕壓下工藝優(yōu)化前后的低倍組織可以看出輕壓下工藝優(yōu)化后鑄坯低倍組織的中心偏析改善效果得到很大提高。由圖5-15可知，在鑄坯寬度方向上，偏析帶呈斷續(xù)狀分布，為典型的B類中心偏析。低倍檢測(cè)結(jié)果表明，圖5-15中鑄坯中心偏析級(jí)別為B類1.5級(jí)，中心疏松為1.0級(jí)，鑄坯質(zhì)量都比較低，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因就是：對(duì)于中碳鋼而言，VAI模型預(yù)測(cè)的終點(diǎn)或鑄坯凝固進(jìn)程比實(shí)際的要靠后，這意味著實(shí)際采用輕壓下區(qū)間靠近鑄坯終點(diǎn)，沒(méi)有很好地起到輕壓下作用，需要對(duì)輕壓

12、下區(qū)間進(jìn)行調(diào)整。將圖5-15、5-16進(jìn)行對(duì)比分析可知，在壓下區(qū)間為30-120%條件下時(shí)的鑄坯中心偏析長(zhǎng)度相對(duì)于未優(yōu)化前縮短長(zhǎng)度為67.08mm，顏色明顯變淺，不連續(xù)性更強(qiáng)，疏松寬度明顯變窄。圖5-15和圖5-17對(duì)比分析可知，在壓下區(qū)間為10-120%條件下時(shí)的鑄坯中心偏析長(zhǎng)度相對(duì)于未優(yōu)化前縮短長(zhǎng)度為75.6mm，偏析長(zhǎng)度縮短。由圖5-16、圖5-17對(duì)比分析可知，將輕壓下區(qū)間由30-120%調(diào)整為10-120%，兩者相比較而言，后者偏析帶長(zhǎng)度更短，偏析帶顏色變淺，但疏松區(qū)有擴(kuò)大的趨勢(shì)。這表明，壓下去起始位置前移，對(duì)應(yīng)的壓下終點(diǎn)位置也要相應(yīng)前移，在壓下量一定的前提下，應(yīng)保持合適的壓下率。評(píng)

13、級(jí)結(jié)果表明，在未優(yōu)化條件下，斷面為300mm×1800mm的S355J0鋼鑄坯中心偏析為B類1.5級(jí)，疏松為1.0級(jí)，優(yōu)化后的兩方案中鑄坯中心偏析均為B類1.0級(jí)，疏松為1.0級(jí)。這表明：輕壓下區(qū)間優(yōu)化后，鑄坯中心偏析程度得到減輕。從起始固相率、終了周相率和低倍評(píng)級(jí)講，起始固相率遠(yuǎn)比終了固相率重要，而且不能大于O7，同時(shí)終了固相率不能小于06，因此認(rèn)為(06-07)為關(guān)鍵壓下區(qū)間。結(jié)合S355J0的壓下區(qū)間，工業(yè)試驗(yàn)與應(yīng)用結(jié)果表明在模型所確定的壓下區(qū)間內(nèi)實(shí)施輕壓下能有效改善鑄坯中心偏析和疏松，提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。5 結(jié)論1）根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果，適合輕壓下的區(qū)間(即固相分率fs為O3一O9時(shí))相對(duì)應(yīng)的鑄機(jī)位置為距離彎月面16195 m處，該壓下位置對(duì)應(yīng)鑄機(jī)的6、7、8三個(gè)扇形段2）輕壓下技術(shù)在現(xiàn)代連鑄生產(chǎn)中已經(jīng)起到重要的作用，雖然某些方面還存在問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)努力，輕壓下技術(shù)將在連鑄中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用?，F(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)踐表明，在試驗(yàn)所確