多品種鋼連鑄混澆技術(shù)開發(fā)及質(zhì)量控制

多品種鋼連鑄混澆技術(shù)開發(fā)及質(zhì)量控制

Summary：為滿足多品種、小批量的相關(guān)行業(yè)用鋼生產(chǎn)要求，降低生產(chǎn)成本，提升創(chuàng)效能力，本文研究了不同牌號(hào)、不同鋼種組之間的混澆技術(shù)，建立了不同鋼種組的混澆原則和混澆坯的判定準(zhǔn)則。分別針對(duì)成分相近鋼種和成分差異顯著鋼種，構(gòu)筑了連鑄混澆的工藝控制措施，提出了混澆過程的保護(hù)渣更換制度，連鑄混澆技術(shù)的應(yīng)用效果結(jié)果良好，無質(zhì)量和生產(chǎn)事故發(fā)生。Keys：多品種鋼;連鑄混澆;質(zhì)量控制0前言對(duì)于某些特殊行業(yè)的用剛來說，由于用鋼品種、牌號(hào)多，而每個(gè)品種或牌號(hào)的訂單量相對(duì)較少，導(dǎo)致中間包連澆爐數(shù)少，耐材損耗大、金屬收得率低，生產(chǎn)成本高，同時(shí)頻繁混澆導(dǎo)致方坯非計(jì)劃率很高，混澆坯成分和表面質(zhì)量控制困難。為此，急需開發(fā)出適用于本公司的高強(qiáng)鋼不同牌號(hào)、不同品種間的連澆控制技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)多品種鋼連鑄混澆技術(shù)的有效質(zhì)量控制?；诖耍疚囊阅彻灸愁愋陀娩摓槔?，就多品種鋼連鑄混澆技術(shù)應(yīng)用及質(zhì)量控制展開了詳細(xì)闡述。1不同鋼種間混澆原則的建立根據(jù)碳含量和合金元素含量，將現(xiàn)有鋼種分為10個(gè)鋼種組，如表1所示。表1鋼種分組情況

為盡量降低混澆操作對(duì)成品成分帶來的干擾，以碳含量為主線，建立了允許混澆鋼種的對(duì)應(yīng)表，如表2所示。由表可知，低碳鋼、超低碳鋼系列可混澆：近包晶和包晶鋼系列除不能與超低碳鋼系列混澆外，與其他鋼種系列均可以混澆：中碳鋼、近包晶和包晶鋼系列間可混澆。表2允許混澆鋼種組對(duì)應(yīng)表

2混澆坯判定規(guī)則不同鋼種之間的混澆，必然在鑄坯長(zhǎng)度上產(chǎn)生成分差異，具有成分差異的鑄坯即為混澆坯。為實(shí)現(xiàn)混澆坯的精準(zhǔn)判定，降低因鑄坯判定而帶來的損失，需研究混澆時(shí)中間包鋼水的置換規(guī)律。試驗(yàn)在1260mm*200mm斷面上進(jìn)行，鋼種2(混澆之后的鋼種，以下相同，下文提到的鋼種1為混澆之前的鋼種)大包開澆時(shí)，澆注米數(shù)記為Om。在混澆操作所澆注的鑄坯不同長(zhǎng)度上進(jìn)行取樣，利用碳硫儀分析碳含量的變化規(guī)律進(jìn)行評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，在澆注8m(15噸)時(shí)，[C]含量開始發(fā)生變化；在澆注11．18m時(shí)，[C]含量變化劇烈；當(dāng)澆注28m(54噸)后，碳含量趨于穩(wěn)定，即中間包鋼水完成置換。因此，將鋼種2大包開澆后澆注15噸到54噸的鑄坯視為混澆坯(重30噸)，而將其他鑄坯視為正常坯。3成分相近而牌號(hào)不同的鋼種混澆工藝根據(jù)混澆前、后鋼種元素種類的包含關(guān)系和元素含量的重疊關(guān)系，制定了不同的混澆制度和混澆坯判定方法，具體如下：（1）鋼種1和鋼種2所有成分有重疊的，混澆坯隨爐判定。鋼種成分按(鋼種1目標(biāo)值+鋼種2目標(biāo)值)／2控制。（2）當(dāng)鋼種2所含元素種類均包含于鋼種2時(shí)，混澆坯按鋼種1判定；當(dāng)鋼種l所含元素種類均包含于鋼種2時(shí)，混澆坯按鋼種2判定。若涉及到低硅鋼([Si]（3）在鋼種l和鋼種2的元素種類沒有包含關(guān)系且成分沒有重疊，但鋼種1和鋼種2所含元素種類包含于鋼種3時(shí)的情況下，混澆坯判為鋼種3。4異鋼種混澆工藝當(dāng)兩鋼種的成分沒有重疊時(shí)，尤其是含磷鋼與低磷鋼、含銅鋼與非含銅鋼、含鈮鋼與非含鈮鋼等屬于異鋼種。在品種多、批量小的訂單情況下，實(shí)現(xiàn)異鋼種之間的連澆，對(duì)降低生產(chǎn)成本，提高機(jī)時(shí)產(chǎn)量具有重要的意義。異鋼種混澆的核心是在結(jié)晶器內(nèi)插入鐵板，將成分差異顯著的鋼水隔斷，改變新舊鋼液的流動(dòng)和混合行為，達(dá)到分離前后鋼水使其成分保持一定的獨(dú)立性，從而既保證了生產(chǎn)的連續(xù)性，又減少了頭尾坯損耗，提高了鋼水收得率。為進(jìn)一步減少混坯量，提高混澆階段的鋼水質(zhì)量，保證連續(xù)澆注的順利進(jìn)行，需要對(duì)中間包鋼水重量和溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。具體控制方法如下：(1)鋼種2上臺(tái)后，等中間包鋼水液面降低至下渣臨界高度(230mm)時(shí)，鋼種2大包再開澆；(2)中包渣層厚度<30mm；(3)適當(dāng)提高混澆前后爐次的精煉出站溫度。插鐵板連澆的具體操作為：(1)當(dāng)中間包鋼水重量達(dá)到一定范圍時(shí)，開始緩慢降拉速；(2)當(dāng)中間包鋼水達(dá)到下限重量時(shí)，關(guān)閉塞棒，升起中包車，鋼水隔離件在重力作用下自動(dòng)落至浸入式水口上方：(3)即刻降中包，大包開澆和中包開澆，完成插鐵板連澆操作。通過插鐵板異鋼種連澆的應(yīng)用情況可看出，通過異鋼種連澆技術(shù)的應(yīng)用，插鐵板次數(shù)逐月增加，且未發(fā)生任何事故，工藝運(yùn)行穩(wěn)定可靠。5混澆過程的保護(hù)渣更換技術(shù)由于不同鋼種組具有截然不同的凝固特性，為減輕和避免鑄坯夾渣、裂紋、漏鋼等質(zhì)量和生產(chǎn)事故，應(yīng)選用不同的保護(hù)渣。對(duì)于異鋼種連澆，需建立保護(hù)渣更換技術(shù)，以提高混澆前后鑄坯的表面質(zhì)量?；诒Ｗo(hù)渣理化特性和鋼種凝固特征，超低碳鋼保護(hù)渣可用于低碳鋼和超低碳鋼，包晶鋼保護(hù)渣可用于低碳鋼和包晶鋼，中碳鋼保護(hù)渣可用于包晶鋼和中碳鋼，從而制定出了如表3所示的換渣制度。該制度實(shí)施以來，未發(fā)生因鋼種混澆而導(dǎo)致的鑄坯質(zhì)量和漏鋼事故，應(yīng)用效果良好。表3混澆時(shí)保護(hù)渣的更換原則6實(shí)施效果通過上述方案的實(shí)施，增強(qiáng)了生產(chǎn)組織的靈活性，實(shí)現(xiàn)了正常排產(chǎn)，單個(gè)中包平均澆次長(zhǎng)度明顯提高，降低了因不同鋼種混澆帶來的鑄坯非計(jì)劃率，連鑄作業(yè)率也明顯提高，回收損失減少。7結(jié)論(1)建立了不同鋼種間的混澆原則，研究了混澆過程鑄坯的成分梯度，并構(gòu)建了混澆坯長(zhǎng)度(重量)的判定標(biāo)準(zhǔn)。(2)針對(duì)成分相近的鋼種和成分差異顯著的鋼種，建立了不同的混澆工藝，實(shí)施效果良好，未發(fā)生質(zhì)量和生產(chǎn)事故。(3)創(chuàng)建了混澆過程的保護(hù)渣更換制度，保證了混澆鑄坯的表面質(zhì)量。Reference：[1]陸匠心，王利.高強(qiáng)度汽車鋼板的生產(chǎn)與使用[J].汽車工藝與材料，2014,13(02)：45-49．[2]馬鳴圖.我國(guó)汽車鋼板研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2017，36(08)：64