连铸方坯质量控制

炼钢厂方坯质量控制2017年7月13日XX钢铁炼钢厂职工技术培训连铸工第一期2转炉成分控制生产管理理念转炉成分控制是炼钢厂首要的质量问题，抓转炉成分要从抓连铸拉速做起成分控得好扛红旗，成分号外多得黄牌成分控制是操作、技术、质量问题，更是管理、认识、生产问题成分号外不仅仅是转炉班组的事儿，与全工序、全员工作特别是连铸工序息息相关生产组织要做到炉机匹配，工序衔接要控制等钢宁压钢5分钟，不等钢3分钟压钢不等钢，班产不会低；炉炉等钢水，产量高不哪儿去转炉节奏是瓶颈，连铸拉速要调整：①降液面②堵流③换滑块连铸拖着转炉跑，工艺执行好不了：①吹氩保不了②温度调不好③成分稳不了连铸要钢报时间，转炉上钢给时点，炉长机长勤沟通，生产调度勤协调转炉操作恒节奏，连铸生产三稳定，铸坯质量有保证炼钢厂方坯常见质量缺陷脱方缩孔疏松中心裂纹中间裂纹角部纵裂纹划伤鼓肚重接皮下气泡表面夹杂3连铸方坯缺陷及控制4炼钢工作方针连铸为中心，转炉为基础，设备为保证以连铸质量为中心，抓工艺纪律，提高工艺执行率，确保低倍组织、外观尺寸、表面质量，是实现品种质量的关键以连铸生产为中心，抓全流浇钢率、高拉速生产，释放产能，带动和促进转炉生产，是打造低成本高效化产线的关键以连铸设备保障为中心，保连铸设备完好高效运行，保障生产顺行，是稳产提质工作的保证实质为要实现高效连铸生产：高质量、高拉速、高效率、高作业率、高温铸坯热送连铸坯质量是轧材质量的基础和关键，是抓好企业钢材产品质量的核心工作连铸坯质量概念铸坯形状缺陷鼓肚、脱方和弯曲铸坯洁净度夹杂物数量、形状、尺寸和分布；有害元素和气体铸坯表面缺陷纵裂纹、横裂纹、网状裂纹、夹渣、气孔铸坯内部缺陷裂纹、中心疏松、缩孔和偏析、非金属夹杂连铸坯质量控制策略洁净度主要决定于：钢水进入结晶器之前的处理过程表面缺陷主要决定于：钢水在结晶器的凝固过程内部质量主要决定于：铸坯在二冷区的凝固冷却过程和铸坯支撑系统的精度（导向、拉、矫）连铸坯质量控制策略铸坯凝固冷却冶金原则出结晶器坯壳厚度临界厚度，不漏钢液芯不过矫直点（板坯带液芯矫直）二冷区铸坯表面温度1100℃，不鼓肚矫直避开脆性区，低碳钢900℃二冷降温200℃/m二冷回温100℃/m8连铸方坯缺陷及控制1表面纵裂纹定义与外观沿拉坯方向，铸坯表面中心位置附近产生的裂纹裂纹长10～1500mm，宽0.1～3.5mm，深＜5mm成因及危害在结晶器弯月面区（钢液面下170mm）左右，钢液凝固在固相线以下发生δ→γ转变，导致凝固厚度生产的不均匀性，由于热收缩使坯壳产生应力梯度，在薄弱处产生应力集中，坯壳在表面形成纵向凹陷，从而形成纵向裂纹。简言之，结晶器弯月面区凝固壳厚度不均匀性是产生表面纵裂纹的根本原因，在二冷区铸坯裂纹进一步扩展。导致表面纵裂纹指数增加的因素有：（1）钢水成分◆[S]＞0.020%，[P]＞0.017%；◆Mn/S降低；◆[C]=0.12～0.17%;包晶反应钢δ→γ转变，收缩大，气隙形成，坯壳折皱，结晶器热流不稳定，坯壳厚度生产不均匀性加重；(2)拉速增加；(3)保护渣熔化性能不良、液渣层过厚或过薄导致渣膜厚薄不均，使局部凝固壳过薄。液渣层厚度＜10mm;(4)结晶器液面波动≥5mm;（5）结晶器热流和冷却◆低碳钢结晶器热流＞60Cal/cm2；◆中碳钢结晶器热流＞41Cal/cm2；（6）结晶器锥度不合适；（7）结晶器钢液流动◆水口不对中；◆水口插入深度不合适。（8）结晶器振动◆振痕深；◆负滑脱时间增大。裂纹严重时会造成漏钢和钢坯废品。91表面纵裂纹预防及消除方法防止纵裂纹产生的根本措施就是使结晶器弯月面区域坯壳厚度均匀生长。（1）尽量降低钢中[S]、[P]含量，提高Mn/S。（2）合适的拉坯速度。（3）合适的保护渣◆η·ν=2～4◆液渣层厚度10～15mm◆高结晶温度的保护渣◆均匀渣膜厚度（150μm/0.3～0.5kg/m2）。（4）保证结晶器钢水流动合理性◆结晶器液面波动±3～±5mm◆水口对中◆合适的水口插入深度。（5）保证结晶器初始坯壳均匀生长◆合适结晶器锥度◆结晶器弱冷◆热顶结晶器。（6）合适的结晶器振动◆合适的负滑脱值◆合适的频率和振幅◆振动偏差（纵向、横向＜0.2mm）。（7）良好的连铸机设备状况，保证出结晶器铸坯运行良好◆结晶器与零段、二冷区上部对弧要准◆冷却均匀性良好。检查与处置用肉眼检查进行火焰清理，缺陷严重部位切除判废。连铸方坯缺陷及控制10连铸方坯缺陷及控制2角部纵裂纹定义与外观沿拉坯方向，在距铸坯角部（棱边）0～15mm处产生的裂纹裂纹长10～1500mm宽0.1～3.5mm，深＜5mm成因及危害（1）与形成表面纵裂的原因基本相同。（2）钢流对角部冲击过强。（3）沿结晶器高度水缝厚度不均匀，造成结晶器角部冷却不良。（4）结晶器圆角半径太小。裂纹严重时会造成漏钢和钢坯废品。11连铸方坯缺陷及控制2角部纵裂纹预防及消除方法（1）与形成表面纵裂的预防及消除方法基本相同。（2）保证浸入式水口对中良好，减少钢流对角部的过强冲击。（3）装配结晶器时，保证冷却水缝厚度一致，使之冷却均匀。（4）合适的圆角半径。检查与处置用肉眼检查进行火焰清理，缺陷严重部位切除判废12连铸方坯缺陷及控制3表面横裂纹定义与外观生成于铸坯面部的横向裂纹，简称为表面横裂纹。与振痕共生，深度2～7mm，长度较短，一般在5～50mm之间，裂纹处常常被FeO覆盖成因及危害产生于结晶器初生坯壳形成振痕的波谷处，振痕越深，则横裂纹越严重，由于：◆冷却速度降低，晶粒粗大；◆奥氏体晶界析出沉淀物（AlN），产生晶间断裂；◆沿振痕波谷处元素呈正偏析。这样，振痕波谷处，奥氏体晶界脆性增大，为横裂纹产生提供了条件。铸坯运行过程中，受到外力（弯曲、矫直、鼓肚、支撑辊不对中等）作用时，刚好处于低温脆性区的铸坯表面处于受拉伸应力作用状态，如果坯壳所受的ε临＞1.3%，在振痕波谷处就产生裂纹。导致表面横裂纹指数增加的因素有：（1）钢水成分◆[C]=0.08～0.15%，坯壳厚度生长不均匀性强，振痕深，表面易产生凹陷或横裂纹◆[N]含量高；（2）结晶器振动◆振痕深度增加◆负滑脱时间增加；（3）结晶器液面波动增加；（4）保护渣消耗量低，坯壳易与铜壁发生粘结；（5）二冷强度不合理，铸坯在脆性区矫直；（6）铸坯横向温差大，尤其是角部温度。裂纹严重时会造成漏钢和钢坯废品。13连铸方坯缺陷及控制3表面横裂纹预防及消除方法（1）作好保护浇铸，尽量降低钢中[N]含量。（2）采用高频率（100～400/min），小振幅（±2～4mm）的结晶器振动机构，降低振痕深度。（3）降低结晶器液面波动±3～5mm。（4）合适的保护渣用量和粘度，既要减欠振痕，又要防止坯壳粘结，最少为0.5kg/t钢。（5）调整二冷水分布，在矫直前铸坯表面温度＞900℃，避开脆性区。（6）根据钢种的不同，二冷配水量分布应使铸坯表面温度分布均匀，应尽量减少铸坯表面和边部温差。（7）良好的铸机对弧精度和设备状态检查与处置用肉眼检查进行火焰清理，缺陷严重部位切除判废14连铸方坯缺陷及控制4角部横裂纹定义与外观生成于铸坯角部的细小横向裂纹，称为角部横裂纹。与振痕共生，通常深度为2～4mm，长度较短，一般在5～20mm之间，裂纹处常常被FeO覆盖成因及危害（1）结晶器锥度太大。（2）结晶器表面划伤。（3）结晶器出口与零段对弧不准。（4）铸坯角部冷却太强，矫直时表面温度小于900℃。（5）当铸坯角部有星状裂纹时，受到矫直力的作用，就会以这些星状裂纹为缺口，形成角部横裂纹。（6）振痕太深。裂纹严重时会造成钢坯废品。15连铸方坯缺陷及控制4角部横裂纹预防及消除方法(1)合适的结晶器锥度。（2）处理事故、送引定或放入冷料等操作时避免结晶器表面损伤或划伤。（3）结晶器出口与零段严格对弧，结晶器振动装置周围无杂物无偏振，保证振动正常。（4）调整二次冷却，防止铸坯角部冷却太强，矫直时表面温度大于900℃。（5）采取与预防星状裂纹产生的措施。（6）采用高频率（100～400/min），小振幅（±2～4mm）的结晶器振动机构，降低振痕深度。检查与处置用肉眼检查进行火焰清理，缺陷严重部位切除判废裂纹位于铸坯表面常被FeO覆盖，经酸洗后才能被发现，表面裂纹分布无方向性，形貌呈网状，深度可达1～4mm，有的甚至达20mm16连铸方坯缺陷及控制5星状裂纹定义与外观成因及危害（1）铜渗漏：在结晶器下部，铜板渣层破裂，发生固/固摩擦接触，Cu局部粘附在坯壳上，Cu的熔点为1040℃，Cu熔化沿奥氏体晶界渗透，晶界被破坏而失去塑性，产生热脆。铜富集：由于高温铸坯表面铁被氧化，在FeO皮下形成Cu的富集相熔点低，形成液相沿晶界穿行，在高温（1100～1200℃）具有最大的裂纹敏感性。（2）奥氏体晶界玷污：由于结晶器弯月面初生坯壳在张力和静压力的作用下奥氏体晶界裂开，固/液界面富集溶质的液体进入裂纹，加上晶界析出物，污染了晶界成为晶界薄弱点，是产生星状裂纹的起点。（3）铸坯在运行过程中进一步受到张力作用（鼓肚、不对中、冷却不均匀等），裂纹进一步扩展。（4）H2过饱和析出：当钢水中[H]＞5.5ppm会出现网状裂纹废品，当[N]＞10～11ppm，网状裂纹废品增加。（5）晶间硫化物脆性：奥氏体晶界富集（Fe、Mn）S，熔点980～1000℃，晶界形成硫化物液体薄膜，在外力作用下形成网状裂纹。裂纹严重时会造成漏钢和钢坯废品5星状裂纹预防及消除方法检查与处置用肉眼检查（经酸洗）；必须进行火焰清理，缺陷严重部位切除判废（1）采用硬度高、耐磨性好的Cu-Ag、Cr-Zr-Cu铜板+镀NiFe或镀Cr或复合镀层结晶器；及时更换结晶器。（2）控制钢中残余元素如Cu＜0.2%。（3）根据钢种成分对裂纹的敏感性，将C、S、Mn/S含量控制在合理的范围。（4）保证合金、Ar、包衬、保护渣、覆盖剂等材料干燥。（5）浇铸工艺条件：合适的浇铸温度，拉速，二冷水量，使用粘度合适的保护渣，在铸坯与结晶器间隙中形成稳定的渣膜。（6）良好的连铸机设备状况（与防纵裂纹措施相同）。17连铸方坯缺陷及控制镶嵌于铸坯表面或皮下的渣疤称为夹渣。形状不规则，深浅不一，嵌入较浅的夹渣可能被二冷水冲刷掉，在铸坯表面形成凹坑18连铸方坯缺陷及控制6表面夹渣定义与外观成因及危害（1）结晶器液面急剧波动，造成保护渣卷入并镶嵌于坯壳处。（2）保护渣性能不良，渣条多，渣条未捞净，卷入并镶嵌于坯壳处。(3）钢水夹杂物多，流动性不好，中包水口壁上高熔点的大块附着物突然脱落进入结晶器钢水。夹渣部位坯壳薄，容易破裂导致漏钢；夹渣铸坯轧制后，钢材表面遗传为结疤。6表面夹渣预防及消除方法检查与处置用肉眼检查（经酸洗）；必须进行火焰清理或修磨，缺陷严重部位切除判废（1）稳定结晶器液面操作。（2）根据不同钢种使用专用保护渣；保护渣保持干燥，避免库存时间太长，防止保护渣失效。（3）严格执行喂Ca线（钙铁线、硅钙线、线钙线）和钢水软吹氩操作制度，提高钢水纯净度。19连铸方坯缺陷及控制振痕外凸、铸坯表面起皱、粘渣，皮下有微小裂纹存在，严重时出现搭结现象，在铸坯表面有横向的折叠痕迹，严重时有横向裂纹。20连铸方坯缺陷及控制7表面折叠（振痕异常）定义与外观成因及危害（1）结晶器内悬挂使凝固壳撕裂，由于结晶器强冷，在撕裂处漏出的钢水立刻凝固在表面形成折叠痕迹。（2）结晶器振动参数不当。（3）结晶器润滑不良，坯壳与铜壁粘结。（4）结晶器出口与二次冷却段对弧不良。振痕下谷部分布着大量的微观裂纹，裂纹在高温下被氧化，形成氧化铁夹杂。这带来轧制过程中裂纹不能焊合，轧材上出现结疤及掉块现象。7表面折叠（振痕异常）预防及消除方法检查与处置用肉眼检查；必须进行火焰清理，清理不合格直接判废（1）降低负滑脱率，优化结晶器振动参数。（2）调整结晶器保护渣的理化性能，提高润滑，降低铸坯与结晶器之