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莱钢SPA-H窄带集装箱钢质量控制吕铭1，张永青1，费燕1，刘纯星1，李振1，郭达1，赵圣功1（1.莱钢股份有限公司炼钢厂，山东莱芜271104）摘要：莱钢热轧窄带集装箱钢是新开发耐候钢种，本文针对集装箱钢连铸生产中出现的纵裂、粘连漏钢及铸坯内部夹杂物造成的冷弯裂纹问题，通过分析原因，采取措施，逐步控制质量缺陷，达到生产要求。关键词：集装箱钢纵裂粘连漏钢冷弯裂纹夹杂物QualityControlofSPA-HribbonsteelforcontaineratLaiSteelLvming1,ZhangYong-qing1,Feiyan1,LiuChun-xing1,Lizhen1,Guoda1,ZhaoSheng-gong1(1.TheSteelmakingPlantofLaiwuIronandSteelGroupCo,Ltd，Laiwu271104，Shandong)Abstract:HotrolledribbonsteelforcontaineratLaiSteelisanewlydevelopedsteeltype,andinthispaper,theproblemsoflongitudinalspilt,stickingbreakoutandthecold-bendedsplitcausedbyendogenousinclusions,whichareformedincontinuouscastingprocess,areanalysed,andthenmeasureshavebeentaken,atlastthequalitydefectsareundercontrolstepbystep,andsatisfytheproductiondemand.Keywords:steelforcontainer,longitudinalsplit,stickingbreakout,cold-bendingsplit,inclusions莱钢热轧窄带集装箱钢是2006年9月开始生产钢种，主要供应中集集团生产集装箱，因窄带钢轧制规格为3.0mm×282mm，不用裁剪即可使用，较宽带使用方便，有成本优势，深受用户欢迎，但集装箱钢在质量方面窄带钢与板坯生产有所区别，为此莱钢炼钢厂积极采取措施，控制铸坯质量问题，取得良好效果。1工艺概况转炉出钢量45t圆弧半径：R6/10.5m铸坯断面：120mm×285mm中间包容量：26t结晶器铜管长度：900mm倒锥度：(0.5～0.87)%/m振幅：4mm结晶器水温差4.5～6℃二次冷却形式：全水冷却工作拉速：1.4-1.6m/min2SPA-H钢主要质量缺陷及其分析2.1莱钢炼钢厂SPA-H钢种化学成分、内控标准及目标值见表1：表1SPA-H钢种的成分(质量分数,%)SPA-HCSiMnPSCuCrNi企标≤0.120.25～0.750.20～0.500.07～0.15≤0.0400.25～0.60.30～1.25≤0.65目标0.080.350.400.10≤0.0200.300.500.122.2纵向裂纹钢水C含量对铸坯纵裂有显著影响。w(C)为0.09%～0.17%的钢凝固时，发生δ→γ+L包晶反应，凝固坯壳产生较大的线性收缩，使结晶器弯月面处的初生坯壳厚度不均，铸坯表面易产生纵裂纹。且低熔点的铜元素易从晶界附近析出，降低坯壳强度，加剧裂纹的生成。由于实际浇注时拉速低，坯壳冷却速度快，钢水过冷度大，亚包晶成分范围会向Fe-C相图左下方移动，w(C)＜0.09%的钢种仍会发生包晶转变，因此，尽管实际生产中耐候钢C质量分数控制0.09%以下，仍然容易发生纵裂。钢水凝固时，其中的P能够促进低熔点化合物的生成，既易产生高温裂纹，又易增加低温裂纹敏感性，使得在结晶器内形成的细小纵裂纹在二次冷却过程中进一步扩大，严重时引起纵裂漏钢。2.3粘连漏钢SPA-H钢碳质量分数为0.06%～0.11％，属于低碳钢范围，处于裂纹敏感性强的包晶反应区，钢中铜、磷、铬和镍的存在改变了其耐腐蚀的能力，同时这些元素也缩小了凝固过程中的两相区宽度，使凝固坯壳的收缩量增加，结晶器热流密度下降。若使用的低碳钢用保护渣性能满足不了钢种要求，会导致热流密度过低，不能保证坯壳出结晶器时的临界厚度，从而导致漏钢。2.4铸坯内部夹杂物由于集装箱钢合金加入种类多，精炼设备老化，去除夹杂相对能力薄弱，钢包、中间包耐材侵蚀以及铸机弧形半径小、拉速快等一系列原因，氧化物夹杂数量偏多，存在尺寸较大的点状夹杂，抽检最大149μm，造成用户使用过程中出现冷弯裂纹，部分出现带钢因表面夹杂物产生起皮现象。轧材夹杂物电镜如图1、2：图1夹杂物图2夹杂物3措施及效果3.1表面裂纹控制措施表面裂纹控制主要措施是提高锥度，降低冷却强度。根据生产过程中使用结果：该钢种铜管锥度控制在0.72%～0.87%(m-1),无损伤全新铜管，二冷水水量较Q195降低20％左右，采取高碱度保护渣，并必须保证中间包温度的均匀稳定。该措施对控制表面裂纹极为有力，仅有一次因温度高，拉速超标，一流内弧出现轻微纵裂纹。3.2粘连漏钢控制措施在该断面生产中遇到的突出问题是粘连问题，这一点与板坯有很大的区别，这与宽厚比小、拉速高有关(初始生产在1.5～1.8m/min),也与保护渣性能关系密切。我厂使用保护渣有如下特点：（1）保护渣出现耗量少，吨钢消耗0.5～0.62kg/t钢，渣子发粘，生成渣壳较厚，液渣层不稳定，而且出现渣球。（2）渣面不活跃，易结壳，影响润滑。(3)过程中多次出现粘连，特别是在更换水口、调整拉速时，容易产生漏钢。3.2.1保护渣的性能参照Q195的生产经验并考虑防止粘连的因素，经多次试验确定为碱度控制在1.15，粘度控制在0.09～0.1Pa·s，结晶温度在1070～1090℃，试验结果表明，其玻璃相与结晶相比例大约为1：4，使用后保护渣渣耗提高到0.8kg/t钢，现场测定保护渣在35～40mm时，液渣层在6～12m，铸坯质量的稳定。3.2.2水口参数为促进保护渣流入的均匀性，将水口外径由70mm减薄到60mm，同时为防止液面结壳，根据液面情况对插入深度进行调整，保证液面的活跃，同时对水口材质进行改进，提高寿命，减少更换次数。3.2.3拉速拉速由1.5～1.8m/min降到1.4～1.6m/min，改善润滑条件，提高传热效果。3.3夹杂物控制通过强化转炉脱氧合金化工艺控制、精炼过程吹氩与造渣控制及脱硫和钙处理操作，全程保护浇注，降低了铸坯中夹杂物含量。3.3.1精炼时间初炼成份及氩前温度合格，精炼时间25min，初炼成份或氩前温度不合格以及进站钢水过氧化严重时，精炼时间适当延长5～10min。3.3.2脱氧及造渣操作钢包进站，先接氩气管，氩气吹开后，测温、通电，采用高压低电流化渣，视渣厚和渣况加入石灰2-5kg/t钢，加入沉淀脱氧剂0.5-1kg/t钢。精炼过程中每隔5分钟粘渣一次，观察熔渣渣况，根据渣况在三个电极孔处“漂加”复合脱氧剂、硅铁粉，缩短黄白渣形成时间，严禁在加料孔（观察孔）集中加入。精炼过程渣及终渣碱度不低于2.5。3.3.3保护浇铸连铸采用全保护浇铸，中间包液面800mm恒液面浇注，减少大颗粒夹杂卷入，促进钢水中夹杂物上浮。同时拉速控制(1.5±0.1)m/min，液面波动±0.05％，减少结晶器内液面卷渣；同时拉速的降低促进内弧夹杂的去除。3.3.4全氧分析在抽检坯样做全氧分析如表2：表2SPA-H钢种的氮氧含量炉号钢号w(T.O)/10-6w(T.N)/10-6备注3-11731-1SPA-H59.939.9坯样3-11731-2SPA-H50.539.7坯样3.3.5夹杂物分析抽检试样做金相分析，基体组织为F+P，组织均匀，晶粒细小，晶粒度均为10级，金相照片如图3、4所示。夹杂物评级如表3所示，基本满足使用要求。图3轧号1688（100×）图4轧号1689（100×）表3SPA-H夹杂物评级轧制号组织ABCD晶粒度1688F+P0.52.50.51.5e101689F+P1.01.50.51.0e104结语（1）SPA-H钢主要质量问题为纵裂、粘连漏钢和夹杂物含量较高。（2）对纵裂问题，需要控制铜管锥度，弱化二次冷却，同时选用碱度较高的保护渣，并稳定浇注温度。（3）对铸坯的粘连漏钢问题应选择性能稳定、碱度匹配的保护渣，合理调整拉速，稳定结晶器液面，减少波动；生产过程中尽量减少更换水口带来的影响。（4）轧材金相观察发现，组织均匀、晶粒细小，但氧化物夹杂数量偏多，存在尺寸较大的点状夹杂，造成用户使用过程中出现冷弯裂纹。炼钢工序在脱氧、精炼工艺以及大包材质等方面做了改进，取得一定效果。但进一步降低夹杂物含量和尺寸还是需要继续研究的课题。参考文献[1]刘小峰，李心，栾雅谦,等.连铸坯质量[M].北京：冶金工业出版社，2000.8.[2]冯捷，贾艳等.连续铸钢实训[M].北京：冶金工业出版社，2004.[3]艾星辉.金属学[M].安徽：兵器工业出版社，2001.[4]冯捷，史学红.连续铸钢生产[M].北京：冶金工业出版社，2005.[5]陈家详.钢铁冶金学[M].北京：冶金工业出版社，1989.9.