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1、連鑄坯脫方、角裂原因研究及工藝措施：民工種：連鑄單位：煉鋼廠第二煉鋼車間時間：2010年10月10日【摘要】2009年至今，因鐵水供應(yīng)不足，二煉鋼車間生產(chǎn)節(jié)奏極不穩(wěn)定，連鑄中間包液面波動過大或中斷，造成多次二次開澆、拉速忽快忽慢，鑄坯質(zhì)量極不穩(wěn)定，造成部分鑄坯脫方、裂紋較為嚴(yán)重，導(dǎo)致部分鑄坯降級外賣或判廢，降低了連鑄坯合格率，給企業(yè)造成很大損失。為提高方坯質(zhì)量，并為今后以高效連鑄技術(shù)為方向提供理論和實(shí)踐依據(jù)，本文結(jié)合生產(chǎn)過程中采集的有關(guān)數(shù)據(jù)，探討了我廠鑄坯脫方、角裂的形成主要是鑄坯在結(jié)晶器冷卻不均勻以及其它因素影響造成的。二煉鋼改造優(yōu)化二冷系統(tǒng)和采取一系列
2、技術(shù)措施后，鑄坯脫方率由原來的3.8%減少到0.0275%，基本消除了角裂。【關(guān)鍵詞】方坯質(zhì)量脫方角裂結(jié)晶器1前言石橫特鋼集團(tuán)現(xiàn)有R9m四機(jī)四流連鑄機(jī)1臺、60t轉(zhuǎn)爐1臺、70t精煉爐和VD真空精煉爐各1臺。澆注鋼種有碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、高碳鋼、錨桿鋼等，在生產(chǎn)1652、HRB500T等鋼種過程中，鑄坯出現(xiàn)了脫方、裂紋現(xiàn)象，嚴(yán)重時常常導(dǎo)致漏鋼事故發(fā)生，對生產(chǎn)造成極大影響。為此，研究連鑄坯脫方、角裂的成因及影響因素，對改善鑄坯質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。2脫方產(chǎn)生的原因主要在以下幾個方面：⑴首先結(jié)晶器超期使用，劃痕及破損嚴(yán)重，腔工作面不規(guī)整，造成坯殼
3、冷卻不均，造成脫方。⑵二次冷卻強(qiáng)度達(dá)不到要求（如堵塞、脫落），鑄坯在二冷段的收縮不勻、回溫過大，使坯殼冷卻不均，造成脫方。⑶足輥調(diào)節(jié)不當(dāng)。坯殼受到定輥夾持變行力或足輥間隙過大，起不到夾持鑄坯作用，鑄坯自由晃動造成脫方。⑷結(jié)晶器振動不平穩(wěn)，軌跡不準(zhǔn)確，特別是發(fā)生水平方向晃動，容易出現(xiàn)脫方。⑸浸入式水口不對中、偏斜嚴(yán)重，鋼流沖刷某一側(cè)坯殼，致使坯殼變薄，冷卻不均，形成脫方。⑹過熱度過高、拉速太快也易形成脫方。脫方的連鑄坯往往伴隨角部裂紋發(fā)生，因此以分析脫方的成因?yàn)橥黄瓶?，按上述逐個因素分析討論，找出影響連鑄坯脫方、角裂的真正原因。試驗(yàn)連鑄坯165*165方坯、
4、鋼種HRB500A生產(chǎn)工藝按常規(guī)進(jìn)行。3鑄坯脫方、角裂的主要素鋼液進(jìn)入結(jié)晶器后，受器壁激劇冷卻，形成大量晶核，并迅速凝固成細(xì)小等軸晶的激冷層區(qū)，正常鑄坯的組織是鑄坯四周激冷層（細(xì)小等軸晶）厚度均勻而致密，鑄坯周邊坯殼厚度均勻穩(wěn)定生長，從鑄坯橫斷面低倍組織觀察到鑄坯四周激冷層明顯不均勻，銳角部位的激冷層厚度比鈍角部位的要厚，角裂部位在鑄坯鈍角處，因此出現(xiàn)脫方。3.1鑄坯低倍檢驗(yàn)及脫方、角裂的有關(guān)數(shù)據(jù)測量在脫方、角裂的方坯上截取加工試樣，作低倍檢驗(yàn)，對脫方、角裂的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量及評級，見表1。按TB2011-83《連續(xù)鑄鋼方坯和矩形坯》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，邊長在140
5、—180之間的方坯對角線之差不大于7mm，由表1可以看出，鑄坯對角線差最大22mm，最小12mm。連鑄坯脫方很嚴(yán)重的，按YB4002-91《連鑄鋼方坯低倍組織評級圖》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，評定圖分為0—4級共5級，0級是無缺陷鑄坯，4級缺陷最嚴(yán)重。鑄坯由表1可以看出，鑄坯角裂均大于4級，是很嚴(yán)重的。表1連鑄坯脫方、角裂尺寸及評級表時間：2010年8月份HRB500A165*165試樣編號對角線之差裂紋長度/寬度距頂角距離評級550-2244-230＝147/417.25＞3.5550-4245-223＝2213/315.34＞3552-2243-223＝2010/31
6、2.56＞3.5552-4240-230＝1011/216.23＞3.53.2造成鑄坯脫方、角裂的主要原因表1中這幾爐鋼的鑄坯脫方、角裂均在結(jié)晶器超期使用的情況下出現(xiàn)的，當(dāng)換上符合工藝技術(shù)要求的的結(jié)晶器時，鑄坯脫方、角裂的爐次大大減少，因此，脫方、角裂的主要因素是鑄坯在結(jié)晶器冷卻不均勻造成鑄坯激冷層厚度不均勻，從而引起坯殼不均勻收縮所致。為了進(jìn)一步查明引起鑄坯在結(jié)晶器冷卻不均勻的因素，我們測量了大量因嚴(yán)重脫方換下了的結(jié)晶器，主要測量結(jié)晶器上下口弧面長度以及上下口直面長度的差值，測量結(jié)果見表2165*165方坯結(jié)晶器的標(biāo)準(zhǔn)安裝尺寸為上口弧面長171.4mm，
7、下口弧面長170.1，上口直面長169.6，下口直面長168.3mm。要求四個水縫間隙一致，倒錐度必須符合工藝技術(shù)要求。結(jié)晶器表面無劃傷，由表2可以看出，引起鑄坯在結(jié)晶器冷卻不均勻的因素是：結(jié)晶器表面凹凸不平，結(jié)晶器倒錐度太小，甚至有些變成了正錐度（也就是說下口尺寸太接近于上口尺寸甚至相等）。正常鑄坯165*165的對角線為233mm，而脫方角裂鑄坯長對角線均大于這個數(shù)值（見表1）。所以鑄坯脫方在結(jié)晶器產(chǎn)生，出結(jié)晶器后加上二冷區(qū)冷卻不均勻繼續(xù)發(fā)展，直到嚴(yán)重生成了漏鋼事故后，導(dǎo)致二冷噴淋管偏斜，噴嘴粘鋼堵塞或脫落。脫方往往伴隨角裂發(fā)生，角裂主要也是在結(jié)晶器冷
8、卻不均勻造成的，在結(jié)晶器角部區(qū)域，由于二維傳熱，結(jié)晶器角部坯殼凝固
