连铸钢坯质量控制的生产实践研究

【摘要】伴随着我国社会经济的飞速发展，钢材的需求量也日益增加，同时对于钢材的质量也有了更高的要求。在整个钢材生产过程中，连铸是重要的生产环节，提高连铸钢坯质量，是保证钢材产品质量的重要前提。在连铸过程中，夹杂物是影响钢坯质量的主要因素，在钢材的实际应用中，对于连铸钢的夹杂物的含量日益严格。本文结合连铸钢的生产实践，减少连铸钢中的夹杂物进行分析，对提高连铸钢坯质量提出几点措施。 　　【关键词】连铸钢坯；质量控制；夹杂物；措施 　　连铸是钢材生产的重要环节，是把炼钢与轧钢衔接起来的一项重要工序。这一环节主要是结晶器内的钢水凝固成型，是炼钢生产的重要步骤，对产品质量有着直接影响。在连铸过程中，钢坯中会存在一定的夹杂物，造成钢组织不均匀，同时夹杂物的化学以及物理性能，也会影响钢的加工，降低钢的机械性能和抗疲劳性能。如何提高连铸钢坯质量，减少连铸钢坯中的夹杂物的含量，这是众多冶金企业在生产中迫切需要解决的实际问题。 　　1连铸钢坯夹杂物的产生以及危害 　　在实际生产过程中，连铸钢坯的夹杂物主要是以非金属化合物的形式存在。这些夹杂物的来源包括外来夹杂物和内生夹杂物。钢坯中的外来夹杂物来源于钢水与外界之间的化学和机械作用生成的各种杂质。而内生夹杂物主要源于脱氧后产生的物质或者钢水冷却凝固时析出的杂质。钢坯中的夹杂物会极大的降低其理化性能和冷热加工性能，严重的影响钢的质量。 　　1.1外来夹杂物的产生及危害 　　在连铸过程中，外来夹杂物主要是钢水与卷渣发生化学或者机械作用以及钢水与外部耐火材料的侵蚀而产生的物质。如果钢坯中夹杂这些物质，在加工时会产生巨大加工噪音，同时加工后的钢材表面也会有明显的凹坑或划痕，不仅会加重加工工具的磨损，严重时会造成钢的断裂，这些都大大降低了钢的加工质量。 　　1.2内生夹杂物的产生及危害 　　在连铸过程中，钢坯最为常见的内生夹杂物主要是氧化铝和硅酸盐。连铸过程中，很容易产生氧化铝这类夹杂物。氧化铝是众多夹杂物中对钢的性能影响最大的，它是一种不变形的脆性物质，严重影响钢的热变形能力。在热加工中，钢坯中的夹杂氧化铝很容易破碎，形成链状或者尖锐杂质留在钢中。这些坚硬的不规则杂质不仅会造成钢基体的划伤，还会造成钢表面产生裂纹。这些钢材在受力时很容易产生疲劳断裂，带来各种隐患。 　　硅酸盐也是钢坯中常见的夹杂物。在连铸过程中，钢水的迅速冷却凝固，会造成液态硅酸盐来不及变成结晶，而变成玻璃状态。在连铸钢坯的轧制时，硅酸盐会极大的影响钢坯的塑性变化。硅酸盐会降低钢坯的塑性和韧性，在钢制造阶段造成带钢分层和断裂。 　　２减少夹杂物，提高连铸钢坯质量的有效措施 　　２．１严格控制钢水 　　减少钢坯中的夹杂物，必须要对钢水严格控制。首先，要实现控制级的温度控制，通过控制温度来降低钢水中的磷和硫等众多杂质的含量。其次，调整钢水的成分，即进行合金微调。这一工作的重点是调整钢水中的合金成分，例如铝、碳、硅、镁等。同时，还要借助真空冶炼技术，在钢水中进行脱氮、脱氧和脱氢的处理。最后，为了保证钢水的温度均匀稳定，使杂质充分上浮到钢水表面，必须要有吹氩的钢水操作过程。严格的执行上述操作，才能确保钢水的质量，这样才能保证连铸钢坯的杂质较少。 　　2.2控制浇铸温度 　　在影响钢坯质量的众多因素中，浇铸的钢水过热度是一重要因素。过热度是钢水实际温度与钢水熔点之差。控制好钢水的过热度，是提高连铸钢坯质量的重要步骤。钢水浇注时的过热度对钢坯的夹杂物含量有着直接的影响。如果进行浇注时，钢水的过热度较小，可以有效的控制钢坯的中心偏析现象和内裂现象，同时，铸造的钢坯晶粒较少，组织均匀。但由于浇注时钢水温度太低，也会产生其它问题，如钢坯中的杂质在温度越低时越不容易上浮，同时也容易堵塞中间包水口。如果浇铸时钢水过热度太大，很容易造成漏钢，同时也会增大钢坯内部的中心偏析现象和内裂现象，直接影响连铸钢坯的质量。因此，要严格控制浇铸时钢水过热度，特别是钢水在大包中的温度。以普碳钢来说，在大包中钢水温度要保持在1600℃左右，在中间包的钢水温度要保持在1550℃，钢水在结晶器中必须要达到1500℃左右。严格把钢水的温度误差控制在10℃这一合理范围内。 　　２．３采用大容量中间包 　　在钢的连铸工序中，钢水进入中间包的过程也是非常重要的工序。这一过程主要是把大包中注入的钢水通过中间包，转入到结晶器中，完成铸造。中间包是钢水铸造过程中，大包和结晶器的过渡容器，是贮存钢水的重要容器。主要是控制钢水浇铸的速度，对这一过程进行缓冲，对钢水进行稳流、分流，还能过滤一定的浮渣。因此，在多炉连浇过程中，中间包是较为重要的设备。在使用中间包时，应该利用水利模型，发挥挡渣墙和溢流坝的作用，将钢水流向进行优化。这样才能最大限度的把钢水与浮渣有效分离，避免钢水中混入浮渣一起注入结晶器里。 　　２．４提高耐火材料质量 　　在连铸过程中，如果钢液中含有1%以上的锰，将会对耐火材料产生严重的侵蚀。要想有效的避免这一情况的发生，在浇铸钢坯时需要采用较高质量的耐火材料，降低游离硅酸含量 　　，这样可以有效的降低对耐火材料的侵蚀。此外，在浇铸钢坯时，中间包的包衬以及中间包都应该舍弃传统的酸性粘土砖，而采用新型的高铝制材连铸钢坯质量控制的生产实践研究料。同时，还应该在中间包和砖砌包的材料中使用镁质涂层或者镁质绝缘板，提高耐火材料的耐腐蚀能力，从而提高液态钢的清洁度。 　　综上所述，只有在连铸钢坯过程中，控制夹杂物的形态，减少夹杂物的含量，才能有效的提高钢坯的性能和质量。随着钢铁冶金技术的不断发展，发明和采用了众多的提高连铸钢坯质量的技术和手段，在以后，连铸钢坯质量还会有更大幅度的提升。 　　 　　【参考文献】 　　［１］史寰兴.实用冶金连铸技术[M].北京：冶金工业出版社,2012. 　　［２］朱苗勇.现代冶金学[M].北京：冶金工业出版社,2011. 　　［３］王雅贞,张岩，等.新编连续铸钢工艺及设备[M].冶金工业出版社,2012（１）. 　　［４］张志强,张炯明，等.连铸坯表面振痕形成机理的研究[J].钢铁研究,2013(2). 　　 　　［责任编辑：刘帅］

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