方坯連鑄氣泡缺陷的產(chǎn)生及預防

郭新亮,姜國才

（寶鋼集團新疆八一鋼鐵股份有限公司第一煉鋼廠,烏魯木齊 830022）

方坯連鑄氣泡缺陷的產(chǎn)生及預防

郭新亮,姜國才

（寶鋼集團新疆八一鋼鐵股份有限公司第一煉鋼廠,烏魯木齊 830022）

鋼坯分為板坯、方形坯和矩形坯。方坯是鋼坯的一種，有著截面寬、高相等的特點，主要是用來軋制型鋼、線材。隨著我國煉鋼行業(yè)的發(fā)展，對鋼坯的使用越來越多。方坯的質(zhì)量逐漸受到重視，方坯連鑄氣泡產(chǎn)生問題日益突出，本文對方坯連鑄氣泡的產(chǎn)生進行分析，并提出幾點預防措施，希望能對鋼鐵業(yè)有所幫助。

方坯；連鑄；氣泡缺陷；預防

1 前言

在連鑄過程中由于多方面原因?qū)е路脚鞅砻婊蛘邇?nèi)部有氣泡產(chǎn)生。氣泡大小不同命名也不同，氣泡小而密集的分布在鑄坯表面叫針孔，而較大的氣泡叫氣孔。從氣泡所處的位置不同來命名，分布在表面露出表皮的稱為表面氣泡，潛藏在皮下的為皮下氣泡。不論是哪一種氣泡都會造成成品的缺陷，這種缺陷可視為檢驗廢品，是僅次于表面夾渣的缺陷。以下是對方坯連鑄氣泡產(chǎn)生原因的分析。

2 氣泡的產(chǎn)生原因

在方坯澆鑄過程中，鋼水中的產(chǎn)生各種氣體的分壓大于大氣壓和鋼水壓力之和時，就會有氣泡產(chǎn)生，如果這些氣泡被融合收捕或者在凝固的鋼水中不能散發(fā)出去就會成為氣泡缺陷。氣泡缺陷的形成與鋼水溫度、脫氧程度、氧化和鋼水的流動性均有一定關(guān)系。

2.1 鋼水溫度過高

我廠統(tǒng)計了連鑄中包溫度的多組數(shù)據(jù)。反應(yīng)了我廠的具體情況，溫度達到1540℃時Q235就達到鋼水澆鑄的最佳溫度，但是溫度能達到這個目標的只有三分之一，還有三分之二的達不到或者超過標準范圍。柱狀晶的形成，得力于溫度的升高和兩個區(qū)域的溫度差增大，導致的兩相區(qū)寬度減少。所以，形成氣孔和氣泡的最主要原因就是鋼水溫度過高。

2.2 鋼水中氧氣含量過高

根據(jù)試驗分析，在煉鋼融化成鋼水過程中，如果鋼水中氧氣含量超過一定標準在凝固成方坯后就會在鋼坯內(nèi)部或者表面出現(xiàn)氣泡。由此得出鋼水中氧氣含量過高與鋼坯中氣泡形成有直接聯(lián)系的結(jié)論。

2.3 其他材料的輔助影響

在鋼坯形成過程中需要輔助材料的幫助，輔助材料在與高溫的鋼水接觸后，材料中的水分迅速產(chǎn)生氣體溶解在鋼水里面，鋼水中的氣體含量增加，不能沖破鋼水表面散發(fā)出去，導致鋼坯中形成氣泡缺陷。

2.4 中間包的因素

（1）中間包是用澆注技術(shù)將澆注料一次成型，在調(diào)換中間包永久襯時候，中間包的外面包殼排氣孔道容易被阻塞，導致內(nèi)襯在加熱烘烤時水汽排不出去形成氣泡缺陷。

（2）中間包的永久襯含水分過多，形成該結(jié)果是由于中間包在烘烤過程中出現(xiàn)問題所導致的。例如：烘烤溫度不夠，烘烤過程溫度過低直接造成水分不能完全蒸發(fā)，存留過多；烘烤時間不夠，由于各種原因被迫提前結(jié)束烘烤過程；烘烤的燃料內(nèi)含有大量水和煤氣，燃燒不穩(wěn)定所形成的中間包不達標；烘烤技術(shù)出現(xiàn)問題很容易導致中間包不合格；除此之外烘烤過程出現(xiàn)的其他問題都會對中間包造成影響，進一步導致氣泡缺陷的形成。

2.5 操作不嚴格

（1）在鋼包吹氣時出現(xiàn)問題，主要有這幾方面的原因。第一、鋼包底部有雜質(zhì)透氣度不好，吹氣時透氣減少。第二、在吹氣之前沒有檢查鋼包底部透氣度，或者發(fā)現(xiàn)透氣度不好也沒有采取措施補救。第三、不吹氣攪拌技術(shù)不合格，操作不嚴格。這些原因?qū)е落摪鼉?nèi)氣體不能溢出，在最后形成的鋼坯內(nèi)留有氣泡。

（2）在鑄鋼操作時，使用結(jié)晶器潤滑油過多，導致一下兩種結(jié)果。一種結(jié)果是形成皮下夾雜，是由于中間包水口對中不好或者保護渣被卷入鋼水后形成的非金屬夾雜氣囊，在鋼坯壓縮時，氣囊體積變小，壓力變大形成鼓泡出現(xiàn)在鋼坯皮下。另一種結(jié)果是形成氣泡，是由于連鑄過程中拉速快，鋼中內(nèi)部氣體沒有充分排除去，形成氣泡。在軋制時壓力增大氣泡凸顯，在鋼坯表面出現(xiàn)氣泡。

2.6 鋼水流動性

在方坯連鑄過程，需要將鋼融化成鋼水，通過鋼水凝固鑄造成方形鋼坯。在溫度適宜和脫氧程度正常的情況下，還會有氣泡缺陷的產(chǎn)生，這種現(xiàn)象不得不讓我們繼續(xù)分析其他原因。在鋼水凝固過程中發(fā)現(xiàn)鋼水是有流動性，流動性大的鋼水凝固后氣泡缺陷少，而流動性差的鋼水凝固后氣泡缺陷多。深入分析后得出這樣一個結(jié)論，因鋼水流動性差、粘度大、鋼水內(nèi)部的氣體不能浮出水面擴散出去；同時吹氬氣和澆注更加困難，經(jīng)常有孔眼以及結(jié)節(jié)出現(xiàn)。鋼水流動性對所鑄成的方坯有重大影響，為了防止氣泡缺陷和其他缺陷的形成，融化鋼水的過程中嚴格控制鋼水的流動性。

3 預防措施

造成氣孔和氣泡廢品的原因有很多。其中氧壓低、拉溫后吹、終點碳低、所占比例很大，鋼水中的初始氧含量偏高、吹A(chǔ)r效果不佳、鋼水過熱度偏大也有很明顯的影響效果。因此，應(yīng)采取以下措施：

（1）把氧氣的壓力增大,提高操作工的操作技術(shù),使終點C—T的命中率達到一次成功的效果。

（2）為了預防二次氧化的發(fā)生，運用中間包水口的方法進行處理。

（3）使用在線烘烤以及紅包運轉(zhuǎn)加快等方法，減少出鋼溫降。

（4）一直采取包底吹A(chǔ)r的方法，使吹通吹透的效果得到提升。

（5）熟練運用快注低溫的工程技術(shù)，使中包更加干燥，并加包蓋。采取低溫快注工藝。

（6）由于H2O在高溫下容易分解，形成的H2可引起沒有開始鑄造的鋼出現(xiàn)皮下氣泡,所以,潤滑油水份應(yīng)維持在0.002％以下，比如：運用停機的方法來處理結(jié)晶器上沿漏水的問題。

（7）禁止在中包內(nèi)吹氧升高溫度。

根據(jù)實際經(jīng)驗證明,通過運用以上提到的方法,2014年11月份廢品中由于氣泡產(chǎn)生廢品占總廢品數(shù)量的比例下降到7.20％,具體數(shù)量為6.82t,與使用之前幾個月氣泡的平均廢品量為18.57t相比,產(chǎn)生的效果是很明顯的。

4 結(jié)束語

隨著方坯的廣泛應(yīng)用，鋼鐵業(yè)對方坯質(zhì)量的要求越來越高。鋼鐵連鑄氣泡缺陷的問題急需解決，從根源入手，分析氣泡缺陷的產(chǎn)生原因，針對原因制定相應(yīng)解決方法和預防措施，最大程度降低方坯的成品缺陷。為了我國鋼鐵業(yè)的進一步發(fā)展，提高鋼坯質(zhì)量，提升方坯的利用率是必要的前提條件。只有減少方坯缺陷，保證方坯質(zhì)量，才能促進鋼鐵業(yè)迅速發(fā)展。

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[3]史宸興.連鑄坯質(zhì)量[J].冶金工業(yè)出版社,2011（02）.

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