分析煉鋼連鑄板坯常見(jiàn)缺陷的簡(jiǎn)易清理方法

栗亮 江長(zhǎng)軍

摘?要：在工業(yè)化快速發(fā)展的新產(chǎn)業(yè)時(shí)代背景下，鋼鐵作為產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的重要原材料，如何在滿足需求量的同時(shí)降低物料消耗量，是現(xiàn)階段鋼鐵產(chǎn)業(yè)技術(shù)革新的主要發(fā)展方向，為此經(jīng)過(guò)科研工作者不斷地探索實(shí)踐，高速連鑄工藝由此應(yīng)運(yùn)而生，但不可否認(rèn)的是在連鑄作業(yè)過(guò)程中，受諸多不可控因素的影響煉鋼連鑄板坯會(huì)存在各種缺陷問(wèn)題，損害企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為此文章主要剖析了幾種目前常見(jiàn)的連鑄板坯常見(jiàn)缺陷，并對(duì)其處理技術(shù)和清理工藝進(jìn)行了深入探討。

關(guān)鍵詞：煉鋼連鑄板坯;常見(jiàn)缺陷;處理技術(shù);清理工藝

一、 煉鋼連鑄板坯常見(jiàn)缺陷的基本概述

簡(jiǎn)單來(lái)講，作為一項(xiàng)綜合系統(tǒng)性技術(shù)手段，高速連鑄通過(guò)將煉鋼、精煉、連鑄與軋制等工序進(jìn)行密切配合，雖然在一定程度上降低了設(shè)備建設(shè)投資和人員損耗、提高了企業(yè)產(chǎn)量以及縮短了材料作業(yè)時(shí)間，與此同時(shí)，卻也存在如下問(wèn)題亟待解決。

（一）增加了黏結(jié)漏鋼風(fēng)險(xiǎn)

在高速連鑄過(guò)程中，由于轉(zhuǎn)速的提高，雖然能有效地縮短材料反應(yīng)時(shí)間，但與此同時(shí)由于保護(hù)渣消耗量減少，與傳統(tǒng)工藝相比坯殼與銅板之間的摩擦系數(shù)將增大，再加之高速連鑄結(jié)晶器凝固坯殼變薄，坯殼強(qiáng)度減弱，都顯著增加了黏結(jié)漏鋼風(fēng)險(xiǎn)。

（二）增加了中心偏析和內(nèi)部裂紋發(fā)生率

在當(dāng)前工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，高速連鑄作為一種現(xiàn)代化生產(chǎn)工藝，在提高產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和效率等方面而言具有重要意義，但不可否認(rèn)的是，由于拉速提高，凝固時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)，鼓肚量增大的同時(shí)，也導(dǎo)致了中心偏析和內(nèi)部裂紋問(wèn)題的產(chǎn)生，且相比傳統(tǒng)施工工藝，這種問(wèn)題的發(fā)生率呈倍數(shù)增長(zhǎng)。

（三）增加了軋板的線狀缺陷風(fēng)險(xiǎn)

與傳統(tǒng)工藝技術(shù)相比相比，高速連鑄工藝的實(shí)施導(dǎo)致結(jié)晶器液面波動(dòng)與表面流速更加劇烈，與此同時(shí)，再加上拉速的提高，使得結(jié)晶器內(nèi)夾雜物停留時(shí)間變短，長(zhǎng)此以往內(nèi)部的某些雜質(zhì)去除質(zhì)量會(huì)有所影響，進(jìn)而在增加閘板線狀缺陷風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的同時(shí)，國(guó)家整體發(fā)展也勢(shì)必受到了一定影響。

二、 煉鋼連鑄板坯常見(jiàn)缺陷的處理技術(shù)和清理工藝

（一）強(qiáng)冷卻能力結(jié)晶器技術(shù)

在進(jìn)行連鑄作業(yè)時(shí)，在結(jié)晶器內(nèi)從水口吐出的鋼液發(fā)生凝固反應(yīng)，形成具有一定厚度的初生坯殼來(lái)抵抗鋼水靜壓力，但在高速連鑄過(guò)程中，坯殼變薄導(dǎo)致了漏鋼問(wèn)題的發(fā)生率，進(jìn)而導(dǎo)致了一系列問(wèn)題的發(fā)生，而“強(qiáng)冷卻能力結(jié)晶器技術(shù)”則主要用于增加初生坯殼厚度。在進(jìn)行強(qiáng)冷卻能力結(jié)晶器技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，為確保應(yīng)用效益的最大化發(fā)揮，基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和相關(guān)部門工作人員需做好如下工作，即——控制結(jié)晶器銅板厚度、合理調(diào)整固定螺栓處冷卻以及增大冷卻水流量和流速，從某方面而言只有確保如上工作的順利開(kāi)展，才能確保“強(qiáng)冷卻能力結(jié)晶器技術(shù)”應(yīng)用效益的最大化發(fā)揮。

（二）高速連鑄卷渣控制技術(shù)

1. 結(jié)晶器卷渣發(fā)生機(jī)理

通過(guò)采用物理模擬對(duì)結(jié)晶器卷渣機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)化研究發(fā)現(xiàn)，高速連鑄卷渣控制手段主要有五種，即——剪切卷渣（流股撞擊窄面沿著窄面往上運(yùn)行，推動(dòng)保護(hù)渣往水口附近移動(dòng)）、漩渦卷渣（水口左右兩側(cè)非對(duì)稱流場(chǎng)）、非穩(wěn)態(tài)卷渣（鋼液表面非穩(wěn)態(tài)流引起的）、負(fù)壓卷渣（水口出口高速鋼流將液態(tài)保護(hù)渣沿水口外壁吸入）以及氣泡卷渣。經(jīng)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可知，提出用液面波動(dòng)指數(shù)“F數(shù)”來(lái)評(píng)價(jià)液面波動(dòng)，具體來(lái)看F數(shù)與冷軋卷缺陷發(fā)生率關(guān)系為——F=ρQLve（1-sinα）/4D，其中ρ為鋼液密度，QL為鋼液體積流量，ve為鋼液流股撞擊結(jié)晶器窄面速度，α為鋼液流股撞擊窄邊角 度，D為流股撞擊點(diǎn)距彎月面的距離。

2. 高速連鑄浸入式水口研究

在進(jìn)行高速連鑄過(guò)程中，為確保連鑄工藝效益的最大化發(fā)揮，基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和相關(guān)部門還需加大對(duì)高速連鑄浸入式水口研究，究其原因主要是因?yàn)榻胧剿诮Y(jié)構(gòu)是連鑄過(guò)程中為數(shù)不多的較易改變且對(duì)結(jié)晶器流場(chǎng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的參數(shù)。經(jīng)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可知，水口出口孔數(shù)、出口角度、底部形狀、出口形狀是浸入式水口結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)成，通過(guò)不斷探索實(shí)踐可了解到——使用大傾角水口有利于降低高速連鑄結(jié)晶器的液面波動(dòng)和卷渣風(fēng)險(xiǎn)以及凹底水口有利于降低液面波動(dòng)和卷渣概率。

（三）高速連鑄結(jié)晶器電磁冶金技術(shù)

高速連鑄結(jié)晶器電磁冶金技術(shù)在第二代基礎(chǔ)上在上磁場(chǎng)附加了交流磁場(chǎng)，目前來(lái)看著這種連鑄工藝的實(shí)施可提供3種模式，即直流、交流和組合模式。直流模式：上下線圈都通入直流電源，與FCMold類似;交流模式：僅上線圈通交流電源，在低拉速使用，在彎月面形成旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)沖刷凝固前沿夾雜物，改善表面質(zhì)量;組合模式：上部線圈通入交流電，下部線圈使用直流電，可降低流股沖擊深度，提高彎月面溫度等。

三、 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)階段工業(yè)化改革不斷推進(jìn)的新市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)常態(tài)下，隨著鋼鐵產(chǎn)業(yè)規(guī)模和數(shù)量的持續(xù)增加，為從根本上在提高金屬產(chǎn)量的同時(shí)降低能源消耗，將高速連鑄技術(shù)實(shí)踐于鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中，是目前推動(dòng)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略手段，與此同時(shí)，為降低各種常見(jiàn)缺陷問(wèn)題的發(fā)生率，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，在生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中保證各項(xiàng)技術(shù)工藝處理手段的有效落實(shí)已迫在眉睫。

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作者簡(jiǎn)介：栗亮，江長(zhǎng)軍，河北鋼鐵集團(tuán)邯寶煉鋼廠。