圓坯連鑄生產(chǎn)優(yōu)化

圓坯連鑄生產(chǎn)優(yōu)化辛鑫【摘要】針對天鐵集團煉鋼廠圓坯生產(chǎn)開臺成功率不高、連拉爐數(shù)偏低及成品出現(xiàn)橢圓度超標，非金屬夾雜和表面裂紋等質(zhì)量缺陷進行了研究.采取了強化崗位操作,重新修訂中包烘烤工藝,改用小直徑水口澆注等措施，提高了連澆爐數(shù).通過加強對結(jié)晶器使用的跟蹤檢查，優(yōu)化工藝參數(shù)，調(diào)整保護渣理化指標等，解決了圓坯的質(zhì)量問題,提高了合格率.【期刊名稱】《天津冶金》【年(卷)，期】2011(000)003【總頁數(shù)】3頁(P4-6)【關(guān)鍵詞】連鑄;圓坯漣拉;爐數(shù);結(jié)晶器;質(zhì)量【作者】辛鑫【作者單位】天津天鐵冶金集團有限公司煉鋼廠，河北涉縣056404【正文語種】中文為適應(yīng)天鐵集團煉鋼廠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，于2007年~2008年對煉鋼廠原2#小方坯連鑄機進行了深度改造，由原來生產(chǎn)小方坯、矩形坯改為生產(chǎn)方圓坯(以圓坯為主)。投產(chǎn)初期從2008年10月至2009年上半年，圓坯的生產(chǎn)出現(xiàn)了較多的問題，主要有開臺成功率不高，連拉爐數(shù)低；鑄坯存在橢圓度超標、非金屬夾雜、表面裂紋等質(zhì)量缺陷，造成質(zhì)量合格率偏低。為解決上述問題，使生產(chǎn)順行，質(zhì)量合格率達到要求，采取了相應(yīng)的攻關(guān)措施，取得了良好效果。目前已達到平均月產(chǎn)45000t,生產(chǎn)737Mn5、27SiMn、L360Nb、C22.8、30Mn2V、20G等20余種新鋼種，為天鐵集團的產(chǎn)品多元化，創(chuàng)收創(chuàng)效奠定了堅實的基礎(chǔ)。連鑄生產(chǎn)設(shè)備參數(shù)如下：轉(zhuǎn)爐公稱容量：3座45t;機型：全弧形五流連鑄機；斷面：猊150mm猊180mm猊210mm;鑄機半徑：9m;冶金長度：24m;中間包容量：T形24-26t;流間距：1300mm;結(jié)晶器類型：管式弧形結(jié)晶器安裝液面檢測裝置外置式電磁攪拌；銅管：猊850mm，磷脫氧銅、內(nèi)表面鍍鉻；振動：無干擾復(fù)式全板簧振動；振頻：50~274次加^（變頻調(diào)速）；振幅：0~6mm（連續(xù)可調(diào)）。3.1.1開澆時往往會發(fā)現(xiàn)水口中有雜物將其堵塞，通過頻繁開關(guān)塞棒的措施，用注流沖刷雜物，但作用不大，致使開澆時，此流不下流。因澆鋼周期延長，最終導(dǎo)致因爐機不匹配而提前停澆。一般這種情況下，連拉爐數(shù)不超過10爐。相關(guān)耐材、備件費用居高不下。3.1.2經(jīng)現(xiàn)場跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中包烘烤時間過長或烘烤溫度太高會使包蓋或包壁上的打結(jié)料脫碳崩裂，一部分耐材或粘渣掉落到座磚周圍造成水口堵塞。中包烘烤時間短時，保護水口溫度達不到開澆溫度要求（保護水口與澆注水口為整體式水口），開澆時在保護水口內(nèi)易結(jié)冷鋼，也會造成該流不能正常澆注。3.1.3針對上述問題采取如下措施重新修訂了中包烘烤工藝制度，小火烘烤2h，中火烘烤2h，接到鋼水到精煉爐指令后大火烘烤0.5~1h，可以根據(jù)當天生產(chǎn)情況適當調(diào)整中包烘烤，但必須保證開臺時中包包壁外側(cè)溫度達到100°C，中包烘烤時間在5~6h之內(nèi)，不得超過7h。加裝了一個風(fēng)道，以增加水口用負壓式抽風(fēng)烘烤器的烘烤效果，并用保溫棉為水口保溫，使浸入式水口在開澆前溫度達到500C左右。生產(chǎn)猊210mm斷面的圓坯時，最初使用的是猊40mm的水口，由于其壁厚為75mm，要達到烘烤溫度所需要的時間長。中包烘烤時間一般都超過7h,水口內(nèi)有異物的情況頻繁發(fā)生。另外，開澆時水口直徑大，結(jié)晶器液面不好控制，易冒鋼，事故率高，故將所有斷面的圓坯均改用猊32mm水口澆注。強化崗位操作。開澆時采用先小流后大流的方法控制鋼流，在控制起步拉速的同時，縮短手動和自動轉(zhuǎn)換時間，最大程度地穩(wěn)定液面，減少冒鋼、漏鋼事故的發(fā)生。3.2.1橢圓度超標在生產(chǎn)初期，鑄坯橢圓度嚴重超標，猊150mm斷面不同方向直徑之差在3mm~4mm。通過加強銅管條件的質(zhì)量驗收，定期檢測結(jié)晶器水縫，在結(jié)晶器通鋼量達到1800t左右時及時更換結(jié)晶器銅管，控制拉矯壓力在1.8~2.5MPa等措施，有效地控制了圓坯斷面尺寸，經(jīng)跟蹤檢測，采取措施后圓坯橢圓度在廠控標準范圍內(nèi)。3.2.2非金屬夾雜對鑄坯取樣分析，鋼內(nèi)夾雜物主要有內(nèi)生夾雜物和外來夾雜物。內(nèi)生夾雜物來源于煉鋼過程，脫氧產(chǎn)物未能得到充分上浮而殘留在鋼水中。為減少鋼水中的內(nèi)生夾雜物，要求嚴格控制生產(chǎn)節(jié)奏，保證鋼水吹氬時間，確保夾雜物充分上?。?］。在全程保護澆注的同時，控制結(jié)晶器液面波動不超過±3mm,以不裸露鋼水液面為原則，勤加、少加保護渣，減少液面波動造成的卷渣，避免外來夾雜物。采取措施前后鑄坯經(jīng)掃描電鏡觀察鋼樣中夾雜物顆粒大小對比如圖1、圖2。3.2.3表面縱裂表面縱裂是在結(jié)晶器彎月面區(qū)初生坯殼厚度不均勻，作用于坯殼上的拉應(yīng)力超過鋼的高溫允許強度和應(yīng)變，在坯殼的薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致產(chǎn)生縱裂出結(jié)晶器后在二冷區(qū)繼續(xù)擴展［2］。2#機在生產(chǎn)之初，出現(xiàn)的縱裂紋很長，有時候9m定尺的鑄坯通長都有裂紋，而且往往在鑄坯凹陷處出現(xiàn)。生產(chǎn)一段時間后，出現(xiàn)的裂紋大部分是無定位、不規(guī)則的毛細裂紋。解決措施如下。下線的結(jié)晶器進行解剖后發(fā)現(xiàn)結(jié)晶器進回水密封不嚴，有進回水互混的情況，減弱了結(jié)晶器的冷卻效果。這樣會導(dǎo)致鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)冷卻不均，初生坯殼薄厚不—致，在鑄坯凹陷處的坯殼較薄，承受不了作用于坯殼上的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。于是在結(jié)晶器原進回水入口處加裝了“?！毙兔芊鈮|圈，嚴格區(qū)分進水水路和回水水路，提高結(jié)晶器冷卻強度。嚴格對弧精度，如果對弧不好，會造成結(jié)晶器內(nèi)坯殼與銅管之間的氣隙不均勻。在氣隙大的一面，結(jié)晶器傳熱慢，容易造成凹陷［3］。加強與調(diào)度、轉(zhuǎn)爐的聯(lián)系，除開臺第一爐和異常爐次外，低過熱度澆注，控制過熱度在20°C左右，增加初生坯殼內(nèi)等軸晶的數(shù)量，減少毛細裂紋。各斷面鑄坯尤其是在生產(chǎn)27SiMn、37Mn5等易出現(xiàn)表面縱裂的鋼種時，拉速控制在下限，如：27SiMn(猊210mm)拉速一般控制在1.2~1.3m/min,37Mn5(猊150mm)拉速一般控制在2.2~2.8m/min。除澆注溫度過低或調(diào)度通知漲拉速之外，不得隨意調(diào)整拉速。(4)根據(jù)生產(chǎn)情況，調(diào)整了部分工藝參數(shù)，見表2。調(diào)整保護渣成分和理化指標，使之與鋼種、拉速更匹配。如圖3所示。圓坯投產(chǎn)初期生產(chǎn)猊210mm斷面的20#、27SiMn鋼種時出現(xiàn)批量裂紋廢品，對各流鑄坯作標記發(fā)現(xiàn)裂紋各流均出現(xiàn)過，位置也不固定，一般在鑄坯兩頭，凹陷處居多，且裂紋周圍很不潔凈，呈褐色。在裂紋處取樣用電鏡掃描，發(fā)現(xiàn)有非金屬夾雜現(xiàn)象，屬典型的保護渣性能與鋼種不匹配造成的裂紋。與保護渣廠家聯(lián)系，根據(jù)我廠澆注27SiMn、20#鋼成分、拉速等參數(shù)，對保護渣成分略做了調(diào)整，具體數(shù)值(猊210mm斷面)見表3。全程保護澆注，大包保護套管加密封墊加氬封，正常情況下滿包澆注，開澆前浸入式水口保證垂直、對中良好，專人負責檢查、確認。水口插入深度80mm~120mm，穩(wěn)定液面，防止卷渣。采取這些工藝優(yōu)化措施后，2#機圓坯連拉爐數(shù)明顯提高。2009年圓坯平均連拉爐數(shù)為14.7爐，2010年平均連拉爐數(shù)為18.1爐。質(zhì)量合格率也從2009年的99.46%，提高到了99.91%。低倍檢驗也符合廠控標準。辛鑫，2005年畢業(yè)于天津理工大學(xué)冶金工程專業(yè)，工程師