热轧板夹渣问题来源与防治策略

  热轧板夹渣问题来源与防治策略冶金毕业论文第七篇：热轧板夹渣问题来源与防治策略摘要：利用SEM及EDS线热轧板夹渣缺陷的产生原因进行了分析。研究根据结果得出,夹渣缺陷主要为黑线和翘皮,两者成分中均含有一定量Na元素,主要为连铸过程中结晶器卷渣带入。从夹渣缺陷的产生机理入手,通过选择正真适合的氩气流量、水口结构、水口板面尺寸精度、水口浸入深度、保护渣,减少结晶器液位波动,稳定控制塞棒动作,减少拉速波动,优化捞渣、启渣线操作等措施,夹渣缺陷减少了至少60%,板卷夹渣率由4.9%降至1.5%,控制效果良好,产品质量得到一定效果提升。关键词：热轧板;夹渣;连铸;结晶器;拉速;启渣线;夹渣率;CAUSESSLAGINCLUSIONHOTROLLEDPLATEWangShuaiZhaoJianpingFengShuaiLiuXinJinYuWuZhijieNo.1Steel-RollingPlantHBISGroupTangsteelCompanyAbstract：ThecausesslagentrapmentdefecthotrolledcoilsproducedTangsteel1700productionlineresultsshowslaginclusionmainlyblacklinethemcontaincertainamountNaelement,whichmainlycausedmouldslagcontinuouscastingprocess.slaginclusion,selectingappropriateargonflowrate,nozzlestructure,nozzleplatesizeaccuracy,nozzleimmersiondepth,slagprotection,reducingmouldliquid,stabilizingplugrod,reducingpullingspeed,optimizingslagremovingslagstartingline,slaginclusionleast60%,slaginclusionrateplatecoilreducedfromcontroleffectgood.Moreover,productqualityhasbeeneffectivelyimproved.引言夹渣缺陷主要是连铸过程中保护渣、水口沉积物、二次氧化产物等被生长的凝固坯壳捕捉而造成的[1,2,3],其表现形式为热轧或冷轧板面起皮、鼓包、小白条等[4,5]。河钢唐钢1700板坯连铸机自投产以来,板卷表面一直存在夹渣缺陷,严重时夹渣率达4.9%,成为影响板卷表面上的质量及成品合格率的最主体问题。虽然国内外很多钢厂都对夹渣缺陷的产生原因进行了研究,但是不同钢厂的设备和工艺参数不同,影响夹渣产生的根本原因也不同。因此,本文从河钢唐钢板坯连铸机夹渣缺陷的产生机制入手,从工艺、操作等方面做了认真分析及严控,确保生产出高品质、高的附加价值的热轧薄板。夹渣缺陷来源分析河钢唐钢1700线板卷表面夹渣缺陷可分为两种,如图1所示。第一类缺陷呈黑线状,存在于板卷表层,横向分布多集中在板卷边部0～25cm处,板卷中间位置也偶见分布,缺陷长度15～80cm,占比70%;第二类缺陷呈翘皮状,长度在40cm以上,一般存在于板卷边部或中间,占比30%。图1夹渣缺陷的表面形貌Fig.1Surfacemorphologyslaginclusiondefect对这两类缺陷取样进行SEM观察及EDS分析,结果如图2所示。可见,夹渣成分中含有一定量Na元素,说明其主要来自于保护渣。同时,Al、Ca、O等元素的存在说明脱氧产物未能充分地上浮去除,留在钢中造成了夹渣缺陷。因此,防止连铸过程中结晶器卷渣及保证充分脱氧是减少夹渣缺陷的关键。夹渣缺陷的SEM形貌及EDS结果Fig.2SEMmorphologyEDSresultsslaginclusiondefect连铸过程中保护渣卷入按产生机理可分为4种[6,7,8]:(1)剪切卷渣:结晶器弯月面附近形成驻波而产生的结晶器内壁卷渣。(2)漩涡卷渣:由于水口未对中、堵塞、侵蚀等原因,造成其两侧流股的出口速度和方向不对称,从而易形成漩涡,而将保护渣卷入坯壳。(3)弯月面扰动:水口周围的氩气泡会引起钢-渣界面扰动,产生夹渣。(4)液面结壳卷渣:当浇注温度过低时,保护渣溶化不好,结成絮状渣团而引起卷渣。通过结晶器卷渣的产生机理可以推断,夹渣缺陷的产生与氩气流量大、结晶器液面波动、保护渣性能不符合标准要求、拉速波动、水口浸入深度不合理等因素相关。控制措施2.1合理的氩气流量中间包三路氩气对夹渣、翘皮缺陷的影响大多分布在在两个方面:一方面氩气流量过大,结晶器液面波动幅度大,夹渣率升高;另一方面氩气流量过小,水口板面吸氧氧化,水口串气,也会使夹渣率升高[9,10,11]。河钢唐钢板坯连铸机生产实践表明,当板间氩气压力0.025MPa时,氩气流量的变化对铸坯夹渣率影响不大;当氩气压力0.025MPa时,板卷表面小夹渣缺陷增多;当氩气压力0.05MPa时,结晶器液面波动加剧,板卷表面产生较严重的翘皮缺陷。这是因为氩气流量过大,凝固前沿易冲破液渣层,而与粉渣层非间接接触。此外,来不及上浮的气泡被凝固前沿捕获,形成皮下气泡,轧制时于钢卷表明产生断断续续的翘皮。当板间氩气压力8mm,以防水口渣线)生产的全部过程中,重视结晶器实际液面,一经发现液面波动幅度大,立即调整氩气流量,避免发生卷渣。(4)提高钢水温度,减少夹杂物生成。稳定冶炼工艺,保证整炉钢浇注期间,低碳钢温度在钢水液相线),中碳钢温度在钢水液相线)范围内。确保中间包和浸入式水口烘烤效果,保证中间包1100～1200保温时间0.5h,浸入式水口烘烤温度900提高钙处理效果,钙处理生成的钙铝酸盐中,12CaO7Al2O3是最希望获得的物质,其熔点仅415,Ca/Al为1.2。实际生产的全部过程中,钢中10%的Al会与氧结合生成Al2O3,因此Ca/Als仅为0.11。若钢中T[O]含量波动大,则钙处理效果不理想,因此实际生产中要严控转炉终点,且LF精炼过程中要根据T[O]情况适当调节Ca/Als,同时钙处理后保证静吹时间8min,以促进12CaO7Al2O3的生成、上浮。2.4稳定控制塞棒动作塞棒动作变化幅度大,会引发结晶器液位变化,使保护渣卷入坯壳。影响河钢唐钢板坯连铸机塞棒动作的根本原因为:(1)自动化参数设定不合理,塞棒抖动幅度大。(2)中间包内熔渣结壳,导致渣壳与塞棒粘附而影响塞棒动作。(3)塞棒机构动作卡阻,零件老化。对此,采取如下控制措施:(1)合理的自动化参数(塞棒间隙补偿值),确保塞棒杆位、结晶器液位平稳,液位波动量稳定在 mm以内。 (2)精细化操作,防止中包液面结壳,具体为:渣层控制100 mm;中包钢水高液位时不作长时间 停留;从第5 炉钢开始,每次浇钢均在塞棒周围添加2～5 (3)定期维修塞棒机构,确保其动作灵活,无卡阻。2.5 减少拉速波动 拉速波动是影响夹渣的重要原因,在所有因夹渣、翘皮缺陷降判的板卷中,有拉速波动的板卷 占比14%。这是因为,当拉速瞬时波动0.2 m/min 时,结晶器液面波动较大,此时较易产生翘皮 类缺陷。另外,生产低碳低硅铝镇静钢时,拉速 20 mm,用钎子将其弯下,随即加入新保护渣。 1#连铸机不具备自动启渣线功能,手动启渣线时由于中包车上升幅度大,会引发结晶器液面波动。为减缓或避免此现象,提出了分步启渣线 所示。例如启 第二道渣线 mm,此时采用分步操作法,先将渣线 min,待结晶器液面稳定后,再将渣线 mm,以此减 少液位波动。 启渣线操作优化前后的FDA曲线 FDA curve before afteroptimization slagline operation 1700线板卷夹渣缺陷为黑线和翘皮两类,其主要为连铸过程中结晶器卷渣造成的。 通过将氩气压力控制在0.01～0.025 MPa、选择凹底型水口结构、控制水口板面尺寸精度在 0.5 mm 以内、减少结晶器液位波动和拉速波动、稳定控制塞棒动作、控制浸入式水口插入 深度在 80～150 mm、优化加渣捞渣操作和启渣线 线板卷表面翘皮缺陷减 少了 70%,黑线%,具备了酸洗板、汽车板等对 表面上的质量要求高的薄板生产能力。 [1]单庆林,贾刘兵,彭国仲,等.超低碳钢热轧板卷渣缺陷研究[J].连铸,2016,31(4):55～57. [2]单庆林,王保生,单伟,等.中碳低硅低铝镇静钢连铸浸入式水口堵塞的缘由分析及解决措施 [J].连铸,2016,41(3):14～16. [3]罗高强,唐萍,文光华,等.梅山2 号板坯连铸低碳钢铸坯质量研究[J].钢铁,2007,42(8):36～39. 程鹏飞,唐海燕, 吴光辉, 铸,2017,42(2):1～4.[5]邓小旋,季晨曦,王胜东,等.冷轧薄板线状缺陷的工艺控制[J].中国冶金,2017,27(4):55～57. [6]孟庆玉,马强.连铸大方坯夹渣缺陷的改进措施[J].连铸,2017,42(3):25～27. [7]刘延强,杨敏铭,单伟,等.热轧卷表面线缺陷分析[J].中国冶金,2016,26(7):48～50. [8]董鹏莉,尚海霞,王华.铸坯及板卷典型质量缺陷成因及控制技术[J].中国冶金,2017,27(6):7～ 苏家男.SS400钢薄板坯连铸生产典型漏钢缘由分析及控制[J]. 中国冶 金,2015,25(1):41～43. [10]杨鹤,王洋,崔横.非稳态浇铸条件下IF钢铸坯中大型夹杂物分析[J].连铸,2017,42(2):39～40. [11]刘欣.C72DA 钢生产的全部过程中结晶器卷渣的缘由分析与对策[J].山东冶金,2006,28(6):16～18.