3降低中心偏析措施
1)轻压下技术
铸坯轻压下技术可以抑制铸坯凝固末期钢水的流动,减小中心偏析晶粒直径。中心偏析产生的原因是钢水凝固末期的凝固收缩、热收缩以及连铸机夹辊间鼓肚引起的浓缩钢水流动。轻压下法是对应于钢水的凝固收缩量,减小液芯末端的夹辊辊缝,对凝固收缩量进行压力补偿,抑制伴随凝固收缩发生的钢水流动。减小铸机夹辊辊径、缩短夹辊间距,并根据铸坯厚度和铸造条件确定适当的压下量,可以最大限度发挥轻压下的作用。在6CC的20m长的水平段上配置了小辊径短间距的分节辊,并且6CC的扇形段是具有大压下力的高刚性扇形段。根据计算结果,6CC的辊距是2CC的3/4,扇形段挠度是2CC的1/4。
2.减轻中心偏析
用硫印方法对6CC和2CC的铸坯中心偏析进行检验,结果表明,6CC中心偏析的晶粒小,偏析显著减轻。利用X射
线微区分析对铸坯中心偏析部位的Mn浓度进行分析,6CC铸坯中心偏析部位Mn浓度约为2CC的3/4。此外,一般情况下,2CC铸坯厚度中心是正偏析,周围是负偏析,但6CC铸坯的特点是,厚度中心正偏析周围的负偏析很 小。这种中心偏析形态是扇形段夹辊小间距、高刚性化,使鼓肚影响降低到最小程度的结果。
3)减轻中心疏松 使用超声波探伤(UST)装置测定了6CC、2CC铸坯1mm以上的孔隙个数,以此对中心疏松密度进行评价,结果表明,6CC铸坯的1mm以上的孔隙个数大大减少,仅为2CC的1/10。
提高铸坯质量
6CC的投产和操作技术的优化提高了铸坯质量,从而使钢材产品质量进一步提高。由于铸坯中心偏析程度的减轻,钢板1/2厚度处的韧性值约提高了20%,可在高强度级别领域得到应用。由于精炼技术、厚板轧制技术的应用和6CC铸坯中心偏析程度的减轻,推进了高强度厚钢板的生产,以满足客户对海洋工程大型化的要求。
6 高级钢厚板坯高效率生产技术
随着对高级钢厚钢板需求的增加,需要建立高效率规模化生产厚板坯炼钢连铸系统。铸坯高强度(高合金)、大厚度化会引起表面缺陷增加,在解决这个问题方面,最大限度发挥6CC提高质量的作用至关重要。
6.1 减少铸坯表面缺陷的技术
连铸坯的表面缺陷,需要用砂轮、火焰枪等工具进行清理,因此影响了向厚板工序的直送。需要进行清理的主要缺陷是纵裂纹和角横裂纹。为免除缺陷清理,需要利用结晶器钢水流动控制技术和二次冷却控制技术,抑制表面缺陷的产生。
1.表面纵裂纹的消除
铸坯凝固初期在铸坯宽度方向上,凝固坯壳厚度不均匀,使坯壳变形,致使表面纵裂纹产生。凝固坯壳厚度不均匀的原因是,在铸坯宽度方向上结晶器散热不均,以及弯月面周围钢水流动不畅,导致钢水温度在铸坯宽度方向上不均匀,使凝固坯壳不均匀形成。特别是海工用钢等中碳钢,因上述冷却不均匀,容易出现表面纵裂纹。通过保护渣成分调整使结晶器散热均匀化和应用M-EMS使结晶器内钢水温度均匀化,可以防止凝固不均,消除纵裂纹。6CC通过优化M-EMS工艺条件,以及优化保护渣成分,抑制了表面纵裂纹的产生。
2.角横裂纹的消除 立弯型连铸机铸坯角横裂纹易发生在铸机的弯曲点和矫正点,这些位置的铸坯表层有拉伸应力起作用。横裂纹是钢在第3脆性温度区发生脆化,裂纹产生是钢的固有脆化现象。因此要对铸坯通过弯曲点和矫正点时的温度进行控制,防止出现脆化区。横裂纹多发生在冷却很快的铸坯角部。所以使铸坯角部的二次冷却强度小于铸坯中心是防止角横裂纹产生的一个措施。但铸坯角部的冷却过于缓慢时,角部凝固推迟,会引起中心偏析、中心疏松。6CC的二冷喷水管路分为铸坯宽度中央的主管路和两条铸坯角部的喷水管路。各管路的冷却水流量独立控制。根据钢种特点调整铸坯角部喷水管路水流量,可以控制铸坯冶金长度末端形状,减轻铸坯中心偏析、中心疏松,同时抑制了角横裂纹的发生。
君津制铁所采取的上述消除铸坯缺陷的措施,使铸坯可以无需清理,直接供给厚板轧制工序。目前免处理直接轧制的厚板坯达到99%。
6.2 提高连铸作业率措施
1)连浇炉数增加
增加连浇炉数可以减少切头切尾量,提高铸坯的收得率,还可以减少连铸机的开停次数,提高作业率。中间罐浸入式水口结晶器液面处的耐火材料熔损曾是6CC高级钢厚板坯连浇次数的制约因素,采用抑制耐火材料熔损的保护渣和优化浸入式水口形状,提高了6CC的连浇次数。
2)缩短铸坯厚度变更时间
3)6CC的铸坯厚度和2CC一样,为240mm、300mm。这是根据厚板工序生产能力和综合成材率确定的。2CC在生产300mm铸坯时,更换结晶器需用4个小时,使作业率下降,因此规定将生产300mm铸坯安排在铸机定期检修的前后。6CC采用结晶器窄面快速更换方法,不影响作业率,300mm铸坯生产时间不受限制。因此,可以以轧制条件为主编制生产计划。
线材2CC的300mm铸坯的产量比例仅有3%,6CC的300mm铸坯产量比例增加到50%