方坯連鑄氣泡缺陷的產(chǎn)生及預(yù)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(yù)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(jìn)行分析，并提出幾點預(yù)防措施，希望能對鋼鐵業(yè)有所幫助。

方坯；連鑄；氣泡缺陷；預(yù)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(dá)到1540℃時Q235就達(dá)到鋼水澆鑄的最佳溫度，但是溫度能達(dá)到這個目標(biāo)的只有三分之一，還有三分之二的達(dá)不到或者超過標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dá)標(biāo)；烘烤技術(shù)出現(xiàn)問題很容易導(dǎo)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(jìn)一步導(dǎo)致氣泡缺陷的形成。

2.5 操作不嚴(yán)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(yán)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(dǎo)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(hù)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(yán)格控制鋼水的流動性。

3 預(yù)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(dá)到一次成功的效果。

（2）為了預(yù)防二次氧化的發(fā)生，運用中間包水口的方法進(jìn)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(yù)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(jìn)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(jìn)鋼鐵業(yè)迅速發(fā)展。

[1]蔡開科.連續(xù)鑄鋼[J].北京：科學(xué)出版社,2011（11）.

[2]王榆.澆注與凝固[J].北京：冶金工業(yè)出版社,2012（05）.

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

[4]韓雪梅.冶煉鋼鐵[J].上海鋼鐵工業(yè)出版社.2012（09）.