ER70S-6小方坯中心缩孔控制
赵贝贝
（河钢集团宣钢公司，河北，宣化）
摘要：本文针对ER70S-6小方坯中心缩孔，通过严格控制钢水过热度、恒定拉速,采用更弱的二次冷却强度，优化二冷水各段分配比例，提高设备精度，维持二冷良好工况，ER70S-6小方坯中心缩孔得到有效控制。关键词：中心缩孔；低过热度；恒速；二冷强度；设备精度；二冷工况Controlthecentralcarbonsegregationof8BbilletinXuanhuaSteelZhaoBeibei（HBISXuansteelCompany,Xuanhua,HebeiProvince,）Abstract:Thisarticleisaimedatthecentralcarbonsegregationof8Bbillet,controlledbyusinglowoverheatpouring,constantcastingspeed,increasingsecondarycoolingstrength,adjustingtheinstallationpositionofthefinalelectromagneticstirringandoptimizingthefinalelectromagneticstirringprocessparameters,controlthecentralcarbonsegregationof8Beffectively。Keywords:Centralcarbonsegregation;Loweroverheat;Constantspeed;Secondarycoolingstrength;Finalelectromagneticstirring0前言ER70S-6盘条主要用于加工制作CO气体保护焊丝，最终用于低碳钢、低合金钢等黑色金属的焊接，以及耐磨件堆焊、铸铁补焊的焊接，适用于汽车制造、矿山机械和飞机制造等领域。目前，市场客户主要将ER70S-6盘条拉拔加工至0.8mm、.0mm、.mm,对拉拔性能都要求极高。近期市场反馈ER70S-6盘条拉拔加工有频繁断丝情况，经过追溯分析为连铸坯中心缩孔缺陷造成的。中心缩孔是连铸坯凝固组织中一种常见的内部缺陷，连铸坯经加热炉加热后，缩孔部位容易发生氧化，轧制时缩孔缺陷一旦不能焊合将导致盘条在冷加工过程中出现拉拔断。为此对连铸工艺参数进行分析，通过严格控制钢水过热度、恒定连铸机拉速、采用更弱的二次冷却强度，优化二冷水各段分配比例、提高设备精度，维持二冷良好工况,ER70S-6小方坯中心缩孔基本消除，铸坯质量和盘条拉拔性能得到了稳定控制。铸坯中心缩孔的形成机理及影响因素铸坯凝固过程中，由于冷却条件的差异、铸坯传热的不稳定性导致柱状晶生长呈现不规则变化，优先生长的柱状晶在铸坯中心相遇形成“搭桥”，正在凝固中铸坯就像一个“小钢锭”一样凝固，且呈周期性出现。由于桥下面钢水凝固得不到充分补缩，就形成了中心缩孔。导致中心缩孔形成的影响因素:⑴浇注时的过热度。这是最主要的诱因。过热度高，铸坯在凝固过程中的柱状晶生长过于发达，各枝晶之间相互交错形成＂搭桥＂，封闭区钢水冷却收缩得不到有效的补缩，就在该区域内形成缩孔。⑵浇注速度。浇注速度的变化不定是导致铸坯产生中心缩孔的一个重要因素。在实际连铸生产过程中，当过热度较高时，会使用较低的拉坯速度，而在低拉速下二冷水的喷嘴水量控制无法精确给水，导致二冷区冷却不均匀，从而产生缩孔质量缺陷；拉速过快，铸逐的液相穴就会变长，这也会増加了柱状晶发生搭桥的几率。提高拉速的同时，相应的二冷水量也会增加，同样会影响缩孔的产生。⑶二次冷却。冷却强度过大、冷却不均匀都会加剧中心缩孔。二冷区的冷却不均匀，各段冷却氷量分配不当，上一段的冷却强度过大，会导致下一段的补缩的钢水不足，不能有效的填补铸坯凝固过程中的空隙，最终形成缩孔。二次冷却不均匀也会造成铸坯产生较大的温降，帮助柱状晶快速生长，形成搭桥，并最终形成缩孔。铸坯中心缩孔控制措施.控制钢水过热度钢水过热度是影响柱状晶生长的重要因素。凝固的前期过程主要是过热度消除的过程。随着过热度的增大，铸坯中心温度增大，而铸坯表面温度变化很小，凝固坯壳的温度梯度增大，从而有利于柱状晶的生长，使柱状晶“搭桥”的几率增大，最终加重连铸坯中心缩孔缺陷。在相同的拉速下采用低的过热度浇注能够降低凝固前沿的温度梯度，从而降低柱状晶的发达程度，减轻铸坯的中心缩孔。这是因为低过热度有利于增大铸坯在凝固过程中等轴晶的形核几率和生长区域，并限制柱状晶的生长。在柱状晶结晶前沿形成成分过冷区，产生大量新的晶核并长大为等轴晶，封锁柱状晶的生长。过热度越低，结晶前沿形成的成分过冷区越大，越有利于等轴晶的产生和生长。从理论上说，当钢水过热度等于零，接近液相线温度凝固，铸坯中心等轴晶区可达60%以上，可消除中心缩孔。ER70S-6液相线温度为55℃，当浇注温度大于℃时，中心缩孔级别明显增加。为确保不引起水口冻结、弯月面附近的钢水结壳、结晶器保护渣熔化不良，浇注温度控制在℃-℃。.恒定连铸机拉速拉速对小方坯中心缩孔影响比较大。在ER70S-6小方坯实际生产过程中，中包过热度和比水量不变，拉速由.7m/min逐步提高至.m/min,中心缩孔级别由0.5增加到,表明提高拉速会加重中心缩孔。因为随着拉速提高,铸坯在结晶器和二冷区冷却时间变短，钢水的凝固时间也相对被延长，铸坯液芯变长，这在一定程度上会将等轴晶的形核与长大推迟，柱状晶区也将会被扩大，促使柱状晶“搭桥”，这将造成有更高的几率形成小钢锭结构，铸坯中心缩孔明显加重。拉速对铸坯液芯深度的影响大于钢水温度对铸坯液芯深度的影响,由于强冷段已被固定,液芯深度的增加意味着强冷段长度的缩短,降低了强冷段的冷却作用。拉速的增加导致二冷段水量的增加,会使坯壳的温度梯度增加,促进了柱状晶的发育,使铸坯缩孔趋于严重。所以拉速对铸坯缩孔的影响大于钢水过热度，因此，在满足生产要求的前提下严格控制拉速。拉速控制在一定相对更理想的范围水平内控制在.7-.8m/min。连铸方坯的中心缩孔问题将得到一定程度改善。.3优化二冷配水,确保二冷良好工况二次冷却是对离开结晶器带液芯铸坯进行喷水冷却，以使铸坯完全凝固，并控制铸坯表面温度在拉坯方向均匀下降，以获得良好的铸坯质量。ER70S-6小方坯生产二冷比水量为0.8L/kg，且随拉速提高基本不变，铸坯低倍中心伴有中心缩孔和裂纹（图），说明该比水量较大而且二冷冷却也不均匀。为了改善中心缩孔缺陷，对二冷配水进行优化，逐步将比水量降低。因为弱的冷却强度能够使中心缩孔和中间裂纹的程度降低。通过取低倍样对比分析，最终将比水量由0.8L/kg调整为0.58L/kg。同时将零段水量调低，适当增加Ⅰ段水量，二冷三段水的分配比例调整为40:45:5，使连铸坯的表面温度场趋于平缓，以获得良好的铸坯凝固质量，铸坯中心缩孔得到很好控制。我厂#连铸机二冷区划分为足辊段、二冷一区、二冷二区，二冷区采用全水喷雾冷却，二冷区水喷嘴也普遍存在堵塞现象，喷嘴堵塞造成铸坯局部冷却不均匀，会造成铸坯中心缩孔的加剧。为此，维护二冷水控制喷嘴堵塞是二冷均匀冷却的保证。采取的措施有：⑴加强旋流井抓渣管理，杜绝内井淤积大量的氧化铁皮等物质，避免对后续除浊设备的影响。⑵年修期间对蓄水池进行彻底的清淤。⑶利用检修对滤网进行更换，对过滤器中的杂质进行清理，确保连铸二冷水自动反冲洗过滤器的正常运行。⑷严格根据周期更换二冷喷淋架，对下线喷淋管和短节积泥彻底清理。利用停机及时检查二冷喷嘴喷水情况，堵塞的及时更换。.4提高设备精度，保证铸坯冷却均匀（）规范结晶器使用，提高铜管装配精度，对上下线结晶器铜管水缝、锥度测量检查，确保水缝均匀冷却。（）利用停机间隙，检查调整二冷喷淋竖管架确保严格对中，及时更换二冷堵塞喷嘴，确保二冷均匀冷却。（3）优化二冷喷嘴型号，结合生产情况将二冷区段喷嘴由PZ调整为PZ,一是减少喷嘴堵塞情况，二是保证设定水量和实际水量的匹配度。（4）加强对二冷水调节阀的检查维护，确保控制精度，避免小流量控制精度不够、无法稳定调节等问题。结论⑴严格控制中中包过热度≤35℃，拉速.7-.8m/min恒定，实现温度和拉速的匹配，可有效降低ER70S-6小方坯中心缩孔级别。⑵采用二冷弱冷却，将比水量由0.8L/kg调整为0.58L/kg，同时优化二冷水各段分配比例，使铸坯的温度梯度趋于平缓，铸坯中心缩孔可以得到很好控制或基本消除。⑶提高设备精度，维持二冷良好工况，保证铸坯均匀冷却，可以获得良好的铸坯内部质量，对降低连铸小方坯中心缩孔缺陷有明显效果参考文献[]朱苗勇，祭程，罗森.连铸坯的偏析及其控制[M].北京：冶金工业出版社，05.[]王韬，陈伟庆，王宏斌，王建忠，张志强。连铸参数和末端电磁搅拌对8B钢小方坯中心碳偏析的影响[J].特殊钢.03，34（）：49-5[3]王宝峰，李建超.连铸电磁搅拌和电磁制动的理论及实践[M].北京：冶金工业出版社，0钢铁行业热成像系统总汇—常州荣邦
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