压下区间对铸坯内部质量的影响研究

1、轻压下压下区间对铸坯内部质量的影响张兴锦1，吴会亮1，陈永生2，于铭杰2（1.莱钢宽厚板事业部；2.莱钢型钢炼钢厂，莱芜 271104）摘要：压下区间作为动态轻压下技术关键参数之一，直接影响实施轻压下后铸坯内部质量的改善效果。通过在炼钢厂4#连铸机进行压下区间调整试验，分析了在不同位置实施轻压下对铸坯内部质量的影响。试验结果表明，在压下区间0.61.05内实施轻压下能有效改善铸坯中心偏析和疏松，避免内裂的产生，提高铸坯内部质量。本文主要通过压下区间的调整试验来研究不同压下区间对铸坯中心偏析和疏松的变化规律，以便更好地服务于生产。关键词：动态轻压下；压下区间；固相率；中心偏析Gently pre

2、ss under pressure interval slab internal qualityWu Huiliang1，ZhangXingjin1，ChenYongsheng 2，YuMingjie2（1.Technology Center of Laiwu Iron and Steel Co，Ltd，Laiwu，Shandong，271104）Abstract: The reduction range as one of the key parameters of soft reduction technology, A direct impact on the implementatio

3、n of the soft reduction slab internal quality improvement effect. In this paper, the pressure range in steelworks 4 # Caster adjustment test, Soft reduction implemented in different locations on the slab internal quality, The test results show that, Can effectively improve the implementation of the

4、soft reduction in the pressure range from 0.6 to 1.05 within the central segregation and loose, To avoid the generation of internal crack, Improve the quality of the internal slab.In this paper, through the pressure interval adjustment test to study the different pressure range influence of the cent

5、ral segregation and loose, In order to better serve the site.Key words: Dynamic Soft Reduction；Pressure range；Solid fraction；Center segregation1前言轻压下技术作为解决连铸坯中心偏析和疏松的有效手段，已进行了大量的研究，对压下区间的研究主要依赖实验室研究和理论分析，工业试验工作很少，通常认为压下区间的起始位置应该位于两相区钢液开始受到枝晶阻力而不能自由流动，终止位置位于两相区枝晶交织成网状使得残留钢液封闭在枝晶间而得不到附近钢液的补充。目前文献所报道的压

6、下区间存在较大差别，因此有必要通过工业试验对轻压下压下区间做进一步的研究。由于连铸生产过程的复杂性和高温铸坯内部情况的不直观性和多变性，迄今为止还没有一个足够准确和令人信服的结论。因此，大多数应用轻压下技术的工厂均是根据其自身的生产条件和经验，通过摸索和实验来设定符合特定条件的压下参数。1对于压下区间目前没有一个定值，一般企业都是根据试验修正后取得最佳值，很显然改值和钢的成分、铸坯断面及生产设备有关。对合理的压下区间没有固定的说法，一般可结合实际生产设备和生产条件，设定压下区间。压下区间是由凝固的固相分率fs决定的，固相分率太高或太低，采用轻压下都达不到理想的结果。2 压下区间起始位置的选择中

7、心偏析和疏松发生在凝固末端的固液两相区内。如图1所示，在液相线温度和固相线温度之间的区域（固相率fs=01）为两相区。恰当的位置是使铸坯的凝固终点应在轻压下区域之内，再则，还有可能发生中心偏析和琉松。柳百成等93认为，所以轻压下应该作用在某一固相率之闻当中心同相率小于临界流动固捆事(0 20 33)时，液茁通过钢裹的流动来进行补缩；铸坯还有一个流动极限届相率，普通碳钢为06，台金钢为065-0 75当周相率超过这个极限以后，铸坯内部形成的枝晶阻止了未凝固钢=|裹的流动，剩余富集溶质的渡相也不会流动偏析不会发生。3 压下区间终点位置的确定4 压下区间调整工业试验本研究选择4#连铸机生产的S355

8、J0和Q235B中碳钢种作为研究对象，分析在不同压下区间对中心偏析的影响，从而确定不同钢种的合理压下区间。轻压下起始位置位于较低固相率处，此处两相区溶质偏析较低且流动性相对较好，压下起始位置对改善铸坯中心偏析不明显；但压下终点位置位于较高固相率处，两相区溶质偏析严重，选择最佳的压下终点既能有效的减少或者消除铸坯中心偏析和疏松，又能防止铸坯内裂的产生。为此本文将重点介绍轻压下终点位置的选择。14.1 轻压下现场试验条件现场试验条件为：连铸机为R10。534。4m直弧形，扇形段14段，都具有轻压下功能，生产断面为200 ITIITI、250 mm、300 minX 2 000 mm-一2 500H

9、im。试验主要工艺参数：试验钢种Q345和Mnl6；拉速10 mrain；断面250×2200；二冷比水量030 Lkg；钢水过热度20"30；主要压下段为：811段。压下区间优化方案有：60-120%、30-120%、10-120%、30-100%。表 钢种化学成分4.2 试验结果与讨论对于S355J0钢种而言，铸坯断面为300mm×1800mm，进行轻压下优化的方案如表1所示。表5-8中，设定压下区间为60-120%为优化前方案，其它为优化后方案。表1 S355J0钢压下区间调整方案炉号压下区间压下起始位置/m压下起始点位置差/m压下结束位置/m液芯凝固起始点

10、/m液芯凝固结束点/m压下量/mmH113-0121460-120%25.63031.519.7629.546H112-121030-120%22.573.0631.2819.7929.326H113-121210-120%20.641.9331.1219.7229.266压下区间为60-120%铸坯的低倍组织如图5-15所示，压下区间为30-120%铸坯的低倍组织如图5-16所示，压下区间为10-120%铸坯的低倍组织如图5-17所示。图5-15中两幅图片为铸坯宽度方向两侧的低倍组织（其它图与此相同）。158mm193mm 图1 压下区间为60-120%时S355J0铸坯低倍组织212.88

11、mm179.2mm图2 压下区间为30-120%的S355J0铸坯低倍组织207.6mm167mm图3 压下区间为10-120%的S355J0铸坯低倍组织圈4是轻压下工艺优化前后的低倍组织可以看出轻压下工艺优化后铸坯低倍组织的中心偏析改善效果得到很大提高。由图5-15可知，在铸坯宽度方向上，偏析带呈断续状分布，为典型的B类中心偏析。低倍检测结果表明，图5-15中铸坯中心偏析级别为B类1.5级，中心疏松为1.0级，铸坯质量都比较低，产生这一现象的原因就是：对于中碳钢而言，VAI模型预测的终点或铸坯凝固进程比实际的要靠后，这意味着实际采用轻压下区间靠近铸坯终点，没有很好地起到轻压下作用，需要对轻压

12、下区间进行调整。将图5-15、5-16进行对比分析可知，在压下区间为30-120%条件下时的铸坯中心偏析长度相对于未优化前缩短长度为67.08mm，颜色明显变浅，不连续性更强，疏松宽度明显变窄。图5-15和图5-17对比分析可知，在压下区间为10-120%条件下时的铸坯中心偏析长度相对于未优化前缩短长度为75.6mm，偏析长度缩短。由图5-16、图5-17对比分析可知，将轻压下区间由30-120%调整为10-120%，两者相比较而言，后者偏析带长度更短，偏析带颜色变浅，但疏松区有扩大的趋势。这表明，压下去起始位置前移，对应的压下终点位置也要相应前移，在压下量一定的前提下，应保持合适的压下率。评

13、级结果表明，在未优化条件下，断面为300mm×1800mm的S355J0钢铸坯中心偏析为B类1.5级，疏松为1.0级，优化后的两方案中铸坯中心偏析均为B类1.0级，疏松为1.0级。这表明：轻压下区间优化后，铸坯中心偏析程度得到减轻。从起始固相率、终了周相率和低倍评级讲，起始固相率远比终了固相率重要，而且不能大于O7，同时终了固相率不能小于06，因此认为(06-07)为关键压下区间。结合S355J0的压下区间，工业试验与应用结果表明在模型所确定的压下区间内实施轻压下能有效改善铸坯中心偏析和疏松，提高铸坯内部质量。5 结论1）根据模拟计算结果，适合轻压下的区间(即固相分率fs为O3一O9时)相对应的铸机位置为距离弯月面16195 m处，该压下位置对应铸机的6、7、8三个扇形段2）轻压下技术在现代连铸生产中已经起到重要的作用，虽然某些方面还存在问题，但经过努力，轻压下技术将在连铸中发挥越来越重要的作用。现场生产实践表明，在试验所确