多品种钢连铸混浇技术开发及质量控制

多品种钢连铸混浇技术开发及质量控制

Summary：为满足多品种、小批量的相关行业用钢生产要求，降低生产成本，提升创效能力，本文研究了不同牌号、不同钢种组之间的混浇技术，建立了不同钢种组的混浇原则和混浇坯的判定准则。分别针对成分相近钢种和成分差异显著钢种，构筑了连铸混浇的工艺控制措施，提出了混浇过程的保护渣更换制度，连铸混浇技术的应用效果结果良好，无质量和生产事故发生。Keys：多品种钢;连铸混浇;质量控制0前言对于某些特殊行业的用刚来说，由于用钢品种、牌号多，而每个品种或牌号的订单量相对较少，导致中间包连浇炉数少，耐材损耗大、金属收得率低，生产成本高，同时频繁混浇导致方坯非计划率很高，混浇坯成分和表面质量控制困难。为此，急需开发出适用于本公司的高强钢不同牌号、不同品种间的连浇控制技术，并实现多品种钢连铸混浇技术的有效质量控制。基于此，本文以某公司某类型用钢为例，就多品种钢连铸混浇技术应用及质量控制展开了详细阐述。1不同钢种间混浇原则的建立根据碳含量和合金元素含量，将现有钢种分为10个钢种组，如表1所示。表1钢种分组情况

为尽量降低混浇操作对成品成分带来的干扰，以碳含量为主线，建立了允许混浇钢种的对应表，如表2所示。由表可知，低碳钢、超低碳钢系列可混浇：近包晶和包晶钢系列除不能与超低碳钢系列混浇外，与其他钢种系列均可以混浇：中碳钢、近包晶和包晶钢系列间可混浇。表2允许混浇钢种组对应表

2混浇坯判定规则不同钢种之间的混浇，必然在铸坯长度上产生成分差异，具有成分差异的铸坯即为混浇坯。为实现混浇坯的精准判定，降低因铸坯判定而带来的损失，需研究混浇时中间包钢水的置换规律。试验在1260mm*200mm断面上进行，钢种2(混浇之后的钢种，以下相同，下文提到的钢种1为混浇之前的钢种)大包开浇时，浇注米数记为Om。在混浇操作所浇注的铸坯不同长度上进行取样，利用碳硫仪分析碳含量的变化规律进行评价发现，在浇注8m(15吨)时，[C]含量开始发生变化；在浇注11．18m时，[C]含量变化剧烈；当浇注28m(54吨)后，碳含量趋于稳定，即中间包钢水完成置换。因此，将钢种2大包开浇后浇注15吨到54吨的铸坯视为混浇坯(重30吨)，而将其他铸坯视为正常坯。3成分相近而牌号不同的钢种混浇工艺根据混浇前、后钢种元素种类的包含关系和元素含量的重叠关系，制定了不同的混浇制度和混浇坯判定方法，具体如下：（1）钢种1和钢种2所有成分有重叠的，混浇坯随炉判定。钢种成分按(钢种1目标值+钢种2目标值)／2控制。（2）当钢种2所含元素种类均包含于钢种2时，混浇坯按钢种1判定；当钢种l所含元素种类均包含于钢种2时，混浇坯按钢种2判定。若涉及到低硅钢([Si]（3）在钢种l和钢种2的元素种类没有包含关系且成分没有重叠，但钢种1和钢种2所含元素种类包含于钢种3时的情况下，混浇坯判为钢种3。4异钢种混浇工艺当两钢种的成分没有重叠时，尤其是含磷钢与低磷钢、含铜钢与非含铜钢、含铌钢与非含铌钢等属于异钢种。在品种多、批量小的订单情况下，实现异钢种之间的连浇，对降低生产成本，提高机时产量具有重要的意义。异钢种混浇的核心是在结晶器内插入铁板，将成分差异显著的钢水隔断，改变新旧钢液的流动和混合行为，达到分离前后钢水使其成分保持一定的独立性，从而既保证了生产的连续性，又减少了头尾坯损耗，提高了钢水收得率。为进一步减少混坯量，提高混浇阶段的钢水质量，保证连续浇注的顺利进行，需要对中间包钢水重量和温度进行严格控制。具体控制方法如下：(1)钢种2上台后，等中间包钢水液面降低至下渣临界高度(230mm)时，钢种2大包再开浇；(2)中包渣层厚度<30mm；(3)适当提高混浇前后炉次的精炼出站温度。插铁板连浇的具体操作为：(1)当中间包钢水重量达到一定范围时，开始缓慢降拉速；(2)当中间包钢水达到下限重量时，关闭塞棒，升起中包车，钢水隔离件在重力作用下自动落至浸入式水口上方：(3)即刻降中包，大包开浇和中包开浇，完成插铁板连浇操作。通过插铁板异钢种连浇的应用情况可看出，通过异钢种连浇技术的应用，插铁板次数逐月增加，且未发生任何事故，工艺运行稳定可靠。5混浇过程的保护渣更换技术由于不同钢种组具有截然不同的凝固特性，为减轻和避免铸坯夹渣、裂纹、漏钢等质量和生产事故，应选用不同的保护渣。对于异钢种连浇，需建立保护渣更换技术，以提高混浇前后铸坯的表面质量。基于保护渣理化特性和钢种凝固特征，超低碳钢保护渣可用于低碳钢和超低碳钢，包晶钢保护渣可用于低碳钢和包晶钢，中碳钢保护渣可用于包晶钢和中碳钢，从而制定出了如表3所示的换渣制度。该制度实施以来，未发生因钢种混浇而导致的铸坯质量和漏钢事故，应用效果良好。表3混浇时保护渣的更换原则6实施效果通过上述方案的实施，增强了生产组织的灵活性，实现了正常排产，单个中包平均浇次长度明显提高，降低了因不同钢种混浇带来的铸坯非计划率，连铸作业率也明显提高，回收损失减少。7结论(1)建立了不同钢种间的混浇原则，研究了混浇过程铸坯的成分梯度，并构建了混浇坯长度(重量)的判定标准。(2)针对成分相近的钢种和成分差异显著的钢种，建立了不同的混浇工艺，实施效果良好，未发生质量和生产事故。(3)创建了混浇过程的保护渣更换制度，保证了混浇铸坯的表面质量。Reference：[1]陆匠心，王利.高强度汽车钢板的生产与使用[J].汽车工艺与材料，2014,13(02)：45-49．[2]马鸣图.我国汽车钢板研究与应用进展[J].中国高新技术企业，2017，36(08)：64