申凱峰

摘要：目前，連鑄坯出現(xiàn)氣泡屬于一種較為常見的質(zhì)量缺陷，大部分煉鋼廠所生產(chǎn)的連鑄坯都會(huì)出現(xiàn)不同程度較為嚴(yán)重的氣泡，要使用火焰清理機(jī)或手工清理器對(duì)其進(jìn)行清理之后才能開展加熱以及軋制工藝，嚴(yán)重的降低了鑄坯在熱送熱裝時(shí)的生產(chǎn)效率，與此同時(shí)清理期間金屬燒損量較大，也會(huì)對(duì)燃?xì)?、氧氣造成大量消耗，而且清理操作極有可能導(dǎo)致坯料報(bào)廢，所以此問題亟待解決。本文主要針對(duì)連鑄坯氣泡形成的主要原因進(jìn)行分析，然后基于此，提出了一系列控制措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：連鑄板坯;氣泡;成因;控制

前言：

現(xiàn)階段，連鑄坯在軋制工藝時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)邊裂的狀況，連鑄坯一旦出現(xiàn)邊裂，加熱爐溫度就會(huì)升高，除磷之后會(huì)形成一定數(shù)量的氣泡，而且深度不等，特別是在連鑄坯的窄側(cè)氣泡的數(shù)量極多，而且呈無規(guī)律的形式分布。所以，目前針對(duì)連鑄坯氣泡形成的主要因素進(jìn)行分析以及研究，并提出有針對(duì)性的措施進(jìn)行解決，不僅能夠減少鑄坯氣泡發(fā)生的幾率，也能夠讓產(chǎn)品的質(zhì)量得到有效保障。

1 ?連鑄板坯氣泡的主要成因

1.1 非穩(wěn)態(tài)的澆鑄板坯

1.中間包內(nèi)存在殘留的鋼渣，進(jìn)入到結(jié)晶器當(dāng)中，而且在上浮時(shí)效果并不充分。

2.結(jié)晶器在點(diǎn)檢期間形成了一定程度的鋼液卷渣。

3.中間包中的耐材在烘烤時(shí)不夠到位，釘屑等冷卻材料發(fā)生了潮濕，從而導(dǎo)致水汽流入到鋼液中形成了化學(xué)反應(yīng)，生成了氧氣和氫，經(jīng)過一系列的凝結(jié)之后又產(chǎn)生了一氧化碳和氫氣，而這兩種氣體被凝固坯殼所獲取。

1.2 穩(wěn)態(tài)澆鑄的板坯

在穩(wěn)態(tài)澆鑄期間板坯的邊緣區(qū)域發(fā)生氣泡，大部分都是因?yàn)殇撘寒?dāng)中的氣體，而氣體形成的主要原因是，在上浮期間獲取的凝固胚殼所導(dǎo)致。出現(xiàn)影響的因素相對(duì)較多，不僅和澆鑄的溫度、鋼液的具體成分有關(guān)聯(lián)，而且還與輔料水分的具體含量、連鑄保護(hù)澆鑄、浸入式水口插入的具體深度、真空精煉應(yīng)用的工藝等都息息相關(guān)。

1.2.1 鋼液成分以及過熱度

鎳、鉬、鉻等合金元素中都含有數(shù)量極多的鋼種，而且鋼液在黏度層面系數(shù)相對(duì)較大，氣體在夾雜上浮時(shí)會(huì)受到極大的阻力，所以導(dǎo)致上浮時(shí)間被增加。經(jīng)過現(xiàn)場的實(shí)踐研究表明，此種類型的鋼種會(huì)發(fā)生較為嚴(yán)重的氣泡現(xiàn)象，極其容易產(chǎn)生廢品。

對(duì)過熱度進(jìn)行澆注時(shí)，在工藝層面的要求是10～30℃，煉鋼時(shí)如果某一環(huán)節(jié)對(duì)鋼液溫度沒有進(jìn)行嚴(yán)格管控，過熱度也會(huì)存在不超過10℃的狀況。一旦過熱度相對(duì)較低，鋼液的粘稠度就會(huì)逐漸增大，氣體在結(jié)晶器內(nèi)部進(jìn)行上浮時(shí)，困難程度也會(huì)急劇升高，極其容易被坯殼所獲取，從而在皮下形成氣泡，情節(jié)嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生結(jié)冷鋼的狀況。通常情況下，在現(xiàn)場對(duì)鑄坯進(jìn)行抽查檢驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)如果過熱度相對(duì)較低，爐次板坯邊緣位置的氣泡會(huì)極其嚴(yán)重。

1.2.2 真空冶煉

脫氧狀況相對(duì)不好的鋼液，在凝結(jié)期間極其容易出現(xiàn)碳氧反應(yīng)，從而形成一氧化碳，一氧化碳一旦形成鋼液中的氣體含量就會(huì)急劇升高，從而導(dǎo)致鑄坯期間極其容易形成氣泡。一般情況下來說，應(yīng)用不同形式的真空脫氣工藝，鋼液在氮含量和氧含量層面會(huì)存在極大的差別。尤其是對(duì)高碳鋼進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，需要加入增碳劑，而且增碳劑內(nèi)部的氫含量相對(duì)較高，會(huì)導(dǎo)致鋼液中的氫含量急劇上升。

1.2.3 結(jié)晶器內(nèi)部的鋼液出現(xiàn)流場

浸入式水口在插入時(shí)，不同的深度對(duì)于板坯氣泡形成，也會(huì)造成不同程度的影響。如果插入時(shí)深度相對(duì)不深，容易出現(xiàn)液面翻騰，導(dǎo)致卷渣氣泡形成。插入時(shí)如果深度太深，鋼液在沖擊時(shí)深度就會(huì)急劇加深，導(dǎo)致氣體上浮極為困難，從而極其容易被結(jié)晶器邊緣內(nèi)部存在的凝固坯殼所捕獲，從而在邊部形成氣泡[1]。

2 ?控制連鑄坯氣泡的主要措施

2.1 控制非穩(wěn)態(tài)澆鑄期間的措施

開始澆鑄時(shí)，由于中間包和結(jié)晶器內(nèi)的溫度相對(duì)較低，結(jié)晶器內(nèi)部就會(huì)存在比較多的冷鋼，需要重復(fù)對(duì)其進(jìn)行點(diǎn)檢，并對(duì)冷鋼進(jìn)行清潔，而此期間就會(huì)導(dǎo)致液面出現(xiàn)較大程度的波動(dòng)，不可防止的就會(huì)出現(xiàn)一定程度的卷渣。所以，在開始澆鑄之前需要應(yīng)用開澆渣，使用鋁、硅等元素形成化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生一定程度的熱量，降低冷鋼的形成量，常規(guī)情況下進(jìn)行開澆渣的主要操作時(shí)，在鋼液淹沒在浸入式水口中的吐出孔時(shí)，加入開澆渣以及結(jié)晶器的保護(hù)渣，但是這種方式在初期應(yīng)用之后并沒有降低冷鋼的形成量，首爐板坯出現(xiàn)的氣泡也沒有得到有效減少。通過對(duì)開澆渣的加入操作進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，就是在鋼液淹沒浸入式水口的吐出孔時(shí)加入開澆渣，經(jīng)過10～15秒之后開澆渣會(huì)變成紅色，此時(shí)再加入結(jié)晶器的保護(hù)渣。事實(shí)證明，此種操作方式能夠讓冷鋼的形成量急劇降低，首爐非穩(wěn)態(tài)澆鑄時(shí)，板坯氣泡數(shù)量也會(huì)得到有效降低。

2.2 控制穩(wěn)態(tài)澆鑄期間的工藝措施

2.2.1 控制過熱度

在精煉環(huán)節(jié)中，對(duì)于溫度管控的水平進(jìn)行深層次的提升。對(duì)于精煉氬氣的流量管控、出鋼量、出鋼溫度、鋼包的包況進(jìn)行穩(wěn)定管控，定期針對(duì)測溫槍展開校正，讓鋼液溫度在測量期間的精準(zhǔn)度得到有效保障。

2.2.2 深層次的脫氣以及脫氧

要讓鋼液在脫氧層面的效果得到有效保障，要求鋼液中的鋁要高于0.015%。對(duì)于高碳鋼而言，為了有效降低鋼中氣體的主要含量，對(duì)工藝提出的要求是需要在真空狀態(tài)下，維持20分鐘以上的時(shí)間。

2.2.3 對(duì)浸入式水口的實(shí)際插入深度進(jìn)行優(yōu)化

優(yōu)化之前的浸入式水口插入的深度，通常情況在150～175毫米的范圍內(nèi)，此范圍對(duì)于鋼液內(nèi)部氣體的排出、上浮都會(huì)造成不利影響。

所以，需要對(duì)于水口在插入時(shí)的深度進(jìn)行更改，維持在140～155mm的范圍內(nèi)，因?yàn)椴迦肷疃认鄬?duì)較淺時(shí)，能夠讓氣泡上浮更加容易[2]。

結(jié)束語：綜上所述，為了有效管控連鑄坯氣泡的形成，首先，需要應(yīng)用性能狀態(tài)較好的保護(hù)渣，而且要求保護(hù)渣中三氧化二鋁含量低于10%，與此同時(shí)需要讓熔融層保持一定的厚度。其次，讓鋼水的純凈程度得到有效提升，并讓鋼水在澆鑄時(shí)有一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。然后，需要保障連鑄鋼水在澆鑄期間的溫度維持在一個(gè)可控的范圍之內(nèi)，并對(duì)生產(chǎn)節(jié)奏進(jìn)行有效管控，讓連鑄拉速可以維持恒定狀態(tài)。最后，讓液面保持穩(wěn)定性，對(duì)于結(jié)晶器液面的波動(dòng)幅度進(jìn)行有效管控，要求低于±3毫米。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉小軍，李杰，劉德勝，等.舞鋼連鑄板坯皮下氣泡缺陷的成因分析與控制[J].寬厚板，2021.

[2]肜玲華，姚小峰.連鑄坯皮下氣泡的成因分析及應(yīng)對(duì)措施[J].冶金與材料，2019，39（5）：3.