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摘要：唐钢中厚板公司炼钢厂投产的2号板坯连铸机铸坯表面质量非常不稳定，不仅表面存在大面积的裂纹，而且内部的夹杂数量也很多，在使用的过程中会很大程度地影响轧制质量。而如果能够在控制的过程中能够有效地控制外弧角裂纹，则会有效改善铸坯表面存在的缺陷，中厚板连铸坯表面的质量也会得以明显的改善。铸坯外弧角裂痕和缺陷的发生率可以从25.6%降低到0.6%，钢板内部夹杂的缺陷也会在很大程度上得以降低。
关键词：中厚板；连铸坯；无缺陷生产；实践策略
1、铸坯缺陷分析及控制
1.1铸坯外弧角横裂缺陷分析与控制
1.1.1缺陷分析
生产过程中连铸铸坯外弧角部形成的与拉坯方向垂直的横向裂纹，通常隐藏于皮下1～2mm，长度一般5～20mm，该缺陷经轧制后在钢板边部形成“W”形或“M”形山峰状裂纹。铸坯及轧制后钢板裂纹缺陷形态见图1。
在生产的过程中，整个中厚板连铸机铸坯断面的尺寸过大，其铸坯凝固的时间过长，因此其中心很容易发生偏析、疏松和缩孔的现象。而即便是在后期加热的过程中也很难被消除。而通过分析才得知，在连铸生产的过程中，连铸机械扇形段开口度设定的量最为精准，铸机在轻压下，模型凝固末端会准确地捕捉其压下的量。
1.1.2控制措施
1）扇形段对弧精度控制[2]。扇形段合箱前接弧辊间偏差控制在±0.05mm以内，在线段间接弧精度控制在±0.15mm以内。
2）在通过优化冷却水量的过程中，尤其需要结合以往浇注的经验来对结晶器进出的水温差和宽窄内部的热流通量的比例进行全面的跟踪，之后再就结晶器内部水流量的变化对连铸坯角裂的影响进行全盘介绍，从而才能够确定宽窄内部最佳的水量和水槽内的水流速度。
3）全面对结晶器内部窄边铜板锥度进行全面的优化。先将连铸结晶器的铜板始终处于垂直而不收缩的状态，之后将内部的铜板由上到下收缩1mm，以便能够让其使用保持非垂直的状态[3]。而这样的设计也直接导致了连铸坯坯壳在结晶器内部存在差异。而之后尤其需要根据结晶器内部铜板磨损的状况来适当地减小窄边铜板的倒锥措施。
4）结晶器窄边足辊间隙的优化。结晶器窄边原设计为4根足辊、4个喷嘴，足辊均比窄边铜板的延长线凸出5mm，铸坯出结晶器后受到较大的挤压，设计不合理。通过减小窄边足辊间隙，由5-5-5-5改为5-2-2-2，改进后铸坯角裂情况明显好转。
5）据有关数据显示，在相同的情况下，2100mm断面连铸坯要比1600mm断面连铸坯出现裂纹的比例要高3.5倍。根据相关的数据结果分析，为了能够更好地遵循1600mm和2100mm断面的原则，弱化角部冷却可以将新上线弯曲段的SO-S5内外弧最外侧喷嘴堵死，增加复切阀门，并对喷淋的水量进行全面的调整，只有这样才能够保证冷却水流的密度始终保持不变。改进过之后，1600mm断面连铸角裂炉次量下降了28.6%，2100mm断面的连铸坯角裂炉次量下降了55%。
1.1.3控制效果
通过对连铸坯外弧角横裂缺陷产生的原因分析及采取相应改进措施后，铸坯表面缺陷得到了很好控制。铸坯外弧角横裂缺陷发生率由25.2%降低到0.03%以下。
1.2铸坯表面夹杂缺陷分析与控制
1.2.1缺陷分析
因铸坯表面夹杂导致的钢板表面缺陷呈现出增多趋势，夹杂缺陷为镶嵌于连铸铸坯表面或皮下1～2mm处的渣状物，呈白色或灰白色，硬度稍高，形状不规则，面积大小及数量不确定。该缺陷经轧制后在钢板表面同样呈白色或灰白色夹杂。
对钢板表面夹杂处取样进行扫描电镜分析，扫描电镜形貌及成分含量分别如表1所示。
从表1分析结果来看，夹杂缺陷处成分出现了Na元素，说明其与保护渣成分存在一定关系。
而在调查的过程中可以明显发现，中间包开浇第1炉过程中将会产生较大的影响。正因为第1炉本身的缺陷率为2.38%，而其余炉次平均的缺陷仅仅只达到了0.05%。因此，在浇注第1炉的过程中，如果结晶器内部的流场存在不稳定的现象，那么自然会导致还没有来得及被融化的保护渣会卷入钢水内部。而又因为越接近结晶器弯月处的钢水凝固的速度相当快，因此被卷入内部的保护渣自然没有办法更好地上浮于已經凝固的坯壳，最终形成了皮下夹渣。
1.2.2预防措施
1）提高中间包开浇第1炉钢水过热度至20～30℃，确保开浇初期结晶器内保护渣化渣良好。
2）在保证安全生产的基础上，要尽量减少在开浇初期结晶器内钢液面搅动的频率和搅动的幅度，从而有效地降低由于液面异常而引发的使得保护渣嵌入坯壳中。
3）要确保当结晶器处于安全坯壳厚度的基础上，以最快的速度拉出来，并由此降低在开浇初期结晶器内部钢水较低的温度对保护渣产生的影响，以便能够尽快地稳定结晶器的流场。
1.2.3取得的效果
以上措施实施后，钢板表面夹杂缺陷率大幅降低，尤其开浇第1炉尤为明显，钢板夹杂缺陷率由月均1.32%降低至0.13%以下。由此可见，中厚板连铸坯表面在生产实践的过程中取得了很好的效果。
2、结束语
扇形段对弧精度、结晶器窄边锥度和结晶器之间的间隙设备的参数以及连接连铸坯角部裂纹本身都有很大的影响。而结晶器内部本身的水量、流速、弯曲段上部的冷水分布和配水量与铸坯角部裂纹的控制都有一定的影响。而在之后通过电镜分析之后，铸坯表面缺陷明显夹杂着保护渣的成分[4]。
参考文献：
[1]朱苗勇.现代冶金学[M].北京：冶金工业出版社，2016（4）：259-263.
[2]雷明杰.神经网络和遗传算法在中厚板轧机中的应用研究[J].郑州大学硕士学位论文，2015（8）：159-163.
[3]李晓刚，李坤，黄彩虹.中厚板轧机液压自动控制系统[J].唐山铜铁集团微尔自动化有限公司，河北唐山，2016（3）：289-293.
（作者单位：河北钢铁集团唐钢中厚板公司）
关键词：中厚板；连铸坯；无缺陷生产；实践策略
1、铸坯缺陷分析及控制
1.1铸坯外弧角横裂缺陷分析与控制
1.1.1缺陷分析
生产过程中连铸铸坯外弧角部形成的与拉坯方向垂直的横向裂纹，通常隐藏于皮下1～2mm，长度一般5～20mm，该缺陷经轧制后在钢板边部形成“W”形或“M”形山峰状裂纹。铸坯及轧制后钢板裂纹缺陷形态见图1。
在生产的过程中，整个中厚板连铸机铸坯断面的尺寸过大，其铸坯凝固的时间过长，因此其中心很容易发生偏析、疏松和缩孔的现象。而即便是在后期加热的过程中也很难被消除。而通过分析才得知，在连铸生产的过程中，连铸机械扇形段开口度设定的量最为精准，铸机在轻压下，模型凝固末端会准确地捕捉其压下的量。
1.1.2控制措施
1）扇形段对弧精度控制[2]。扇形段合箱前接弧辊间偏差控制在±0.05mm以内，在线段间接弧精度控制在±0.15mm以内。
2）在通过优化冷却水量的过程中，尤其需要结合以往浇注的经验来对结晶器进出的水温差和宽窄内部的热流通量的比例进行全面的跟踪，之后再就结晶器内部水流量的变化对连铸坯角裂的影响进行全盘介绍，从而才能够确定宽窄内部最佳的水量和水槽内的水流速度。
3）全面对结晶器内部窄边铜板锥度进行全面的优化。先将连铸结晶器的铜板始终处于垂直而不收缩的状态，之后将内部的铜板由上到下收缩1mm，以便能够让其使用保持非垂直的状态[3]。而这样的设计也直接导致了连铸坯坯壳在结晶器内部存在差异。而之后尤其需要根据结晶器内部铜板磨损的状况来适当地减小窄边铜板的倒锥措施。
4）结晶器窄边足辊间隙的优化。结晶器窄边原设计为4根足辊、4个喷嘴，足辊均比窄边铜板的延长线凸出5mm，铸坯出结晶器后受到较大的挤压，设计不合理。通过减小窄边足辊间隙，由5-5-5-5改为5-2-2-2，改进后铸坯角裂情况明显好转。
5）据有关数据显示，在相同的情况下，2100mm断面连铸坯要比1600mm断面连铸坯出现裂纹的比例要高3.5倍。根据相关的数据结果分析，为了能够更好地遵循1600mm和2100mm断面的原则，弱化角部冷却可以将新上线弯曲段的SO-S5内外弧最外侧喷嘴堵死，增加复切阀门，并对喷淋的水量进行全面的调整，只有这样才能够保证冷却水流的密度始终保持不变。改进过之后，1600mm断面连铸角裂炉次量下降了28.6%，2100mm断面的连铸坯角裂炉次量下降了55%。
1.1.3控制效果
通过对连铸坯外弧角横裂缺陷产生的原因分析及采取相应改进措施后，铸坯表面缺陷得到了很好控制。铸坯外弧角横裂缺陷发生率由25.2%降低到0.03%以下。
1.2铸坯表面夹杂缺陷分析与控制
1.2.1缺陷分析
因铸坯表面夹杂导致的钢板表面缺陷呈现出增多趋势，夹杂缺陷为镶嵌于连铸铸坯表面或皮下1～2mm处的渣状物，呈白色或灰白色，硬度稍高，形状不规则，面积大小及数量不确定。该缺陷经轧制后在钢板表面同样呈白色或灰白色夹杂。
对钢板表面夹杂处取样进行扫描电镜分析，扫描电镜形貌及成分含量分别如表1所示。
从表1分析结果来看，夹杂缺陷处成分出现了Na元素，说明其与保护渣成分存在一定关系。
而在调查的过程中可以明显发现，中间包开浇第1炉过程中将会产生较大的影响。正因为第1炉本身的缺陷率为2.38%，而其余炉次平均的缺陷仅仅只达到了0.05%。因此，在浇注第1炉的过程中，如果结晶器内部的流场存在不稳定的现象，那么自然会导致还没有来得及被融化的保护渣会卷入钢水内部。而又因为越接近结晶器弯月处的钢水凝固的速度相当快，因此被卷入内部的保护渣自然没有办法更好地上浮于已經凝固的坯壳，最终形成了皮下夹渣。
1.2.2预防措施
1）提高中间包开浇第1炉钢水过热度至20～30℃，确保开浇初期结晶器内保护渣化渣良好。
2）在保证安全生产的基础上，要尽量减少在开浇初期结晶器内钢液面搅动的频率和搅动的幅度，从而有效地降低由于液面异常而引发的使得保护渣嵌入坯壳中。
3）要确保当结晶器处于安全坯壳厚度的基础上，以最快的速度拉出来，并由此降低在开浇初期结晶器内部钢水较低的温度对保护渣产生的影响，以便能够尽快地稳定结晶器的流场。
1.2.3取得的效果
以上措施实施后，钢板表面夹杂缺陷率大幅降低，尤其开浇第1炉尤为明显，钢板夹杂缺陷率由月均1.32%降低至0.13%以下。由此可见，中厚板连铸坯表面在生产实践的过程中取得了很好的效果。
2、结束语
扇形段对弧精度、结晶器窄边锥度和结晶器之间的间隙设备的参数以及连接连铸坯角部裂纹本身都有很大的影响。而结晶器内部本身的水量、流速、弯曲段上部的冷水分布和配水量与铸坯角部裂纹的控制都有一定的影响。而在之后通过电镜分析之后，铸坯表面缺陷明显夹杂着保护渣的成分[4]。
参考文献：
[1]朱苗勇.现代冶金学[M].北京：冶金工业出版社，2016（4）：259-263.
[2]雷明杰.神经网络和遗传算法在中厚板轧机中的应用研究[J].郑州大学硕士学位论文，2015（8）：159-163.
[3]李晓刚，李坤，黄彩虹.中厚板轧机液压自动控制系统[J].唐山铜铁集团微尔自动化有限公司，河北唐山，2016（3）：289-293.
（作者单位：河北钢铁集团唐钢中厚板公司）