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1、第四屆發(fā)展中國家連鑄國際會(huì)議(CCC’08)”改善304不銹鋼板坯表面質(zhì)量工藝實(shí)踐孫銘山、鄒勇、范光偉、王立新(太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司技術(shù)中心,山西省太原市030003)摘要:太鋼通過采用低振幅高振頻振動(dòng)方式、精確控制結(jié)晶器液面、優(yōu)化水口插入深度、低熔點(diǎn)保護(hù)渣、恒拉速等連鑄工藝技術(shù),大幅提高了太鋼304不銹鋼鑄坯表面質(zhì)量,使304不銹鋼在高拉速條件下的鑄坯無修磨比例超過60%,冷板表面質(zhì)量也得到進(jìn)一步的提升。關(guān)鍵詞:連鑄工藝、表面質(zhì)量
2、、無修磨PracticeonImproving304StainlessSteelSlabSurfaceQualityinTISCOSUNMingshanZOUYong,F(xiàn)ANGuangweiWANGLixin(TechonolgyCenterTISCO,taiyuancityshanxiprovince030003)Abstract:Thehighoscillationfrequencylowoscillationswingofmoul
3、daccuratelycontrolledmeniscusfluctuationoptimizingSENdepthconstantcastingvelocitylowcoolingwaterofmouldwereadoptedduringthecontinuouscastingof304stainlesssteelinTISCOratioofthestainlesssteelslabswithoutgrindinggotupto60p
4、ercentthesurfacequalityofthecoldrolledcoilswasimproved.Keywds:ContinuouscastingprocessSurfacequalityNongrinding1前言太鋼150萬噸新不銹鋼生產(chǎn)線投產(chǎn)以后,產(chǎn)能達(dá)到200萬噸年,其中304型不銹鋼產(chǎn)量超過4萬噸月。新不銹鋼冶煉系統(tǒng)擁有世界上最先進(jìn)的不銹鋼生產(chǎn)線,其連鑄是在高拉速條件下進(jìn)行澆注,具備無修磨的條件。因此,在新不銹鋼生
5、產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)304型不銹鋼鑄坯無修磨軋制對(duì)提高生產(chǎn)效率和降低成本有非常重要的意義,而實(shí)現(xiàn)鑄坯無修磨的關(guān)鍵是必須生產(chǎn)出表面無缺陷的鑄坯。本文基于新不銹鋼冶煉系統(tǒng)的連鑄設(shè)備及鋼種特點(diǎn),針對(duì)當(dāng)時(shí)304鑄坯表面存在的凹陷和振痕深等質(zhì)量問題進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),經(jīng)過大量的試驗(yàn)和研究,得出影響鑄坯表面的凹陷和振痕等表面缺陷的原因并提出相應(yīng)解決措施。通過這些技術(shù)的實(shí)施使太鋼304不銹鋼鑄坯表面質(zhì)量得到大幅改善,無修磨比例超過60%,取得了明顯的成效。2生產(chǎn)工藝概
6、況新不銹鋼系統(tǒng)采用160噸BOF→180噸LF→180噸AOD→連鑄→修磨→熱軋→冷軋的工藝路線生產(chǎn)304型不銹鋼冷板,連鑄工藝參數(shù)如表1所示。表1連鑄機(jī)參數(shù)Table1:continuouscastingparameters項(xiàng)目參數(shù)類型垂直彎曲型鑄坯規(guī)格180-250mm1000-2150mm鑄機(jī)半徑9000mm冶金長度27396mm結(jié)晶器類型直結(jié)晶器,長度900mm中包最大30噸MLACCo-60振動(dòng)條件75-180次分鐘拉速0.8
7、-1.6mmin第四屆發(fā)展中國家連鑄國際會(huì)議(CCC’08)”振痕的深度是衡量鑄坯表面質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn),為了提高鑄坯表面質(zhì)量,應(yīng)盡量降低振痕深度[3]。振痕深會(huì)導(dǎo)致其底部存在微觀裂紋、偏析帶以及夾渣等缺陷。因此,目前普遍認(rèn)為淺而規(guī)則的振痕是鑄坯表面質(zhì)量優(yōu)良的體現(xiàn)。與碳鋼相比,不銹鋼鑄坯在熱軋加熱過程表面產(chǎn)生的氧化鐵皮薄,深振痕下的裂紋、夾渣、偏析帶等不能通過氧化除去。因此,304不銹鋼進(jìn)行鑄坯無修磨要求其振痕深度小于0.25mm[4],新
8、不銹鋼冶煉系統(tǒng)連鑄投產(chǎn)初期,鑄坯表面振痕深度基本在0.6~0.9mm左右,對(duì)最終冷板產(chǎn)品的表面質(zhì)量影響很大。422振痕形成機(jī)理結(jié)晶器振動(dòng)是為了改善潤滑、避免粘結(jié)、提高拉速,但在鑄坯表面形成振痕。目前振痕的類型基本分為鉤狀和凹陷狀兩種[7]。關(guān)于振痕形成的機(jī)理,先后提出多種理論。目前,被廣泛引用的是Tomono的理論,它解釋了鉤狀和凹陷狀兩種振痕的形成原理。該理論認(rèn)為[6],結(jié)晶器中的鋼水受到表面張力的作用形成彎月面,在結(jié)晶器相對(duì)于坯殼向
9、下運(yùn)動(dòng)時(shí),即在負(fù)滑脫時(shí)間里,指向鑄坯中心的壓力使彎月面邊沿的初始凝固殼向里運(yùn)動(dòng),負(fù)滑脫即將要結(jié)束和正滑脫將要開始時(shí),彎月面初始凝固殼開始向結(jié)晶器移動(dòng),負(fù)滑脫時(shí)間越長,彎月面坯殼的厚度和長度越大;當(dāng)結(jié)晶器向上運(yùn)動(dòng)時(shí),液面壓力釋放,鋼水回流向結(jié)晶器壁蓋住彎月面,所以在鑄坯表面形成一個(gè)橫向的凹下振痕,如果溢流從鑄坯的初始凝固殼破裂而出,此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生鉤狀振痕;如果不溢流出來,就形成凹陷狀振痕。由于保護(hù)渣的潤滑作用,減小了初始凝固坯殼和結(jié)晶器內(nèi)壁
10、的摩擦力,減小了拉裂的可能性,因此,凹陷型振痕出現(xiàn)的機(jī)會(huì)更大。5改善鑄坯表面質(zhì)量工藝措施針對(duì)太鋼304不銹鋼表面縱向凹陷和振痕深的質(zhì)量問題,基于其形成機(jī)理分析并結(jié)合現(xiàn)場工藝裝備條件,從水口插入深度、保護(hù)渣粘度、拉速、結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)等工藝方面進(jìn)行了改進(jìn)。5.1水口插入深度的影響浸入式水口的插入深度對(duì)流股沖擊深度、液面波動(dòng)、表面流速和卷渣均有重要影響,特別是在高拉速條件下影響更加顯著。當(dāng)水口插入深度過于淺時(shí),結(jié)晶器表面的流速和液面穩(wěn)定性差,
11、因而容易發(fā)生卷渣,形成皮下夾雜;當(dāng)水口插入深度過于深時(shí),鋼流在邊部和彎月面的溫度降低,彎月面凝固及保護(hù)渣熔化不良,導(dǎo)致連鑄坯邊部縱向凹陷加重,容易產(chǎn)生鑄坯表面質(zhì)量問題。研究發(fā)現(xiàn)[5],浸入式水口的插入深度對(duì)鑄坯缺陷的影響會(huì)隨板坯尺寸的變化而變化。通過產(chǎn)品試驗(yàn)及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析了水口插入深度的影響,發(fā)現(xiàn)304不銹鋼窄坯凹陷隨浸入式水口的插入深度的減少而減少,而寬坯隨浸入式水口的插入深度的增加而減少,試驗(yàn)結(jié)果見圖4。因此,針對(duì)連鑄坯寬度規(guī)格相應(yīng)
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