[科普中國]-脫方

簡介

脫方(也叫菱變)是小方坯的一種常見缺陷。其特征就是鑄坯橫截面對角線之差超標(國標要求≤7mm)。它的危害性主要有以下幾點：

(1)脫方誘發(fā)鑄坯內(nèi)部裂紋，尤其是對角線裂紋；

(2)脫方并伴隨一定程度的鼓肚，會產(chǎn)生漏鋼事故?，影響鑄機正常生產(chǎn)；

(3)脫方會造成加熱爐推鋼倒鋼現(xiàn)象，鑄坯難以咬人軋機孔型，給軋制帶來一定的困難。

針對小方坯的脫方現(xiàn)象，結(jié)合生產(chǎn)實踐，從工藝方面探討小方坯產(chǎn)生脫方的原因和工藝改進措施1。

小方坯脫方的機理高溫鋼水注入結(jié)晶器內(nèi)進行強制冷卻。在鋼水凝固過程中，結(jié)晶器角部區(qū)域是二維傳熱，此處坯殼凝固最快，較早收縮同時較早形成氣隙，氣隙使得坯殼傳熱受阻。當坯殼出結(jié)晶器時，角部最薄，也最容易誘發(fā)變形，這是小方坯容易脫方的前提條件。當結(jié)晶器彎月面初生坯殼在結(jié)晶器中各個面冷卻不均勻時，坯殼生長不均勻，出結(jié)晶器后由于凝固收縮不同和鋼水靜壓力作用而脫方?。如果鑄坯進入二冷區(qū)冷卻不均勻，會加劇鑄坯脫方；另外的情況是即使初生坯殼在結(jié)晶器中各個面冷卻均勻，如果鑄坯進入二冷區(qū)冷卻不均勻，鑄坯同樣也容易產(chǎn)生脫方。

總之，小方坯脫方的根本原因是因為初生坯殼在結(jié)晶器中冷卻不均勻和鑄坯在二冷區(qū)冷卻不均勻。

小方坯脫方的工藝因素1結(jié)晶器

（1）結(jié)晶器材質(zhì)

結(jié)晶器材質(zhì)的選擇對結(jié)晶器的使用壽命有較大的影響，如果結(jié)晶器超壽命作業(yè)，會引起鑄坯脫方等一系列問題。cu作為結(jié)晶器的母材，其熱導率高，但純cu的屈服應力和軟化抗力低，通常加入微量元素(如P、缸、Cr、zr等)來提高cu的再結(jié)晶溫度，既改善cu的屈服應力和軟化抗力又不顯著降低熱導率。我廠小方坯結(jié)晶器采用P—cu材質(zhì)，但P、缸元素對提高cu的屈服應力和軟化抗力不如cr、zr等元素u J。為了提高結(jié)晶器的使用壽命，從工藝角度應選用cr—Zr—Cu材質(zhì)。

（2）結(jié)晶器銅管磨損

結(jié)晶器銅管磨損大，會改變結(jié)晶器局部錐度，破壞連續(xù)錐度，影響結(jié)晶器的正常傳熱，同時易引起銅管永久性變形．造成鑄坯脫方或漏鋼。我廠對小方坯結(jié)晶器投入探測儀來監(jiān)控銅管的使用情況，脫方后弧面、脫方后直面顯示了結(jié)晶器銅管的變形程度，這是澆鑄HRB335時下線結(jié)晶器取得的數(shù)據(jù)，所對應鑄坯脫方。

2水口對中

浸入式水習不對中會造成坯殼在結(jié)晶囂中不均勻和生長不均勻，鑄坯脫方。一種情況是由于操作責任引起水口偏；另外的情況是振動臺偏振或錯位引起水口偏。

3噴嘴堵塞、噴淋條不對中

噴嘴堵塞會造成噴嘴噴水弱或不噴水和噴水失去角度，鑄坯在二冷區(qū)冷卻不均勻，鑄坯因此而脫方。我廠小方坯二冷噴嘴采用60°和46°兩種角度的唼嘴，噴水角度覆蓋鑄坯表面距角部分別為7mm和9．26mm。如果噴淋條不對中，噴水偏向角部，鑄坯在二冷區(qū)冷卻極其不均勻，鑄坯會加劇脫方。

4過熱度和拉速控制

過熱度偏高，拉速和過熱度不匹配，會加劇鑄坯脫方，并伴隨鑄坯鼓肚。這點在實際生產(chǎn)中巳證實。

5鋼種的影響

由于鋼種不同，凝固線收縮不同，脫方程度也不同。低碳鋼的凝固線收縮大于中、高碳鋼，所以低碳鋼的脫方率大于中、高碳鋼2。

預防小方坯脫方的工藝措施(1)建立結(jié)晶器檔案，跟蹤其使用情況；根據(jù)結(jié)晶器的過鋼量，檢測對應銅管錐度變化，摸索出結(jié)晶器銅管的最大過鋼量；對超過鋼量的結(jié)晶器及時下線。

(2)開澆之前要認真檢查設備和二冷室，主要包括振動系統(tǒng)、結(jié)晶器銅管、上引錠時測量噴淋條對中和檢查結(jié)晶器對弧以及噴嘴狀況；開澆后保證浸入式水口對中，并觀察二冷室的噴水情況和鑄坯表面顏色，以此判斷鑄坯冷卻的均勻性。

(3)對出現(xiàn)脫方的鑄流，可適當調(diào)整拉速。

總結(jié)通過生產(chǎn)實踐表明，小方坯脫方的工藝因素是綜合因素，但結(jié)晶器過鋼量高和噴淋條不對中或噴嘴堵塞是常見的工藝因素，因此在實際生產(chǎn)過程中要加強這方面的設備檢查和監(jiān)控3。