不锈钢板坯表面生产质量控制

张俊昌

摘 要：随着我国建筑业的不断发展，不锈钢被广泛使用。现就不锈钢板坯表面生产质量控制进行探讨，简述了不锈钢生产的工艺和装备，针对如何提高不锈钢连铸坯表面质量这一要点提出了一些工艺对策和技术对策，以期为相关方面提供参考和借鉴。

关键词：不锈钢板坯；质量控制；工艺对策；技术对策

中图分类号：TF777 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）05-0022-02

众所周知，不锈钢是一种具有高合金含量和高表面质量的钢品种，其具有焊接性、耐腐蚀性、耐热性等许多优点，被广泛应用于各行各业中。但随着我国建筑、冶金等行业的发展，对不锈钢的质量提出了更高的要求。因此，控制好不锈钢的生产质量尤为重要。

1 不锈钢板坯生产工艺和装备

不锈钢板坯生产工艺和装备为：1座90 t超高功率交流电弧炉，3座45 tAOD精炼炉，1座45 tLF炉，1台1 280 mm立式板坯连铸机和板坯修磨设备。其中，电弧炉炼钢采用全冷废钢冶炼工艺。

2 提高不锈钢连铸坯表面质量的工艺对策

不锈钢铸坯表面质量与以下几方面有关：①钢水的洁净度。在浇铸前、浇铸中，钢水氧化物夹杂物的形成和带入都会影响连铸坯表面质量。②结晶器内铸坯坯壳形成时的工况是否稳定。③合理的结晶器振动参数。虽然影响连铸坯表面质量的环节主要在结晶器部分，但二冷段冷却制度的合理优化和流线上设备精度对表面质量也起至关重要的作用。

2.1 全流程钢水洁净度集成控制

通过实施全流程的洁净钢工艺攻关，初步建成具有特色的短流程洁净不锈钢生产平台。电弧炉环节通过加强废钢检验和炉料结构管理，引进先进的辅助技术，实现粗钢水条件下的低成本、高效率稳定控制（兑钢温度、成分精度，确保减少AOD耐火材料侵蚀和调合金量）。精炼环节实施二级模型自动炼钢、精确控碳、减少过氧化和优化还原，结合成分窄化和目标控制技术，少渣炼钢、自动吹氩。连铸环节进行严格的无氧化保护浇注和结晶器液面自动控制等非稳态浇注控制技术。经过技术攻关前后主要洁净度指标变化如图1所示。

图1 洁净钢攻关前后主要洁净度指标变化（单位：%）

图1中，A为化学成分稳定控制率；B为夹杂物级别稳定控制率；C为连铸低倍级别稳定控制率；D为中包温度目标命中率。

优化、高效的工序协同，实现了全流程的洁净度管控，形成了管控指标评价体系，为洁净连铸坯的生产奠定了基础。

2.2 连铸工艺技术优化改进

为了提高不锈钢连铸坯的表面质量，2004年某炼钢厂对立式连铸机进行整体改造，将结晶器振动方式改为液压非正弦振动方式，同时对二冷配水进行改造，使其形成汽水雾化冷却动态控制的先进冷却模式，并结合不锈钢钢种特殊、品种复杂的特点，增加多个弱冷模。2012年，改进了结晶器液面控制系统，提高了结晶器液面控制水平，液面波动在±1 mm以内的比例达到95%以上。使用第三代中包液压快换，使高连浇过程水口更换和稀土钢等特殊品种生产过程中的水口更换更安全、快速、可靠，避免了换水口时表面的接痕和卷渣。改进二冷水反冲洗过滤系统，这样有效防止了二冷段喷嘴堵塞。改进中间包盖结构，提高包盖寿命和保温效果，减少耐火材料剥损等，为提高不锈钢表面质量打下坚实的硬件基础。

在生产过程中，统计近一年多来振动参数调整、保护渣优化前后各5 000块连铸坯表面情况，总结发生在立式连铸机铸坯表面上的缺陷主要有深振痕、裂纹、凹陷、夹渣、夹杂、渣坑等，其出现频率如表1所示。

2.2.2 结晶器流场优化

结晶器流场的分布情况不仅影响结晶器内钢水的流动轨迹、夹杂物上浮效果，还影响着坯壳内的温度分布和凝固行为。同时，对保护渣的熔化特性和坯壳的生长规律也有一定影响。结晶器流场的分布情况对连铸坯的洁净度和表面质量影响重大。紊乱的流场，势必造成结晶器卷渣、振痕不规则，甚至翻皮、漏钢。

通过对结晶器流场分布情况进行分析后，对水口的参数和插入深度进行了调整优化，确保结晶器内钢水的流动轨迹符合温度合理分布，有利于夹杂上浮，同时保证振痕规则、平直。

通过对结晶器流场进行优化，同时对原有结晶器液面控制系统进行改造升级，引进涡流塞棒控制系统，大大提高了结晶器液面波动控制水平，铸坯质量提升效果也不错。

2.2.3 结晶器保护渣技术

1 280 mm立式板坯连铸机，由于拉速低、品种多、钢种特性复杂、过热度高等自身特性，对保护渣的适应性要求特别高。为此，以具有包晶反应的304系钢种系列为主，开展了多次保护渣技术攻关，在此基础上，进一步对含Ti钢、耐热钢、双相钢等特殊钢种展开研究，效果十分明显。

以304系钢种为例，由于包晶反应时先析出的向转化会发生体积收缩，容易导致铸坯表面出现深振痕、凹陷，收缩严重时导致初生坯壳内产生较大应力。如果该应力得不到释放，甚至被不均匀冷却或结晶器液面严重波动加剧，就会在铸坯表面产生纵裂纹。因此，这类钢种需要在结晶器内使用弱冷，均匀坯壳厚度，减小应力的作用。

3 工艺效果及特殊品种钢的技术对策

通过对工艺技术实施连续优化、升级、集成，不仅在生产效率上得到大幅度的提升，而且在产品质量上也创下了历史纪录。304连铸坯无修磨比例直线上升，修磨损失率明显降低，全钢种综合修磨率降到历史最低水平——1.01%，轧后退废率也大幅度下降，达到历史最低水平——0.54%.

面对未来越来越激烈的市场竞争，唯一的办法就是在稳定提高生产效率、降低生产成本的同时，开发、生产和经营高附加值钢种，增强高附加值钢种的实现能力和营销能力。立式连铸机在这方面将大有作为。首先是在生产高合金含量的钢种方面，由于高合金钢的普遍特性是合金含量高、导热性差、钢水流动性不好、液相线和固相线温度区间窄等，尤其是在一些含有特殊成分和易裂钢种方面，立式连铸机能够克服这些问题，但需要不断对这类铸机进行新技术优化、改造和集成，例如安装电磁冶金技术、二冷段精度和冷却系统智能控制技术等。

4 结束语

综上所述，不锈钢作为多种领域里的重要材料，保障其生产质量对促进多种领域的生产尤为重要。以上就不锈钢板坯表面生产质量控制进行了探讨，并提出了一些有效的工艺对策和技术对策，相信对不锈钢板坯表面生产质量的控制有一定的帮助。

参考文献

[1]杨军.高表面质量不锈钢板坯连铸工艺研究[J].钢铁，2007（09）.

[2]杨军，顾学红，邵世杰，等.含钛铁素体不锈钢连铸板坯质量解析及工艺对策[J].钢铁，2010（04）.

〔编辑：刘晓芳〕

Stainless Steel Slab Surface Production Quality Control

Zhang Junchang

Abstract： With the continuous development of China's construction industry， stainless steel is widely used. Now on the surface of stainless steel slab production quality control are discussed， outlines the stainless steel production technology and equipment， how to improve the surface quality of stainless steel billet main points raised some process measures and technical measures in order to provide reference and the relevant aspects reference.

Key words： stainless steel slab； quality control； craft countermeasures； technical countermeasures

摘 要：随着我国建筑业的不断发展，不锈钢被广泛使用。现就不锈钢板坯表面生产质量控制进行探讨，简述了不锈钢生产的工艺和装备，针对如何提高不锈钢连铸坯表面质量这一要点提出了一些工艺对策和技术对策，以期为相关方面提供参考和借鉴。

关键词：不锈钢板坯；质量控制；工艺对策；技术对策

中图分类号：TF777 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）05-0022-02

众所周知，不锈钢是一种具有高合金含量和高表面质量的钢品种，其具有焊接性、耐腐蚀性、耐热性等许多优点，被广泛应用于各行各业中。但随着我国建筑、冶金等行业的发展，对不锈钢的质量提出了更高的要求。因此，控制好不锈钢的生产质量尤为重要。

1 不锈钢板坯生产工艺和装备

不锈钢板坯生产工艺和装备为：1座90 t超高功率交流电弧炉，3座45 tAOD精炼炉，1座45 tLF炉，1台1 280 mm立式板坯连铸机和板坯修磨设备。其中，电弧炉炼钢采用全冷废钢冶炼工艺。

2 提高不锈钢连铸坯表面质量的工艺对策

不锈钢铸坯表面质量与以下几方面有关：①钢水的洁净度。在浇铸前、浇铸中，钢水氧化物夹杂物的形成和带入都会影响连铸坯表面质量。②结晶器内铸坯坯壳形成时的工况是否稳定。③合理的结晶器振动参数。虽然影响连铸坯表面质量的环节主要在结晶器部分，但二冷段冷却制度的合理优化和流线上设备精度对表面质量也起至关重要的作用。

2.1 全流程钢水洁净度集成控制

通过实施全流程的洁净钢工艺攻关，初步建成具有特色的短流程洁净不锈钢生产平台。电弧炉环节通过加强废钢检验和炉料结构管理，引进先进的辅助技术，实现粗钢水条件下的低成本、高效率稳定控制（兑钢温度、成分精度，确保减少AOD耐火材料侵蚀和调合金量）。精炼环节实施二级模型自动炼钢、精确控碳、减少过氧化和优化还原，结合成分窄化和目标控制技术，少渣炼钢、自动吹氩。连铸环节进行严格的无氧化保护浇注和结晶器液面自动控制等非稳态浇注控制技术。经过技术攻关前后主要洁净度指标变化如图1所示。

图1 洁净钢攻关前后主要洁净度指标变化（单位：%）

图1中，A为化学成分稳定控制率；B为夹杂物级别稳定控制率；C为连铸低倍级别稳定控制率；D为中包温度目标命中率。

优化、高效的工序协同，实现了全流程的洁净度管控，形成了管控指标评价体系，为洁净连铸坯的生产奠定了基础。

2.2 连铸工艺技术优化改进

为了提高不锈钢连铸坯的表面质量，2004年某炼钢厂对立式连铸机进行整体改造，将结晶器振动方式改为液压非正弦振动方式，同时对二冷配水进行改造，使其形成汽水雾化冷却动态控制的先进冷却模式，并结合不锈钢钢种特殊、品种复杂的特点，增加多个弱冷模。2012年，改进了结晶器液面控制系统，提高了结晶器液面控制水平，液面波动在±1 mm以内的比例达到95%以上。使用第三代中包液压快换，使高连浇过程水口更换和稀土钢等特殊品种生产过程中的水口更换更安全、快速、可靠，避免了换水口时表面的接痕和卷渣。改进二冷水反冲洗过滤系统，这样有效防止了二冷段喷嘴堵塞。改进中间包盖结构，提高包盖寿命和保温效果，减少耐火材料剥损等，为提高不锈钢表面质量打下坚实的硬件基础。

在生产过程中，统计近一年多来振动参数调整、保护渣优化前后各5 000块连铸坯表面情况，总结发生在立式连铸机铸坯表面上的缺陷主要有深振痕、裂纹、凹陷、夹渣、夹杂、渣坑等，其出现频率如表1所示。

2.2.2 结晶器流场优化

结晶器流场的分布情况不仅影响结晶器内钢水的流动轨迹、夹杂物上浮效果，还影响着坯壳内的温度分布和凝固行为。同时，对保护渣的熔化特性和坯壳的生长规律也有一定影响。结晶器流场的分布情况对连铸坯的洁净度和表面质量影响重大。紊乱的流场，势必造成结晶器卷渣、振痕不规则，甚至翻皮、漏钢。

通过对结晶器流场分布情况进行分析后，对水口的参数和插入深度进行了调整优化，确保结晶器内钢水的流动轨迹符合温度合理分布，有利于夹杂上浮，同时保证振痕规则、平直。

通过对结晶器流场进行优化，同时对原有结晶器液面控制系统进行改造升级，引进涡流塞棒控制系统，大大提高了结晶器液面波动控制水平，铸坯质量提升效果也不错。

2.2.3 结晶器保护渣技术

1 280 mm立式板坯连铸机，由于拉速低、品种多、钢种特性复杂、过热度高等自身特性，对保护渣的适应性要求特别高。为此，以具有包晶反应的304系钢种系列为主，开展了多次保护渣技术攻关，在此基础上，进一步对含Ti钢、耐热钢、双相钢等特殊钢种展开研究，效果十分明显。

以304系钢种为例，由于包晶反应时先析出的向转化会发生体积收缩，容易导致铸坯表面出现深振痕、凹陷，收缩严重时导致初生坯壳内产生较大应力。如果该应力得不到释放，甚至被不均匀冷却或结晶器液面严重波动加剧，就会在铸坯表面产生纵裂纹。因此，这类钢种需要在结晶器内使用弱冷，均匀坯壳厚度，减小应力的作用。

3 工艺效果及特殊品种钢的技术对策

通过对工艺技术实施连续优化、升级、集成，不仅在生产效率上得到大幅度的提升，而且在产品质量上也创下了历史纪录。304连铸坯无修磨比例直线上升，修磨损失率明显降低，全钢种综合修磨率降到历史最低水平——1.01%，轧后退废率也大幅度下降，达到历史最低水平——0.54%.

面对未来越来越激烈的市场竞争，唯一的办法就是在稳定提高生产效率、降低生产成本的同时，开发、生产和经营高附加值钢种，增强高附加值钢种的实现能力和营销能力。立式连铸机在这方面将大有作为。首先是在生产高合金含量的钢种方面，由于高合金钢的普遍特性是合金含量高、导热性差、钢水流动性不好、液相线和固相线温度区间窄等，尤其是在一些含有特殊成分和易裂钢种方面，立式连铸机能够克服这些问题，但需要不断对这类铸机进行新技术优化、改造和集成，例如安装电磁冶金技术、二冷段精度和冷却系统智能控制技术等。

4 结束语

综上所述，不锈钢作为多种领域里的重要材料，保障其生产质量对促进多种领域的生产尤为重要。以上就不锈钢板坯表面生产质量控制进行了探讨，并提出了一些有效的工艺对策和技术对策，相信对不锈钢板坯表面生产质量的控制有一定的帮助。

参考文献

[1]杨军.高表面质量不锈钢板坯连铸工艺研究[J].钢铁，2007（09）.

[2]杨军，顾学红，邵世杰，等.含钛铁素体不锈钢连铸板坯质量解析及工艺对策[J].钢铁，2010（04）.

〔编辑：刘晓芳〕

Stainless Steel Slab Surface Production Quality Control

Zhang Junchang

Abstract： With the continuous development of China's construction industry， stainless steel is widely used. Now on the surface of stainless steel slab production quality control are discussed， outlines the stainless steel production technology and equipment， how to improve the surface quality of stainless steel billet main points raised some process measures and technical measures in order to provide reference and the relevant aspects reference.

Key words： stainless steel slab； quality control； craft countermeasures； technical countermeasures

摘 要：随着我国建筑业的不断发展，不锈钢被广泛使用。现就不锈钢板坯表面生产质量控制进行探讨，简述了不锈钢生产的工艺和装备，针对如何提高不锈钢连铸坯表面质量这一要点提出了一些工艺对策和技术对策，以期为相关方面提供参考和借鉴。

关键词：不锈钢板坯；质量控制；工艺对策；技术对策

中图分类号：TF777 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）05-0022-02

众所周知，不锈钢是一种具有高合金含量和高表面质量的钢品种，其具有焊接性、耐腐蚀性、耐热性等许多优点，被广泛应用于各行各业中。但随着我国建筑、冶金等行业的发展，对不锈钢的质量提出了更高的要求。因此，控制好不锈钢的生产质量尤为重要。

1 不锈钢板坯生产工艺和装备

不锈钢板坯生产工艺和装备为：1座90 t超高功率交流电弧炉，3座45 tAOD精炼炉，1座45 tLF炉，1台1 280 mm立式板坯连铸机和板坯修磨设备。其中，电弧炉炼钢采用全冷废钢冶炼工艺。

2 提高不锈钢连铸坯表面质量的工艺对策

不锈钢铸坯表面质量与以下几方面有关：①钢水的洁净度。在浇铸前、浇铸中，钢水氧化物夹杂物的形成和带入都会影响连铸坯表面质量。②结晶器内铸坯坯壳形成时的工况是否稳定。③合理的结晶器振动参数。虽然影响连铸坯表面质量的环节主要在结晶器部分，但二冷段冷却制度的合理优化和流线上设备精度对表面质量也起至关重要的作用。

2.1 全流程钢水洁净度集成控制

通过实施全流程的洁净钢工艺攻关，初步建成具有特色的短流程洁净不锈钢生产平台。电弧炉环节通过加强废钢检验和炉料结构管理，引进先进的辅助技术，实现粗钢水条件下的低成本、高效率稳定控制（兑钢温度、成分精度，确保减少AOD耐火材料侵蚀和调合金量）。精炼环节实施二级模型自动炼钢、精确控碳、减少过氧化和优化还原，结合成分窄化和目标控制技术，少渣炼钢、自动吹氩。连铸环节进行严格的无氧化保护浇注和结晶器液面自动控制等非稳态浇注控制技术。经过技术攻关前后主要洁净度指标变化如图1所示。

图1 洁净钢攻关前后主要洁净度指标变化（单位：%）

图1中，A为化学成分稳定控制率；B为夹杂物级别稳定控制率；C为连铸低倍级别稳定控制率；D为中包温度目标命中率。

优化、高效的工序协同，实现了全流程的洁净度管控，形成了管控指标评价体系，为洁净连铸坯的生产奠定了基础。

2.2 连铸工艺技术优化改进

为了提高不锈钢连铸坯的表面质量，2004年某炼钢厂对立式连铸机进行整体改造，将结晶器振动方式改为液压非正弦振动方式，同时对二冷配水进行改造，使其形成汽水雾化冷却动态控制的先进冷却模式，并结合不锈钢钢种特殊、品种复杂的特点，增加多个弱冷模。2012年，改进了结晶器液面控制系统，提高了结晶器液面控制水平，液面波动在±1 mm以内的比例达到95%以上。使用第三代中包液压快换，使高连浇过程水口更换和稀土钢等特殊品种生产过程中的水口更换更安全、快速、可靠，避免了换水口时表面的接痕和卷渣。改进二冷水反冲洗过滤系统，这样有效防止了二冷段喷嘴堵塞。改进中间包盖结构，提高包盖寿命和保温效果，减少耐火材料剥损等，为提高不锈钢表面质量打下坚实的硬件基础。

在生产过程中，统计近一年多来振动参数调整、保护渣优化前后各5 000块连铸坯表面情况，总结发生在立式连铸机铸坯表面上的缺陷主要有深振痕、裂纹、凹陷、夹渣、夹杂、渣坑等，其出现频率如表1所示。

2.2.2 结晶器流场优化

结晶器流场的分布情况不仅影响结晶器内钢水的流动轨迹、夹杂物上浮效果，还影响着坯壳内的温度分布和凝固行为。同时，对保护渣的熔化特性和坯壳的生长规律也有一定影响。结晶器流场的分布情况对连铸坯的洁净度和表面质量影响重大。紊乱的流场，势必造成结晶器卷渣、振痕不规则，甚至翻皮、漏钢。

通过对结晶器流场分布情况进行分析后，对水口的参数和插入深度进行了调整优化，确保结晶器内钢水的流动轨迹符合温度合理分布，有利于夹杂上浮，同时保证振痕规则、平直。

通过对结晶器流场进行优化，同时对原有结晶器液面控制系统进行改造升级，引进涡流塞棒控制系统，大大提高了结晶器液面波动控制水平，铸坯质量提升效果也不错。

2.2.3 结晶器保护渣技术

1 280 mm立式板坯连铸机，由于拉速低、品种多、钢种特性复杂、过热度高等自身特性，对保护渣的适应性要求特别高。为此，以具有包晶反应的304系钢种系列为主，开展了多次保护渣技术攻关，在此基础上，进一步对含Ti钢、耐热钢、双相钢等特殊钢种展开研究，效果十分明显。

以304系钢种为例，由于包晶反应时先析出的向转化会发生体积收缩，容易导致铸坯表面出现深振痕、凹陷，收缩严重时导致初生坯壳内产生较大应力。如果该应力得不到释放，甚至被不均匀冷却或结晶器液面严重波动加剧，就会在铸坯表面产生纵裂纹。因此，这类钢种需要在结晶器内使用弱冷，均匀坯壳厚度，减小应力的作用。

3 工艺效果及特殊品种钢的技术对策

通过对工艺技术实施连续优化、升级、集成，不仅在生产效率上得到大幅度的提升，而且在产品质量上也创下了历史纪录。304连铸坯无修磨比例直线上升，修磨损失率明显降低，全钢种综合修磨率降到历史最低水平——1.01%，轧后退废率也大幅度下降，达到历史最低水平——0.54%.

面对未来越来越激烈的市场竞争，唯一的办法就是在稳定提高生产效率、降低生产成本的同时，开发、生产和经营高附加值钢种，增强高附加值钢种的实现能力和营销能力。立式连铸机在这方面将大有作为。首先是在生产高合金含量的钢种方面，由于高合金钢的普遍特性是合金含量高、导热性差、钢水流动性不好、液相线和固相线温度区间窄等，尤其是在一些含有特殊成分和易裂钢种方面，立式连铸机能够克服这些问题，但需要不断对这类铸机进行新技术优化、改造和集成，例如安装电磁冶金技术、二冷段精度和冷却系统智能控制技术等。

4 结束语

综上所述，不锈钢作为多种领域里的重要材料，保障其生产质量对促进多种领域的生产尤为重要。以上就不锈钢板坯表面生产质量控制进行了探讨，并提出了一些有效的工艺对策和技术对策，相信对不锈钢板坯表面生产质量的控制有一定的帮助。

参考文献

[1]杨军.高表面质量不锈钢板坯连铸工艺研究[J].钢铁，2007（09）.

[2]杨军，顾学红，邵世杰，等.含钛铁素体不锈钢连铸板坯质量解析及工艺对策[J].钢铁，2010（04）.

〔编辑：刘晓芳〕

Stainless Steel Slab Surface Production Quality Control

Zhang Junchang

Abstract： With the continuous development of China's construction industry， stainless steel is widely used. Now on the surface of stainless steel slab production quality control are discussed， outlines the stainless steel production technology and equipment， how to improve the surface quality of stainless steel billet main points raised some process measures and technical measures in order to provide reference and the relevant aspects reference.

Key words： stainless steel slab； quality control； craft countermeasures； technical countermeasures