热轧翘皮缺陷连铸工序影响因素及控制措施

付小龙

【摘 要】一直以来，热轧翘皮问题是热轧钢质非计划的主要类型，严重影响产品的合格率，这类型的质量问题在客户反馈过来的质量异议也是比较多，尤其是在钢材市场持续低迷的大环境下，解决热轧翘皮非计划已是当下面临的重要难题。文章就热轧卷板中出现翘皮缺陷进行了取样研究和分析，并提出了相應的工艺控制措施，非常有效的降低了热轧翘皮缺陷的发生率。

【关键词】热轧；翘皮缺陷；连铸工序；影响因素；控制措施

一、产生翘皮的主要因素

（一）钢种结构

从发生翘皮的钢种来看主要集中在含Al较高的钢种上（例如JBSPHC、JBSPHC-1、IF钢、电工钢、SAE1006等），从连铸工艺角度上来考虑，发生轧后翘皮的主要原因是由于钢水中的Als被氧化形成Al2O3等以夹杂物形式存在于铸坯中，经过轧制后就在板面形成带状物（如图1）。钢水中Als被氧化的因素有：a、大包中高氧性渣下到中间包内，钢水在透过中间包这层氧化渣的过程中被氧化，尤其是其中Als成分大量被氧化，这个影响是非常大的。b、大包钢水是经过保护套管进入中间包内，但是套管和大包下水口的衔接处是比较容易吸空气的，为了在这个环节不让钢水接触空气，我们在套管和大包下水口的衔接处充以Ar气作为保护气体保证隔绝空气，如果Ar的管路存在漏气的情况，就达不到保护浇注的效果。c、在中间包浇注过程中，中间包的上水口和浸入式水口的衔接处也是一个比较容易吸进空气的环节，这里也同样用Ar进行保护，这也需要Ar的管路的密封性要好。d、连铸覆盖剂是一种铺展在中间包钢水表面用以隔绝空气的辅料，它的覆盖性能以及加入方法对保护浇注的影响很大。

（二）卷渣

热轧板翘皮取样在化验得出，其中含有K、Na、Mn、Si、Al等成分，这是连铸保护渣独有的成分。

这种情况是钢水在浇注的过程中，开浇或换水口时尤为突出，2014年翘皮所产生的炉号为换水口炉次和开浇炉所占比例为58.18%。如图4。

在结晶器内产生液面波动（如图5）将保护渣或渣条卷入钢水中，造成轧制时产生翘皮，2014年液面波动大造成翘皮所占比例为8.36%。

Ar的压力和流量过大同样能包裹保护渣带入钢液中，轧制时导致钢板表面分层。

（三）钢水质量

a、钢水温度高。b、钢水配Al过高更容易造成Al的损失。c、大包中顶渣量大、氧性高容易在钢水吊运的过程中造成Al损失。d、钢水中夹杂物含量高。

二、措施

（一）改善钢水质量

（1）对于P≤0.035%的钢种，严格控制转炉下渣量，特别是600WR及以上牌号的硅钢、IF钢、SPHE及SPHD等钢种。

（2）LF+RH路线需要进行顶渣改质的钢种，如IF钢、SPHE等钢种。

（3）RH工艺路线钢水合理安排冶炼节奏，确保钢水冶炼结束后镇静时间20-30分钟（RH破空到连铸开浇），使夹杂物有时间上浮排除。

（二）提高连铸保护浇注

（1）规范覆盖剂加入量和方法，每天对覆盖剂使用量进行统计。规范操作工对覆盖剂加入方法为：开浇、换包时先加入10～15包（约100～150公斤）碱性覆盖剂，3分钟后在加入酸性覆盖剂。整个浇铸过程中不允许中间包冒钢花。

（2）优化氩气工艺参数

执行以上参数时，按照中间值控制，目测以液面间隔冒泡，且不翻腾为标准，如有偏差，可适当调整。

（3）防止氩气管路漏气，在生产前必须对各管路进行全面检查，对检查到漏气点，当即处理。对中间包长水口氩气管路进行改造，减少管路中的接头数量，所有接头部分都缠好生料带，所有仪表都固定好，改造好后极大地减少中包车开动以及浇注过程中震动带来的影响。

（4）减少结晶器液面波动带来的影响，优化自动液面控制系统参数，改造自动液面控制系统以减少线路干扰带来的影响（如图6）。

（5）整体提高开浇换水口的操作规范性。开浇操作：①提前30分钟以上检查中包，当准备开浇中包熄火升烘烤架时，向中包内冲入氩气，待开浇拉速稳定后方可将氩气关闭；②大包开浇后，在中包吨位达到35-40吨时放开将覆盖剂加入；③起步拉速设定为0.3m/min，提速按每分钟0.25m/min，提至1m/min时装好探头及调好液面，测量好水口插入深度，测量液渣后立即按照0.15m/min钟提速至典拉范围；④过程中尽量做到不用或少用引流管搅动液面（防止卷渣）。换水口操作：①高液位换水口，可减少液面波动带来的影响；②换水口时结晶器内不允许添加保护渣，等换好后再加。

（6）杜绝大包下渣，对于RH工艺路线的低碳低硅系列钢种，连铸将大包下渣检测调至灵敏档，即报警就关闭大包，在一个浇次能保证渣厚≤80mm。连铸浇注RH工艺路线的低碳低硅系列钢种，换浇时要求水口插入中包钢液面后才允许开浇，浇注结束不允许抬水口观察下渣。

三、结果与分析

（1）2014年翘皮情况：3927.15t/月，2015年翘皮情况：1161.42t/月，按照非计划相比合格品平均要低100元/吨来计算，2015年相比2014年多出经济效益：

（3927.15-1161.42）×100×12=331.89 万元

从以上的数据对比来看，通过调整相关的工艺以及规范员工的操作后，取得比较理想的效果。

（2）经过研究和分析，减少热轧翘皮发生率，关键还是要减少钢水中夹杂物的含量，一是做好冶炼过程中Als的保护措施以及外来夹杂物的带入，主要还是保证转炉不下渣，转炉下渣对后期冶炼夹杂物的进入产生非常大的影响；二是做好连铸的保护浇注工作，目前第二炼钢厂连铸车间存在最大的问题就是结晶器内液面波动造成卷渣，所以解决液面波动是有效减少热轧翘皮的突破口。

四、结语

夹杂物是影响热轧翘皮的根本因素，对炼钢系统来讲减少钢水中夹杂物是一直追求的目标。2015年新钢公司获得汽车板生产认证，这无疑对钢水的纯净度提出更高的要求，有了这次解决热轧翘皮的成功经验，为我们生产高质量的汽车板打下了坚实的基础，也为我们赢得市场做好准备。就目前炼钢依然存在不少亟待解决的问题，转炉除P工艺的改进、连铸保护浇注系统的改造等等。