摘要:介绍了石钢炼钢厂轴承钢连铸快换中间包的工艺实践,其中包括快换存在问题、原因分析及快换温度、准备工作、操作控制、水量控制、特殊情况处理等,高碳铬轴承钢快换不成问题的成功解决,为石钢轴承钢的成功开发奠定了基础。 1 前言 轴承钢具有较大的市场需求量和较高的技术难度,以GCrl5为代表的高碳铬轴承钢(全淬透型轴承钢)是石家庄钢铁公司2004年以来开发的关键品种,石钢炼钢厂在大方坯连铸机生产GCrl5过程中发生了多次快换时漏钢及其它事故,制约了生产顺行和产量的提高。针对这一问题,我们进行了分析,摸索出了轴承钢快换时的工艺控制及操作要点,为稳定生产提高质量奠定了基础。 2 铸机工艺参数 机型:3机3流渐进矫直弧形连铸机铸机半径:R12m/16m/32m 断面:180*220 220*300 280*320 300*360 钢种:优质碳素钢、合金结构钢、管坯钢和齿轮钢拉速:0.9~1.5m/min 0.6~1.2m/min 铯137液面自动控制二冷形式:四段回路全气雾冷却,冷却方式配置见表1:
表1 二次冷却方式配置
3 快换不成原因分析 生产过程中发生轴承钢之间快换、GCrl5快换高液相线钢种及高液相线钢种换GCrl5三种情况,从漏钢地点接坯处观察有横裂、纵裂现象。 GCrl5由于含有较高的碳、铬,成分控制如表2,液相线为1460℃,
表2 GCrl5成分(%)
其固液两相区温度区间达到131℃,因此GCrl5停浇时容易结壳,液相穴相对较浅;出结晶器后的铸坯回温相对较多,易造成连接处的坯壳重熔,使本来薄弱的环节更加薄弱;另外GCrl5相对铸坯较硬易造成拉坯阻力加大使振动产生晃动,外力增加。 由于存在上述特点,快换过程中,如果操作工接坯时大流冲击时间长,由于GCrl5液相线温度低,造成铸坯接头处凝固速度慢,出结晶器后铸坯回温较高,造成接头处连接不好。另外快换时由于钢种不同,二冷调整用水量可能使坯子受激冷产生应力裂纹,出结晶器时坯子从裂纹处掰开。 4 制定措施 4.1 确保快换前后的钢水温度 中包快换时前后钢水温度对快换的成功与否起重要作用。尤其是液相线相差较多钢种之间的快换,温度控制尤为关键。温度低时易发生水口结流、塞棒冻结、接头漏钢,温度太高对铸坯质量造成影响。因此对GCrl5快换中包前后温度做出规定:快换的前一包温度要比正常拉钢温度高5~10℃,确保带液芯快换;降低包上钢温度,中包过热度控制在30~40℃之间(图l为GCrl5快换前后中间包温度变化)。
4.2 工具准备及使用 主要使用工具为连接件,倒置棱台形。形状规则,以便顺利放入结晶器和冷却均匀。如图2所示,由于各钢种收缩系数不同,接头衔接不好,易发生接头拉断事故。停浇后加入倒置棱台形连接件,保证适当深度,以起到降温及加强连接作用;加连接件时操作工应密切观察结晶器液面,视凝固状态加连接件。如提前凝固,则开车前加2个连接件;如凝固较慢,则中包车开到位套好中包水口后开浇前再加1~2个连接件,其作用是连接铸坯和降低接口处温度。
4.3 时间及操作安排 中间包快换采用高液位,快换时间把握在2~3分钟。结晶器液面保护渣在前一包大包停浇后少加渣(以不裸露钢水为原则)停浇时结晶器内渣层保持微红(保温作用),确保带液芯,且中包堵眼后及时清理液面上渣块,特别是铜套四边的渣圈必须清理干净,中包堵眼前备用中包开到溢钢槽处,以缩短快换时间保证铸坯温度。 4.4 开浇操作 快换中包要突出“快”字,要求从上一中包停浇到下一中包开浇的时间必须小于5分钟。操作要点的关键在于使连接处的强度增加,铸坯向下拉深度500mm为宜;视中包温度情况浇钢工圆流冲击5~10秒后收小流60~80秒时间起步,拉速0.1m/min左右,目的是大流将GCrl5冲开,小流保凝固时间,尽量控制在1min以上。起步后及时观察脱壳及振动偏摆情况,如无异常缓慢涨拉速到0.2m/min(时间为2min左右),稳定2~3min,尽量延长接头在结晶器内停留时间≮3min再涨至正常拉速(见图3),保证连接牢固。
4.5 水量控制 4.5.1 如前一个浇次为GCrl5,快换前0段水手动回零,再调为半自动,主控工在起步2min左右时手动开0段水,水量为0.8~1.0,等拉速涨到正常水平时再打自动,以增强接头处的冷却,提高连接强度; 4.5.2 如GCrl5快换其他液相线温度较高的钢种时,当铸坯接头出结晶器后手动增加零段水水量,避免铸坯回温: 4.5.3 拉出夹持辊后,再调整冷却水量。 4.6 异常情况 4.6.1 前一包温度较低,尾坯结壳液相穴较浅。应提前加引锭钩做连接件,开浇前用烧氧管将结壳处烧开,大流冲击,液面拉至500~600mm之间按开浇操作;若液芯面积