方坯连铸气泡缺陷的产生及预防

郭新亮,姜国才

（宝钢集团新疆八一钢铁股份有限公司第一炼钢厂,乌鲁木齐 830022）

方坯连铸气泡缺陷的产生及预防

郭新亮,姜国才

（宝钢集团新疆八一钢铁股份有限公司第一炼钢厂,乌鲁木齐 830022）

钢坯分为板坯、方形坯和矩形坯。方坯是钢坯的一种，有着截面宽、高相等的特点，主要是用来轧制型钢、线材。随着我国炼钢行业的发展，对钢坯的使用越来越多。方坯的质量逐渐受到重视，方坯连铸气泡产生问题日益突出，本文对方坯连铸气泡的产生进行分析，并提出几点预防措施，希望能对钢铁业有所帮助。

方坯；连铸；气泡缺陷；预防

1 前言

在连铸过程中由于多方面原因导致方坯表面或者内部有气泡产生。气泡大小不同命名也不同，气泡小而密集的分布在铸坯表面叫针孔，而较大的气泡叫气孔。从气泡所处的位置不同来命名，分布在表面露出表皮的称为表面气泡，潜藏在皮下的为皮下气泡。不论是哪一种气泡都会造成成品的缺陷，这种缺陷可视为检验废品，是仅次于表面夹渣的缺陷。以下是对方坯连铸气泡产生原因的分析。

2 气泡的产生原因

在方坯浇铸过程中，钢水中的产生各种气体的分压大于大气压和钢水压力之和时，就会有气泡产生，如果这些气泡被融合收捕或者在凝固的钢水中不能散发出去就会成为气泡缺陷。气泡缺陷的形成与钢水温度、脱氧程度、氧化和钢水的流动性均有一定关系。

2.1 钢水温度过高

我厂统计了连铸中包温度的多组数据。反应了我厂的具体情况，温度达到1540℃时Q235就达到钢水浇铸的最佳温度，但是温度能达到这个目标的只有三分之一，还有三分之二的达不到或者超过标准范围。柱状晶的形成，得力于温度的升高和两个区域的温度差增大，导致的两相区宽度减少。所以，形成气孔和气泡的最主要原因就是钢水温度过高。

2.2 钢水中氧气含量过高

根据试验分析，在炼钢融化成钢水过程中，如果钢水中氧气含量超过一定标准在凝固成方坯后就会在钢坯内部或者表面出现气泡。由此得出钢水中氧气含量过高与钢坯中气泡形成有直接联系的结论。

2.3 其他材料的辅助影响

在钢坯形成过程中需要辅助材料的帮助，辅助材料在与高温的钢水接触后，材料中的水分迅速产生气体溶解在钢水里面，钢水中的气体含量增加，不能冲破钢水表面散发出去，导致钢坯中形成气泡缺陷。

2.4 中间包的因素

（1）中间包是用浇注技术将浇注料一次成型，在调换中间包永久衬时候，中间包的外面包壳排气孔道容易被阻塞，导致内衬在加热烘烤时水汽排不出去形成气泡缺陷。

（2）中间包的永久衬含水分过多，形成该结果是由于中间包在烘烤过程中出现问题所导致的。例如：烘烤温度不够，烘烤过程温度过低直接造成水分不能完全蒸发，存留过多；烘烤时间不够，由于各种原因被迫提前结束烘烤过程；烘烤的燃料内含有大量水和煤气，燃烧不稳定所形成的中间包不达标；烘烤技术出现问题很容易导致中间包不合格；除此之外烘烤过程出现的其他问题都会对中间包造成影响，进一步导致气泡缺陷的形成。

2.5 操作不严格

（1）在钢包吹气时出现问题，主要有这几方面的原因。第一、钢包底部有杂质透气度不好，吹气时透气减少。第二、在吹气之前没有检查钢包底部透气度，或者发现透气度不好也没有采取措施补救。第三、不吹气搅拌技术不合格，操作不严格。这些原因导致钢包内气体不能溢出，在最后形成的钢坯内留有气泡。

（2）在铸钢操作时，使用结晶器润滑油过多，导致一下两种结果。一种结果是形成皮下夹杂，是由于中间包水口对中不好或者保护渣被卷入钢水后形成的非金属夹杂气囊，在钢坯压缩时，气囊体积变小，压力变大形成鼓泡出现在钢坯皮下。另一种结果是形成气泡，是由于连铸过程中拉速快，钢中内部气体没有充分排除去，形成气泡。在轧制时压力增大气泡凸显，在钢坯表面出现气泡。

2.6 钢水流动性

在方坯连铸过程，需要将钢融化成钢水，通过钢水凝固铸造成方形钢坯。在温度适宜和脱氧程度正常的情况下，还会有气泡缺陷的产生，这种现象不得不让我们继续分析其他原因。在钢水凝固过程中发现钢水是有流动性，流动性大的钢水凝固后气泡缺陷少，而流动性差的钢水凝固后气泡缺陷多。深入分析后得出这样一个结论，因钢水流动性差、粘度大、钢水内部的气体不能浮出水面扩散出去；同时吹氩气和浇注更加困难，经常有孔眼以及结节出现。钢水流动性对所铸成的方坯有重大影响，为了防止气泡缺陷和其他缺陷的形成，融化钢水的过程中严格控制钢水的流动性。

3 预防措施

造成气孔和气泡废品的原因有很多。其中氧压低、拉温后吹、终点碳低、所占比例很大，钢水中的初始氧含量偏高、吹Ar效果不佳、钢水过热度偏大也有很明显的影响效果。因此，应采取以下措施：

（1）把氧气的压力增大,提高操作工的操作技术,使终点C—T的命中率达到一次成功的效果。

（2）为了预防二次氧化的发生，运用中间包水口的方法进行处理。

（3）使用在线烘烤以及红包运转加快等方法，减少出钢温降。

（4）一直采取包底吹Ar的方法，使吹通吹透的效果得到提升。

（5）熟练运用快注低温的工程技术，使中包更加干燥，并加包盖。采取低温快注工艺。

（6）由于H2O在高温下容易分解，形成的H2可引起没有开始铸造的钢出现皮下气泡,所以,润滑油水份应维持在0.002％以下，比如：运用停机的方法来处理结晶器上沿漏水的问题。

（7）禁止在中包内吹氧升高温度。

根据实际经验证明,通过运用以上提到的方法,2014年11月份废品中由于气泡产生废品占总废品数量的比例下降到7.20％,具体数量为6.82t,与使用之前几个月气泡的平均废品量为18.57t相比,产生的效果是很明显的。

4 结束语

随着方坯的广泛应用，钢铁业对方坯质量的要求越来越高。钢铁连铸气泡缺陷的问题急需解决，从根源入手，分析气泡缺陷的产生原因，针对原因制定相应解决方法和预防措施，最大程度降低方坯的成品缺陷。为了我国钢铁业的进一步发展，提高钢坯质量，提升方坯的利用率是必要的前提条件。只有减少方坯缺陷，保证方坯质量，才能促进钢铁业迅速发展。

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[2]王榆.浇注与凝固[J].北京：冶金工业出版社,2012（05）.

[3]史宸兴.连铸坯质量[J].冶金工业出版社,2011（02）.

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