酸洗钢夹渣缺陷分析与控制

2018-08-11供稿吴平生WUPingsheng

金属世界 2018年4期

供稿|吴平生 / WU Ping-sheng

作者单位：宝山钢铁股份有限公司制造管理部，上海 200941

酸洗钢在汽车行业一般加工成结构件。在冲压加工时，酸洗薄板内的夹渣易脱落或开裂，给结构件的安全性能带来较大的隐患。随着消费者对汽车的安全系数的重视，汽车企业对结构件的质量要求越来越高，因而对宝钢酸洗板的夹渣控制提出了更高的要求。为提升酸洗钢整体质量水平，宝钢厂内相关单位组成攻关团队，分析酸洗板的保护渣缺陷产生原因，采取相应的控制措施，以降低酸洗板板坯的夹渣钢质缺陷。

缺陷封锁及分析

酸洗钢种C401机组的夹渣缺陷为典型的保护渣，形貌主要是双黑线状。如图1所示，每个钢卷基本上有1~2条黑线。

对缺陷卷取样分析，双黑线表面SEM形貌及能谱分析结果如图2所示。能谱分析表明，双黑线主要成分是Al、Ca、Na，双黑线缺陷主要是氧化铝夹渣颗粒。这是浇铸时保护渣的卷渣与钢中Al反应生成的。因此，为控制酸洗钢种的双黑线夹渣封锁，需重点做好关注保护浇铸和钢种与保护渣的匹配性。

图1 缺陷形貌

图2 缺陷表面SEM形貌及EDS分析

酸洗钢种钢质改进

炼钢过程总氧控制

炼钢纯净度对夹渣物的形成有着至关重要的影响，钢液中氧含量是钢水纯净度的重要指标。一般炼钢生产过程中用铝脱氧，钢液中的溶解氧与钢中溶解的铝元素互相平衡，其含量很低且波动较小，铝结合氧则以夹渣物的形式分布在钢液中，因此全氧含量可以代表钢液中夹渣物的水平[1，2]。

控制板坯夹渣物的途径首先是减少冶炼及浇铸工艺操作过程中夹渣物的产生和外来夹渣物对钢水的污染，因此转炉冶炼终点时的工艺参数需要重点控制。为了减少夹渣物的数量，需从源头上降低转炉停吹氧含量。相对于转炉停吹氧，RH精炼的OB量(吹氧量)及脱碳终游离氧的控制更为重要。吹氧升温会使得钢渣全体系夹渣物数量增加，若生成的夹渣物数量过多则会影响钢渣夹渣物的饱和度，从而影响精炼后期夹渣吸附能力。因此，降低或避免精炼过程吹氧升温是提高钢水纯净度的基础。

酸洗钢种OB量以不超过130 m3/min为目标控制，以提高钢水纯净度。从2017年1月开始严格控制酸洗钢种RH精炼过程OB量，1—4月的OB量均未超标，见图3，确保炉次过程吹氧量得到有效管控。

保护渣种类的选择

图3 2017年酸洗钢种吹氧量

保护渣性能对连铸生产的顺行和铸坯质量有着至关重要的影响，尤其是铸坯表面缺陷，基本都是在结晶器内形成，与保护渣有直接关系。选择保护渣一般根据浇铸的钢种、断面、温度、拉速和结晶器震动频率等因素[3]。

若从钢种方面考虑，随着钢种含碳量的增加，应选用熔化温度、黏度都低些，熔化均匀性都好些的保护渣。对于高拉速大断面的铸坯，或者结晶器震动频率高和小振幅时，也选用黏度低，熔化速度快的保护渣以适应高拉速的需要。

对酸洗钢种进行保护渣品种进行效果对比实验，各保护渣后工序封锁率见表1。B-5系保护渣的熔化温度、黏度比B-2系相对较低，熔化均匀性相对好些。从使用效果看，B-2系封锁率较高；B-5系封锁率较低，效果较好。为此，酸洗钢种浇铸时优先使用B-5系保护渣。从抽查的封锁钢卷的保护渣条数看，使用B-2保护渣的保护渣缺陷条数较多；使用B-51A保护渣时，投入电磁搅拌后保护渣条数少。

表1 保护渣种类对冷轧封锁的影响

中间包铝差情况

从各工序的铝含量看，精炼工序的各炉次的全铝、酸溶铝差别不大；但从中间包的全铝与酸溶铝的差值可以看出，黑线封锁的炉次对应的中间包铝差大于未封锁炉次，推测中间包存在二次氧化情况。这从精炼酸溶铝与中间包酸溶铝的差值也可以反应。故推测中间包的钢液的二次氧化对钢液的纯净度有影响。

从图4的趋势图可以看出，中间包全铝减去酸溶铝的差值与炉次双黑线封锁率有一定关系。铝差大，钢种的氧化铝相应较高，钢水纯净度不佳，容易导致水口堵塞而偏流。根据上述分析发现，双黑线缺陷炉次钢水纯净度差，导致中间包存在偏流情况。推测夹渣(气泡)上浮不充分，是导致板坯缺陷的主要原因；浇铸过程吹氩量大、过热度低对应的板坯黑线缺陷封锁率偏高，过热度低不利于气泡上浮；通钢量大的板坯对应的双黑线缺陷较少。通过对中间包密封、覆盖剂的使用进行规范，减少中间包二次氧化；对浇铸过程的吹氩量、过热度、通钢量等参数进行控制，双黑线缺陷得到有效改善。