關(guān)文博

（山西建邦集團(tuán)通才工貿(mào)有限公司， 山西 臨汾 043400）

山西建邦集團(tuán)通才工貿(mào)有限公司煉鋼廠，在采用直接軋制技術(shù)供給軋鋼工序軋制HRB400E 時(shí)，時(shí)常出現(xiàn)鋼坯在初軋3～6 架軋機(jī)頭部劈裂，導(dǎo)致軋制生產(chǎn)無(wú)法順利進(jìn)行。針對(duì)此現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)成分統(tǒng)計(jì)分析認(rèn)為成分 m（Mn）/m（S）參數(shù)過(guò)低，導(dǎo)致鋼坯的熱塑性降低，在軋制過(guò)程中容易出現(xiàn)此類缺陷。通過(guò)對(duì)m（Mn）/m（S）參數(shù)的優(yōu)化，加強(qiáng)爐后脫氧工作，保證了鋼坯質(zhì)量和生產(chǎn)順行。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 鑄機(jī)基本參數(shù)

山西建邦集團(tuán)通才工貿(mào)有限公司煉鋼廠現(xiàn)有60 t 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐3 座，70 t 精煉爐2 座，六機(jī)六流方坯連鑄機(jī)3 座，斷面分別為150 mm×150 mm 和160 mm×160 mm。主要生產(chǎn)鋼種為 Q195、Q235、HPB300、HRB400（E）、HRB500E、MG335、MG400、MG500、30MnSi、45-75 鋼、SWRH82B 等。其中 2 號(hào)連鑄機(jī)的設(shè)計(jì)基本參數(shù)見表1。

表1 連鑄機(jī)基本參數(shù)

1.2 直接軋制軋機(jī)劈裂的問(wèn)題

2 號(hào)連鑄機(jī)主要生產(chǎn)鋼種為HRB400E，與軋鋼高線軋制相匹配。在鋼坯直接軋制過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)鋼坯在初軋3～6 架出現(xiàn)劈裂現(xiàn)象，見圖1。不僅極大影響到生產(chǎn)的順利進(jìn)行，而且高溫鋼坯在偏離了軋制軌跡后容易出現(xiàn)破環(huán)、燒傷設(shè)備等現(xiàn)象。

圖1 初軋劈頭現(xiàn)象

2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

2.1 m（Mn）/m（S）與直軋劈頭的關(guān)系

統(tǒng)計(jì)2019 年10 月—11 月的生產(chǎn)、直軋數(shù)據(jù)，共計(jì)直軋48 455 支，直軋劈裂20 支，詳情見表2 和圖2。

表2 m(Mn)/m(S)與直軋劈裂數(shù)據(jù)

圖2 m(Mn)/m(S)與直軋劈裂的關(guān)系

從表2 和圖2 可以看出，累計(jì)直軋直軋48 455支，直軋劈裂 20 支，劈裂比例為 0.041%；m（Mn）/m（S）低于20，直軋劈裂占直軋數(shù)的0.813%，這個(gè)比例是 0.041%的 19.7 倍；m（Mn）/m（S）在 20～25 之間，直軋劈裂占直軋數(shù)的0.049%，這個(gè)比例是0.041%的 1.2 倍；m（Mn）/m（S）在 25～30 之間，直軋劈裂占直軋數(shù)的0.013%，這個(gè)比例是0.041%的0.31 倍；m（Mn）/m（S）高于 30，直軋 4 029 支，無(wú)堆鋼。

2.2 S含量與直軋劈頭的關(guān)系

表2 S 含量與直軋劈裂數(shù)據(jù)

圖3 S 含量與直軋劈裂數(shù)據(jù)

從表 2 和圖3 可以看出：w（S）低于 0.030%，直軋劈裂占直軋數(shù)的0.008%，這個(gè)比例是0.041%的0.2 倍；w（S）在 0.031%～0.032%，直軋劈裂占直軋數(shù)的 0.055%，這個(gè)比例是 0.041%的 1.33 倍；w（S）在0.033%～0.036%，直軋劈裂占直軋數(shù)的0.044%，這個(gè)比例是0.041%的1.06 倍。

2.3 配水調(diào)整與直軋劈裂的關(guān)系（見表3）

表3 配水調(diào)整與直軋劈裂的關(guān)系

從表3 看出，累計(jì)調(diào)整配水5 次，其中下調(diào)水量調(diào)整2 次，直軋劈裂倍數(shù)分別為整體的0.23 倍和1.25 倍，無(wú)明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系；但漏鋼比例分別為整體的2.91 倍和5.57 倍，可以看出下調(diào)水量后生產(chǎn)事故明顯增多；恢復(fù)正常配水兩次，直軋劈裂倍數(shù)分別為整體的0.69 倍和1.61 倍，無(wú)明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系；但漏鋼比例分別為整體的1.75 倍和0.17 倍，可以看出恢復(fù)水量后生產(chǎn)事故有降低；1-3 流一段使用4 165 噴嘴后（6 流使用4 765，其他流次6 065），直軋劈裂倍數(shù)為整體的0.96 倍，與整體比例基本接近；漏鋼事故尚未出現(xiàn)。

3 Mn/S對(duì)軋制劈裂的原因分析

鋼液中S 含量的增加會(huì)影響鋼的性能，鋼液中的S 在凝固過(guò)程中容易同F(xiàn)e 形成低熔點(diǎn)II 類硫化物FeS，并分布于晶界處，從而引起晶界脆性，大大降低了鋼的臨界應(yīng)變值，使鋼的強(qiáng)度、延性降低，最終造成鑄坯內(nèi)裂的出現(xiàn)[1]。因此，S 含量越低，產(chǎn)生裂紋的幾率就越小。而Mn 能有效控制鋼液中的S 形成MnS，減少形成FeS，MnS 的熔點(diǎn)相比要高，能增加鋼的強(qiáng)度和延性，有效控制裂紋等的產(chǎn)生[2]。

當(dāng)鋼中O 含量較高，S 含量也高，且Mn 含量低的時(shí)候，在鋼中會(huì)同時(shí)形成FeS 和FeO，這兩種物質(zhì)結(jié)合形成的化合物熔點(diǎn)相比單獨(dú)的FeS 還要低，會(huì)極大降低鋼的強(qiáng)度和延性，加大鋼坯裂紋的產(chǎn)生概率。

當(dāng)然，盡管S 含量越低，產(chǎn)生裂紋的幾率就越小，但一味追求低S 含量必然會(huì)增加生產(chǎn)成本，降低產(chǎn)品在價(jià)格上的競(jìng)爭(zhēng)力[3]。因此，在控制鋼中的S 含量滿足工藝要求的情況下，考慮提高錳硫比來(lái)進(jìn)一步降低裂紋發(fā)生的幾率。

4 調(diào)整措施

為了減少直軋鋼坯頭部劈裂的問(wèn)題，主要方向?yàn)榭刂其撍蠸 含量，當(dāng)S 含量較高，無(wú)法在鋼包內(nèi)去除時(shí)可采用適當(dāng)提高M(jìn)n 含量，增加MnS 的比例來(lái)減輕鋼的裂紋敏感性，推薦的m（Mn）/m（S）在30以上，考慮脫S 難度，增加Mn 導(dǎo)致的成本增加等問(wèn)題，m（Mn）/m（S）應(yīng)不低于 25。此外，保證鋼水的脫氧，防止出現(xiàn)FeS 和FeO，也能有效控制直軋鋼劈頭現(xiàn)象。

此外，通過(guò)適當(dāng)弱化連鑄二冷配水，穩(wěn)定鋼坯質(zhì)量，減少內(nèi)部裂紋等級(jí)，也可減少直軋鋼劈頭現(xiàn)象。

5 效果

通過(guò)采取上述措施，2019 年12 月—2020 年2 月，HRB400E 直軋鋼的 m（Mn）/m（S）均值達(dá)到了 23.5，直軋鋼的劈裂比例為0.015%，取得了明顯的效果。