连铸板坯质量：第一讲 连铸板坯的表面缺陷和粘结漏钢

在本讲座中对连铸板坯通常出现的表面缺陷（包括宽面中部纵裂、星形裂纹、偏离角纵裂）和粘结漏钢的产生和防止措施进行了讨论。     

板坯表面纵裂的成因分析及控制措施

为了提高连铸板坯质量,结合临汾钢铁公司实际生产数据,对连铸板坯表面纵裂纹的形成原因和影响因素进行了分析。结果表明：中间包、结晶器液面的波动是板坯产生纵裂的根源,而含硫量和浇注温度的偏高、拉速的不稳定以及结晶器锥度的不合理等因素加速了裂纹的扩展。提出了控制连铸板坯表面纵裂纹的措施。     

板坯表面纵裂成因分析及预防措施

针对涟钢210转炉厂1号连铸机生产线上实际生产情况,分析了板坯的表面纵裂形成的原因,认为连铸板坯表面纵裂与结晶器冷却强度、钢水成分、拉坯速度、液位波动等诸多因素相关,通过采取相应的措施后,铸坯的表面纵裂纹比例由4.99%下降到0.05%以下。     

微合金化钢连铸坯边角部无缺陷生产技术开发

以邯宝炼钢厂板坯连铸机为依托,以实际生产的典型铌、钒、钛微合金化钢为研究对象,系统研究了板坯表面裂纹缺陷形成机理,确定了倒角结晶器窄边铜板的最佳角度和最佳倒角长度;设计并开发了具有组合式冷却水道的倒角结晶器窄面铜板,适用于带倒角连铸坯的新型支撑足辊系统;结晶器窄侧锥度的设计及应用管理,有效支撑了带倒角连铸坯的窄边,解决了角纵裂及角纵裂漏钢的难题,提高了结晶器窄边铜板的使用寿命,同时为连铸的高拉速提供了保证。项目突破了倒角结晶器技术工业化应用的技术瓶颈,从根本上解决了微合金化钢连铸板坯角部横裂纹问题,成功实现了大规模工业化稳定生产。     

稀土钢连铸板坯纵裂研究

研究分析影响稀土钢连铸板坯纵裂的多种工艺因素，并采取有效措施，彻底消除了稀土钢板坯纵裂。     

钢的包晶反应与铸坯裂纹敏感性的研究

碳质量分数在0.09%~0.53%的铁碳合金的包晶反应是连铸过程中非常重要的一个现象,它导致连铸坯表面裂纹非常敏感,表面纵裂高发,甚至造成纵裂漏钢。对连铸不同钢种包晶反应的特点与连铸坯裂纹的敏感性之间的关系进行了探讨分析。     

连铸宽板坯表面纵裂纹的成因及预防措施

对天津钢铁有限公司4号板坯连铸机出现的表面裂纹进行了分析,总结了中厚板产生表面纵裂的主要原因.对于如何预防表面裂纹的形成,从改善冶金工艺和优化连铸工艺参数等方面提出相应的预防措施.     

连铸坯纵裂的成因与对策

本文根据武钢第三炼钢厂近几年的连铸生产实践，统计分析连铸板坯发生纵裂的原因，影响板坯纵裂的主要因素有钢的成份、过热度、结晶器液面的稳定、拉速、保护渣等。通过采取相应的措施，使连铸板坯纵裂缺陷得到很大改善。     

基于BP神经网络的连铸板坯裂纹预报

分析了连铸板坯裂纹的成因,并根据连铸生产的特点和工艺条件,结合国内外一些先进钢铁厂板坯裂纹的防止对策,引入BP神经元网络,采用神经网络与专家系统相结合的方法,运用热电偶温度数据,结合结晶器液面、保护渣、钢号以及钢液中C、S、P含量等数据,实现板坯表面裂纹预报.     

连铸坯轧制的Q235厚板质量分析

对Q235厚板出现的表面裂纹进行的检验确认裂纹源自于连铸板坯。进一步的检查表明，钢中硫化物等夹杂物及其偏析是造成铸坯表面裂纹及板材性能缺陷的主要原因。建议改善钢液清洁度和改进连铸工艺为解决途径。     

连铸板坯表面纵裂成因及控制措施

介绍了重钢炼钢厂板坯表面纵裂产生的原因,通过大量生产实践对比分析,总结出影响纵裂的主要因素。通过采取一定措施,使连铸坯纵裂缺陷有一定改善。     

高拉速薄板坯连铸中碳钢保护渣开发与应用

针对在高拉速情况下薄板坯连铸过程中频繁出现"冷齿"、黏结以及铸坯表面纵裂纹较多等问题,依据中碳钢凝固收缩特性并结合现场实际生产情况,开发了一种适合在高拉速情况下薄板坯中碳钢连铸用保护渣。生产实践表明,在拉速提高后,使用新型保护渣基本避免了铸坯表面纵裂纹的产生,也无"冷齿"、黏结等报警现象出现,铸坯质量显著提高,完全满足生产要求。     

基于PSO-PNN的铸坯全长表面纵裂纹在线预测

表面纵裂纹是铸坯质量缺陷中一种最常见的表面质量缺陷。环境因素使得铸坯表面纵裂纹在线检测精度不高,各大钢厂铸坯质检仍要依赖人工,因此提出一种基于粒子群PSO优化概率神经网络PNN的铸坯全长表面纵裂纹预测方法。首先,建立铸坯生产过程跟踪及数据时空变换模型,构建铸坯生产系统将生产过程数据与铸坯长度方向进行匹配;再利用PNN的Bayes 最小风险准则进行有监督特征学习,并利用寻优算法PSO优化PNN关键参数的选取,得到最终的模型PSO-PNN;最后,利用某钢厂连铸产线铸坯质量缺陷数据和生产过程数据进行试验验证。结果表明,该方法对铸坯整体的质量预测分类精度达到97.5%,铸坯全长的裂纹缺陷的预测精确率和召回率均在92%以上,能有效实现铸坯全长表面纵裂纹的预测,为现场质检人员提供参考。     

基于随机森林和聚类的连铸坯纵裂纹预报方法

纵裂纹是一种常见的铸坯表面缺陷,准确预测铸坯表面纵裂对于提高铸坯质量有着重要意义。针对纵裂纹形成与扩展过程中结晶器热电偶温度在时间、空间上的变化趋势,捕获和提取了热电偶时序温度的典型变化特征,采用随机森林(Random Forest,RF)对捕捉到的特征进行降维,筛选出与纵裂联系密切的相关特征,在此基础上建立了基于K均值(K Means)聚类的纵裂检测模型。结果表明,提出的基于温度时序特征和聚类算法的纵裂预测模型能够正确区分和识别纵裂纹和正常工况样本,将机器学习方法引入连铸过程异常监控提供了新的思路。     

薄板坯连铸及其铸坯表面缺陷的形成机理

薄板坯连铸连轧技术已成为了钢铁冶金技术发展的主要趋势之一,但薄板坯连铸具有拉速高、凝固速度快、铸坯宽厚比大等特点,使得铸坯容易出现表面夹渣、表面裂纹等缺陷,而这些铸坯表面缺陷问题的产生与结晶器流场、温度和热流分布有直接的联系。因此,对薄板坯连铸结晶器内高温动态行为进行系统地概述,并在此基础上分析了铸坯表面缺陷的形成机理。研究表明,薄板坯连铸结晶器内钢液流动更加紊乱、涡流速度更快,这不利于夹杂物的上浮,且容易导致卷渣的发生,增大铸坯表面夹渣缺陷产生的可能。此外,在钢液湍流和涡流的作用下,铸坯内温度分布不均,加上在高拉速下结晶器内热流更大,这使得铸坯表面更易产生裂纹缺陷。     

基于动态时间弯曲和k近邻分类预测铸坯纵裂纹

纵裂纹是典型的铸坯表面缺陷,严重影响过程顺行和连铸坯质量。铸坯表面纵裂纹的识别和预测对于铸坯质量的提升具有重要意义。针对纵裂纹形成与扩展过程中,结晶器热电偶温度在时间序列上的动态演化和一维传播特征,捕获和提取了纵裂纹和正常工况下热电偶时序温度的典型变化趋势;运用动态时间弯曲(Dynamic Time Warping,DTW)方法度量不同工况下时序温度的相似性和差异性,结合k近邻(k-Nearest Neighbor,kNN)分类算法,建立了针对连铸坯纵裂的在线识别和分类模型。结果表明,建立的模型对纵裂纹和正常工况样本具有较高的识别准确率。提出的基于温度时序特征动态时间弯曲及kNN方法的纵裂预测模型,为铸坯纵裂的实时检测和准确预报提供了可靠途径。     

保护渣碱度对薄板坯结晶器平均热流量的影响

在钢的连铸过程中,钢水在结晶器内的凝固对铸坯的产量和质量均有很大影响,几乎所有的铸坯表面缺陷均形成于结晶器内。近年来,随着连铸拉速的增加及对铸坯表面质量要求的提高,有关结晶器冷却、传热对钢水的初始凝固及表面纵裂纹影响的研究成为连铸科学研究的重点。结晶器壁热流不均是纵裂纹产生的有利环境,保护渣控制传热为常用的措施。薄板坯浇铸时由于拉速高,为获得表面无缺陷铸坯,对保护渣控制传热的要求更高,同时也需协调保护渣的润滑功能。通过生产试验,研究比较3种碱度保护渣（CaO/SiO2分别为1.06、1.26和1.48）对薄板坯结晶器平均热流量的影响,发现与低碱度保护渣相比,使用高碱度保护渣时,结晶器热流量最低,有利于实现弱冷却,形成均匀凝固坯壳,在一定拉速条件下浇铸裂纹敏感钢种时有助于获得良好表面质量的铸坯。     

400 mm×2 100 mm特宽特厚板坯表面纵裂成因及控制措施

2011年5月国内最大断面规格的板坯连铸机在南阳汉冶特钢有限公司投产,生产400mm×2100mm特厚特宽板坯,投产初期生产铸坯表面纵裂严重,造成轧后钢板不合格品比率大幅提高,通过现场调查和数据分析,查明了表面纵裂形成主要与结晶器冷却及二次冷却不均匀有关,通过规范中包第一炉开浇时提速曲线、调整浸入式水口插入深度、加强设备管理等一系列控制措施,使铸坯表面一次合格率稳定提高至99.2%,有效解决了宽厚板坯表面纵裂。     

薄板坯连铸机高拉速下铸坯表面质量控制实践

针对薄板坯连铸机高拉速生产过程中存在的板坯表面纵裂纹缺陷、结晶器液位波动和结晶器宽面铜板低寿命等问题,自主开发了高拉速系列化保护渣技术、高拉速浸入式水口技术、高拉速结晶器铜板技术。薄板坯连铸机的拉速达到6.0 m/min,铸坯表面纵裂纹缺陷比率降低了90%,板坯表面质量满足品种开发和产品质量要求。     

高耐候钢板坯表面纵裂成因分析与控制

针对高耐候钢连铸板坯生产实践中遇到的表面纵裂纹问题,对钢的成分、结晶器保护渣、结晶器冷却及二冷区冷却等影响因素进行了讨论分析,提出了连铸工艺改进优化方向。生产实践表明,采取控制镍铜比大于0.3,选用高碱度、高熔点、低黏度耐候钢专用保护渣,调整结晶器倒锥度每米1.0%～1.1%,结晶器及二冷区弱冷却;控制非稳态浇铸,维持钢水过热度在20～30 ℃,稳定液面波动在2%以内、拉速波动在±0.2 m/min等技术措施,板坯表面纵裂发生率从50%以上降低到3%左右。