MCCR高拉速薄板坯连铸氢致漏钢机理及控制

摘要

为研究MCCR产线SPA-H钢漏钢产生的原因及演变过程，采用扫描电镜和金相显微镜对漏钢坯壳的形貌进行了观察，发现漏钢坯壳的内侧表面存在大量针状孔洞及裂纹缺陷，在裂纹边缘位置存在大量微孔。研究认为，钢液氢含量过高是导致漏钢发生的主要原因。利用FactSage软件计算了初始氢质量分数分别为0.000 5%、0.001 0%和0.002 0%的钢液在凝固过程中氢溶解度的变化，确定当钢液初始氢质量分数控制在0.000 5%以下时可避免坯壳表面产生针孔缺陷。通过工业试验以及利用XRD物相分析研究了氢质量分数分别为0.000 17%和0.000 67%中间包钢液对保护渣结晶和传热性能的影响。结果表明，当钢液氢含量高时，渣条增大，枪晶石析出峰强度增加了约80%,宽面中心“H”列前3排热电偶温度分别降低了约15、12、18℃。确定了氢致漏钢的形成机理，当钢液氢含量过高时，坯壳内部会产生氢气泡并从坯壳内表面逸出，并在坯壳内表面上形成针状孔洞缺陷，削弱坯壳的强度；此外，析出的氢气泡会促进保护渣结晶，导致坯壳减薄，强度进一步下降；在钢水静压力及结晶器摩擦力作用下针状孔洞被撕裂形成裂纹进而导致漏钢的发生。通过对物料、耐火材料以及精炼操作进行控制，将钢液氢质量分数控制在0.000 55%以下可避免氢致漏钢发生。研究结果可为其他相似产线避免此类漏钢事故的发生提供借鉴参考。