摘要：30MnSi一般应用于预应力管桩钢筋。主要用途：可制成PC钢棒，主要用于建筑行业，是预应力混凝土管桩中的主要钢材，具有强度高，省材料，使用方便，产品质量容易保证等优点，在建筑行业使用相当广泛。但结疤的产生会使其在加工后造成滞后断筋，带来严重的质量问题，近年来，方坯5#机30MnSi高线盘条结疤缺陷率维持在1%左右，这一难题一直困扰着厂部和车间管理人员，为此连二车间成立技术骨干组成攻关小组，开展方五铸机降低方坯5#机30MnSi高线结疤率攻关。
关键词：30MnSi；PC钢棒；结疤
1前言
盘条表面结疤是盘条表面缺陷的主要组成部分，直接影响到盘条在下游工序加工的生产效率和成材率。对高线结疤常见的几种类型进行了归类与分析，从连铸工艺的角度，追溯了盘条表面结疤产生的部分原因，提出了铸坯方面相应的解决对策。
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图1 常见的高线结疤形貌
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图2 常见的高线结疤酸洗后形貌
方坯5#机的铸机参数：
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2结疤产生原因
结疤都是在轧制过程中直接产生的，盘条轧制完毕后，需经过水冷箱来控制其吐丝温度，由于冷却水易在盘条表面有缺陷的部位残留和盘条存在缺陷部位的抗锈蚀能力较弱，因此，缺陷部位一般均伴随着不同程度的锈蚀现象［1］，体现在宏观上，则在盘条缺陷部位，一般都有不同程度的红锈存在。表面结疤宏观形状复杂多样，我们通常见到的结疤主要有点状结疤、块状结疤、锯齿结疤等类型。但从微观形态来看，一般可分为有根结疤和无根结疤两种类型。结疤表面上有与本体粘合一头或不粘合的金属层一般呈舌状，厚薄不均，大小不一。其产生原因既有线材轧机系统造成的，也有铸坯缺陷造成的。
2.1铸坯缺陷的原因
3月13日，方坯5#铸机生产一个包30MnSi，共4570吨，轧后产生结疤142.7吨，比例3.12%，从铸坯表面看有渣坑、明显凹陷和划痕，取的酸洗低倍样看，铸坯也存在轻微角裂。针对以上铸坯问题，对现场生产及设备进行排查原因。
2.1.1保护浇注不好，耐材质量不稳定铸坯产生夹杂
2.1.2一、二区喷淋系统长期以来未得到全面维护，粘钢严重，导致喷淋管变形严重，整个铸坯冷却不均，产生严重的角部横裂和铸坯表面凹陷。
2.1.3拉矫的定位间隙大，拉矫定位不稳定，拉矫中心线和铸流中心线不在同一条直线，导致铸坯跑偏严重，直接带来后果：1、加重冷却不均现象；2、铸坯跑偏后紧贴侧导辊，侧导辊无润滑系统，长时间磨损后侧导辊积渣不转，导致铸坯产生划痕。
2.1.4振动系统未达到有效维护，振动积渣难处理易堆积，导致振动偏摆不稳定，多次测量偏摆＞0.2mm，导致铸坯振痕加深，增加角部横裂产生几率和加重裂纹深度。有研究资料表明，结晶器振动振痕浅时，铸坯角部裂纹明显减少；振痕深，则角部裂纹增加；负滑脱时间值tN增大铸坯表面裂纹增加：tN=0.2～0.3s，裂纹较少。
2.1.5平时弧度的调整以引锭杆作为标准来调弧，引锭杆长期以来未进行更换，受力、烘烤后变形严重，导致整个对弧没有标准和保障，加重铸坯跑偏。以上问题导致铸坯角部裂纹、表面凹陷、划痕。
2.1.6方五二冷水总管压力偏低，造成喷嘴出水雾化效果不好，影响冷却效果，加重铸坯产生裂纹
3针对铸坯缺陷采取以下措施
3.1生产时做好全程保护浇注，使用优质耐材和性能良好的保护渣，稳定液面和拉速，减少铸坯夹杂物。
3.2解决铸坯角部裂纹和划痕
3.2.1通过年修，一区全部更换新的喷淋系统，对一区喷淋系统进行重新定位，一区喷淋架线外调整，线上再次吊线确认出水角度和方向，确保铸坯的冷却均匀，生产30MnSi前，必须对喷嘴检查清理，确保喷嘴无堵塞现象，无漏水漏气现象，一区喷嘴三个月定期全部更换新喷嘴。
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图3 一区喷淋系统标准 图4 调整后一区喷嘴出水情况
二区也全部更换了新的喷淋系统，对二区喷淋系统进行了重新定位，二区喷淋系统安装标准：引锭杆对弧正常，引锭杆外弧插3mm垫片可直接插入结晶器，此时四个面的喷嘴距离引锭杆四个面≤10mm
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表1二区喷淋系统调整后某流的测量数据
3.2.2对拉矫安装进行增加定位系统，确保拉矫在生产过程中跑偏≤2mm。
3.2.1振动系统增加了底部冲渣装置，每次停机对振动底部进行冲渣，避免积渣堆积导致振动偏摆大，定期对振动偏摆进行测量，要求偏摆量≤0.1mm。
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表2 某次停机后振动偏摆数据
3.2.4通过年修，更换了部分变形量大的引锭杆，弧度调整，引锭杆横向引锭杆南北偏差≤10mm，引锭头外弧插3mm垫片可直接插入结晶器，进结晶器后调弧辊和五区导向辊间隙≤0.5mm，三、四区导向辊间隙≤2mm，确保弧度正常。
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表3 方五对弧数据
3.2.5车间将二区压缩空气压力从之前0.2MPa修改为0.3MPa，三、四、五区喷嘴压缩空气压力从之前0.2MPa修改为0.25MPa，生产过程中喷嘴雾化效果明显提高，降低铸坯裂纹产生。
4效果
方五铸机年修采取以上整改后，铸坯表面渣坑、角部裂纹、表面凹陷、划痕都达到彻底解决，30MnSi轧后结疤也大幅度下降，1-3月方五铸机生产30MnSi钢制结疤缺陷率为0.6%，年修后6-10月，共生产30MnSi铸坯53284吨，判定轧后钢质结疤量44吨，钢质结疤缺陷率仅为0.08%，降低了0.52%，结疤比例得到有效控制。
5结论
1、全程保护浇注，使用优质耐材和性能良好的保护渣，稳定液面和拉速，减少铸坯夹杂物。
2、解决铸坯角部裂纹、表面凹陷和划痕：确保二冷喷嘴无堵塞，一二区喷嘴的对中，确保冷却均匀；拉矫精准定位，确保铸坯行走不跑偏；振动偏摆保证≤0.01mm；对弧良好，调弧辊和五区导向辊间隙≤0.5mm，三、四区导向辊间隙≤2mm；加大喷嘴出水压力，保证喷嘴雾化冷却效果。
参考文献：
［1］汪先虎，姜洪刚，蒋艳菊.热轧盘条表面结疤原因及对策.鞍钢技术，2015 年第3 期
［2］胡封轩，付军红，周桂兰.高速线材表面结疤成因探讨［J］.金属制品，2006（8）：25-27.
［3］汪开忠，茆勇，陶永岗.连铸准沸腾钢盘条表面缺陷原因分析及对策［J］.钢铁研究，2001（5）：27-30.
［4］赵贤平，李子林，李静宇.盘条常见质量缺陷分析［J］.金属制品，2008（12）：34-37.
［5］李苹.高速线材盘条结疤缺陷判定探讨.冶金标准化与质量，第37 卷
论文作者:王伦,王太平
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
标签：喷嘴论文; 裂纹论文; 表面论文; 缺陷论文; 盘条论文; 喷淋论文; 划痕论文; 《基层建设》2019年第30期论文;