Page 82 - 理化检验-物理分册2025年第三期

杜佳美：含铝和硫的45钢皮下缺陷产生原因及改进措施

（2）浇注过程采用保护浇注，大包长水口采用吹 下夹杂。
氩与密封垫圈双层保护，塞棒采用吹氩，可以预防夹 （5）控制液面波动不超过±3 mm，如超过该数
[6]
杂物在塞棒附近聚集，浸入式水口采用整体水口 。 值，就进行挑坯，并对挑出的坯料进行报废处理，严
（3）中包采用碳化稻壳与颗粒状覆盖剂进行双 禁浇注过程频繁地调节变动拉速 。
[7]
覆盖保护，开浇前用氩气对中包进行吹扫，以便将空 （6）优化结晶器保护渣的理化性能指标，适当提
气排除干净，防止对钢水造成二次氧化。 高保护渣碱度，将碱度由原来的0.65左右提高至0.8，
（4）适当加大结晶器电磁搅拌电流强度，可以将 从而增加钢渣间的界面张力。另外，适当提高保护
钢液中的大颗粒夹杂物搅碎，从而防止钢中宏观夹 渣的黏度 。这些措施均可以有效防止结晶器内出
[8]
杂物的出现，以及在随后的无损检测过程中出现皮 现卷渣，具体指标优化情况如表3所示。
表3 优化前后保护渣的组成及理化性能
质量分数/% 黏度/
状态 碱度
CaO MgO K 2 O+Na 2 O F C （Pa·s）
SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3
优化前 30~34 4.5~5.5 0.8~1.3 20~22 3~5 9~11 3~5 16~18 0.6~0.7 0.5~0.6
优化后 30~35 5.5~6.5 0.8~1.3 24~26 4~6 7~9 3~5 13~15 0.75~0.85 0.6~0.7

2.5 改进效果 从原来的4~6炉提高至目前的8炉左右，皮下缺陷
通过电炉、精炼、VD、连铸过程等一系列工艺 出现率由改进前的10%降至0，且非金属夹杂物级
参数的优化与调整，生产的含铝、硫元素的45钢质 别进一步降低，改进前后非金属夹杂物级别如表 4
量得到了提高，从近半年的统计数据来看：连浇炉数 所示。
表4 改进前后非金属夹杂物级别 级
状态 A(细) A(粗) B(细) B(粗) C(细) C(粗) D(细) D(粗) DS
改进前 2~3.0 1~1.5 0.5~1.0 0~1.0 0 0 0.5~1.5 0.5~1.0 0.5~1.5
改进后 1.5~2.5 0.5~1.0 0~0.5 0~0.5 0 0 0~1.0 0~0.5 0~1.0

3 结论 参考文献：
（1）皮下缺陷是冶金缺陷，由夹杂物造成，主要 [1] 刘聪颖，晁永强，党军玲，等．某重载高速齿轮箱太阳
为钢中的钙铝酸盐及镁铝尖晶石类等。 轮开裂原因[J]．理化检验（物理分册），2022，58(11)：
（2）中大型簇群状夹杂与基体中分散的细小夹 76-78．
杂组成基本一致，说明钢水中存在大量的钙铝酸盐 [2] 薛正良，胡智超，李平，等．SPHC板坯表面和皮下夹
及镁铝尖晶石类夹杂，这些夹杂在水口处吸附并聚 渣的研究[J]．炼钢，2018，34(1)：36-43．
集长大，最后掉落至结晶器内，被凝固坯壳捕捉，形 [3] 汪洪峰， 李玉华．连铸坯皮下夹渣的控制技术[J]．连铸，
成铸坯的皮下夹杂缺陷。 2011，36(增刊1)：367-369．
（3）增加VD真空处理工艺，同时对电炉、精炼 [4] 孙波，张良明，吴耀光，等．马钢SPHC钢钙处理的热
力学分析[J]．中国冶金，2017，27(1)：50-54．
过程加强控制，可以有效提高钢水的纯净度。连铸
[5] 燕友增，孟高强，曹奇，等．风电齿轮箱齿轮轴断齿原
过程做好中包、水口烘烤，加强保护浇注，对塞棒吹
因[J]．理化检验(物理分册)，2022，58(10)：75-78．
氩，对保护渣进行优化等措施可以防止钢水发生二
[6] 陈文杰．连铸坯表面夹渣缺陷的研究[J]．宝钢技术，
次氧化；防止夹杂物在塞棒、水口处聚集长大并脱落
2017(3)：45-48．
至钢水中；也可以防止钢水在结晶器液面发生卷渣。
[7] 张开天，刘建华，崔衡，等．浸入式水口对结晶器钢
（4）工艺措施改进后，材料非金属夹杂物级别降 水流动与液面波动的影响[J]．工程科学学报，2018，
低，钢水纯净度得到了提高，皮下夹杂缺陷得到了有 40(6)：697-702．
效控制。这些工艺措施同样可以在类似钢种中进行 [8] 张磊，翟冰钰，王万林．高铝钢连铸用非反应型保护渣
推广应用。 的研究进展[J]．江西冶金，2019，39(2)：7-13．

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