连铸过程由气体引起的钢坯质量问题

fenghailin

美国CitiSteel在用Hydris测定钢中氢含量的过程中发现，中间包钢水在稳态铸造期间其中氢含量随当时的空气露点升高而升高，最大变化量在2~3ppm[H]。添加脱氧剂、钢包热循环次数、连铸的不同阶段钢中氢含量都有不同的变化。

实际上钢中溶解的[N]、[H]、[O]在钢凝固过程中因温度降低而过饱和析出气体，这些气体的总压大于大气压时便会产生针孔、气泡等缺陷。根据热力学原理，可以给出不同碳含量的钢种形成针孔的[N]、[O]含量区间。

对含碳0.1%，氧25ppm，氮40ppm的钢，氢含量超过5.1ppm将产生针孔缺陷。而含碳量0.40%，氧25ppm，氮40ppm的钢，氢含量超过3.5ppm就会产生针孔缺陷。研究发现，大量钢包下渣及石灰中的氢氧化钙是钢包精炼过程钢液吸氢的一个主要来源；大量钢包下渣使钢中氢增加，为钢包渣改质而加进石灰带进氢氧化钙进一步使钢液吸氢。图8、9分别给出了不同钢渣改质剂、钢包下渣量与钢中氢含量和针孔数目的关系。添加较多的萤石-石灰或硅钙粉使中间包中钢水氢含量增加。钢包带渣多，导致钢包渣改质剂添加前、后钢液中的氢含量都高，单位面积表面针孔数也多。

钢水中各种成分的在线测定技术逐渐成熟。这些技术大大进步了铁水预处理、二次精炼、连铸等各工艺环节的过程控制水平，加深了人们对钢中气体引起的铸坯质量题目的熟悉，为解决相关的质量题目提供了手段。我国的钢水成分在线测定技术尤其是传感器的研发相对落后，产品的质量稳定性亟待进步，新产品开发和新技术应用方面更应该加大投进。