崔成智
鞍山宝得钢铁有限公司 辽宁 鞍山 114000
摘要：脱方也有菱变的别称，指的是矩形轧件四角不成直角，转化成菱形、梯形的一种缺陷。通常情况下，脱方轧件角度不易测量，而且会产生较为严重的漏钢事故，对铸机正常生产运转造成一定影响，因此在连铸生产过程中，工作人员一定要重视方坯脱方的问题，分析问题成因，并采用行之有效的措施改善铸坯质量。本文将从脱方形成的机理阐述，探讨工艺因素和设备因素对脱方的影响，提出解决问题的应对策略，希望可以为相关人士带来一定思考价值。
关键词：连铸过程；方坯脱方；存在问题；应对策略
方坯脱方指的是其横断面对角线不具备相同长度，对后续轧制工序产生负面影响。甚至产生轧钢废品，引发漏钢事故[1]。
1钢水凝固特性
连铸钢水凝固部位是结晶器，钢水在结晶器之内，会和铜壁相接触形成弯月面，弯月面根部会具备较快冷却速度，产生初生坯壳。由于凝固与相变收缩，会令坯壳和铜壁相互脱离，产生气隙，在钢水静压力的作用下，会令坯壳不断向外膨胀。随着坯壳下移，坯壳表面会逐渐回暖，令温度不断升高，降低强度，最终令坯壳产生较大形变。结晶器角部区域，由于热传导作用，会令坯壳以较快速度凝固，产生气隙。坯壳下移的过程中，气隙会逐渐由角部向面部扩展，相较角部气隙在铸坯面部中心会更小，角部坯壳热流值最小，也更加容易出现形变问题。
2脱方形成机理
脱方的形成机理，是由于结晶器内热流最大导致坯壳未能均匀凝固导致的。受到结晶器周围的约束，铸坯会呈现方形，结晶器未能均匀冷却，也会导致坯壳厚度均匀性降低。不同的冷却强度会产生不同角度，强冷却出锐角，弱冷却出钝角。坯壳厚度方面，锐角较厚，钝角较薄。再次对方坯进行喷水操作使其冷却，就算能够令四面冷却更加均匀，但是同样会加剧坯壳收缩的不均匀性，导致脱方问题每况愈下。
结晶器四面沸腾不同步，会对坯壳四面产生冷却作用，令坯壳厚度不够均匀，角部坯壳薄弱性会影响到脱方方向性。如果在特定时刻，相邻两面冷却水处在沸腾状态，但是相邻面未能同步沸腾，这就会让相邻面产生锐角，令弱冷却面产生沸腾转换，令脱方方向也相应变化[2]。
3工艺影响脱方因素
3.1化学成分
钢收缩量受到碳温度和质量分数影响，而脱方主要受到高温坯壳线收缩影响。碳质量分数如果为0.1%，则结晶器内坯壳产生的线收缩最大，更容易出现脱方问题。如果脱方对象为高碳钢，其脱方原因为弯月面下方30-40mm处，会产生相较于低碳钢更小的线收缩量，热流也会更大，容易产生沸腾现象，降低坯壳厚度的不均匀程度，降低坯壳厚度。从鞍山宝得钢铁有限公司的生产实际情况看，低碳钢发生脱方情况较多，而中高碳钢如果拉速过快，也容易产生较大水温差。
3.2 中间包水口偏斜
如果注流出现偏斜现象，容易令靠近注流区域凝固坯壳厚度在冲刷的作用下变薄，在相对区域产生的凝固坯壳厚度会加大，加剧坯壳不均匀程度[3]。
3.3 浇筑速度和温度
一旦钢水具备较大过热度，或者拉速过快，就会令小方坯出现脱方问题。上述两种因素会令结晶器水缝中水产生间歇沸腾，加剧坯壳出现形变，这会令增加力的不均匀性，令初生坯壳出现变形问题。
4 设备影响脱方因素
如果坯壳在结晶器中厚度不均匀，从结晶器中出来时，就会增加脱方问题出现的概率。如果结晶器两角在温度上大相径庭，则可证明铸坯产生了脱方问题，而且会在这种冷却作用下令脱方加剧。即使铸坯在出结晶器时未脱方，在二冷区也容易因冷却不均匀产生脱方问题。究其原因，主要有以下几种影响因素[4]。
第一，结晶器铜管成正锥度，会出现脱方现象；第二，结晶器铜管变形、磨损、内表面光滑度受损，也有可能在拉坯阶段，令初生坯壳产生不均匀厚度，加剧脱方变形问题，通常情况下，铜管用的次数越多，就越容易出现方坯脱方问题；第三，水缝尺寸如果不均匀，会令冷却水流速度降低自身均匀性，导致热流密度不统一，初生坯壳也会降低自身冷却均匀性，出现脱方问题；第四，铜壁温度会受到结晶器冷却水质的影响，出现铜管变形的问题。冷却水内部沉积水垢，会积聚在铜壁局部，进而提升热阻，令铜管产生更严重变形，导致发生脱方问题；第五，如果结晶器振动不平稳，会降低铸坯受力的均匀性，增加气隙的不均匀程度，令热传导作用更加不均匀；第六，脱方铸坯进入二冷区之后，会以较快速度发展，如果二冷区对中情况较差，喷嘴存在脱落堵塞的现象，都会产生脱方情况；第七，拉矫机如果工作压力超出标准，会令铸坯难以呈现标准矩形，拉矫辊如果不平行，也会出现脱方问题。
5 改善方坯脱方问题的应对策略
第一，连铸钢水成分和温度，需要严格遵循中间包钢水质量的稳定性，注重黏度较高保护渣的应用，以达到减少结晶器热流密度的目的，对其冷却均匀性进行改善[5]。
第二，在进行水口安装时，应当保证水口对中的严谨性，可以借助专业校准仪器，保证水口处于同一条线上，间距误差应控制在2mm之内。
第三，应当强化对结晶器冷却水的管理。工作人员应当对水质情况了如指掌，定期对水质进行检测，在冷却水中添加软水或药剂，使水质碱性、硬度和氯离子水平维持在要求之上。
第四，应当构建并完善结晶器管理制度，对结晶器水缝应当进行定期测量，树立铜管使用跟踪意识，对铜管上下线应用情况进行严格监控。
第五，应当使结晶器安装进度不断提升，令水缝尺寸误差控制在0.2mm之内。同时应当对振动系统点检工作引起足够重视，保证检修与安装的质量。
第六、应当重视结晶器水过滤器反冲与排污工作，对二冷区应当强化管理，保证喷嘴不存在脱落和堵塞现象。
第七，应当提升结晶器对弧的准确性，保证铸机弧度的正常性，具体包含振动台、二冷支撑等部件[6]。
第八，应当定期对拉矫机的检修，如果发现拉矫辊存在严重磨损问题，应当及时进行修理或更换。
结束语：
综上所述，连铸过程中方坯脱方是较为常见的现象，也是受到诸多因素影响的生产重点问题，。工作人员应当重视结晶器的设备维护，改善初生坯壳的不均匀冷却问题，加强日常对设备和工艺因素的管理，全面降低脱方问题出现的概率。
参考文献：
[1]唐萍,文光华,徐楚韶,洪兵雄,陈国江,王进步,李伟峰.集装箱板钢薄板坯连铸用结晶器保护渣[J].钢铁研究学报,2005,17(2):16-18.
[2]侯峰岩,谭兴海,李朝雄,黄东明,蒋丽敏,黄丽,毕刚,张跃刚.再制造工程和表面工程技术在钢铁产业中的应用[J].中国表面工程,2006(z1):102-103.
[3]娄娟娟,包燕平,刘建华,孙维,杜松林,黄社清.连铸异型坯凝固过程的数值模拟[J].北京科技大学学报,2005,27(2):173-177.
[4]许秀杰,邓安元,王恩刚,张林涛,张兴武,张永杰,赫冀成.电磁软接触连铸圆坯表面振痕演变机理[J].金属学报,2009,45(4):464-469.
[5]王宝峰,麻永林,丁国,李春龙,孟志泉,王玉昌.大方坯连铸过程中铸坯传热及凝固行为的研究[J].包头钢铁学院学报,2002,21(2):121-126.
[6]张祝得,黄志勇,李烈军,庄汉洲,刘汉怡,卢灼洪,郭云峰,蒋叶周,王志坚,张若生,毛新平,林泉,李文明,车首禄,许宝雷.软结晶器技术[J].钢铁研究学报,2005,17(B08):77-80.