1、存在的问题

济南李军照明工程设计有限公司炼钢二厂小方坯1#连铸机于2019年9月底投产，所生产小方坯主要用于（七轧、八轧）轧制Φ12-Φ25mm规格的螺纹钢筋。典型烂钢形貌如图1：

图1  几种典型的表面烂钢形式

2、 质量攻关的措施方法

遵循质量管理工作程序，采用PDCA循环方法（见下图2）进行螺纹钢筋表面质量攻关活动。

图2  螺纹钢筋表面烂钢PDCA循环质量攻关步骤

3、 现状调查

2019.10-2020.02期间，每个月检出烂钢数量统计如下表1：

表1  炼钢二厂坯轧制时检出烂钢数量

4、 确定目标

攻关目标将目前的0.28%烂钢比率降低到0.05%。

图3  螺纹钢筋表面烂钢比率攻关目标

5、 要因论证

对烂钢试样取样分析，发现烂钢试样附近及试样边部存在大块、超长的塑形非金属夹杂，见图4/5。

图4   纵向夹杂，长度1615μm            图5  横向夹杂，宽度110-200μm

对夹杂物进行能谱分析，发现两类典型夹杂：

(1)含保护渣类复合夹杂，超长度（大于1mm）的塑性夹杂，为含保护渣（Si、Ca、Na成分）的复合夹杂，应为结晶器卷渣，见图4。

    (2)中包卷渣，大块夹杂，含有较高的Si、Ca、Mg 、Mn氧化物，应是钢水氧化产物与炼钢渣、钢包或中间包履盖剂、中包耐材等有关物形成的复合夹杂。

图6 超长塑性夹杂能谱分析

图7    大块夹杂能谱分析

图8 发生表面烂钢缺陷的炉次工艺原因分析图

对发生表面缺陷烂钢的炉次进行过程追溯和跟踪，发现发生烂钢的炉次主要存在下列工艺异常现象。

（1）连铸等钢水。由于生产组织不顺畅，很多时候存在连铸等钢水，此时结晶器势必减速-加速，拉速变化时容易造成结晶保护渣卷入结晶器中；

（2）连铸烧包口。由于方坯连铸时未采用长水口保护浇铸，钢花（渣、钢水氧化物）容易在中包盖口积聚而影响后续浇铸，此时采用氧枪烧割包口，大块的烧割物落入中包钢水中容易卷入结晶器中；

（3）中包排渣的影响。当中包渣层变厚时，如不及时排渣，或者排渣时中间包液面急剧变化，中包渣（覆盖剂）卷入钢水中出现烂钢的几率增加。

（4）钢包吹氩不良。钢包吹氩不良，钢中夹杂物难以上浮，浇铸时夹杂物富集钢液——保护渣液面，一旦结晶器液面波动很容易卷入钢水中。

以上四种情况，占了发生烂钢炉次的83%。

根据金相能谱分析和工艺过程调查，确定产生烂钢的主要原因是钢中存在两类大量超长、大块的夹杂物，一类是结晶器卷渣形成的保护渣复合夹杂；二类是中包卷渣形成的钢水氧化产物与炼钢渣、钢包或中间包履盖剂、中包耐材等有关物形成的复合夹杂。由于夹杂物和钢的基体变形能力的差异和热膨胀系数的差异，如果轧件中存在大量的的夹杂物，夹杂物不能和钢一样均匀流变，随着钢的变形增加在夹杂物和钢的表面产生应力集中，纵肋处是应力集中和变形集中地方，因此在纵肋上（周边）很容易在夹杂物聚集处的表层产生表面纵向裂纹（拉裂、烂钢、缺块等）。

7、制定对策

8、组织实施

（1）实施1：稳定连铸拉速，规定拉速控制2.7±0.2 m/min范围内，派专人全程进行监控记录，并制定严格的考核制度。

（2）实施2：减少或避免连铸烧包口造成的耐材、渣钢氧化物等掉入中包，对大包滑板、下水口的装配进行优化，减少钢流分散、喷溅现象，并对烧包口的频次、操作进行规范。

（3）实施3：避免中间包排渣引起的液面急剧变化，采用小流慢排工艺，同时排渣前检查清理渣口情况，防止排渣口出现粘结。

（4）实施4：改善钢包底吹氩，减少钢中氧化物夹杂，规范底吹压力、时间，保证氧化物夹杂能够充分上浮。

 9、效果检查

通过活动的开展，表面烂钢现象明显好转，逐月走势见下图9。

10、标准化

通过本次活动，认识到钢水结晶度对螺纹钢筋表面质量上的影响。炼钢二厂从生产组织、钢包管理、转炉冶炼、连铸操作等几个方面都制定了严格的工艺制度和操作制度。

11、下步打算

计划对优化中间包钢水流场、控制转炉终点温度稳定等几个方面进行进一步的攻关，进一步减少螺纹钢筋表面质量缺陷。

二、质量改进成果介绍

1、螺纹钢筋综合合格率逐年升高

图1  螺纹钢筋近5年综合合格率走势图

2、螺纹钢筋市场占有率逐年上升

图2  螺纹钢筋近5年市场占有率走势图

3、顾客满意逐年上升

图3   近5年顾客满意度走势图