板坯表面縱裂紋原因和控制措施

1、板坯表面縱裂紋原因和控制措施摘要：通過(guò)對(duì)安鋼第一煉軋廠板坯連鑄工藝分析, 認(rèn)為引起板坯縱裂紋的主要原因是鋼水成分和質(zhì)量、結(jié)晶器 冷卻強(qiáng)度、保護(hù)渣性能及其吸收夾雜物后成分和性能變化 等。通過(guò)采取措施使板坯的表面縱裂紋得到有效的控制，縱 裂紋發(fā)生率由1.9%控制到0.55%左右。關(guān)鍵詞：連鑄板坯縱裂紋保護(hù)渣連鑄板坯的表面縱裂紋是影響鑄機(jī)產(chǎn)量和鑄坯質(zhì)量的 主要缺陷。它的出現(xiàn)，輕者須進(jìn)行精整；嚴(yán)重的導(dǎo)致漏鋼或 鑄坯報(bào)廢，影響鑄機(jī)作業(yè)率和金屬收得率，增加了生產(chǎn)成本 也打亂了生產(chǎn)計(jì)劃。安鋼第一煉軋廠自投產(chǎn)以來(lái)，鑄坯的表 面缺陷主要是表面縱裂紋，而表面橫裂紋幾乎沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)。 縱裂紋增加最嚴(yán)重的月份，縱裂紋率

2、高達(dá)3. 13%,攻關(guān)前， 縱裂紋的平均發(fā)生率為1.9%,經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的攻關(guān)，縱裂紋率 控制在0. 55%的水平。1表面縱裂紋的特征從表面縱裂紋的分布狀況看，在板坯的寬面中央?yún)^(qū)域， 即水口區(qū)域的表面縱裂紋占整個(gè)鑄坯表面裂紋的90%,其余 的分布在鑄坯寬面的1/4和3/4區(qū)域，內(nèi)、外弧都有，內(nèi)弧 的表面縱裂紋比例明顯高于外弧的比例。從裂紋的長(zhǎng)短看， 大于lm的占表面縱裂紋的多數(shù)；從裂紋的深度看，大于10mm 的占多數(shù)。2表面縱裂紋的產(chǎn)生原因與控制措施2. 1鋼水質(zhì)量的影響2. 1. 1鋼中碳含量的影響c含量在0.10%0. 12%范圍內(nèi)，裂紋敏感性最大；c含 量20.18%時(shí)，板坯表面裂紋的發(fā)生率

3、是隨碳含量的增加而 增加的1。由鐵碳相圖可知，當(dāng)碳含量在0.10%0. 14%時(shí), 凝固過(guò)程發(fā)生包晶反應(yīng)并伴隨5-y相變，產(chǎn)生較大的體 積收縮，鑄坯與結(jié)晶器壁之間產(chǎn)生空隙，導(dǎo)出熱量較小，坯 殼最薄，在表面形成凹陷，凹陷部位冷卻和凝固速度比其它 部位慢，組織粗化，在熱應(yīng)力、摩擦力和鋼水靜壓力等作用 下，在凝固坯殼薄弱處產(chǎn)生裂紋，并且在二冷作用下裂紋加 深和擴(kuò)大2。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，c含量在0.12% 0. 14%對(duì)板坯縱裂有一定的影響。2. 1.2成品鋼中硫含量的影響硫在鋼中的溶解度極小，與鐵生成fes, fes與feo能 形成低熔點(diǎn)的熱脆性共晶體，并在晶界析出。極易在晶界處 產(chǎn)生裂紋，所以

4、要盡可能降低鋼中的硫含量。成品鋼中硫含量與板坯表面縱裂的關(guān)系見(jiàn)表lo從表1 可以看出，成品鋼中的w (s) >0. 030%的爐次，裂紋比是澆 鑄比的10倍；成品w(s)在0. 030%0.015%之間的，裂紋 比與澆鑄比的比值迅速下降，但仍然高于平均值；而w (s)0. 14%； q345類(lèi)鋼成品w (c) >0. 16%；普通鋼種要求終點(diǎn)w(c) >0. 08%o通過(guò)技術(shù)比武、考核等管理措施使這3項(xiàng)指 標(biāo)的受控率均達(dá)到了 85%以上。(2) 對(duì)硫的控制。在條件許可的情況下，每爐進(jìn)行鐵 水預(yù)脫硫，保證鐵水w (s)表4保護(hù)渣在使用前后各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和堿度值從表4看出，堿度

5、變化不大，na20、f含量降低，mgo、a1203、mn02含量明顯升高，這與前面分析的鋼中夾雜物對(duì) 縱裂紋的影響是一致的。從表2也可以看出保護(hù)渣變性對(duì)裂 紋的影響，新水口澆鋼第3爐、換渣第3爐和變?cè)€第4爐 都存在裂紋比例高的現(xiàn)象，這說(shuō)明鋼水中的a1203夾雜對(duì)保 護(hù)渣變性的影響。因?yàn)楸Ｗo(hù)渣對(duì)a1203夾雜的吸附有一極大 值，超出此范圍，保護(hù)渣中a1203幾乎不再變化。熔渣吸收 夾雜后，必然使保護(hù)渣性能發(fā)生較大變化，這影響了保護(hù)渣 渣膜組成、潤(rùn)滑特性及熱阻的穩(wěn)定。從上面的統(tǒng)計(jì)看，根據(jù)我廠的一般鋼種的夾雜量對(duì)應(yīng)保 護(hù)渣的吸收情況，調(diào)整為3爐換1次保護(hù)渣，效果良好。2.4結(jié)晶器冷卻強(qiáng)度的影響在結(jié)

6、晶器整個(gè)寬度上應(yīng)保持均勻的熱流密度，尤其在彎 液面區(qū)更是如此，不均勻的傳熱會(huì)使很薄的坯殼不規(guī)律地脫 開(kāi)結(jié)晶器壁，脫開(kāi)區(qū)域的回?zé)釋⑹箲?yīng)力提高，導(dǎo)致坯殼表面 產(chǎn)生縱向裂紋?？刂坪线m的結(jié)晶器冷卻水流量和進(jìn)出水溫差是減少表 面縱裂紋的有效手段。保證結(jié)晶器最低的冷卻水流量是獲得 穩(wěn)定低熱流的前提條件，同樣，結(jié)晶器采用緩冷，使熱流密 度降低，可減少表面縱裂紋。通過(guò)多次調(diào)整結(jié)晶器的水流量，從寬面的4000l/min和 窄面的540l/min,分別減至為3700l/min和485l/min后， 鑄坯的表面縱裂紋顯著降低。3效果通過(guò)采取上述措施，鑄坯縱裂紋的長(zhǎng)度、深度及數(shù)量都 得到了有效控制，鋼板表面縱裂紋導(dǎo)致的澆鑄退廢和協(xié)議板 量也大幅減少(見(jiàn)圖1)?？v裂紋平均發(fā)生率由攻關(guān)前3個(gè)月 的1. 9%降低到0. 55%的水平。4結(jié)論寬厚比大的連鑄板坯容易產(chǎn)生表面縱裂紋，通過(guò)分析大 板坯連鑄生產(chǎn)工藝條件，采取以下措施，可以有效減少鑄坯 表面縱裂紋的發(fā)生。(1) 提高鋼水質(zhì)量對(duì)降低表面縱裂紋是重要的前提條 件。這包括降低鋼水硫、鋼中碳避開(kāi)裂紋敏感區(qū)域、降低終 點(diǎn)鋼水氧化性、減少鋼中夾雜物和合適的鋼水過(guò)熱度；(2) 嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行換中包、換水口等影響液面穩(wěn)定 的操作；(3) 選用合適的保護(hù)渣；(4) 及時(shí)更換保護(hù)渣；(5