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浇注温度和纵裂发生率关系.doc
浇注温度与纵裂发生率关系Control of Forming Longitudinal Crack on Round Ingot of Low Alloy Structural Steel
Fan Dingdong, Zhu Ruitian and Jiao Xingli (Maanshan Iron and Steel Co Ltd, Maanshan 243000)▲
纵裂纹是钢锭的主要缺陷之一，是浇注工作的重点和难点。尽管纵裂纹的形成机理至今还没有最后统一的定论，但在钢锭废品中占相当大的比例是众所周知的事实。在过去的生产中，马钢一直受圆钢锭纵裂纹的困扰，虽多年来一直在探索其解决的方法，但收效甚微。自从1998年9月开展系统试验研究以来，取得了明显效果。图1是试验攻关前后的纵裂纹废品的发生情况。本文介绍了马钢在攻克圆锭纵裂纹方面所做的工作，并进行分析以揭示影响圆锭纵裂纹的主要影响因素，寻找出有效的控制方法。
图1 马钢1998年1月～1999年4月圆锭纵裂发生率情况 Fig.1 Occurrence rate of longitudinal crack on round ingot at Maanshan Iron and Steel from January 1998 to April 1999
1 主要工艺及其参数
(1) 工艺路线：初炼钢水→钢包→SKF精炼炉(LF+VD)→出站→浇注→模注→脱模→精整。 (2) 锭型尺寸：锭重2.886 t，模高2 170 mm,上部直径492 mm，下部直径437 mm。 (3) 温度参数：SKF站温度(上部)1 550～1 565 ℃，开浇温度1 520±15 ℃，脱锭温度＜。 (4) 主要冶炼钢种为50Mn，20CrNiMo，CL60。
2 试验结果和分析
钢锭的纵裂纹形成机理十分复杂，文献［1］和［2］都分析了大小原因数十条，对于这些复杂原因相互作用的关系，进行定量数学描述相当困难。因此，本试验对人为的非可控因素作为管理因素处理，没作为试验重点，而是把重要的工艺方法和参数作为试验重点。对开浇温度的稳定性的参数控制，模温的参数控制，Als含量控制及钢水进入模内流股方式进行了试验研究，结果如图2～6和表1所示。
图2 浇注温度与纵裂发生率关系 Fig.2 Relation between casting temperature and longitudinal crack occurrence rate of ingot
图3 浇注温度随时间的变化 Fig.3 Variation of casting temperature with casting time of steel
表1 浇注过程中模温和浇注参数 Table 1 Mould temperature and casting parameters in casting
钢锭模 部位 初始温 度/℃ 最高温 度/℃ 极差 /℃ 达到最 高温度 时间 /min 浇注温 度/℃ 最高温 度持续 时间 /s 钢锭模 A 上部 中部 下部 82 92 85 501 482 426 419 390 341 107 81 81 1524 25 27 31 钢锭模 B 上部 中部 下部 31 32 33 477 474 434 446 442 401 91 77 78 1526 30 22 21
图4 温度波动与纵裂纹发生率的关系 Fig.4 Relation between temperature variation and longitudinal crack occurrence rate of ingot
图5 模温与纵裂纹发生率的关系 Fig.5 Relation between mould temperature and longitudinal crack occurrence rate of ingot
图6 Als含量与纵裂纹发生率的关系 Fig.6 Effect of Als content on longitudinal crack occurrence rate of ingot
2.1 浇注温度对纵裂纹的影响 通过现场的跟踪统计，浇注温度对纵裂纹的影响呈现出倒置抛物曲线关系如图2所示。当浇注温度在1 520～1 530 ℃之间纵裂纹的发生率最低为0.2%～0.3%，随着注温的升高或降低纵裂纹的发生率明显提高。注温的升高，钢水的过热度增加，使得锭壳表面与液芯的温度梯度增大，热应力增大，同时由于注温的升高，使得钢锭的激冷层减薄，在静压力的作用下，使得钢锭产生纵裂的机率增大，温度越高，纵裂的发生率就越大，这与有关文献［1］、［2］所述相吻合。但是，人们一般
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