连铸表面裂纹产生的原因和改进的技术措施.docVIP

姓 名：陈 守 汪 班 级：冶094班 学 号：099014214 2012 年 5 月 14 日 连铸表面裂纹产生的原因和改进的技术措施 摘要：连铸坯表面裂纹的产生主要取决于: 钢成分对裂纹敏感性、浇铸工艺条件及连铸机设备状况。带液芯的连铸坯在连铸机内运行过程中受到外力作用是坯壳产生裂纹的外因, 钢的高温力学行为是产生裂纹的内因, 而设备和工艺因素是产生裂纹的条件。根据所浇钢种, 对连铸机设备的调整应符合钢水凝固收缩规律, 以坯壳不发生变形为原则。优化工艺参数, 使其处于能够保证连铸坯不产生裂纹或不足以造成废品的允许范围内, 得到合理的铸坯凝固结构。 关键词：铸坯表面纵裂纹、铸坯表面横裂纹 主要内容：铸坯裂纹是影响连铸机产量和铸坯质量的主要缺陷。据统计, 铸坯各类缺陷中有50%为裂纹缺陷。铸坯出现裂纹, 轻者需进行精整, 重者会导致漏钢和废品, 既影响连铸坯生产率, 又影响产品质量, 增加生产成本。 1　铸坯表面纵裂纹 1. 1　板坯表面纵裂纹特征 表面纵裂纹可能在板坯宽面中心区域或宽面到棱边的任一位置产生。综合分析表明, 纵裂纹有以下特征: ( 1) 产生纵裂纹的表面常伴有凹陷( depression), 纵裂纹的严重性与表面凹陷相对应。 ( 2) 裂纹沿树枝晶干方向扩展。 ( 3) 裂纹内发现有硅、钙、铝等元素的夹杂物。 ( 4) 在裂纹周围发现有P, S, Mn 的偏析。 ( 5) 裂纹边缘出现一定的脱碳层, 说明裂纹是在高温下形成扩展的。 1. 2　表面纵裂纹产生的原因 板坯表面纵裂纹在连铸机内产生原因如下: ( 1) 板坯横断面低倍检验表明, 纵裂纹起源于激冷层薄弱处( 约2～3mm) 。 ( 2) 结晶器的模拟试验表明, 纵裂纹起源于结晶器弯月面区( 几十毫米到150mm) 周边坯壳厚度薄弱处。这说明纵裂纹起源于结晶器的弯月面区初生凝固壳厚度的不均匀性。 坯壳受下列所述力的作用: ( 1) 板坯凝固壳四周温度不均匀而产生的收缩力; ( 2) 板坯收缩时由钢水静压力产生的鼓胀力; ( 3) 宽度收缩时受侧面约束产生的弯曲应力。 这些力综合作用在坯壳上, 当张应力超过钢的高温允许强度时, 就在坯壳薄弱处萌生裂纹, 出结晶器后在二冷区继续扩展。结晶器弯月面区坯壳厚度生长不均匀的主要原因是: ( 1) 包晶相变( L+ ??→??) 收缩特征, 气隙过早形成, 导致坯壳生长不均匀。 ( 2) 工艺因素影响坯壳生长不均匀。显然, 要防止纵裂纹产生, 就必须保证结晶器月面初生坯壳厚度均匀, 避免坯壳产生应力梯度。由于包晶相变的收缩特征无法改变, 因此必须准确控制影响结晶的初生坯壳生长的工艺因素,才能防止纵裂纹产生 1. 3　影响表面纵裂纹产生的因素 ( 1) 钢水成分 钢水中[ S] 0. 015%时纵裂纹增加, Mn/ S 升高时纵裂纹指数降低, [ C] =0.12% ～0. 15%时纵裂纹产生倾向严重。. 包晶相变钢δ→γ 转变, 收缩大, 气隙过早形成, 坯壳折皱, 结晶器热流不稳定, 坯壳厚度生长不均匀性加重。 ( 2) 拉速 拉速提高, 纵裂纹指数增加, 渣膜厚度减薄, ( 3) 保护渣液渣层厚度 液渣层厚度 10mm, 纵裂纹发生率增加, 高凝固温度和高结晶温度的保护渣, 减少结晶器弯月面传热可使纵裂发生率减少50%。 ( 4) 结晶器液面波动 液面波动 ±5mm, 纵裂纹最少 ( 5) 结晶器热流和冷却 低碳钢( [ C ] = 0. 05%) , 结晶器热流2. 1MW/ m2 时, 纵裂纹指数增大; 中碳钢( [ C] = 0. 11%C) , 结晶器热流1. 7MW/ m2 时, 纵裂纹指数增大。当结晶器的宽面铜板平均热流为1. 4～1. 6MW/ m2 , 侧面平均热流为1. 1～1. 3MW/ m2 时, 板坯表面纵裂纹发生率最小, 对称铜板热流差值控制在±0. 05MW/ m2 时,板坯表面纵裂纹发生率较小。这说明铜板对称面导出热量相同时, 凝固坯壳厚度生长均匀侧边铜板热流与宽边铜板热流之比为0. 8～0. 9 时, 板坯表面纵裂纹指数最小。若比值太小, 说明侧面铜板热流过低, 凝固坯壳厚度较薄, 钢水静压力作用使侧面鼓胀, 加大了宽面坯壳变形, 在薄弱处产生微裂纹。若比值过大, 说明侧边热流过高, 侧边凝固坯壳生长过厚, 当宽面鼓胀时, 侧边不能随之收缩而导致宽面坯壳薄弱处应力集中, 从而产生微细裂纹。结晶器弱冷, 有利于减少纵裂纹。 ( 6) 结晶器的锥度 锥度 0. 8%/ m, 窄面凸出→角部纵裂; 锥度 0. 8% / m, 窄面凹入→无角部纵裂。板坯角部纵裂纹与出结晶器宽面鼓肚有关。宽面鼓肚而窄面随之收缩( 凹入) , 则无角部纵裂纹