连铸异型坯含Nb钢表面横裂原因分析及控制措施

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第2 第 3 0卷 期
21 o 0年 7月
安 徽 冶 金 科 技 职 业 学 院 学 报
Junlo ll c t nlC l g tl rya dT cn lg o ra f }lVoa oa o eeo Me l g n e h ooy li i l f au
V0 . 0. . 12 № 3
保 钢水 中 S 持在 尽量 低 的水平 。 保 提 高温 度命 中率 , 使钢 水过 热度 控制 在 中间包
参 考温 度 的 中下 限 。
4 2 防止 吸氮 .
33 铸机 弧 度和精 度 .
结 晶器 与扇形 段 I段 , 扇形 段 I段与 扇形段 Ⅱ
段必 须对 弧准 确 。另外 扇形 段辊 子不 转 、 形段 开 扇
・3 ・
晶钢的成分 , 铸坯在凝 固时 由于体积收缩大 , 易于 产生 各种 表 面缺 陷 ; 中铝 含 量 高 时 , 易 和钢 中 钢 容
过量 的 N反应 生 产 Al; 外 钢 中 S含 量 高 时 , I 另 N 细 小 的硫 化 物 夹 杂 在 奥 氏体 晶界 析 出 , 降低 晶 界 强
口 度不合适 , 喷嘴堵塞等都会增加铸坯的摩擦力或 鼓肚 变形 力 , 致铸 坯裂 纹 的产 生 。 导
3 4 结 晶器保 护渣 .
随着钢 中氮含 量 的增加 , 铌钢 的裂 纹 敏感性 含
增加 , 铸坯发生横裂纹的几率相应增加 , 实践表明, 钢 中氮含 量一 般在 4 p 0pm左 右 。为 了降低 钢 水 中
图 1 横 裂 纹 发 生 位 置
1 横裂纹特征及对轧后影 响
1 1 横 裂 纹特征 .
横裂纹 主要发 生 在 翼 缘 斜 面上 , 图 l 示 。 如 所 横裂纹 隐藏在 铸 坯 皮 下 , 坯 表 面 直 接 观察 不 到 , 铸
必须经 过扒 皮或 酸洗 后裂 纹才 能显 现 出来 。
会加 重 。
表 1 马钢 S 9 Y M40 B钢化学成 分控 制, %
生率明显增高。振幅和负滑脱时间均会影 响铸坯 表 面 的振痕 深浅 , 动 台偏 振对 铸 坯横 裂纹 影 响也 振
较大。
4 优化措施
4 1 成 分和 温度 控制 .
3 2 二次冷 却 .
在不 影 响轧材性 能 的前 提 下 , 水 中 N 钢 b含 量 和 As含 量 按 下 限 控 制 , b含 量 准 确 控 制 在 l N
4 3 采用 弱冷 工艺 . .
含铌 钢属 裂纹 敏感 性钢 , 次冷却 太 强或 冷却 二
对于含铝 的微合 金化钢 , 钢水 中的 N含量要 尽量保持较低 , N含量高时 , 生成大量 、 b N N并
不均匀, 都会使微细裂纹得到扩展 。考虑到防止漏 钢和保护设备等因素, 可以适 当采用弱冷工艺 , 降 低二冷配水的比水量。根据铸坯温度实测 , 采用弱 冷工艺后 , 铸坯翼缘 内侧 的温度有所提高 , 但仍然
的氮 含量 , 炼钢一 精 练一 连铸 的每 一个 工序 环节 从
入手 , 炉减 少后 吹操作 , 少 钢水过 氧化 和 吸氮 ; 转 减
保护渣 性 能对铸 坯 表面质 量 影响非 常 大 , 浇 在 注含铌 钢时 , 须 选 用粘 度 和碱 度适 当 的保 护 渣 , 必
以改善结晶器 的传 热和润滑。另外含铌钢多为铝

一 。 0j 0

优化 前 马 钢 异 型 坯 在 生 产 含 铌 钢 时 拉 速 在




- -
一.
07 / l, .0 rn优化后拉速提到了 0 7 ] i mn .5mmn 。拉速 提高 后 , 铸坯 在进 入矫 直 前 的表 面 温度 提高 约 2 ℃( 0 翼缘内侧仍处于脆性区) 。拉速提高后 , 有利 于 二次冷却 的均 匀性 , 降低 了 了坯壳 的热应 力 。由 于异型坯 R角传热 的局限性 , R角处坯壳较薄, 提 高拉速有一定的风险 , 这也对钢水温度的命中率提 出了更高 的要求 。
2 横 裂 纹 产 生原 因

作者简介 : 汤寅波(93一) 男 , 17 , 马钢 第三钢 轧总厂技 术质量部 , 高 级工程师 , 安徽工业大学 , 硕士研究生 。
般来 说铸 坯横 裂 纹 的产 生可 分为 三个 阶段 :
总第 4 期 9
汤寅波, 付振宇 : 连铸 异型坯含 N b钢表 面横裂原 因分析及控制措施
响二次冷却的均匀性 , 导致铸 坯热应力增加 , 裂纹
扩展。
3 7 结 晶器振 动 系统 .
通 过对 马钢 异 型坯横 裂纹 取样 进 行分 析 , 横裂 纹 大多 发生 在振 痕 波 谷 处 , 痕 较 深 时 , 裂 纹 发 振 横
度; 随着钢水 中 N含量的增高 , 含铌钢的裂纹倾向
无 法 从高 温 区避开其 脆 性 区。但 在弱 冷下 , 铸坯 的
在奥氏体晶界析出 , 使铸坯表面横裂纹增加。这就 要求连铸工序要做好保护浇注 , 防止钢水吸氮。
3 6 结晶器 液面 和拉 速 的波 动 .
结 晶器 液面波 动会 造成 初 生坯壳 生 成不 均匀 ,
在应力作用下, 铸坯横裂纹增加 。拉速波动主要影
时 , 晶器 钢液 面波 动 比较大 , 果 此 时在 结 晶器 结 如
图 8 优化前后含铌钢的轧后废 品钢 由于 N b的存 在 , 坯 裂 纹 敏 感性 铸 强 , 性高 , 脆 矫直 温度处 于脆性 温度 区 , 在矫 直 时铸
自动液位控 制状态 下 , 由于钢 液面 的波动导致 拉速 的瞬 间波动 最 大可 超 过 0 1mmi。液 面波 动 大 , . / n 直接 导致结 晶器 内热 流不 稳定 , 同时 由于拉速 的大
3 3流异 型坯 , 19 年 投产 。 马钢异 型坯 主要 机 于 98 生 产 的 含 N 钢 有 两 种 : M 9 Y 和 Q 4 D b S 40 B 35 . S 4 0 B热 轧 H 型钢 主要 应 用 于海 洋石 油 平 台 , M 9Y
其产 量较高 , 方面性 能 要求 也较 高 。在连 铸生产 各 过程 中 , 这两 种 钢都 容 易 产 生 表 面 横 裂 纹 , 裂纹 横 对轧制 影 响 很 大 。 S 40 B在 轧 制 过 程 中 , 缘 M 9Y 翼 上容 易产生 缺 陷 , 该轧 制 缺陷 主要 来源 于铸坯 翼缘 表面 的横裂 纹 。通过 对铸 坯横 裂纹 进行 攻关 , 改善 了铸 坯质量 , 高 了轧 后成 材率 。 提
0 0 5 一0 0 8 之 间 , l 制 在 0 0 6 一 .4 % .4 % As控 .0 %
000 .1 %之 间 。为避 开 包 晶 反 应 区 , C含 量 不 宜 超
为避开含铌钢的脆性温度区 , 降低内弧表面的 横裂 纹 , 冷却上 可采 取 强冷 或弱冷 两种 方 法 。由 在
区。
过 0 1% 。当碳含 量 高时 , .1 降低 钢水 中 M n含量 以 降低 钢 的碳 当量 , 证 钢 水 质 量 。生 产 含 铌 钢 时 , 保 转 炉入 炉铁 水选 用条件 较 好 的铁水 , 并铁 水 预处 理
深脱硫 , 保证成品中 s 含量控制在 000 .1%左右 , 确
于异 型坯翼 缘顶 端 冷 却 效 果 最好 , 取 强冷 时 , 采 翼
缘 顶端 温度太 低 , 直 时 容 易 裂 开 , 矫 同时 强冷 工艺 对 钢厂 节能 降耗 不利 。 因此可采 取 弱冷工 艺 , 高 从 温 区避 开脆性 区域 。但 对 马钢异 型坯 含铌 钢来讲 , 即使 采用 弱冷 工艺 , 缘 内侧 斜 面也无 法避 开其 性 翼
幅波动造成铸坯冷却不均匀∞ ∞ O , 容易使铸坯产生横裂 ∞ ∞ 田 纹。为改善这一状况 , 要求坯头过拉矫前 , 采用手 动控制模 式 , 而且 可 以保 证 拉 速 的恒 定 , 引锭 头 当
完全过 完 4台拉 矫机 后 , 切换到 自动液位 控制 模 再
式。 4 6 加 强设 备检修 , . 保证 设备精 度
和润 滑 , 以异 型坯含 铌 钢 的保 护 渣既要 能 吸附钢 所
水 中的 A2 3 同时必 须具 有抗 变性 能力 。 l), (
3 5 保 护 浇注 .
使用铝碳套管 + 氩封保护浇注 , 中包钢液面使用碱 性 覆 盖剂 覆盖 , 中间包 到结 晶器使 用 铝碳 浸入式 水
口进 行保 护浇 注 。
图 2 内 弧 翼 缘 扒 皮 和 酸 洗 后 照 片
经 过酸 洗检 验 , 纹 主 要 集 中在 内弧 , 弧 没 裂 外 有 裂纹 , 图 2 图 3 见 、 。裂 纹 产 生 于 距 翼 缘 顶 端 3 0
12 横裂 纹对 轧后 影 响 .
在轧 制 H 型钢 时 , 由于 轧 制规 格 和翼 缘 内侧 受 力方 向不 同 , 裂 纹 表 现 在 轧 材 上 的缺 陷也 不 横 同 。图 4为 S 40 B轧制 30X30m M 9Y 0 0 m规 格 时翼 缘 内侧缺 陷 。
J1 O0 u .2 l
连 铸 异 型坯 含 N b钢 表 面 横 裂 原 因分 析 及 控 制措 施
汤 寅 ]]付 振 宇 [, 2 ]
(1 马钢 股份 公 司 第三 钢 轧 总厂 [] (2 安徽工业大学冶金与资 源学院 [] 安徽马鞍 山 2 3o ) 4oo 安徽马鞍 山 2 30 ) 400
m m一15r l 围内, 中表 现在距翼缘 顶端 6 2 l 范 f l T 集 5 u 一15nn范 tn 0 1 围 内。裂 纹 长 短 不 等 ,5nY一3 r I 2 ll 5 t
mf 的裂纹 占多数 , 纹 深度 可达 1 1 以上 。 r长 l 裂 01 i - 1 h
收 稿 日期 :oO一0 —2 2l 4 l
4 5 稳定 结 晶器 钢液 面 .


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废品量 kh g
修磨量 k / g t
由于种 种 原 因 , 钢 异 型 坯 在 引 锭 杆 过 拉 矫 马
镇静 钢 , 护 渣 吸 附 钢 水 中 A, 后 容 易 变 性 , 保 l 导
L 吹氩 搅拌 时 , 理控 制 氩 气 流量 , 格避 免 钢 F炉 合 严 水大 翻或裸 露 ; 铸 全 程 保 护 浇 注 , 包 到 中间包 连 大
致粘度和熔点升 高, 化渣 困难 , 响结 晶器的传热 影
摘 要 : 于含N 钢裂纹敏感性强, 由 b 铸坯表面容易 横裂 通过对马钢第 产生 纹, 三钢轧总 厂异型坯含N 钢连铸工艺 b 进行分
析, 通过采取措施使异型坯的表 面横裂纹得到 了有 效控制 , 降低 了轧后废品率。
关键词 : 异型坯; 含铌钢; 横裂纹; 优化 工艺
中 图分 类号 : 7 :G 文 献标 识码 : 文章 编号 :62—99 (000 哪 7T 1 A 17 94 21 )3—00 — 4 0 1 0 微合金 化元 素 N 、 T 通 过 晶 粒 细化 提 高 钢 b V、i 的强 度和 韧性 , 中 N 其 b的作 用 最 为 显 著 。但 由于 为裂 纹敏 感性元 素 , N 钢 铸坯 横裂 纹发 生 率 含 b 远远 高于其 它 低 合 金钢 和普 碳 钢 。 马 钢异 型 坯 为
冷却更加均匀 , 铸坯表面温度波动较小。通过多炉 钢的跟 踪 , 坯 的 内部质 量 也 得 到 了提 高 , 铸 中心 线

4・
安 徽 冶 金 科 技 职 业 学 院 学 报
2 1 第 3期 00年
裂 纹和 中间裂 纹较优 化前有 很大 改善 。
4 4 提 高拉速 .

。 一
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