连铸坯横裂纹浅析
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LuX ajnadLuD n i i u n i a o
( yn o n t l o Ld Wu agI nadSe .t) r eC
Abs r t T ril n lz s t a s s o u fc r n v re c a i c nt o s c si g sa n W uy ng Io tac he a t e a ay e he c u e fs ra e ta s es rck Ol o i u a tn lb i c nu a rn
使 得钢 的延塑 性降低 , 在矫 直时 , 坯 内弧侧振 痕 铸
第1 期
刘小军等: 连铸坯横裂纹浅析
・ 9・ 3
内运动 , 其凝 固过 程 实 质 上 是 钢水 的潜 热 沿 液相 穴 的 固 一液界 面 释放 和传递 的过 程 。连 铸坯 在一
边 运动 , 一边 凝 固状态 下 , 即零强 度温 度 区和零塑 性 温度 区 , 温度 区为 裂纹 敏感 区 , 此 在该 区域 附近 的糊 状 区 , 晶体 的 强 度 和塑 性 也 都 非 常小 。 由于
低。
采 用非 正弦 振动 , 在结 晶器振 动过 程 中 , 上升
3 张洪波. 高速连铸的基本 工艺条件 [ ] 炼钢 , 9 ,1 1 : J. 1 5 1( )3 9 2
—
运动比下降运动时 间长 , 即具有较长的正滑脱 时
间 , 晶器振 动速 度 V 与 拉坯 速 度 之 间速 度 差 结 m 较 小 , 液与 结 晶器铜 板 的摩 擦 ( 正 弦相 比) 钢 与 有 了较大 的减 轻 。 同时 , 使 液 态保 护 渣 膜 向 出 口 可 方向扩 展 , 利 于保 护 渣 向结 晶器 与凝 固坯 壳 之 有 问缝 隙 的渗 透 , 而 改善 润 滑效 果 、 高 铸 坯 质 从 提
第1 8卷第 1 期
21 0 2年 2月
宽厚板
WI DE AND HEA VY TE PI
Vo . 8. .1 1 i No
F bu r 2 1 e r ay 0 2
3 ・ 7
连 铸坯 横 裂纹 浅 析
刘 小军 刘 丹
( 阳 钢铁 限责 任 公 司 ) 舞
温 度位于第 Ⅲ脆 性温 度区 (0 90℃ ) , 70~ 5 内 由于 钢 的延塑性 降低 , 在矫 直时 , 坯 内弧侧 振痕波 谷 铸 处 受拉应 力 、 鼓肚 力 等作用 , 过 了坯壳 的强 度就 超 形 成横裂 纹 。
2 原 因分 析
相周 围为 相 的 固熔 体 , 继续 凝 固过程 中 8相 在 向 相转 变 , 积发生 收缩 。 体 由于伴随 包 晶反 应 出现较 大的体积 变化 和线
产 生大 的热应 力和相 变应 力 。
4 结语
状态残存下来。当 相再析出时, 不仅晶界会变
成 相析 出 的形 核点 , 散 于 晶 内的碳 氮 化 物 也 分
会成为 这样 的形 核 点 , 而抑 制 薄膜 状 相 沿 晶 从
为了减少 横 向裂纹 , 取上述 有效 的措施 后 , 采 不跨 角裂 纹 深度 减 少 到 2m 以 内 , 度 减 少 到 m 长 1 以 内, 0mm 跨角 裂纹 由原 来 的 2 5 O~ 0mm减少 到 5—2 0mm。火 焰 清 理 任 务 减 轻 , 理 烧 损 减 清
处, 深度大多在 1~ m, 7m 裂纹长度通 常在 5—
10mm, 0 由铸 坯 表 面 向 内部 , 常 沿 钢 的 晶 界展 通
开, 裂纹 类 型分不 跨角裂 纹 与跨角裂 纹 , 图 1 见 。
图 1 板坯横 向裂纹形貌
・
3 8・
宽厚板
第1 8卷 在连 铸机 的矫直 区 , 如铸 坯 表 面 温度 或 角 部
. 收缩 , 凝固收缩和钢水静压力的不均衡作用使薄 2 1 铸坯 组织检 验 从 断裂连铸 坯上 截取整 个横截 面铸 坯试样 进 的坯 壳 表 面粗 糙 、 皱 , 重时 形成 凹陷 , 陷部 折 严 凹 结果 如 图 2所 示 。铸 坯 内部 位凝 固冷 却 比其 他部 位 慢 , 织 粗 化 , 热应 力 行 低倍 热酸 蚀检 验 , 组 在 和钢水静 压力 的作用 下 , 凹陷 处应 力 集 中产 生 微 存 在 中心疏松 ( 1级 ) 中心偏 析 (1级 ) 中 间裂 、 、
ta v re c a . r ns e s rck
Ke wo d C n i u u a t g sa , u a e t n v r e ca k, r v n i eme s r s y rs o t o s c si l S f e r s e s r c P e e t a u e n n b a v
凝 固时 的不均 性 、 裂纹 源 的敏感性 , 其显 微组 织 中
瓣 婚
瞎
搭
的薄 膜 O相 ( I N N、 b C, ) L AN、 b N ( N) 沿 晶 界 生
成, 且沿 着该 膜状 d 晶界 产 生 塑 性 断 裂 , 裂 形 断
态 为穿 晶塑性 断裂 , 而裂 纹 区沿着 晶界横 向分 布 , 所 以裂纹 为横 向分 布 。
根据钢 的连铸 凝 固理 论分 析 : 铸 坯 在铸 机 连
生与振痕形貌有关 , 振痕愈深、 曲率半径愈小愈容 易产生横裂纹。二冷水量不同会造成铸坯表面温
度 不同 , 喷嘴堵 塞会造 成铸坯 表 面温度波 动 , 锕 使
坯表 面温 度在 第 Ⅲ脆 性温 度区 ( 0 9 0 o ) , 70— 5 I 内 二
出 。在 其后 的 回热 中 , 相 一旦 消失 , 然再 度 变 虽 成 了 _单 相 , y 但从 溶 度 积 的角 度考 虑 , 出的 T 、 析 i N b的碳氧 化物 也不 会再 固溶 , 以其 原 来 的分散 并
辊 等现 象 , 铸坯 均 匀冷 却 , 少铸 坯 回温 , 免 使 减 避
要 求越 来越 高 。生产无 缺陷 铸坯是 生 产高 质量 产
品 的前 提 。
舞 钢公 司炼钢 厂生 产 的铸坯有 时 会产 生边部
横 向裂 纹 多 产 生在 板 坯 的 内弧 侧 振 痕 波 谷
横裂纹, 清理量较大, 甚至造成轧后边部横裂纹 、
裂 纹宽 度计 划外 或 裂纹 全 废 , 重 影 响 成本 及合 严 同交货 期 。因此 , 析 其 产 生原 因并 采 取相 应 措 分 施 十分 必要 。针对 连铸 板坯 ( 厚度 20~30mm, 0 3
根据铁碳相 图可知 , 高温钢液凝 固到 1 9 5 4
℃时, 会发 生 6 铁 素 体 )+ L 液 相 ) ( ( 一 ( 氏 奥 体) 的包 晶反应 , 包 晶 点含 碳 分 别 为 0 0 % , 3个 .9
0 1 % ,. 3 。发 生包 晶反应 时 , 成 中心 为 8 .7 0 5 % 形
相 的析 出 温 度 时 , 多 仅 晶粒 在 晶界 和 晶 内 析 很
由于冷却 速率 低 , 坯 温 度较 高 , 中析 出 的 铸 钢
AN、b C、 等物质得 到 粗化 。将 铸 机 4~ 1 N ( N) 6段
内弧两 边喷 嘴封堵 , 提高角 部温 度到 9 0℃ 以上 。 0 利 用 生产 间 隙检 查喷 嘴 情况 , 理 水 小 、 流 、 处 斜 打
摘
要
主要分析 了舞钢公 司连铸 板坯表 面横裂纹产生 的原 因, 制定相应的预防措施 , 减少了表面横裂纹 连铸坯 表 面横裂纹 预 防措施
的 发生 。
关键词
An l ss o u f c a s e s a k a y i fS r a e Tr n v r e Cr c o n i u us Ca tn l b n Co tn o si g S a
3 5.刘 小 军 , ,07毕业 于内蒙古科技 大学 冶金 工程专 男 20
业 , 理工程师 。 助
收稿 日期 :0 I 1 5 2 1 一1 —1
波谷 处受拉 应 力 、 肚力 等作 用 , 鼓 超过 了坯壳 的强 度就 形成横 裂纹 。 2 2 钢水成 分 . 钢水 N含量 在 8 ×1 以下 , 0 0 N含量 高会 和 A、 lN等合 金 元 素生 成 AN、 b 、 b C, , I N N N ( N) 在凝 固时 沿晶界 析 出 , 降低奥 氏体 晶粒 的热 延性 。
a d S e lCo L d,e t l h s t e r lv n r v n aie me s rs,r d c s t e o c re c rq e c ft e s r c n te . t sa i e h ee a t p e e tt a u e b s v e u e h c u r n e f u n y o h u f e e a
3 改善 措施 3 1 为 了在精 炼 中减 少 钢 中的 S 0、 . 、 N含 量 , 可 在钢水 中加入 0 0 % ~ . 3 的 T 。T 的加 入 , .2 00 % i i 能 明显 改 善钢 的热 塑性 。
5 0 O
6 0 0
70 O
80 0
90 0
纹(. 15级 ) 。
裂纹。若有过大附加的外界机械应力作用在坯壳 上, 会加 剧微 裂纹 的扩大 。
(J 坯 金 相组 织 a铸
()铸坯 低 倍 组 织 形 貌 b
’
图 2 铸 坯金 相组 织 及 铸 坯 低 似 组 织 形 貌
板坯 横裂 纹 的 主要 影 响 因素 有结 晶器 振痕 、 二 冷水水 量 、 嘴喷 水 均匀 性 有关 。横 裂 纹 的 产 喷
4 % 以下 。 0
参 考 文 献
I 汪兴富. 高速连铸的关键技 术[ ] 重型机械,95,6 : . J. 19 ( )3-6 2 王新华 , 赵沛, 荣章. 周 高速 连铸 的几项 关键技 术 [ ] 炼钢 . 】.
19 ,1 4 :l一 9 9 5 1 ( )2 2 .
在 一个 振动 周期 内 , 滑脱 时 间大于 负滑脱 时 间 , 正 振 痕 变 浅 , 痕 曲率 半 径 增 大 , 纹 出现 机 率 降 振 裂
l0 0 0
温 度/  ̄ C
图 3 T 对钢 的热 塑 性 的 影 响 i
量 。 卜
33 二 冷采用 弱冷 制度 , . 比水 量 由 0 6 /g降 .5L k
低到 O3 . 5~O 5 / g之 间 , 少 微 细 析 出物 。 .0 L k 减
当 T 加入 钢 中时 , i 由于它与 N原子 的亲 和力 比A 和 N l h的大 , 此 在 高 温 下 , 因 当温 度低 于 仅
界 生成 。TN的析 出温 度高 于变 形 奥 氏体 的 再结 i
晶温度 , 防止了它在再结晶奥氏体晶界上的析出, 从而保证 了钢 的热塑性 。图 3为 T 对钢热塑性 i
的影响 曲线 。 3 2 结 晶器 振动 方式 由正 弦改 为非正 弦振 动 时 , .
少, 连铸坯横裂计划外 比率 由之前的 6 %减少为 0
0 前 言
宽 度 1 0 250m 生产 中出现 的表 面横裂 纹 0~ 0 m) 3
问题 , 从多 角度 分析 研究其 产生 的原 因 , 提 出减 并 少边部 横裂 纹 的措施 。
1 板坯 横 裂纹 的形成 机理
随着 钢铁行 业竞 争 越 来 越 激 烈 , 产 品 质 量 对
( yn o n t l o Ld Wu agI nadSe .t) r eC
Abs r t T ril n lz s t a s s o u fc r n v re c a i c nt o s c si g sa n W uy ng Io tac he a t e a ay e he c u e fs ra e ta s es rck Ol o i u a tn lb i c nu a rn
使 得钢 的延塑 性降低 , 在矫 直时 , 坯 内弧侧振 痕 铸
第1 期
刘小军等: 连铸坯横裂纹浅析
・ 9・ 3
内运动 , 其凝 固过 程 实 质 上 是 钢水 的潜 热 沿 液相 穴 的 固 一液界 面 释放 和传递 的过 程 。连 铸坯 在一
边 运动 , 一边 凝 固状态 下 , 即零强 度温 度 区和零塑 性 温度 区 , 温度 区为 裂纹 敏感 区 , 此 在该 区域 附近 的糊 状 区 , 晶体 的 强 度 和塑 性 也 都 非 常小 。 由于
低。
采 用非 正弦 振动 , 在结 晶器振 动过 程 中 , 上升
3 张洪波. 高速连铸的基本 工艺条件 [ ] 炼钢 , 9 ,1 1 : J. 1 5 1( )3 9 2
—
运动比下降运动时 间长 , 即具有较长的正滑脱 时
间 , 晶器振 动速 度 V 与 拉坯 速 度 之 间速 度 差 结 m 较 小 , 液与 结 晶器铜 板 的摩 擦 ( 正 弦相 比) 钢 与 有 了较大 的减 轻 。 同时 , 使 液 态保 护 渣 膜 向 出 口 可 方向扩 展 , 利 于保 护 渣 向结 晶器 与凝 固坯 壳 之 有 问缝 隙 的渗 透 , 而 改善 润 滑效 果 、 高 铸 坯 质 从 提
第1 8卷第 1 期
21 0 2年 2月
宽厚板
WI DE AND HEA VY TE PI
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连 铸坯 横 裂纹 浅 析
刘 小军 刘 丹
( 阳 钢铁 限责 任 公 司 ) 舞
温 度位于第 Ⅲ脆 性温 度区 (0 90℃ ) , 70~ 5 内 由于 钢 的延塑性 降低 , 在矫 直时 , 坯 内弧侧 振痕波 谷 铸 处 受拉应 力 、 鼓肚 力 等作用 , 过 了坯壳 的强 度就 超 形 成横裂 纹 。
2 原 因分 析
相周 围为 相 的 固熔 体 , 继续 凝 固过程 中 8相 在 向 相转 变 , 积发生 收缩 。 体 由于伴随 包 晶反 应 出现较 大的体积 变化 和线
产 生大 的热应 力和相 变应 力 。
4 结语
状态残存下来。当 相再析出时, 不仅晶界会变
成 相析 出 的形 核点 , 散 于 晶 内的碳 氮 化 物 也 分
会成为 这样 的形 核 点 , 而抑 制 薄膜 状 相 沿 晶 从
为了减少 横 向裂纹 , 取上述 有效 的措施 后 , 采 不跨 角裂 纹 深度 减 少 到 2m 以 内 , 度 减 少 到 m 长 1 以 内, 0mm 跨角 裂纹 由原 来 的 2 5 O~ 0mm减少 到 5—2 0mm。火 焰 清 理 任 务 减 轻 , 理 烧 损 减 清
处, 深度大多在 1~ m, 7m 裂纹长度通 常在 5—
10mm, 0 由铸 坯 表 面 向 内部 , 常 沿 钢 的 晶 界展 通
开, 裂纹 类 型分不 跨角裂 纹 与跨角裂 纹 , 图 1 见 。
图 1 板坯横 向裂纹形貌
・
3 8・
宽厚板
第1 8卷 在连 铸机 的矫直 区 , 如铸 坯 表 面 温度 或 角 部
. 收缩 , 凝固收缩和钢水静压力的不均衡作用使薄 2 1 铸坯 组织检 验 从 断裂连铸 坯上 截取整 个横截 面铸 坯试样 进 的坯 壳 表 面粗 糙 、 皱 , 重时 形成 凹陷 , 陷部 折 严 凹 结果 如 图 2所 示 。铸 坯 内部 位凝 固冷 却 比其 他部 位 慢 , 织 粗 化 , 热应 力 行 低倍 热酸 蚀检 验 , 组 在 和钢水静 压力 的作用 下 , 凹陷 处应 力 集 中产 生 微 存 在 中心疏松 ( 1级 ) 中心偏 析 (1级 ) 中 间裂 、 、
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凝 固时 的不均 性 、 裂纹 源 的敏感性 , 其显 微组 织 中
瓣 婚
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的薄 膜 O相 ( I N N、 b C, ) L AN、 b N ( N) 沿 晶 界 生
成, 且沿 着该 膜状 d 晶界 产 生 塑 性 断 裂 , 裂 形 断
态 为穿 晶塑性 断裂 , 而裂 纹 区沿着 晶界横 向分 布 , 所 以裂纹 为横 向分 布 。
根据钢 的连铸 凝 固理 论分 析 : 铸 坯 在铸 机 连
生与振痕形貌有关 , 振痕愈深、 曲率半径愈小愈容 易产生横裂纹。二冷水量不同会造成铸坯表面温
度 不同 , 喷嘴堵 塞会造 成铸坯 表 面温度波 动 , 锕 使
坯表 面温 度在 第 Ⅲ脆 性温 度区 ( 0 9 0 o ) , 70— 5 I 内 二
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辊 等现 象 , 铸坯 均 匀冷 却 , 少铸 坯 回温 , 免 使 减 避
要 求越 来越 高 。生产无 缺陷 铸坯是 生 产高 质量 产
品 的前 提 。
舞 钢公 司炼钢 厂生 产 的铸坯有 时 会产 生边部
横 向裂 纹 多 产 生在 板 坯 的 内弧 侧 振 痕 波 谷
横裂纹, 清理量较大, 甚至造成轧后边部横裂纹 、
裂 纹宽 度计 划外 或 裂纹 全 废 , 重 影 响 成本 及合 严 同交货 期 。因此 , 析 其 产 生原 因并 采 取相 应 措 分 施 十分 必要 。针对 连铸 板坯 ( 厚度 20~30mm, 0 3
根据铁碳相 图可知 , 高温钢液凝 固到 1 9 5 4
℃时, 会发 生 6 铁 素 体 )+ L 液 相 ) ( ( 一 ( 氏 奥 体) 的包 晶反应 , 包 晶 点含 碳 分 别 为 0 0 % , 3个 .9
0 1 % ,. 3 。发 生包 晶反应 时 , 成 中心 为 8 .7 0 5 % 形
相 的析 出 温 度 时 , 多 仅 晶粒 在 晶界 和 晶 内 析 很
由于冷却 速率 低 , 坯 温 度较 高 , 中析 出 的 铸 钢
AN、b C、 等物质得 到 粗化 。将 铸 机 4~ 1 N ( N) 6段
内弧两 边喷 嘴封堵 , 提高角 部温 度到 9 0℃ 以上 。 0 利 用 生产 间 隙检 查喷 嘴 情况 , 理 水 小 、 流 、 处 斜 打
摘
要
主要分析 了舞钢公 司连铸 板坯表 面横裂纹产生 的原 因, 制定相应的预防措施 , 减少了表面横裂纹 连铸坯 表 面横裂纹 预 防措施
的 发生 。
关键词
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3 5.刘 小 军 , ,07毕业 于内蒙古科技 大学 冶金 工程专 男 20
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收稿 日期 :0 I 1 5 2 1 一1 —1
波谷 处受拉 应 力 、 肚力 等作 用 , 鼓 超过 了坯壳 的强 度就 形成横 裂纹 。 2 2 钢水成 分 . 钢水 N含量 在 8 ×1 以下 , 0 0 N含量 高会 和 A、 lN等合 金 元 素生 成 AN、 b 、 b C, , I N N N ( N) 在凝 固时 沿晶界 析 出 , 降低奥 氏体 晶粒 的热 延性 。
a d S e lCo L d,e t l h s t e r lv n r v n aie me s rs,r d c s t e o c re c rq e c ft e s r c n te . t sa i e h ee a t p e e tt a u e b s v e u e h c u r n e f u n y o h u f e e a
3 改善 措施 3 1 为 了在精 炼 中减 少 钢 中的 S 0、 . 、 N含 量 , 可 在钢水 中加入 0 0 % ~ . 3 的 T 。T 的加 入 , .2 00 % i i 能 明显 改 善钢 的热 塑性 。
5 0 O
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纹(. 15级 ) 。
裂纹。若有过大附加的外界机械应力作用在坯壳 上, 会加 剧微 裂纹 的扩大 。
(J 坯 金 相组 织 a铸
()铸坯 低 倍 组 织 形 貌 b
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图 2 铸 坯金 相组 织 及 铸 坯 低 似 组 织 形 貌
板坯 横裂 纹 的 主要 影 响 因素 有结 晶器 振痕 、 二 冷水水 量 、 嘴喷 水 均匀 性 有关 。横 裂 纹 的 产 喷
4 % 以下 。 0
参 考 文 献
I 汪兴富. 高速连铸的关键技 术[ ] 重型机械,95,6 : . J. 19 ( )3-6 2 王新华 , 赵沛, 荣章. 周 高速 连铸 的几项 关键技 术 [ ] 炼钢 . 】.
19 ,1 4 :l一 9 9 5 1 ( )2 2 .
在 一个 振动 周期 内 , 滑脱 时 间大于 负滑脱 时 间 , 正 振 痕 变 浅 , 痕 曲率 半 径 增 大 , 纹 出现 机 率 降 振 裂
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温 度/  ̄ C
图 3 T 对钢 的热 塑 性 的 影 响 i
量 。 卜
33 二 冷采用 弱冷 制度 , . 比水 量 由 0 6 /g降 .5L k
低到 O3 . 5~O 5 / g之 间 , 少 微 细 析 出物 。 .0 L k 减
当 T 加入 钢 中时 , i 由于它与 N原子 的亲 和力 比A 和 N l h的大 , 此 在 高 温 下 , 因 当温 度低 于 仅
界 生成 。TN的析 出温 度高 于变 形 奥 氏体 的 再结 i
晶温度 , 防止了它在再结晶奥氏体晶界上的析出, 从而保证 了钢 的热塑性 。图 3为 T 对钢热塑性 i
的影响 曲线 。 3 2 结 晶器 振动 方式 由正 弦改 为非正 弦振 动 时 , .
少, 连铸坯横裂计划外 比率 由之前的 6 %减少为 0
0 前 言
宽 度 1 0 250m 生产 中出现 的表 面横裂 纹 0~ 0 m) 3
问题 , 从多 角度 分析 研究其 产生 的原 因 , 提 出减 并 少边部 横裂 纹 的措施 。
1 板坯 横 裂纹 的形成 机理
随着 钢铁行 业竞 争 越 来 越 激 烈 , 产 品 质 量 对