Q235(G)连铸坯角

表3 渣粘度与铸坯角裂纹发生率
渣型 1号 0.33 47.1 87 攀兴渣 2号 0.31 24.9 269 3号 0.25 21.5 68 0.15 23.5 81 龙成渣
粘度／ Pa·s 角裂纹发 生率／％ 铸坯抽检 数/支
4)结晶器液位波动 4)结晶器液位波动
结晶器内液位波动大，会影响保护渣的 均匀流入，导致局部液渣流人过多而使 有的部位振痕过深，使铸坯角部横裂纹 产生概率增加。攀钢连铸机结晶器液位 控制系统未投入正常使用，由人工控制 钢流，结晶器液位很难稳定控制。
Q235(G)连铸坯角部横裂纹的 Q235(G)连铸坯角部横裂纹的 影响因素及对策
1 引言 2 角部横裂纹影响因素分 析 3 对比试验 4 结论
1 引言
Q235(G)连铸钢自1996年生产以来，未发现过 铸坯角部横裂纹。从2001年3月开始，Q235(G) 连铸坯大量产生角部横裂纹，3～7月累计达 6000t以上，造成较大的经济损失。铸坯角部 横裂纹人工难以清理，并可能造成轧后板卷 边部碎裂缺陷，严重影响铸坯的正常热送， 干扰连铸正常生产。对角部横裂纹的影响因 素进行调查分析，并采取措施，取得较好的 效果。
3 对比试验
对Q235(G)角部横裂纹影响因素进行分析后认 为，在连铸工艺设备条件与去年相比未发生明 显变化的情况下，Q235(G)角部横裂纹的产生主 要与保护渣质量变化有关。攀兴渣厂在此基础 上试制了两批预熔渣(新1号、新2号)，其粘度 均为0.26Pa·s，与龙成渣在连铸机两流上进行对 比试验，试验炉次Q235(G)含C=0.10％～0.14％， 结果见表5。从对比情况看，新预熔渣由于粘度 控制合适，所浇铸坯角部横裂纹得到有效控制。
表5 攀兴新预熔渣与龙成渣对比试验情况 项 目 第一次试验 第二次试验 新1号渣 龙成渣 新2号渣 龙成渣
项目 第一次实验 第二次实验
新1号渣 1.5 65
龙成渣 26.4 67
新2号渣 2.7 36
龙成渣 25.2 37
角裂纹发 生率/% 铸坯抽检 量／支
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4 结论
连铸机现有设备、工艺条件下，存在着产生铸坯角部横 裂纹的不利因素，包括Q235(G)连铸钢现行拉速与结晶 器振动参数的匹配结果，使结晶器负滑脱时间偏长；人 工控制钢流难以保证结晶器液面稳定控制；该钢碳含量 位于钢的裂纹敏感区。 通过采取必要的措施可以有效地防止Q235(G)铸坯产生 角部横裂纹，即： 1)确保连铸设备状况特别是结晶器状况、铸机对弧质量 及二次冷却效果处于良好运行状态； 2)保证结晶器保护渣供货质量，Q235(G)为裂纹敏感性 钢，最好选用预熔型保护渣，并确定合理的粘度值； 3)应尽快推进结晶器液位控制系统的投运工作。
表2 各种拉速条件下铸坯角裂纹发生率 换钢包炉次 正常浇注炉次
Vc/m·min-1 换钢包炉 次 0.7～0.9 18.1 122 正常浇注炉次 1.0 19.8 76 1.1 23.4 83 1.3 1.3 69
角裂纹发 生率/% 铸坯抽检 量／支
结晶器保护渣对铸坯角部横裂纹的影响，主要表现在保护渣的粘 度。粘度偏低，结晶器液渣流失快，铸坯振痕加深，则铸坯角部 横裂纹产生概率增加；反之，则角部横裂纹发生概率减少。攀钢 连铸Q235(G)时，先后使用过攀兴保护渣及龙成保护渣。其中攀 兴渣使用过3个批次(定为1号、2号、3号)，这几种渣粘度指标及 浇注Q235(G)铸坯角部横裂纹发生情况见表3。 从表3可以看出，攀兴渣无论粘度高低，铸坯角裂纹发生率均较 高，从所浇铸坯实物看，铸坯表面振痕无规律，且局部较深。1 号渣所浇铸坯产生的角部裂纹最严重，裂缝可达3mm，宽面长达 30～50mm，侧面深20～40mm，有的甚至贯通铸坯侧面；2号和3 号渣所浇铸坯角部横裂纹有所减轻，裂缝约lmm，宽面长10～ 30mm，侧面深10～25mm。经分析认为，攀兴渣为机械混合型渣， 由于制渣原料变化、制渣工艺不严格，使保护渣组分不均匀，在 结晶器内熔化时出现严重的分熔现象，而导致液渣流人不均。龙 成渣由于粘度偏低，铸坯振痕仍较深，但龙成渣为预熔型渣，其 振痕较攀兴渣浇注的铸坯均匀，角部横裂纹也比2号和3号攀兴渣 所浇铸坯缺陷轻微，裂缝<0.5mm，宽面长5～15rmn侧面深5～ 10mm。
表1 Q235(G)连铸负滑脱时间与拉速关系
Vc/· min1
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
1.0
1.1
1.2
1.3
TN 0.56 0.45 0.32 0.28 0.25 0.22 0.20 0.19 0.17 ／S
从上述计算公式来看，Vc 增加、TN 减 少，从理论上分析相应的铸坯角部横 裂纹产生的概率就应减少。由于换钢 包炉次的平均拉速较低(一般Vc=0.7～ 0.9m／min)，换钢包炉次和正常浇注炉 次角部横裂纹产生情况见表2。从表2 可以看出，拉速变化对角部横裂纹的 影响不明显。
6)连铸机设备状况 6)连铸机设备状况
连铸设备状况对铸坯角部横裂纹的影响 主要包括结晶器状况、连铸机对弧质量 及二次冷却效果等。对2001年3～7月连 铸设备情况调查表明，设备状况较好。 连铸机设备状况也将影响铸坯内部质量， 3～7月抽检的铸坯硫印结果列于表4。
表4 3～7月铸坯硫印抽检情况
月 3 4 5 6 钢种 Q235(G) Stb32 Q235(G) Q195(G) 中心偏析 C类1.0级 C 1.0 C类1.0级 C类0.5级 C类1.0级 三角区裂纹 0.5级 无 0.5级 无
连铸浇注过程中，结晶器周期性振动，使铸坯表面产 生有规律的振痕。由于振痕波谷处传热不良，坯壳较薄， 凝固组织较粗大且伴有AlN等质点的析出，故振痕处便 成为横裂纹的发源地。横裂纹经二次冷却进一步扩展； 在矫直区矫直张力的作用下，可能产生新的横裂纹或使 原有横裂纹进一步加重。横裂纹常发生在铸坯角部，故 称角部横裂纹。对影响铸坯角部横裂纹的因素进行如下 分析。 1)钢种含碳量 2)负滑脱时间 3)结晶器保护渣 4)结晶器液位波动 5)二次冷却制度 6)连铸机设备状况
有关文献认为，连铸钢含C=0.1％～0.14％时， 钢水在结晶器内由δ—Fe转化为100％γ—Fe，其 相变收缩最大，坯壳收缩也最大，导致结晶器热 流不均匀，引起坯壳不均匀收缩，故该含碳范围 的 钢 裂 纹 敏 感 性 较 强 。 攀 钢 浇 注 Q185(G) 和 Q235(G)连铸工艺条件相同，Q195(G)含C=0.06 ％～0.12％(实际生产按C=0.06％～0.09％控制)， 0.12 ( C=0.06 0.09 ) 该钢较少发现铸坯角裂纹。而Q235(G)含C=0.08 ％～0.14％，正好处于裂纹敏感区。对Q235(G) 不同含碳炉次铸坯角部横裂纹发生率的统计结果 如图1，可以看出钢中含碳量对产生角部横裂纹 的影响很大。
5)二次冷却制度 5)二次冷却制度
有关文献认为普碳钢的高温第三脆性温度在 750℃附近较窄的温度区域内，由于钢中A1N等 质点的存在，会向900℃左右延展。攀钢连铸坯 二次冷却在矫直区的表面温度设为945℃左右， 而铸坯边部温度较中部低40～50％，故实际铸 坯角部温度在900℃左右，正好避开第三高温脆 性区。因此该二冷制度的设定对避免铸坯角裂 纹是合理的。
图1 Q235(C)含碳量与角部 横裂纹发生率的关系
图1 Q235(C)含碳量与角部 横裂纹发生率的关系
研究表明，负滑脱时间增加，则保护渣流量增加，铸 坯振痕加深，故铸坯角裂纹产生概率增加。负滑脱时间 与结晶器振动参数及拉速有关，其计算公式如下： TN=[60arccosl000Vc／(fSπ)]／πf 式中 TN一负滑脱时间，s； Vc一铸机拉速，m／min； f —结晶器振动频率，次／min； S—结晶器振动行程，S=15mm。 攀钢连铸机目前设定f=95V，，浇注Q235(G)时Vc 变化 范围为0 .4 ～1 .3 m／min，正常浇注时Vc=1.0～1.3m／ min。从公式可计算出TN与Vc的关系，见表1。从表1可 以看出，连铸Q235(G)时，TN=0.17～0.56s。有关资料认 为，为减少振痕深度，许多大型板坯连铸机生产厂家已 控制TN<0.10s。可见，攀钢连铸Q235(G)时的TN 偏大， 不利于铸坯角部横裂纹的控制。转下