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铸坯角部横裂产生的原因及改善措施

更新日期:2007-07-28  作者:  来源:光学精密机械网(ChinaOptic.Com.Cn)收集整理

板坯表面顶部原奥氏体晶粒边界铁素体晶粒聚集处平均相距1mm,最大可达2mm。在样本的横断面上,可以看到奥氏体生长特别快,裂纹一直从表面伸长进入板坯内。沿奥氏体晶粒边界向钢板里面至少扩展6mm。有气孔的铸坯,其裂纹沿奥氏体晶粒边界扩展得更深。因为铸流振动痕迹处与结晶器接触面积小,热传导低,所以结晶器内的奥氏体裂纹扩展增大。而振痕浅的部分热传导较好。

在所有样品中,用电子显微镜,SEM及微探针观察抛光的板坯表面,并没有发现任何结晶器喷涂料或结晶器磨损脱落的金属元素。根据窄面及宽面结晶磨损类型,可知板坯角部的裂纹与结晶器表面脱落的Cu无关。

综上所述,所有分析表明裂纹是晶粒间的裂纹。因此,弯月面热拉裂不是引起角部横裂的原因。结晶器磨损也不是角部横裂的原因。根据裂纹沿原奥氏体晶粒边界的事实,可知裂纹从结晶器中的弯月面开始,而产生的主裂纹是在低温条件下拉伸或不适当的拉力作用下产生的。在拉伸前降低冷却速度,使角部温度大于900℃,可避免由于Nb基及V基析出物析出和铁素体相变引起的热压延凹陷现象。

热传递均匀稳定时,可以改进弯月面包晶钢表面。因此,热传导低的结晶器喷涂料与裂纹的产生有关。要得到浅振痕,铸机振动参数需要进行优化,因此,必须有效的控制结晶器液面。

在这些分析的基础质上,测出板坯角部的温度。根据现有的喷水降温区宽度、喷水量和结晶器热传导的情况,对铸模热传导的差异进行测量。根据铸坯角部温度不同,便可以预测铸件质量。在1区和2区的水喷射冷却系统可以均匀降低宽板坯角部温度。板坯经过2区后,仅有辐射冷却,但是,其冷却程度足以保持角部在延展率较低范围内拉伸。要将扇形面非弯点角部温度提高到低延展温度之上,减少结晶器散热,或取消区1区、2区角部的喷水冷却,从而保证结晶器出口的板坯角部更热。为此,结晶器采用喷涂料可起到很好的作用。

连铸机上应用减少横裂纹的措施

结晶器热传导:浇铸包晶钢时,对结晶器缓慢冷却。最初,MSLC公司用了一种喷涂料结晶器,喷涂料材料为CaO/SiO2,其配比为1.05,在1300℃时喷涂料的粘度为2.78泊,平均热传导率为73.9kJ/kg。结晶器内热传导率高,则板坯凝固皱纹增加,形成裂纹。当镀层材料为CaO/SiO2,其配比为1.20,材料的熔点和粘度相同时,结晶器的热传导率显著减小,平均热传导率仅有62.4kJ/kg。这种钢的浇铸速度为0.75~1.0m/min,结晶器宽面水流量为3800l/min,窄面水流量为400l/min。这两种结晶器喷涂料的化学及冶炼特性见表2。

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