含硼中碳钢铸坯角部横裂纹影响因素分析

含硼中碳钢铸坯角部横裂纹影响因素分析摘要：基于含硼中碳钢A36LB的生产实践，分析了钢水成分、钢如控制钢水ω(S)≤0．015％、ω(Mn)/ω(s)>37．6；ω(Ca)/ω(Al)>0．09；结晶器振动冲程减法来消除，该方法不但降低了铸坯合格率，而且影响生产的顺行。湖南华菱涟源钢铁有限公修磨，这不仅给公司带来巨大的经济损失，而且影响了生产。针对该厂角部裂纹的产生原因进行了分析，并提出了相应的解决措施。1含硼中碳钢生产主要参数2角部裂纹影响因素分析由于角部裂纹的产生与钢水成分、铸机参数设定及状态相关，故通过对2011年4—9月现场数据进行跟踪分析，以探究该厂生产含硼中0．16％以上，故认为包晶反应不是角部裂纹产生钢中硫含量高，形成的FeS(熔点989℃)在凝固过程中以液态聚集在晶界之间裂纹；而锰硫比大于一定值时，硫与锰生成熔点较高的MnS(熔点1600℃)，可大大改善此种情况[1]，由文献[2]得到的有关钢中临界ω(Mn)/ω(S)的经验方程为：ω(Mn)/ω(S)=1．345ω(S)-0.7934(1)涟钢A36—LB钢目标成分中ω(S)≤0．015％，但实际生产时钢中硫含量波动较大，且部分炉次硫含量超过目标值。以ω(S)=0．015％按式(1)计算得到生产A36—LB钢时最低临界ω(Mn)/ω(S)为37．6，因此，为了避免连铸坯因钢中的硫偏析和低熔点硫化物而塑性降低，应尽量降低硫含量，并使A36—LB钢中ω(Mn)/ω(S)>37．6。实际生产时，A36—LB钢中ω(Mn)/ω(S)<37．6的比例占61％，锰硫比控制水平偏低。这是因为该钢为避免包晶反应将碳含量控制在较高水平，而为了保证力学性能，在碳含量高的同时，将钢中的钢中的硼优先于铝和氮在晶界沉淀生成BN，在γ晶界上颗粒间空隙十分细小的BN有铝对表面角横裂的影响主要表现在铝和钢水中的氮结合形成AlN，在第Ⅲ脆性区由于发AIN在晶界析出形成脆化相的可能性较小，即对裂纹的影响较小。2．1．5ω(Ca)/ω(A1s)壳的均匀性，增大了裂纹的发生倾向。如图1所示，A36—LB钢的ω(Ca)/ω(Als)基本控制/ω(Als)>0．091t；t，脱氧产物主要为CA和C12A7，水口基本不堵塞[5]。该厂生产A36—L钢精炼工序也规定钢水ω(Ca)/ω(Als)为0．09～0．13。而实际ω(Ca)/ω(Als)<0．09的占钢水中的硼若被氧化成B2O3而进入保护渣中，对保护渣的性能会有影响[8]。保护渣中而黏度的突变不仅影响生产而且不利于铸坯质量控制。表3是测定的原渣样的化学成分。为％，从试验结果可知，浇铸含硼钢时，在结晶器钢一渣界面，钢中硼会被氧化成B2O3而进入保护渣。但由于钢中硼含量较低、保护浇铸的作用以及B2O3在钢—渣间存在分配比等原保护渣时黏度降低约0．007Pa·s，结影响并不大，故冶炼含硼中碳钢并不需要专门的保护渣。而随着负滑脱时间的提高，振痕加深，导致角部裂纹发生率增加[9]，故建议减小结晶器振动冲程，增大频率，以降低负滑脱时间。研究表明在其它工艺条件基本相同的条件下，结晶器冷却制度对铸坯角部横裂纹缺陷有冷却的均匀性，降低了角部裂纹[10]。该厂1号连铸机宽、窄面冷却水量分为4200、400L/得到结晶器内铸坯坯壳厚度随有效高度的变化情况(图3)。可知，结晶器宽、窄面水量为：340L／min时，在理论上铸坯出结晶器坯壳厚度均能达到要求。/min时，铸坯角裂得到了明显的改善，而结晶器宽、窄面冷却水量降到3800、360L／min由于硼的碳氮化物析出会导致钢的第三脆性区加大加深，同时向高温端移动。该厂表面研究表明[11]在此区间振痕波谷处极易产生微裂纹，发展成角部裂纹。对弧精度对铸坯质量有很重要的影响，如果对弧差，铸坯通过该处会承受额外的机械应间对弧偏差难以完全控制±0．5mm以内。在段与段之间及段内的辊列之间对弧存在较大偏差，对铸坯质量及设备使用都会造成伤害。形段时承受额外的机械应力，从而引起铸坯表面质量缺陷。一般要求开口度测量误差为±0．5mm。开口度的变化会导致铸坯得不到支撑而鼓肚，或者铸坯与辊子接触太紧密而增针对以上铸坯角部裂纹影响因素分析，提出如下相应解决措施，并进行工业生产试验，铸坯角部裂纹有较大改善，其降等比率和质量异议均低于该厂Q235B当月生产水平。2)提高钢水ω(Mn)/ω(S)，使A36—LB钢中ω(Mn)/ω(S)应不小于37．6。3)严格控制钢水中ω(Ca)/ω(Als)实际值，使钢水中ω(Ca))/ω(Als)>0．09。4)冲程减小1mm，提高振频使负滑脱时间降低了约为32％，经计算振痕间距减小了水总水量，同时减少铸坯边部水量50％以提高边部温度。6)定期进行辊缝测试，加强检修力度和及时更换不良辊列，使其精度控制在合理范围。铸坯角部裂纹的产生是多种因素综合作用的结果。厂通过调整钢中成分，加入一定量的钛元素以控制氮元素，并提的控制起到良好的效果。[3]王雅贞．新编连续铸钢工艺及设备[M]．北京：冶金工业出版社，2007.[4]崔鹏高，王克玉，梁世勇，等．方坯