连铸板坯三角区裂纹的形成与防止.pdf

连铸板坯三角区裂纹的形成与防止 何宇明 ( 重庆钢铁( 集团) 公司第七厂) 摘 要 探讨了连铸板坯三角区裂纹的形成机量, 分析其产生的影响因素, 提出防止的措施 关键词 连铸板坯 三角区裂纹 机理 FORMATION AND PROTECTION OF ANGLE CRACKS ON CONTINUOUS CAST SLABS He Yuming (No. 7 plant of Chongqing Iron 加之安装喷管末严格要求, 弧面 喷咀距离坯面及离铸坯侧面的位置都末能达 到设计要求, 致三角区局部区域冷却不良 水 中的悬浮物、 锈斑时常堵塞喷咀; 弧面边缘喷 咀也常堵塞, 有时内外弧几排均堵了, 所以三 角区严重冷却不足而回温以致鼓肚若侧面 单侧喷咀堵塞则导致一边水冷过强, 铸坯向 内凹陷这些不良情况均是导致三角区裂纹 产生的重要因素 4. 1. 2 二冷弧面供水量 为了探索二冷水量对三角区裂纹的影 响, 对Ⅰ、 Ⅱ区水量进行了多次调试, 在其它 因素不变的情况下, 减少Ⅰ、 Ⅱ区弧面水量, 三角区裂纹机率就随水量的减少而增加, 减 至典型拉速时, Ⅱ区坯面水压不足 0. 1MPa, 则三角区裂纹剧增。

当增加Ⅰ、 Ⅱ区水量时, 三角区裂纹逐渐减少 当典型拉速时, Ⅱ区弧 面水压力增至 0. 3～0. 4MPa, 则三角区裂纹 明显减少直至消失 这说明Ⅰ、 Ⅱ区弧面水量 增加后, 铸坯坯壳强度明显增加, 弧面鼓肚得 到有效控制铸坯进入Ⅲ、 Ⅳ区回温后, 坯温 不太高, 有利于防止三角区裂纹的产生 但由 于铸坯坯温太低, 易导致足辊、 零段的夹辊弯 曲和轴承磨损加剧; 故Ⅰ、 Ⅱ区弧面水量也不 宜增加过多要从供水上防止铸坯鼓肚还 应在Ⅲ、 Ⅳ区气水喷咀水量横向分布均匀性 得到改善后, 增加Ⅲ、 Ⅳ区水量, 既不至于Ⅰ、 Ⅱ区过冷, 又利于防止铸坯进入Ⅲ、 Ⅳ区回温 过高故改进气水喷咀出口形状是解决三角 区裂纹的重要途径 4. 1. 3 二冷侧面供水量 侧面喷水量对三角区裂纹有较大影响, 为了减弱侧面冷却, Ⅱ区喷咀从 16个减少为 4 个, 在减少喷咀数后, 减小侧面水量, 保持 同一排喷咀侧水量为弧面的水量 1/ 10～1/ 12 在铸坯三角区裂纹严重时, 可以使之减轻 或消失, 故侧水量只要保证冷却而不漏钢就 行了同时侧面喷咀的喷水不能只集中在铸 坯侧面的中部, 而要全幅盖满测面, 以利于减 少侧面凹陷机率, 以利于减少三角区裂纹。

4. 2 辊列 辊列异常是影响三角区裂纹的重要因素 之一铸机弧度差过大, 开口度不当, 夹辊太 弯曲, 侧辊进入结晶器太多, 都将导致三角区 裂纹发生 4. 2. 1 铸机弧度 铸机弧度不当将使铸坯受到异常的机械 应力, 同时弧度不当, 还将引起开口度异常 这样, 铸坯由于脱弧不能得到良好的支撑而 产生鼓肚, 常导致三角区裂纹、 中间裂纹产 生 Ⅰ、 Ⅱ区弧度异常很容易导致Ⅲ型三角区 裂纹的出现 4. 2. 2 铸机开口度 要减少铸机的鼓肚力, 使铸坯始终保持 收缩状态, 开口度至关重要 采用收缩辊缝比 之轻压下工艺更有其优越性, 由于轻压下工 艺是针对中心偏析和中心裂纹的产生而在铸 ·37· 炼 钢 STEELMAKING 坯的凝固末端采取轻压下的一种方法三角 区其实也是一种凝固末端, 铸坯出结晶器后 仍要继续凝固收缩, 从零段开始让其保持一 定的收缩量是必要的, 收缩辊缝可以克服铸 坯侧面收缩而宽面鼓肚带来的不利影响在 实施轻压下工艺时, 由于人为原因, 开口度不 是收缩反而随铸坯的凝固在某一段产生变大 现象, 导致板坯鼓肚常出现Ⅰ和Ⅳ型的三角 区裂纹 采用收缩辊缝后, 铸坯可以大大减少 这种鼓肚的可能性。

同时由于收缩量不大仅 0. 3～0. 4mm, 不会导致铸坯受到过份挤压 而产生中间裂纹 在试用收缩辊缝期间, 有两 次未能达到规定收缩值, 在离铸坯侧面 60～ 90mm 处出现三角区裂纹但按规定调整后 就消失了这反过来说明采用收缩辊缝是有 效的 4. 2. 3 铸机夹辊挠度 在铸坯刚出结晶器不久, 由于铸壳薄、 承 受外力能力差, 故对夹辊的夹持要求就更加 严格, 足辊、 零段和扇形段 1 号～5 号段辊间 距及夹辊挠度也就显得很重要在铸机设计 时尽可能减少辊间距及夹辊挠度, 对防止三 角区裂纹具有重要意义生产过程中减少夹 辊挠度, 对减少异常机械应力和鼓肚力都是 非常重要的, 可以防止三角区裂纹、 中间裂纹 和中心裂纹 4. 3 钢水化学成份 产生三角区裂纹的一个重要因素是钢坯 高温强度不足, 因此控制钢中有害元素是不 可忽视的钢的化学成份差异导致钢的高温 强度的差异表 3 是 1997 年 1～2月各钢钟 化学成份平均值 表 3 1997 年 1～2 月各钢种化学成份平均值 钢种 成 份 , % CSiMnPS Als Mn/S SS4000. 160. 230. 570. 02150. 0230 0. 030%后三角区裂纹出现机率 明显增加, 且易出现Ⅲ型三角区裂纹, 硫 0. 04%时三角区裂纹较严重且难防止其出现。

而当硫 25 出 现三角区裂纹的机率明显减少 5 防止措施 三角区裂纹的产生是多因素作用的结 果, 要防止它, 必须从二冷水优化、 铸机弧度 保持、 开口度适当收缩及减轻有害元素的影 响几方面作工作方能取得明显效果 5. 1 二冷水优化 二冷水优化的目标就是要保持侧面弱 冷, 弧面强冷 5. 1. 1 喷咀布置的优化 为了保证侧面弱冷, 防止侧面凹陷, 要减 少侧 面喷咀数量 并减少喷 水量, Ⅰ 区从 PZ0895 改为了 PZ6580B, Ⅱ区从每侧 8 个减 至 2 个 保持弧面冷却均匀特别是强化三角区部 位的冷却, 防止铸坯进入Ⅲ、 Ⅳ区后回温鼓 肚, 宜采用方案Ⅲ( 图 4) 的冷却方式, 同时每 根水管最边上的喷咀宜离铸坯更近些采用 不锈钢喷咀, 可减少喷咀出口变形, 同时还改 进气水喷咀出口形式, 改善横向喷水均匀性 此外, 要严格按规定位置安装喷淋管等措施 5. 1. 2 二冷供水量的优化 为保证改进后的喷咀能较好地发挥作 用, 防止喷咀堵塞非常重要, 搞好水质管理, 搞好二冷过滤网的改造, 浇次间隙检查处理 喷咀, 防止锈斑及泥沙对喷咀的堵塞, 在此前 提下优化二冷配水非常重要, 否则再好的配 水制度也收不到好的效果。

为了防止三角区裂纹, 适当增加Ⅰ、 Ⅱ区 弧面水量, 减小Ⅰ、 Ⅱ区侧面水量, 保持Ⅰ、 Ⅱ 区弧面水在典型拉速时压力在 0. 3～0. 4MPa, 在改善了Ⅲ、 Ⅳ区喷水的横向均匀性 后可以使Ⅰ、 Ⅱ区水量走下限, 并适量增加 Ⅲ、 Ⅳ区水量, 总之, 要保持板坯均匀而良好 的冷却, 减少回温鼓肚, 减少中间裂纹, 控制 坯温在二冷区内最高坯温不超过 1100℃; 矫 直区 弧面坯温 控制在 900～950℃, 侧 面 900℃左右为佳 5. 2 铸机开口度的优化 开口度优化的目标是使铸坯在出结晶器 后不鼓肚, 呈微压而不过份挤压, 进入凝固末 端时为了防止中心偏析和中心裂纹, 可给予 各段以适量的轻压下 ( 1) 采用收缩辊缝, 用辊缝仪进行开口度 测量, 保持各段辊间开口度的一致性, 严格按 收缩辊缝调节开口度, 足辊保持同结晶器下 口一致, 零段至 5 号段微量收缩, 6 号～8 号 采用轻压下工艺, 以后各段保持与 8 号段一 致 ( 2) 严格铸机对弧, 特别是结晶器与足 辊、 零段及 1 号～4 号段的对弧, 检修时作好 备件准备, 实现一次对弧, 准确测量, 保持弧 度稳定可靠, 弧差控制在 0. 5mm 以内, 有条 件时尽可能控制在 0. 3mm 以内, 铸机夹辊 水平保持在 0. 2mm/ m 以内。

( 3) 严格备件准备, 控制上机备件, 夹辊 挠度 25, 尽可能达到 30 以上 ( 3) 控制 SS400、 Q235 等钢的过氧化程 度, 保持终点 C 0. 06% 适量增加脱氧合金 用量, 特别是保持 0. 010%以上酸溶铝含量, 减少钢中氧含量 ( 4) 控制钢中 As 含量, As 不宜超过 0. 050% ( 5) 控制钢中 P 含量, P 宜控制在 0. 030%以内, 尽可能控制在 0. 025% 以内 6 结 语 三角区裂纹的形成是连铸工艺和设备异 常及钢中有害元素而综合导致的结果, 由于 它出现机率高, 导致品种改判和报废, 故须引 起高度重视 ( 收稿日期: 1997- 05- 04) ·46· 第五期 No. 5 。