浇注温度与纵裂发生率关系

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1、浇注温度与纵裂发生率关系ControlofFormingLongitudinalCrackonRoundIngotofLowAlloyStructuralSteelFanDingdong,ZhuRuitianandJiaoXingli(MaanshanIronandSteelCoLtd,Maanshan243000)▲　　纵裂纹是钢锭的主要缺陷之一，是浇注工作的重点和难点。尽管纵裂纹的形成机理至今还没有最后统一的定论，但在钢锭废品中占相当大的比例是众所周知的事实。在过去的生产中，马钢一直受圆钢锭纵裂纹的困扰，虽多年来一直在探索其解决的方法，但收

2、效甚微。自从1998年9月开展系统试验研究以来，取得了明显效果。图1是试验攻关前后的纵裂纹废品的发生情况。本文介绍了马钢在攻克圆锭纵裂纹方面所做的工作，并进行分析以揭示影响圆锭纵裂纹的主要影响因素，寻找出有效的控制方法。图1　马钢1998年1月～1999年4月圆锭纵裂发生率情况Fig.1　OccurrencerateoflongitudinalcrackonroundingotatMaanshanIronandSteelfromJanuary1998toApril19991　主要工艺及其参数　　(1)工艺路线：初炼钢水→钢包→SKF精炼炉(LF

3、+VD)→出站→浇注→模注→脱模→精整。　　(2)锭型尺寸：锭重2.886t，模高2170mm,上部直径492mm，下部直径437mm。　　(3)温度参数：SKF站温度(上部)1550～1565℃，开浇温度1520±15℃，脱锭温度＜500℃。　　(4)主要冶炼钢种为50Mn，20CrNiMo，CL60。2　试验结果和分析　　钢锭的纵裂纹形成机理十分复杂，文献［1］和［2］都分析了大小原因数十条，对于这些复杂原因相互作用的关系，进行定量数学描述相当困难。因此，本试验对人为的非可控因素作为管理因素处理，没作为试验重点，而是把重要的工艺方法和参数

4、作为试验重点。对开浇温度的稳定性的参数控制，模温的参数控制，Als含量控制及钢水进入模内流股方式进行了试验研究，结果如图2～6和表1所示。图2　浇注温度与纵裂发生率关系Fig.2　Relationbetweencastingtemperatureandlongitudinalcrackoccurrencerateofingot图3　浇注温度随时间的变化Fig.3　Variationofcastingtemperaturewithcastingtimeofsteel表1　浇注过程中模温和浇注参数Table1　Mouldtemperatureand

5、castingparametersincasting钢锭模部位初始温度/℃最高温度/℃极差/℃达到最高温度时间/min浇注温度/℃最高温度持续时间/s钢锭模A上部中部下部82928550148242641939034110781811524252731钢锭模B上部中部下部3132334774744344464424019177781526302221图4　温度波动与纵裂纹发生率的关系Fig.4　Relationbetweentemperaturevariationandlongitudinalcrackoccurrencerateofingot

6、图5　模温与纵裂纹发生率的关系Fig.5　Relationbetweenmouldtemperatureandlongitudinalcrackoccurrencerateofingot图6　Als含量与纵裂纹发生率的关系Fig.6　EffectofAlscontentonlongitudinalcrackoccurrencerateofingot2.1　浇注温度对纵裂纹的影响　　通过现场的跟踪统计，浇注温度对纵裂纹的影响呈现出倒置抛物曲线关系如图2所示。当浇注温度在1520～1530℃之间纵裂纹的发生率最低为0.2%～0.3%，随着注温的升高

7、或降低纵裂纹的发生率明显提高。注温的升高，钢水的过热度增加，使得锭壳表面与液芯的温度梯度增大，热应力增大，同时由于注温的升高，使得钢锭的激冷层减薄，在静压力的作用下，使得钢锭产生纵裂的机率增大，温度越高，纵裂的发生率就越大，这与有关文献［1］、［2］所述相吻合。但是，人们一般认为低温有利于克服纵裂问题与本试验有相悖之处。看来这与浇注工艺相关。在正常状态下，浇注温度的降低，意味着过热度减少，钢水被注入钢锭模后，在其温差的作用下，低温钢水产生的激冷层将大大增厚，使得抵抗静压力能力大为增强。而且，对于0.60%C的钢，在800℃以前几乎没有相变问题，

8、都是奥氏体，组织应力不会成为纵裂纹的主要因素，从这个意义上说，低温钢水浇注的确有利于减轻纵裂纹。不过图2所示的当过热度低于某一数值后，纵裂纹发生率将随