连铸小方坯角部纵裂成因分析

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1、连铸小方坯角部纵裂成因分析连铸小方坯角部纵裂成因分析连铸小方坯角部纵裂成因分析连铸小方坯角部纵裂成因分析连铸小方坯角部纵裂成因分析连铸小方坯角部纵裂成因分析第15卷第12期2005年12月中国冶金ChinaMetallurgyVo1.15.No.12Dec.2005连铸小方坯角部纵裂成因分析李博知,尹国才(马鞍山钢铁股份有限公司技术中心,安徽马鞍山243000)摘要:根据马钢近年来小方坯角部纵裂的情况,讨论了小方坯角部纵裂的形成机理;分析了钢中碳,磷,硫,Mn/S及工艺条件等因素对角部纵裂的影响;提

2、出了改善钢水质量,稳定拉坯速度,改进二次冷却等减少裂纹的措施,使其角部裂纹得到有效控制.关键词:小方坯;角部纵裂;结晶器中图分类号:TF777.3文献标识码:A文章编号:1006—9356(2005)12—0022—03CauseofC0rnerCrackofContinuousCastBilletLIBo—zhi.YINGUO—cai(TechnicalCenterofMasteelCo.,Ltd.,Maanshan243000,China)Abstract:Cornercrackformatio

3、nmechanismofcontinuouscastbilletinMasteelisdiscussed~suchasC,P,S,Mn/Sinsteelandtechnologicalconditionsetcareanalyzed;Measuresforfactorsinfluencingoncornercrackimprovingqualityofmoltensteel,stabilizingcastingspeedandimprovingsecondarycoolingsystemarepro

4、posed.Keywords:billet;cornercrack;mould角部纵裂是连铸小方坯常见的缺陷,一般位于铸坯角部1O～15mm处,常因此导致漏钢,严重影响了连铸坯质量以及铸机的生产水平.本文基于马钢第三炼钢厂的生产实践,从多角度对连铸小方坯角部纵裂的形成机理和成因进行了分析.1角部纵裂的成因铸坯坯壳在结晶器内形成是一经反复收缩与膨胀的过程,即钢水浇注到结晶器中,在其表面张力的作用下,钢水与铜壁接触形成一半径很小的弯月面,在弯月面根部附近冷却速度很快,初生坯壳很快形成.随着冷却的不断进行

5、,坯壳逐步加厚,已凝固的坯壳开始收缩,并离开结晶器的内壁,但这时的坯壳尚薄,在钢水静压力作用下仍能紧贴于内壁.继续冷却,坯壳进一步加厚,当其强度增大到能承受钢水静压力时开始脱离结晶器内壁,则铜壁与坯壳间形成气隙.随着坯壳下降形成气隙区的坯壳在热流作用下温度回升,强度下降,钢水静压力再次使其贴向结晶器内壁,如此反复,直到坯壳厚度足以承受钢水静压力,使坯壳与铜管内壁形成气隙,坯壳拉出结晶器.在这个过程中,结晶器在正常冷却情况下,四周包括四角的冷却应是均匀一致的,所形成的坯壳厚度也基本一致.初始坯壳的厚度

6、因角部是二维冷却,四角的坯壳厚度会略厚于四边的坯壳厚度.但如果角部的冷却强度较大,热流导出密度超过面部较多,就会出现角部组织过冷,角部收缩量大且坯壳厚度远大于面部,且形成相稳定且强度较大的骨架.随着铸坯向下运行,由于面部坯壳相对较薄,强度较低,则在钢水静压力的作用下将四面推向结晶器壁再次冷却;而角部由于强度大,其位移量小,则过早地离开结晶器内壁而形成气隙,使冷却变弱.随着面部坯壳的反复收缩与膨胀,在角部的凝固前沿存在着裂纹形成的危险性,即铸坯角部纵裂纹的形成是由内向外扩展的.另外,由于角部过早地形成

7、气隙,使得铸坯离开结晶器时,角部坯壳的厚度反而小于面部坯壳的厚度,这样当其强度不足以承受钢水静压力及面部收缩的热应力时,裂纹便在角部发生.2裂纹产生的影响因素2.1钢中成分对角部纵裂的影响2.1.1碳对角部纵裂纹的影响据第三炼钢厂连铸生产统计,钢中碳与纵裂纹指数的关系见图1.钢中W(c)在0.12～0.17时铸坯纵裂最为严重.其主要原因是发生了包晶反作者简介:李博知(1964一),男,大学本科,工程师;E-mail:libozhi一0532@yahoo.tom.cn;修订日期:2005—07—20第

8、12期李博知等:连铸小方坯角部纵裂成因分析应并伴随较大的线收缩,导致结晶器内形成的初始坯壳厚度不均,铸坯出结晶器后受二冷喷水急冷,其热应力使坯壳的薄弱处产生裂纹,并在二冷区继续扩展.籁辈詈磔图1’.,(Fc])与裂纹指数的关系Fig.1Correlationbetweencarboncontentandtheindexofcrack2.1.2杂质对角部纵裂形成的影响磷和硫是钢中裂纹敏感元素,钢中硫形成的FeS(熔点989℃)在凝固过程中以液态聚集在晶界之间,诱发晶间裂