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1、第37卷第1期现代冶金Vol.37No.12009年2月ModernMetallurgyFeb.2009Ξ连铸圆管坯表面缺陷分析及改进聂爱诚,徐国庆,蒋京力,朱国荣(江阴兴澄特种钢铁有限公司,江苏江阴214429)摘要:分析了圆坯生产过程中的主要质量缺陷,的产生原因,并提出了相应的改进措施。关键词:圆坯;表面缺陷;改进措施中图分类号:TG249.7;TG250.6引言江阴兴澄特种钢铁有限公司二期工厂自2005年10月投产以来,为适应市场、满足用户的要求,在原R12m方坯连铸机上加以改造,进行了连铸圆坯生产。至2008年6月已生产P22、12Cr1MoV、1Cr5M
2、o、42CrMo4、36Mn2V等70多个钢种,规格图1表面纵裂有5220mm、5250mm、5280mm、5350mm、5390mm、5450mm、5500mm、5600mm等8个品种,累计生产60万t。在产品开发过程中,为了保证无缺陷产品的交付,对连铸圆坯采用100%表面抛丸处理,逐炉逐支进行表面检查,记录表面质量缺陷形态和数量。针对不同的缺陷寻找出有效的解决措施,使产品质量在短时间内大幅度提高。图2表面纵裂横截面1生产工艺流程100tKR(铁水预处理)→100tBOF(转炉)→100tLF(精炼)→100tRH(真空脱气)→R12mm连铸(5机5流)→精整→
3、包装标识→检验判定→合格入库2连铸圆管坯表面缺陷分析图3表面纵裂211表面纵裂21111表面纵裂形态在铸坯表面沿铸坯轴向扩展的裂缝,其外观形态及横截面形态见图1～4。21112原因分析第一种形态(图1,2)的纵裂,经现场观察后发现图4表面纵裂横截面在铸坯出结晶器时已存在,说明裂纹铸坯是由结晶Ξ收稿日期:2008208220作者简介:聂爱诚(1962—),女,高级工程师。电话:1360616518544现代冶金第37卷器内凝壳不均匀,抗张应力集中在某一薄弱部位,结晶器的磨损、变形,保护渣的粘度与拉速不匹配等因[1]素造成。原因有以下两方面:(a)结晶器内壁磨损严重。
4、(b)含C量在012%左右的钢种,且规格在5390mm以下纵裂比例超过60%,即使采用新的结晶器仍然出现批量纵裂问题,在开发初始不同钢种采用同一种通用保护渣。分析认为包晶钢种裂纹敏感性强,通用保护渣不适用,且随着圆坯断面尺寸的减小,比表图7裂纹周围电镜能谱分析图面的值增大,冷却变快,要求拉速加快,消耗的保护渣量减少,如拉速增加过大,保护渣消耗量更小,更易造成铸坯的润滑不足,坯壳强度减小而形成纵裂。第二种形态(图3,4)是在铸坯冷却到常温后才出现的纵裂,通过取样(如图5,6)做电镜检测(如图7),对裂纹周围进行观察,未发现有异物,裂纹沿晶界开裂,柱状晶发达,组织不正
5、常,分析为圆坯下线后冷却速度快、组织应力和冷却应力叠加后造成。按图8表面气孔冷却方式、钢种、规格统计开裂产品比较见表1。开裂的产品主要是淬水产品,Cr、Mo等合金含量高、直时间充分,氢含量均在2mg�L以下,中间包采用干径≥390mm的产品。式粘结料,气孔产生原因主要应是保护渣水分过大,表1按冷却方式、钢种、规格分开裂比较表干燥不足,及连浇第一炉过热度偏高(一般30～冷却低合Cr、Mo规格大于规格小于40°C,个别到45°C)造成。方式金钢含量高390mm390mm淬水15%开裂不采用不采用15%开裂213翻皮堆冷无开裂5%开裂8%开裂无开裂21311翻皮形貌高温
6、缓冷无开裂无开裂无开裂无开裂凝壳在结晶器内发生轻微的破裂时,会有少量钢水流出来,弥合裂口,铸坯表面粘皮见图9。图5带有裂纹的铸坯样品图6带有裂纹的铸坯样品212表面气孔图9翻皮表面形貌21211气孔形成机理21312原因分析沿柱状晶生长方向伸展,露出铸坯表面的气泡初始凝壳的反复撕裂2弥合,是造成翻皮的原称为气孔见图8。气孔的形成机理是:在凝固时,钢液因,通过取样进行横向剖开,进行高倍金相检验,见中的气体生成压(PCO,PH2,PN2,PH2O)大于钢水的静图10,翻皮下存在深度1～3mm的夹渣缺陷,对夹压与大气压之和便形成气泡,当气泡不能逸出时,就渣做电镜分析,见
7、图11,含有Si、Ca、Al、Na成分,说[1]残留在凝壳中,形成了气孔缺陷。明在撕裂的瞬间卷入了保护渣。拉速过快造成保护212.2原因分析渣消耗减少,使结晶器内粘结加重,磨擦阻力增大,通常产生原因有脱气不足、过热度大、二次氧初生凝固壳中的张力增加,使结晶器内铸坯温度增化、保护渣水分超标、结晶器上口渗水、结晶器润滑高,凝固坯壳厚度不足,坯壳过薄不足以承受拉坯力油过量、中间包衬(绝热板)潮湿等,板潮湿或粘结剂[2]和钢水的静压力致使开裂,瞬间裹入保护渣又弥分解向钢水中增氢所致。通过对生产过程的排查,二合,形成断续的翻皮。期工厂生产的圆坯均采用了真空脱气处理,且处理第
8、1期聂爱诚
