板坯连铸机铸坯中间裂纹成因分析及改进措施-周海龙(1)

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1、2006年全国炼钢学术会议攀钢2#板坯连铸机铸坯中间裂纹成因分析及改进措施摘要：对攀钢2#板坯铸坯中间裂纹产生的原因进行了详细分析，并找出了其产生的主要原因是原二冷配水不合理，扇形段开口度严重超标，扇形段对弧不准，喷嘴堵塞严重，钢水成分等原因造成，通过严抓流道质量管理，调整二冷配水及二冷气，加强钢水过程质量控制，铸坯中间裂纹基本上得到了有效控制。关键词：板坯铸坯中间裂纹扇形段开口度钢水成分二冷水1前言攀钢2#板坯连铸机是由意大利DANIELI公司总体设计，并进行技术总负责，同时引进关键技术和设备，设计能力为年产100万吨铸坯，该机于2001年10月动工，2003年10月17日一次

2、性热负荷试车成功，2004年2月达设计产量。总体来看，投产两年多来，各项经济、技术指标逐步攀升，但铸坯内部质量曾一度比较差，尤其是中间裂纹，一般情况下，若保证足够的压下量，内部裂纹是可以焊合的，但在裂纹比较严重的情况下，易造成钢材横向性能降低，从而影响其使用性能，后经钢厂工程技术人员共同努力，对2#机扇形段、喷嘴进行了改造，同时制定了一套比较科学、合理的生产工艺参数进行生产，从而有效提高了铸坯内部质量。本文分析了钢的化学成分、连铸生产工艺对铸坯中间裂纹的影响。2攀钢2#连铸机主要技术参数及设备概况机型直弧形基本弧形半径8m弯曲矫直方式多点弯曲多点连续矫直结晶器长度900mm浇注断

3、面200×（900～1350）mm工作拉速1.2～2.0m/minMD足辊水冷扇形段每对辊子采用二分节内冷式密排辊3板坯中间裂纹形成原因分析3.1铸坯中间裂纹检测原理目前检测铸坯中间裂纹比较常用的方法为鲍曼硫印法，其检测原理为利用H2SO4浸泡后的相纸上的H2SO4和试样上的硫化物（FeS、MnS）发生作用产生H2S,H2S和相纸上的AgBr发生作用生成AgS沉积在相纸上相应位置，形成黑色或深褐色的斑点，其化学反应式如下：MnS（FeS）+H2SO4=MnSO4+FeSO4+H2SH2S+2AgBr=2AgS↓+2HBr3.2铸坯中间裂纹产生的位置铸坯中间裂纹多出现在内弧侧的柱状

4、晶区域，偶尔也出现在外弧上，它一般位于铸坯厚度的1/4处，在硫印相图上表现为单根、成簇或团块闪电状，硫印偏析线的长短和分布形状反映了中间裂纹的大小，从硫印相纸上测量裂纹长度其分布规律为10～70mm不等，裂纹起始位置在距内弧表面15～40mm处，结束于30～70mm处，下表1为随机抽取2004年9~12月硫印相纸中间裂纹位置、长度、评级及工艺生产情况。-6-2006年全国炼钢学术会议表1板坯横断面中间裂纹情况钢种裂纹上部尖端距内弧表面距离/mm最大裂纹长度/mm浇注速度/m.min-1浇注温度/℃裂纹评级低碳铝15~37651.2~1.51550~15601.5~2.5普碳钢14

5、~32681.2~1.41540~15551.5~2.53.3铸坯中间裂纹产生原因分析铸坯在流道内凝固冷却过程中产生裂纹的原因是固液交界面所承受的外部应变大于临界应变εT总和，带有低熔点夹杂物的钢液流入柱状晶的间隙破坏了铸坯的连贯性从而形成内部裂纹[1]。可以用公式描述为：εT<εb+εu+εm+εt+εp式中εb—鼓肚应变，%；εu—矫后应变，%；εm—夹辊未对中应变，%；εt—热应变，%；εp—拉伸应变，%；目前2板零段辊间距比较大，铸坯在凝固过程中容易受到鼓肚应力。3.4辊缝开口度及对弧对中间裂纹的影响有专家认为[2]，铸坯横截面硫印相纸上的尖端是中间裂纹的发源地，另外从图

6、1的铸坯凝固过程图中，北科大王新华教授也认为，在固、液相中不可能产生中间裂纹，只有在凝固前沿的糊状区产生。因此铸坯中间裂纹产生起止位置即可确认。根据测量出相纸上的距离ｅ，由ｅ=kt1/2（根据生产实践，2#机k值取27比较合适），可以计算出裂纹对应在扇形段的起止位置。根据计算出对应的位置，利用停浇后更换扇形段或调整开口度以达到标准值。2#板坯扇形段开口度曾一度比较差，选取2004年6月典型辊缝数据生成开口度图表，图表见图2，从图2可以看出，整个扇形段的开口度情况比较差。结合辊缝数据检修后调整了开口度，调整辊缝前后的铸坯硫印情况见图3，从图3看出，调整前后铸坯中间裂纹有了明显改善。

7、-6-2006年全国炼钢学术会议图1：铸坯凝固图图2：2004年6月辊缝开口度情况图3：2004年6月辊缝开口度调整前后中间裂纹对比针对扇形段对弧情况，由于投产初期，辊缝仪测量对弧功能没有调试成功，仅依靠人工对弧，人工对弧的弊端是容易导致对弧误差大，原2#机辊缝仪本身有对弧功能，后经外方人员及本厂技术人员多次调试，辊缝仪测量对弧功能已于2004年10月调试成功，为了保证2#板坯流道质量，并根据硫印情况，有计划地安排测量辊缝，使流道质量处于受控之中。3.5钢水成分对板坯中间裂纹的影