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120吨连铸板坯中间裂纹控制实践 郭幼永张云宝 (唐山国丰钢铁有限公司第一炼钢厂 063300) 摘 要：通过铸坯的低倍检验和对中间裂纹部位低倍检测结果，分析连铸板坯中间裂纹的类型和形成原因，从钢水成分、过热度、拉速控制、二冷配水、驱动压力、支撑段等方面提出解决措施。结果表明，钢中的硫和铸坯的支撑段是影响中间裂纹的主要因素。这些具体措施的实施，使中间裂纹的发生率和级别大幅下降。 关 键 词连铸板坯；中间裂纹；支撑段；S含量；过热度；拉速；低倍检验 1 前言 我公司自2010年7月至8月份以来，铸坯内部出现了较严重的中间裂纹，严重影响了板材的性能合格率。为此对中间裂纹进行了系列攻关，采取相应措施，取得较好效果。 2 铸机主要技术参数 我车间拥有两台二机二流中厚板坯连铸机，其主要设备全部引进奥钢联技术。生产铸坯断面规格180×700~1300mm，支撑段由1个弯曲段和9个扇形段组成.浇铸钢种主要以低碳低硅SPHC系列钢种为主，同时也可浇铸普通碳素结构钢和新研发产品超低碳钢种和优质低合金钢种。板坯连铸机的主要工艺参数如下：见表1。 表1 120吨板坯连铸机主要工艺参数 主要参数 中厚板坯连铸机 机型 直弧形连铸机，连续弯曲连续矫直 结晶器长度 900mm 铸机半径 6.5m 振动类型 液压振动，振幅±6mm，振频操作范围40~400次/分，可在线调节。 冶金长度 23.6m 工作拉速 0.8~1.9m/min 3 中间裂纹形貌及形成机理 3.1板坯中间裂纹的形貌： 中间裂纹表现为内部横裂纹，在铸坯内、外弧都有可能发生，在横向低倍上呈团状，在纵向低倍上呈较整齐的线状。距铸坯表面20～45mm，长度10—35mm. 我车间中间裂纹指铸坯内、 外弧表面40mm以下，一般分布在铸坯的宽面中部，严重的离窄面150mm。深中间裂纹的长度一般为10～30mm，评级为0.5～2.5级，主要集中在内弧，且内弧严重，外弧有裂纹内弧都有，有的外弧无中间裂纹。此类中间裂纹所占的比例最大，且对板材的性能影响也最大，我们的攻关重点为深中间裂纹。 3.2 板坯中间裂纹形成机理 中间裂纹在钢的第1脆性区间产生，起源于凝固界面，属于晶界裂纹。其形成机理是是由于高温晶界处富集氧、硫磷等杂质，导致晶界结合力弱，降低了钢的高温强度和高温塑性，使钢水在凝固过程中，由于外力作用(热应力、弯曲矫直力、辊压下力等)到凝固界面上，造成一次枝晶的晶界开裂，形成裂纹。 4 中间裂纹的影响因素 4.1 硫、磷含量对中间裂纹的影响 由中间裂纹形成机理可知，硫、磷的聚集是造成晶界结合力降低的主要因素之一，因此，降低钢中硫、磷含量可减少中间裂纹的发生几率。从低倍样分析的结果和钢中S的对应关系来看：随着钢中S含量的增加，铸坯中间裂纹级别呈现明显增加的趋势，这与在铸坯中间裂纹的能谱分析中所发现的裂纹处夹杂物主要是硫化物的事实是相符的。从实际生产数据看，磷含量对中间裂纹的影响不显著，这可能与目前国丰第一炼钢厂钢水整体磷、硫含量控制水平较好有关。 4.2 铸机上部区域支撑辊 结晶器下部足辊及扇形段上部区域的支撑辊对中不良、对弧不好等，使铸坯受到过大的机械应力，产生皮下中间裂纹。通过辊缝仪检测的数据结合铸坯的低倍检验(见表2)，发现1号机的开口度和弧度偏差值分别控制在0.5mm和1.0mm内，可以有效减少皮下中间裂纹。 表2 支撑辊偏差对中间裂纹的影响 影响因素 偏差值/㎜ 中间裂纹 开口度 ≤0.5 无 ＞0.5 有 弧度 ≤1.0 无 ＞1.0 有 4.3下部区域的支撑段状况对深中间裂纹的影响 此区域因支撑辊对中不良，开口度不合适，辊子动态不好，造成铸坯承受机械应力过大产生裂纹。因为板坯的鼓肚变形量随铸坯厚度的增加而增加，产生裂纹都为长裂纹，危害很大。支撑辊偏差对深中间裂纹的影响见表3，从表3和表2可以看出，深中间裂纹是在支撑辊偏差值大的情况下产生的，但裂纹长，级别也比较严重，这点从下线扇形段的解体测量和铸坯的低倍检验也得到了证实。 表3 支撑辊偏差对深中间裂纹的影响 影响因素 偏差值/㎜ 深中间裂纹 开口度 ≤0.8 无 ＞0.8 有 弧度 ≤1.2 无 ＞1.2 有 4.4驱动辊压力对深中间裂纹的影响 拉矫辊过大的压力作用于未全部凝固的铸坯时，使凝固前沿承受张力应变，它的机理与鼓肚的铸坯进入下一对正常辊时的应变情况一样，由于此时的坯壳很薄，所以产生的应变更大，危害更严重。我们对比了不同拉矫压力对铸坯中间裂纹的影响，从拉矫压力调整前后铸坯低倍样的对比来看，拉矫压力由4.6MPa调整到4.2MPa，内部裂纹有了一定程度的减轻，平均裂纹级别能减少0.5级左右。这说明调低拉矫压力对减轻内部中间裂纹是有效果的。 4.5扇形段电极阻力对开口度及中间裂纹影响 通过对1