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加硼钢连铸坯中间裂纹缺陷的改善

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苏笃星，马建超，夏翁伟，冯红伟

(江苏沙钢集团有限公司1．江苏省(沙钢)钢铁研究院，江苏张家港215625；2．宏发炼钢厂，

江苏张家港215625)

摘要：通过对添加硼前后A36钢连铸坯中间裂纹分布特征及其高温力学性能的调查研究，

分析了其中间裂纹的形成原因。结果表明，硼的加入降低了钢的零塑性温度是铸坯产生中间

裂纹的内因，而铸坯在连铸过程中受弯曲应变、矫直应变以及辊缝不对中引起的过大应变是

裂纹产生和扩展的外因。据此提出了相应的改进措施，有效地减轻了A36—B钢连铸坯中间

裂纹。

关键词：连铸；中间裂纹；零塑性温度

硼钢是以硼为基础代替铬、镍的一种低合金结构钢。通过向钢中加入微量硼元素能够显

著提高其淬透性，获得优良的机械性能，从而节约大量的贵重元素，因此得到广泛生产和应

[1]

用。然而，生产过程中发现，添加硼会增加钢在连铸生产过程中的裂纹敏感性。2011年江

苏沙钢集团宏发炼钢厂生产的A36—B钢(添加微量硼)连铸坯出现了比较严重的中间裂纹缺

陷，不仅影响了连铸坯以及后续轧制板材的内部质量，有些还直接造成板坯返废，极大地影

响了生产及经济效益。从2012年1月开始，通过对A36—B钢连铸坯中间裂纹现状和机理

进行调查分析，确定加硼钢连铸坯发生中间裂纹的主要原因，并采取相应的改进措施，显著

减轻了A36—B钢连铸坯的中间裂纹缺陷。

1生产工艺

生产工艺流程：铁水脱硫→180t转炉→炉外精炼→板坯连铸。连铸机为直弧型单流连铸

机，基本弧半径10．75m，结晶器长度900mm，铸机长度34．495m，工作拉速0．6～1．5m

／min，铸坯断面(220，250，320)mm×(1800～2300)mm。A36—B钢的连铸拉速为1．25m

／min，浇铸断面为220mm×2265mm，二冷比水量为0．76L／kg。

2中间裂纹评级及分布特征

2．1中间裂纹评级

通过对2011年以来的A36—B钢铸坯低倍统计调查发现，其中间裂纹等级大于等于1．5

级比例达到22％以上，而相似成分A36钢(不含硼)连铸坯中则主要为0．5级以下轻微的中

间裂纹缺陷，如图1所示。对于1．0级以下的中间裂纹，可以在轧制过程中通过提高加热

温度和优化轧制工艺予以改善，不影响最终成品的内在质量，而对于1．5级以上的中间裂

纹缺陷，由于其宽度较大(最大可达到1mm左右)，部分裂纹甚至在火焰切割后肉眼即可观

察到，后期轧制后很难焊合，故在生产过程中一般均判废处理。

2．2中间裂纹分布特征

通过铸坯低倍统计发现，铸坯内外弧均出现了不同程度的中间裂纹，且三角区也出现垂

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直于窄边的中间裂纹。裂纹主要呈河流状沿柱状晶晶间分布，裂纹区微观形貌如图2所示，

严重的达2．0级。其中，220mm厚的板坯外弧侧裂纹主要分布在距外弧表面30～80mm处，

内弧侧裂纹集中分布于距内弧表面70～104mm处，三角区裂纹位于距窄边35～50mm处。

3中间裂纹产生原因分析讨论

3．1钢的高温力学性能

零强度温度(ZST)和零塑性温度(ZDT)是表