方坯高碳钢铸坯中心偏析控制.pdf

第 卷第 期 年 月甘 肃 冶 金.文章编号:()方坯高碳钢铸坯中心偏析控制何世存宋宗亮赵祥峰(甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 炼轧厂甘肃 嘉峪关)摘 要:分析了高碳钢铸坯中心偏析的原因制定了降低过热度、优化各牌号高碳钢二冷水量等控制措施借助铸坯内部白亮带验证凝固末端电磁搅拌的搅拌效果措施实施后铸坯碳偏析指数明显降低高碳钢铸坯中心偏析问题得到了进一步控制关键词:中心偏析杯锥状过热度 型偏析碳偏析指数中图分类号:.文献标识码:(.):.:引言酒钢宏兴股份炼轧厂生产的高碳钢盘条在用户使用过程中出现过盘条脆断、拉拔过程钢丝锥形断口、捻线过程锥形断口、刻痕钢丝过程中脆断等问题断口均为杯锥状断口断口形貌如图 所示图 刻痕钢丝过程中出现的杯锥状断口 对高碳钢盘条杯锥状断丝样品进行金相检验分析杯锥状断口纵剖面一段范围内呈“人”字形裂纹裂纹周围存在网状渗碳体 二次渗碳体沿晶界网状分布导致晶界脆性增大钢丝拉拔过程中受拉丝模压应力向芯部变形渗透时遇到网碳组织连续性受到破坏在拉拔力作用下尤其是螺旋模拉拔时扭转变形应力共同作用下网碳区域的边沿首先滑移形成限位孔洞变形无法深入随着拉拔变形量增加孔洞扩展形成微裂纹、裂纹裂纹进一步扩展造成断丝 马氏体、网状渗碳体是造成杯锥状断丝的主因而中心偏析是造马氏体网状渗碳体的根源 本文结合对高碳钢铸坯中心偏析问题的分析介绍了在生产工艺上采取的改进措施及取得的效果 高碳钢小方坯生产工艺参数机型:四机四流全弧形连铸机铸坯断面:拉速:./、./电磁搅拌:铸坯冷却比水量:./二次冷却方式:全水冷铸坯碳偏析指数:.中心偏析原因分析由于选分结晶的原因铸坯在凝固过程中溶质元素、等向液相区积聚因连铸方坯的液芯末端比较狭长易产生“搭桥”形成“小钢锭”现象当富集溶质元素的钢液被封闭形成小钢锭效应后则该处形成中心偏析并产生疏松、缩孔等缺陷.钢水过热度控制现场生产过程中由于高碳钢拉速低、铸机流数少为保证浇注后期中包温度不出现偏低的情况钢水过热度按 控制导致浇注中期的中包温度往往比较高相比浇注前后期中包温度要高出 中包温度高铸坯易产生柱状晶或者穿晶组织造成中心疏松、缩孔和偏析加剧.铸坯冷却强度与邢钢、澳森等企业进行高碳钢偏析控制对标发现酒钢炼轧厂高碳钢铸坯二次冷却强度普遍比较强就 而言酒钢炼轧厂铸坯冷却比水量为.(/)而邢钢等钢企的比水量为./酒钢炼轧厂高碳钢 采用同一配水制度导致随着 含量的增加钢水液相线温度和中包温度随之降低 使用同一配水制度铸坯冷却比水量相等随着 含量的增加铸坯进入末端电磁搅拌时的液芯宽度减小影响末端电磁搅拌的搅拌效果反而不利于铸坯偏析的控制因此须在保证高碳钢铸坯表面质量的前提下根据 含量不同对各高碳钢二冷水量进行优化作为高碳钢铸坯偏析控制的主要改进方向.二次冷却均匀性高碳钢生产过程二次冷却采用足辊段和段冷却由于铸机既要生产高碳钢又要生产普碳钢使用的二冷水水嘴统一为满足普碳钢铸坯冷却的大流量水嘴而这些水嘴生产高碳钢时因高碳钢采用弱冷工艺二冷水量小水嘴喷出的二冷水压力不足雾化效果差导致铸坯冷却不均匀铸坯局部出现个别柱状晶增长而产生搭桥现象富集溶质元素的钢液被封闭形成小钢锭效应 中心偏析控制措施.降低钢水过热度对中包包盖进行改进减少包盖敞开区域的面积加强中包的密封性降低浇注过程中中包钢水温度损失将钢水过热度按 控制钢水过热度降低 .二冷水量优化针对高碳钢 采用同一配水制度的问题按照不同牌号高碳钢液相线温度的差异结合铸坯矫直前角部温度和二冷水水温情况对 各高碳钢钢种二冷水量进行优化优化原则是随着钢种液相线温度、中包温度和二冷水水温的逐渐降低铸坯二次冷却强度逐渐降低优化后的各钢种二冷水水量控制见表 表 优化后的高碳钢各钢种二冷水水量钢种水温 足辊/(/)段/(/)水温 足辊/(/)段/(/)水温 足辊/(/)段/(/)、.、.、.理论和实践证明凝固末端电磁搅拌安装在铸坯未凝固率 区域比较合适 为了避免过强的搅拌流冲刷铸坯凝固前沿而产生白亮带末端电磁搅拌一般都采用交替搅拌方式 连铸机拉速、二冷配水等工艺参数的差异性会使得铸坯未凝固率存在一定的变化通过高碳钢浇注过程恒定拉速、对二冷水量进行优化保证铸坯经过凝固末端电磁搅拌装置时的未凝固率发挥电磁搅拌应有的效果由于射钉枪在现场不能使用通过增强末端电磁搅拌强度刻意使低碳钢种 铸坯内部产生“白亮带”“白亮带”的宽度即为铸坯进入凝固末端电磁搅拌时的液芯宽度进而测算高碳钢铸坯进入末端电磁搅拌时的液芯宽度 铸坯内部“白亮带”如图 所示图 强电磁搅拌下的 铸坯白亮带 甘 肃 冶 金 第 卷最终测算高碳钢 经过凝固末端电磁搅拌装置时的未凝固率.处于 比较合适的区域.二冷水嘴改型根据高碳钢生产过程二冷各段水量情况设计与二冷水量相匹配的新型号水嘴 新型号水嘴安装上之后喷出的二冷水雾化效果明显增强铸坯冷却均匀性明显提升取样检测铸坯 型偏析情况发现问题得到明显改善二冷水嘴改型前后铸坯 型偏析情况见图 和图 图 水嘴改型前 铸坯 型偏析情况图 水嘴改型后 铸坯 型偏析情况 措施实施后的效果通过上述措施实施高碳钢 碳偏析指数由之前的.降低至.高碳钢铸坯中心偏析控制较好 碳偏析指数的控制对比情况见表、表 措施实施后因高碳钢盘条杯锥状断丝质量异议发生 起较之前减少 起产生质量异议确认量.较之前减少.表 实施前的 铸坯碳偏析指数钢种样号铸坯断面对角线的/处/几何中心/中心偏析指数.表 实施后的 铸坯碳偏析指数钢种样号铸坯断面对角线的/处/几何中心/中心偏析指数.结语 降低浇注过程中包钢水过热度可抑制柱状晶的形成防止个别柱状晶增长而产生搭桥现象富集溶质元素的钢液被封闭形成小钢锭效应按照不同牌号高碳钢液相线温度的差异结合铸坯矫直前角部温度和二冷水水温情况对 各高碳钢钢种二冷水量进行优化在兼顾铸坯表面质量的同时减轻铸坯内部中心偏析的程度水嘴型号与二冷水量的匹配影响铸坯冷却的均匀性是控制铸坯内部质量不可忽视的环节使用强电磁搅拌模式使铸坯内部产生“白亮带”测量“白亮带”的宽度为铸坯凝固系数的计算、末端电磁搅拌位置的确认、铸坯液芯宽度的调整提供了一种新的测算手段参考文献:田 振张庆雷许继勇等.控制高碳钢中心碳偏析的工艺实践.山东冶金():.邵明海何庆文梁建国等.凝固末端电磁搅拌技术在特钢连铸上的应用.山东金属学会炼钢学术委员会.山东省金属学会 年炼钢学术交流会议论文集.:.收稿日期:作者简介:何世存()男甘肃省天水市人工程师本科 主要从事连铸工艺技术管理工作第 期 何世存等:方坯高碳钢铸坯中心偏析控制