1、连 铸 年 第 期中 厚 板 表 面 裂 纹 研 究彭 胜 堂 李 国 彬 骆 忠 汉 程 方 武 涂 立 均武 钢 技 术 质 量 部摘 要 钢 板 表 面 裂 纹 是 影 响 中 厚 板 质 量 的 主 要 缺 陷 , 通 过 调 查 分 析 和 现 场 试 验 , 摸 清 了 中 厚 板 表 面 裂 纹 的主 要 种 类 和 裂 纹 的 产 生 机 理 。 经 过 采 取 相 应 措 施 , 使 裂 纹 得 到 有 效 控 制 。坷叩血 , 币 、杭次奉奴前 言中 厚 板 表 面 裂 纹 是 多 年 困 扰 炼 钢 至 轧 板 生 产 的主 要 质 量 缺 陷 , 严 重 时 裂 纹 的
2、 比 例 高 达 。 为 提高 中 厚 板 的 质 量 , 对 轧 板 用 钢 从 炼 钢 至 轧 钢 进 行 了一 系 列 跟 踪 和 试 验 , 逐 步 对 轧 板 钢 的 主 要 裂 纹 类 别和 形 成 机 理 有 一 个 基 本 认 识 。表 面 裂 纹 的 主 要 种 类对 轧 板 钢 裂 纹 进 行 了 分 类 统 计 , 图 为 中 厚 板钢 裂 纹 发 生 位 置 的 分 布 , 图 为 裂 纹 的 种 类 与 比 例 。从 裂 纹 位 置 看 , 的 裂 纹 出 现 在 钢 板 边 部 和 头尾 部 从 裂 纹 形 状 看 , 的 裂 纹 为 直 裂 。 出 现在 钢 板
3、中 部 的 直 裂 即 纵 裂 , 发 生 在 钢 板 边 部 的 直 裂定 义 为 边 直 裂 , 边 直 裂 所 占 的 比 例 为 二 。 由 此 可 见 , 中 厚 板钢 表 面 裂 纹 主 要 是 边 直 裂 , 其 次 是 边 峰 裂 。 采 用 镀层 结 晶 器 后 星 状 裂 纹 的 发 生 率 极 少 。厂 丁 花 佗 二 一 一 一 一一一 一 一 曰劣喇侧豁峰 裂裂 纹 种 类星 状 裂表 面 裂 纹 种 类 与 比 例边 直 裂 出 现 位 置 统 计裂直图表边 直 裂 位 置 钢 板 上 表 面 块 钢 板 下 表 面 块芝军凶犯, ,澎酬端漆中 音 阵裂 纹 位 置
4、图 中 厚 板 钢 裂 纹 发 生 位 置 分 布 图边 直 裂 的 成 因 研 究发 生 边 直 裂 的 位 置为 找 出 边 直 裂 发 生 的 规 律 , 对 和进 行 跟 踪 轧 制 , 并 对 检 查 发 现 的 边 直 裂 进 行 分 类 统计 , 表 为 轧 制 试 验 后 边 直 裂 的 统 计 结 果 。 可 以 看出 , 钢 板 的 边 直 裂 基 本 出 现 在 轧 后 钢 板 的 下 表 面 。轧 制 过 程 对 边 直 裂 的 影 响根 据 观 察 分 析 , 边 直 裂 发 生 在 钢 板 下 表 面 与 连铸 坯 轧 制 时 上 、 下 表 面 变 形 不 一 致
5、 有 关 。 连 铸 坯 在展 宽 后 沿 轧 制 方 向 的 断 面 形 状 见 图 。 可 以 看 到 ,沿 轧 制 方 向 钢 坯 变 成 梯 形 , 上 表 面 变 形 比 下 表 面 快钢 坯 转 。 后 继 续 轧 制 , 侧 压 后 在 垂 直 轧 制 方 向 的 梯形 钢 坯 变 成 图 所 示 的 形 状 。 这 种 断 面 形 状 的 钢 坯继 续 轧 制 很 容 易 在 钢 板 下 表 面 出 现 两 个 问 题 。 一 是边 部 形 成 类 似 裂 纹 的 折 叠 , 这 种 折 叠 轧 后 有 时 是 贯穿 整 个 板 面 的 裂 纹 , 有 时 折 叠 因 侧 压
6、不 均 或 在 轧 制力 作 用 下 发 生 断 裂 , 表 现 为 断 续 性 的 裂 纹 另 一 是 连铸 坯 下 部 的 棱 角 位 移 到 钢 坯 下 表 面 后 , 由 于 下 部 棱角 处 温 度 低 , 在 轧 制 拉 应 力 的 作 用 下 , 容 易 在 低 温 处下 表 面 钢 板 上 形 成 裂 纹 。 同 时 由 于 连 铸 坯 存 在 如 图所 示 的 固 有 凝 固 组 织 , 角 部 一 是 连 铸 坯 的 一 个薄 弱 环 节 , 点 位 移 到 钢 板 下 表 面 是 钢 板 边 直 裂 的发 生 源 之 一 。铸 质 量铸 坯 质 重 又 一 另 口图 连
7、铸 坯 展 宽 后 沿 轧 制 方 向 的 断 面 形 状飞 之 噩 疆 口洲位 移 后 裂 纹 易 发 区图 侧 压 后 垂 直 轧 制 方 向 钢 坯 的 形 状匕 ” 协 心沼 价 倪次 钢 进 行 火 焰 清 理 后 , 检 查 连 铸 坯 表 面 及 皮下 的 气 孔 状 态 。 图 为 次 铸 坯 上 存 在 气 孔的 直 径 及 分 布 示 意 图 , 内 外 弧 边 部 均 存 在 气 孔 , 内 弧气 孔 数 量 比 外 弧 多 , 气 孔 分 布 在 距 边 部 一 巧 的范 围 内 , 皮 下 气 孔 直 径 最 大 的 为 图 为次 铸 坯 上 气 孔 分 布 示 意
8、图 , 少 量 铸 坯 边 部的 气 孔 较 严 重 , 最 大 直 径 达 到 。 这 两 块 铸 坯未 进 行 再 清 理 直 接 加 热 后 轧 制 。 轧 后 进 行 表 面 质 量检 查 , 次 未 发 现 边 峰 裂 , 而 气 孔 直径 超 过 的 次 轧 后 出 现 大 量 边峰 裂 。图 连 铸 坯 组 织 结 构 示 意 图导 致 铸 坯 轧 制 过 程 形 成 梯 形 的 原 因 是 为 避 免 轧制 过 程 的 “ 叩 头 ” , 二 辊 轧 机 轧 制 下 辊 的 辊 面 比 相 邻的 辊 道 面 高 , 铸 坯 在 进 人 轧 机 时 的 状 态 如 图 所 示 。
9、从 图 中 可 以 看 到 , 进 人 二 辊 轧 机 时 , 始 终 是 铸 坯 上 表面 的 角 部 优 先 与 上 轧 辊 接 触 , 此 部 位 的 变 形 优 于 其它 部 位 , 轧 制 压 下 量 越 小 , 轧 制 道 次 越 多 , 上 表 面 优先 变 形 的 量 越 大 。 武 钢 轧 板 厂 二 辊 轧 机 设 计 压 力, 通 常 工 作 轧 制 力 在 左 右 , 在 此 状 态 下 轧制 多 个 道 次 后 铸 坯 即 变 成 图 所 示 的 梯 形 。一图 次 连 铸 坯 边 部 皮 下 气 孔一 产 最最 大 但 阴阴砰 厂 丁图 次 一 连 铸 坯 宽 面
10、边 部 气 孔二 辊 轧 机冬一 仔 母、 一一图 铸 坯 进 人 二 辊 轧 机 时 的 状 态连 铸 坯 上 皮 下 微 裂 纹 对 边 峰 裂 的 影 响采 用 磁 粉 探 伤 和 火 焰 清 理 的 方 式 对 连 铸 坯 的 皮下 微 裂 纹 进 行 检 测 , 图 为 次 一块 铸 坯 磁 粉 探 伤 发 现 的 皮 下 裂 纹 情 况 , 图 为次 一 块 铸 坯 火 焰 清 理 后 发 现 的 皮 下裂 纹 情 况 。 经 机 械 加 工 测 定 表 明 , 这 些 微 裂 纹 深 度在 皮 下 一 范 围 内 。 同 样 , 这 些 皮 下 微 裂 纹 均未 进 行 再 清
11、理 直 接 送 炉 加 热 轧 制 。 轧 后 检 查 表 明 ,经 磁 粉 探 伤 和 火 焰 清 理 发 现 有 皮 下 微 裂 纹 的 铸 坯 均有 不 同 程 度 的 边 峰 裂 。 因 此 , 连 铸 坯 上 存 在 的 皮 下微 裂 纹 和 皮 下 直 径 超 过 的 气 孔 是 导 致 钢 板 边部 出 现 峰 裂 的 主 要 原 因 。反 、寸闪 “闷加 热 温 度 对 边 直 裂 的 影 响轧 板 厂 号 加 热 炉 与 号 、 号 加 热 炉 加 热 连铸 坯 轧 后 裂 纹 的 比 例 分 别 为 和 。可 以 看 出 , 号 加 热 炉 加 热 的 连 铸 坯 由 于
12、上 下 表 面温 度 比 号 、 号 加 热 炉 均 匀 , 轧 后 裂 纹 量 也 相 应 较低 。 因 此 , 连 铸 坯 加 热 时 上 表 面 温 度 高 于 下 表 面 温度 也 是 导 致 梯 形 并 诱 发 边 直 裂 的 重 要 因 素 之 一 。发 生 在 钢 板 下 表 面 的 边 直 裂 , 是 由 于 连 铸 坯 凝固 组 织 薄 弱 的 棱 角 在 轧 制 过 程 中 延 展 到 钢 板 下 表 面形 成 的 。 连 铸 坯 在 加 热 炉 加 热 时 上 下 表 面 温 差 大 ,上 表 面 温 度 高 于 下 表 面 , 轧 制 时 上 表 面 比 下 表 面 延
13、伸 快 , 也 是 导 致 裂 纹 的 重 要 原 因 。边 峰 裂 的 成 因 研 究连 铸 坯 上 气 孔 对 边 峰 裂 的 影 响在 轧 板 厂 对 次 钢 和图 , 次 连 铸 坯 宽 面 内 弧 的 皮 下 裂 纹连 铸 年 第 期、少坚图 刀 次 连 铸 坯 宽 面 内 弧 的 皮 下 微 裂 纹消 除 中 厚 板 钢 表 面 裂 纹 的 措 施边 部 直 裂改 善 加 热 炉 的 加 热 制 度 , 使 连 铸 坯 上 、 下 表面 的 温 度 尽 量 趋 于 一 致提 高 二 辊 轧 机 的 压 下 量 , 减 少 轧 制 道 次 , 减 轻梯 形 的 变 形 量 , 将 部
14、 分 轧 制 分 配 到 后 面 的 四 辊 轧 机 。边 峰 裂钢 板 表 面 的 峰 裂 与 连 铸 坯 上 存 在 的 原 始 缺 陷 有关 , 控 制 边 峰 裂 主 要 在 连 铸 工 序 采 取 措 施 。严 格 控 制 结 晶 器 保 护 渣 的 水 分 , 减 少 连 铸坯 纵 裂 和 气 孔 的 发 生 。保 证 连 铸 机 冷 却 用 水 的 水 质 符 合 标 准 。中 厚 板 钢 、 含 量 按 下 限 控 制 , 部 分 品 种适 当 提 高 浇 铸 温 度 , 目 的 是 减 少 中 间 罐 水 口 堵 塞 , 降低 塞 棒 及 中 间 罐 水 口 的 吹 氢 量
15、, 稳 定 结 晶 器 液 面 , 控制 偏 流 。 年 和 年 生 产 的 钢 平均 控 制 水 平 分 别 为 和 , 年 平均 比 年 降 低 了 。供 中 厚 板 用 钢 尽 量 采 用 结 晶 器 液 面 自 动 控制 进 行 浇 铸 。采 取 措 施 后 的 效 果经 过 在 炼 钢 厂 和 轧 钢 厂 采 取 措 施 , 中 厚 板 钢 裂纹 发 生 率 年 为 、 年 为 、年 为 , 中 厚 板 钢 的 表 面 裂 纹 得 到 有 效 控 制 。结 束 语中 厚 板 边 直 裂 是 由 于 连 铸 坯 凝 固 组 织 薄 弱的 棱 角 在 轧 制 过 程 中 延 展 到 钢
16、板 下 表 面 形 成 的 。 加热 炉 加 热 时 , 上 、 下 表 面 温 度 的 均 匀 性 对 边 直 裂 有 重要 影 响 。连 铸 坯 上 存 在 的 皮 下 微 裂 纹 和 皮 下 直 径 超 过的 气 孔 是 导 致 钢 板 边 部 出 现 峰 裂 的 主 要 原 因 。依 据 边 直 裂 和 峰 裂 发 生 的 原 因 采 取 相 应 措施 后 , 中 厚 板 钢 的 表 面 裂 纹 明 显 下 降 。毛 界 盔 攀 李 攀 偌 惫 攀 尽 若 达 苍 冲 享 石 丸 苍 几 攀 享 苍 达 寥 享 赓 寨 釜 冲 卜 宇 李 舀 寥 寥 、 享 攀 李 攀 尽 李 享 、
17、 争 、 攀 李 李 李 、 攀 李 寥 、 攀 备 畜 马 荡 熟 李 李 、 李 、 谷 孰 李 护 李 山上 接 第 页制 装 置 时 , 钢 包 的 高 速 注 流 冲 击 罐 衬 , 并 且 使 中 间 罐钢 水 流 动 的 湍 流 程 度 增 加 , 液 面 有 高 速 旋 转 的 小 旋涡 存 在 , 造 成 卷 渣 和 罐 衬 冲 刷 , 使 铸 坯 中 有 和夹 杂 物 存 在 。 中 间 罐 结 构 优 化 后 , 铸 坯 中 的 夹杂 物 以 聪 和 为 主 , 有 少 量 的 叭 和 夹 杂物 , 未 发 现 有 、 夹 杂 物 。 说 明 采 用 湍 流 控 制装 置
18、 可 以 避 免 卷 渣 和 减 轻 钢 包 注 流 对 罐 衬 的 冲 刷 。表 中 间 罐 结 构 优 化 前 后 铸 坯 中 的 非 金 属 夹 杂 物 对 比巧颗 粒总 数平 均 面积 比粒 度 分 布 拼蕊表 中 间 罐 优 化 前 后 铸 坯 中 的 仁 创 和 【 平 均 含 量优 化 后 的 中 间 罐 结 构 可 使 流 体 流 动 的 最 小停 留 时 间 延 长 , 峰 值 时 间 延 长 , 平 均停 留 时 间 延 长 活 塞 流 体 积 分 率 增 加, , 死 区 体 积 分 率 降 低 , 明 显 改 善 了 中间 罐 内 流 体 流 动 特 性 。中 间 罐
19、中 采 用 湍 流 控 制 装 置 可 以 避 免 两 块挡 墙 之 间 钢 液 表 面 产 生 旋 涡 , 从 而 减 轻 卷 渣 的 现 象 ,还 可 以 减 小 注 流 区 钢 水 对 耐 火 材 料 的 冲 刷 与 侵 蚀 ,使 钢 水 的 洁 净 度 提 高 。中 间 罐 结 构 优 化 后 , 可 以 显 著 降 低 铸 坯 中非 金 属 夹 杂 物 的 数 量 和 减 轻 开 浇 时 的 吸 氧 、 吸 氮 , 提高 铸 坯 质 量 。 与 原 中 间 罐 结 构 相 比 , 夹 杂 物 颗 粒 数下 降 , 夹 杂 物 面 积 比 降 低 , 铸 坯 中 未 观 察到 拼 以 上 的 夹 杂 物 。后 钢 液 一 块 尾 三 块 尾仪 】 】 洲 【 参 考 文 献】加 侧 结 论原 中 间 罐 结 构 流 体 流 动 的 最 小 停 留 时 间 仅为 , 活 塞 流 体 积 分 率 为 , 死 区 体 积 分 率为 , 不 利 于 夹 杂 物 的 上 浮 和 去 除 。邵 , 二 刀 ,刀, 二 殉 爪, 肠 、嗯 , 二 , , , 一, , , 、沁 , 目 场 山 飞 , , 料 一 脚张 立 , 钟 良 才 , 等 钢 铁 , , 一
