连铸板坯角裂缺陷成因及其控制措施研究

发布时间：2020-11-02 00:17

　　 连铸坯角部横裂纹是常见的铸坯表面缺陷,因其发生率较高,已经成为影响生产顺行和连铸坯质量的重要因素。连铸坯角部横裂纹缺陷不仅使得铸坯的热装、热送变得不可能,而且必须下线进行火焰或机械修磨进行清理,造成大量的能源、材料、人力资源的浪费,同时导致库存增大、库区拥堵、破坏正常生产节奏;若带有角部裂纹的连铸坯加热轧制后,在带卷边部会出现边裂或翘皮等缺陷,造成钢带降级使用或判废。这已成为制约生产板材大型企业实现流程优化和节能降耗的技术瓶颈。本文以我厂生产裂纹敏感钢种为研究对象,分析了板坯产生角裂缺陷的工艺、操作和设备等方面的影响因素,通过对钢种化学成分、结晶器冷却水量和二冷水量的优化,提高在线设备精度、使用倒角结晶器等一系列改进措施,来降低角裂缺陷的发生率。本文针对裂纹敏感钢种的化学成分进行设计优化,尽可能降低裂纹。在进行钢种设计时,碳含量尽量避开包晶区0.08-0.16%;P、S合理控制,P含量控制在0.015%以下,S含量控制在0.010%以下;对于含硼微合金化钢,我们采用加钛固氮的方法,加入0.010-0.020%的钛,以减少BN的形成,进而减少角部裂纹的产生;对裂纹敏感钢种采取控氮措施,控制氮含量≤50ppm。通过优化二冷工艺,提高铸坯角部温度。对于裂纹敏感钢种,尽量采用合理的二次冷却工艺,尤其铸坯角部的弱冷,除了零段,其余各段边部水量减少20-50%,有效的提高了铸坯的角部温度,铸坯矫直段窄侧温度达到920℃,减少铸坯角部裂纹缺陷的发生。通过提高设备精度和周期性管理,保证铸机结晶器铜板质量稳定、结晶器对中、耳轴间隙、开口度及对弧精度等;检查并处理过滤器和喷嘴堵塞,以减轻或消除因机械应力、热应力等造成的角部裂纹。同时通过外部设备的引进和技术合作,采用倒角结晶器并对足辊的改造及二冷工艺的调整,改变铸坯角部形状和传热,以减轻或消除铸坯角部横裂纹。在工业化条件下,通过一系列的研究,最终达到有效的改善及控制铸坯角裂缺陷产生的目的,整体角裂缺陷率控制在1%以下,极大地提高了连铸板坯的质量。
【学位单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TF777
【部分图文】：

因此不能够保证钢液进行相互的补充与流动，久而久之就形成了所谓的中心裂纹和三角区裂纹。图1.1 铸坯宽度方向表面温度及内部凝固情况示意图主要方法如下:（1）对于控制铸机扇形段的开口度进行严格的设计与把控，保证其凝固末端的开口设计精度符合要求。（2）不断的优化二冷的制度，尽可能保证冷却均匀控制，对于钢液的凝固与受热均匀有着非常重要的作用[9]。1.2.3 连铸坯表面纵裂纹

图 1.2 不同晶粒尺寸下钢的高温塑性）钢的化学成分所周知，钢种的化学成分决定材料的组织和强度的内因，因此，钢铁钢的强度，通常会在生产过程中加入铌、钒、钛等微合金元素，但添后，在提升强度的同时，也随之带来一些问题，主要是由于在铸坯冷些元素会随着温度的下降而析出，使得铸坯的裂纹敏感性增加，从而影响[14~16]。当然，裂纹的影响因素众多，除了与在钢中添加钒、钛等与其中碳、硫、磷的含量密切相关。 钒微合金化国的 V、Ti 和 Re 储量十分丰富，其产量较大，在世界上占有及其重合金化元素在钢中的固溶、偏聚以及其析出时的作用，尤其是微合金 C、N 的相互作用，使得晶粒细化、产生析出强化、控制再结晶、对性等一系列的次生作用，很大程度的提高了钢的强度。因此许多微合泛地应用于各类钢铁产品中。

内蒙古科技大学硕士学位论文国外的 Mintz 等人[18]研究认为，钢中 V、N 的含量越高，导致钢的高温延性越差，如图 1.3 所示。随着钢中总的 V 和 N 的含量的增加，两元素的乘积（[V]×[N]）的增大，塑性凹槽变得更深、更宽。Crowtherd 等人[19]在弯曲测试过程中发现含铌钢比含钒钢更容易产生角部横裂纹。因为 Nb 与 C、N 的亲和力比 V强，碳氮化钒的析出温度要比碳氮化铌的析出温度要低，V 的析出物比 Nb 的析出物更粗大一些，因为 V 在奥氏体中的溶解度积比 Nb 大。
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本文编号：2866304