含硼钢板坯角部横裂纹工艺实践

针对攀钢v和v-nb微合金化低碳梁板钢200mm连铸坯出现角部横裂纹缺陷,通过综合优化连铸工艺参数-将结晶器铸坯窄宽面热流比由原先的0.90～1.10降至0.75～0.85,保护渣的粘度由0.20pa·s降至0.16pa·s,稳定连铸拉速和连铸机工况条件,使铸坯角部横裂纹缺陷得到了明显改善,并消除了由此引起的热轧饭卷表面线纹和起皮缺陷,因梁板钢热轧板卷表面缺陷引起的降级改判率由30%降至0。

用金相显微镜、扫描电镜和能谱仪分析了某钢厂q345b钢板坯角部横裂纹的特征和成因。结果表明:裂纹是由沿奥氏体晶界析出的mns复合析出物和先共析铁素体膜造成的。铸坯凝固过程中,微细硫化锰沿奥氏体晶界析出,当铸坯表面温度降低到奥氏体向铁素体转变温度范围时,微细硫化物促进膜状先共析铁素体的形成,受到矫直应力作用时,应力主要集中在膜状铁素体相上,并在硫化物周围形成微孔,微孔聚合导致裂纹的形成。

对板坯角横裂纹在轧后钢板边部的延展行为进行了实验室和工业试验研究。得出:随着钢板轧制厚度的增加,铸坯角部横裂纹沿宽度方向延展有加重的趋势;轧制规格相对较薄的钢板的裂纹极微小,有被"撵平"的趋势;毛边钢板的安全切边量为35mm。

通过喷嘴性能测试、重熔凝固冷却实验和计算机仿真软件计算,研究了攀钢不同断面板坯角部冷却情况对铸坯角部横裂纹的影响.研究表明:对于1160、1080和1250mm三个断面尺寸的铸坯,较强的冷却使角部温度较早低于a3温度,矫直前沿奥氏体晶界形成大量膜状先共析铁素体,矫直时容易沿奥氏体晶界形成角部横裂纹.为解决角部横裂纹问题,通过改变铸坯表层组织来控制铸坯角部横裂纹的产生,并将其应用于攀钢现场生产.

我们厂生产含硼钢出现了较多的边部角裂,本文对产生边部角裂的原因进行了分析,并结合我厂的工艺改进情况,提出了控制含硼钢裂纹的建议。

对板坯角横裂纹在轧后钢板边部的延展行为进行了实验室和工业试验研究。得出:随着钢板轧制厚度的增加,铸坯角部横裂纹沿宽度方向延展有加重的趋势;轧制规格相对较薄的钢板的裂纹极微小,有被"撵平"的趋势;毛边钢板的安全切边量为35mm。

采用金相显微镜和扫描电镜分析了含铌微合金化钢铸坯角部横裂纹的形成原因。发现矫直区铸坯角部温度位于该钢种第ⅲ脆性温度区间内;拉速波动导致角部温度变化较大;二冷喷嘴状况不好导致两边角部温度相差较大。采用提高拉速、矫直区铸坯角部喷嘴遮挡等“热行”方法后,铸坯角部温度明显提高,铸坯的角横裂纹的发生率大大降低,但铸坯中心偏析恶化。采用增加角部喷嘴的“冷行”方法后,铸坯角部温度明显降低,铸坯的角横裂纹和中心偏析大大改善。

通过对太钢炼钢二厂南区1#连铸机生产的连铸坯进行表面刨光并经pt检验后,直观地发现并检测出连铸坯角部横裂这种质量缺陷。在设备等其它条件不能改变的条件下,通过对微合金钢个别元素质量分数进行调整,有效地减少了该钢种连铸坯角部横裂现象,使1#连铸机生产的微合金钢废品率控制在0.03%以下,成材率提高了约0.3个百分点。

在微合金钢连铸生产过程中,角部横裂纹一直未得到有效解决,裂纹的存在减少了铸坯热送量,严重影响生产顺行。综述了微合金连铸坯角部横裂纹的形成机理,重点分析了铌、钒、钛等微合金元素对角部横裂纹的影响,分析了防止横裂纹产生的措施,认为消除微合金钢连铸坯角部横裂纹的最有效方法是控制铸坯表层微观组织,使其具有较低的裂纹敏感性,克服连铸弯曲与矫直过程中产生的应力,而不产生裂纹。

通过对含铌、钒、钛微合金化钢连铸板坯的硫印数据进行统计分析,得出了角横裂纹的影响因素,提出了角横裂纹的控制措施,即硫含量应控制在0.004%以下,锰含量为上限,磷含量为0.007%~0.018%,过热度为10~30℃,拉速控制为1.1m/min,开发合适的二冷配水制度,提高铸机设备精度。

针对ss400铝镇静钢连铸板坯的角横裂纹缺陷问题,研究了铸坯的高温力学性能、铸坯在矫直区内的角部温度,同时对铸坯角横裂纹缺陷试样进行了金相分析并对裂纹表面进行了sem观察。研究分析认为对于ss400铝镇静钢,在800℃左右,奥氏体向铁素体转变引起的晶间脆化以及在更高温度开始析出的aln对晶界的脆化降低了钢的延塑性,使得铸坯在这一温度附近矫直时导致角部出现沿晶开裂。在对连铸机二冷喷嘴水量分布研究的基础上,通过更改二冷喷嘴的位置和排布方式,减弱了对铸坯角部的冷却,从而有效地避免了角横裂纹缺陷的发生。

根据钢的高温延塑性可将含铌、钒、钛微合金化钢分为两类：一类是含碳较低（≤０．１０％）的钢种，此类钢在温度降低到８２５℃后延塑性能够随温度降低而快速恢复；另一类是含碳较高（＞０．１２％）或含铌、钒较高的钢种，此类钢在第ⅲ脆性温度区的脆化可延伸至７２５℃。通过提高恒拉速率、液面自动控制投入率和铸机对弧精度，并针对钢的高温延塑性特点采用合理的二冷工艺，使矫直区铸坯边角部温度避开钢的脆性温度区，含铌、钒、钛微合金化钢连铸板坯的角横裂显著减少。

兴澄特钢300mm×320mm低碳钢铸坯酸洗后,可观察到铸坯角部振痕波谷处的横向裂纹,其长度为10～30mm,最大宽度达2mm。生产实践表明,当sa-210系列锅炉钢(%:0.13～0.25c、0.45～1.10mn)的[alt]从0.009%增加至0.021%时,铸坯角部横裂纹指数从0.03增加到2.64。因微量钛能改善钢在较低变形速率下的热成型性,钢中加微量钛,可以明显减少铸坯角部横裂纹的产生。通过控制加al量使[alt]≤0.010%,加ti使[ti]≈0.02%,同时采用提高钢水流动性和铸坯矫直温度≥900℃等措施,避免了sa-210c钢的铸坯角部横裂纹的产生。

对制动梁用15mn2crvnb钢的铸坯角部横裂纹缺陷进行了研究,研究表明铸坯角横裂纹的形成温度为870～900℃,在这一温度条件下铌、钒等碳、氮化物析出以及铁素体在奥氏体晶界析出引起的奥氏体晶界脆化是裂纹形成的内部原因,而铸坯矫直过程中内弧侧的张应力是裂纹形成的外部原因,实践表明提高连铸坯的角部温度能够有效地避免铸坯角部横裂纹的产生。

对断面中心有裂纹缺陷的铸坯进行了探测和解剖分析,并对轧制后钢板进行探伤,依照探伤图谱,选择分层缺陷明显的部位,用扫描电镜等对其金相组织、缺陷形态和微区成分进行分析,得出分层部位的缺陷组织主要为沿轧向分布的铁素体带,在其内部沿轧向分布有条状或片状硫化物,是中厚板分层产生的主要原因。通过分析得出轧制时铸坯内部焊合及修复的边界条件:硫化物尺寸控制在5μm以下,硫含量降低到0.02%以下。

鞍钢2150asp生产线生产x65管线钢时,在铸坯的角部经常出现横裂纹。对此类钢种铸坯的高温力学性能、二相粒子析出以及铸机矫直段铸坯的表面温度分布进行了检测与分析。结果表明,矫直段的铸坯角部表面温度处于该类钢种的脆性区间内,铸坯内部的二相粒子在晶界上呈带状分布,从铸坯的内部向角部逐渐细化,这是铸坯角部产生横裂纹的内因。通过调整二冷水配水对铸坯的表面温度进行优化,控制二相粒子的析出,明显改善了x65管线钢铸坯的表面质量,减少了铸坯角部横裂纹的产生。

针对ss400钢铸坯出现大量三角区裂纹和中心裂纹的现象,从钢水的成分、浇铸过热度、扇形段开口度等方面进行分析,通过采取控制钢水成分、保证铸机精度、优化二次冷却等措施,有效地控制了板坯的三角区裂纹和中心裂纹,铸坯一次合格率由94.5%提高到98.7%。

为减少太钢含钛船板钢板坯角部横裂纹，本文研究了化学成分对其板坯角部横裂纹产生的影响，并介绍了该钢种成分优化的措施及效果。

针对迁钢板坯内弧单边角横裂纹成因进行了微观组织分析,对浇注过程板坯两侧角部温度进行测量,并对比了不同厂家二冷喷嘴在相同条件下的通水量。研究结果表明:安装在同一管路上的不同厂家的二冷喷嘴通水量差别较大,这些喷嘴在扇形段的混合使用是引起板坯两侧角部温度不同的主要原因。板坯温度高的一侧进入第三脆性区,导致了内弧角横裂纹发生。将二冷喷嘴全部更换为同一厂家的产品后,板坯单边角横裂纹得到解决。

在微合金钢的连铸生产中，铸坯出现的主要表面质量问题是角横裂，裂纹的产生位置不稳定，在靠近外弧及内弧面都有可能出现，迄今没有得到稳定控制。微合金元素的添加使得钢水碳当量发生变化，增大了钢在凝固初期进入包晶反应区的倾向，裂纹敏感性相应提高，此外还会引起更多种类的碳化物、氮化物或碳氮化物在更高温度下的析出，从而降低了铸坯的高温延展性，在连铸过程各种应力的作用下，包括弯曲应力、热应力、相变应力、矫盲廊力等．

在生产含硼热轧板卷时，边部裂纹是一种常见的缺陷，通过分析测试手段，以及实际生产的统计数据，结合其他学者研究结果，对本钢含硼钢热轧板卷边部裂纹产生的原因进行分析并提出改进意见。采用本文观点进行生产，含硼钢角裂问题得到明显改善。

介绍了影响包晶碳钢角横裂的连铸工艺操作和设备。在过去的几年中,集中采取了一系列的措施,改善钢水在结晶器内和二冷区的冷却条件,减少作用在凝固坯壳上的机械应力,使得角横裂缺陷发生率明显减少。