《对包晶钢产生纵裂的分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《对包晶钢产生纵裂的分析（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、包晶钢铸坯纵裂分析凌源钢铁股份有限公司孙世兴2012-4-18 一、包晶钢的定义包晶钢 C 含量： 0.08-0.16% 二、包晶钢产生表面纵裂的缺陷形貌纵裂缺陷一般出现在铸坯表面的中部，边部出现的较少。裂纹开口宽1 3mm,最长的整个铸坯通长分布. 三、包晶钢裂纹的组织特点1、裂纹区域由初生的等轴晶构成的激冷层较薄。2、裂纹深度越大，初生等轴晶越薄。四、分析纵裂产生原因以及相对应优化措施1、 降低中包过热度，避免高温、高拉速浇注。基理：过热度和拉速决定初生坯壳的厚度，钢水过热度大导致钢水凝固推迟，坯壳厚度减薄，同时造成坯壳温度增高，向钢的脆性区移动，加重裂纹倾向。2、 减弱一冷强度，提高结晶
2、器四面冷却均匀性。基理： 降低结晶器的冷却强度能减轻初生坯壳的热应力，弱化一次冷却（结晶器水冷）的不均匀性，提高坯壳生长的均匀性，减少纵裂的发生。措施： 在一冷水流量相同的情况下，适当提高包晶钢的一冷进水温度，减弱结晶器的冷却强度，有利于对裂纹的控制。包晶钢结晶器进水温度应控制在30以上。3、 改善结晶器内钢流，减少结晶器内液面波动。基理： 、改善结晶器内钢流主要是改变结晶器内流场，主要是改变结晶器窄、宽面的热流（导热量）比，适当降低窄面导热量，使窄侧与宽侧铜板的热流比为0.8-0.9，此区间板坯表面纵裂纹指数最小1。、减少结晶器液面波动主要是减少流场的改变和保证结晶器保护渣的三层结构。4、
3、使用高碱度保护渣，降低结晶器与坯壳间的热传导基理： 保护渣是影响纵裂的主要因素。提高保护渣的碱度，可以在结晶器壁形成热阻高的渣膜，降低结晶器与坯壳间的热传导，达到结晶器缓冷的目的，保证结晶器内出生坯壳均匀生长，杜绝在铸坯在出生坯壳形成纵裂纹的幼因。5、 减缓开浇、换水口升速梯度，提高浇注水平，缩短非稳态浇注。基理：开浇、换水口过程中浇铸条件不稳定，属于非稳态浇铸，结晶器内温降较大，保护渣熔化不足， 气隙间渣膜不均匀，同时伴随着结晶器液面波动大，加重了坯壳凝固的不均匀性。措施： 减缓开浇、 换水口的升速梯度，其一使结晶器内温度均匀连续性的升高且增加初生坯壳的厚度， 提高坯壳对应力的抵抗能力；其二
4、增加保护渣的熔化时间，形成足够厚度的液渣层，改善初生坯壳的均匀性，减少铸坯在出生坯壳时形成的裂纹。6、 成份对纵裂形成的原因分析、 C 含量对裂纹的影响基理： 包晶钢 C质量分数在 0.08 0.16%，此类钢种裂纹敏感性强，这与包晶器本身的凝固特性有关。因在包晶钢在凝固过程中发生包晶反应，即在1 493 C 时发生 Fe+液相 Fe的反应。由于在1365 时， S在 Fe 中的溶解度为018% ，比硫在 Fe的溶解度高二倍，所以在发生 Fe转变为 Fe反应的同时，s要从 Fe中析出。因为包晶反应的液相线与固相线之间的距离很近，造成s从Fe中的析出是在凝固将近完成的时候发生的，而此时，大量钢液
5、已经凝固，在树枝晶之间的液体非常少，S从Fe中析出， 使残余钢液的含S量急剧增高，故S化物夹杂只能被限制在树枝晶之间的间隙内，成为一层包围在晶粒周围的薄膜。 于是钢中晶粒之间的连续性被S化物所隔断， 故2O 钢特别容易开裂。包晶反应时钢中的 -Fe向-Fe组织转变，伴随这一反应，铸坯内晶体有0.38%的体积收缩，使收缩后的初生坯壳较早与结晶器壁形成间隙，降低了凝固坯壳向结晶器壁的热传导速率，此处坯壳厚度减薄，抗应力能力降低，极易产生表面纵裂纹2。、 S 含量对裂纹的影响基理： 钢水中 S含量高， 钢的高温性能低，这是由于S 会引起钢的高温热脆，热脆的原因在于在晶界处生成低熔点的FeS（熔点 9
6、88）析出，使铸坯在热应力和机械应力综合作用下容易开裂，形成裂纹。措施： a、控制钢水的S0.025%，使之钢水中的S低，减少FeS的生成。b、提高钢中Mn/S, 钢中 Mn含量高， Mn与 S 在钢水中的亲合力大于Fe 与 S 在钢水中的亲合力， 在晶界处生成MnS,阻碍 FeS生成， MnS熔点高， 在高温下有一定的塑性，提高了钢的高温性能，同时减少了裂纹的形成。、 P 含量对裂纹的影响基理： 磷含量高是包晶钢产生纵裂的主要原因之一。磷加入钢中扩大了固相线与液相线间的距离， 使含磷钢固液两相区较宽，导致磷在钢液的凝固过程中极易产生偏析。含磷钢凝固过程中磷浓度较高的钢液流入已凝固的枝晶缝隙中，在晶界形成磷化铁薄膜（熔点低），降低了钢的高温韧性，随着磷含量的增加，磷在晶界偏析越明显，晶界脆性越大，裂纹敏感性也越大。五、结论避免包晶钢铸坯纵裂主要通过控制3 个方面来实现：1、 保证初生坯壳均匀生长。2、 减少坯壳所受的热应力和机械应力。3、 控制钢中的有害元素，改善钢种的高温性能，提高铸坯对应力的抵抗能力。参与文献：1 蔡开科，连铸坯表面裂纹的控制J.鞍钢技术， 2004.3 2 中国冶金报，连续铸钢500问 M. 北京：冶金工业出版社，1994.
