文档介绍：加硼钢连铸坯中间裂纹缺陷的改善
苏笃星1,马建超1,夏翁伟2,冯红伟2
((沙钢)钢铁研究院,江苏张家港215625;,江苏张家港215625)
摘要:通过对添加硼前后A36钢连铸坯中间裂纹分布特征及其高温力学性能的调查研究,分析了其中间裂纹的形成原因。结果表明,硼的加入降低了钢的零塑性温度是铸坯产生中间裂纹的内因,而铸坯在连铸过程中受弯曲应变、矫直应变以及辊缝不对中引起的过大应变是裂纹产生和扩展的外因。据此提出了相应的改进措施,有效地减轻了A36—B钢连铸坯中间裂纹。
关键词:连铸;中间裂纹;零塑性温度
硼钢是以硼为基础代替铬、镍的一种低合金结构钢。通过向钢中加入微量硼元素能够显著提高其淬透性,获得优良的机械性能,从而节约大量的贵重元素,因此得到广泛生产和应用[1]。然而,生产过程中发现,添加硼会增加钢在连铸生产过程中的裂纹敏感性。2011年江苏沙钢集团宏发炼钢厂生产的A36—B钢(添加微量硼)连铸坯出现了比较严重的中间裂纹缺陷,不仅影响了连铸坯以及后续轧制板材的内部质量,有些还直接造成板坯返废,极大地影响了生产及经济效益。从2012年1月开始,通过对A36—B钢连铸坯中间裂纹现状和机理进行调查分析,确定加硼钢连铸坯发生中间裂纹的主要原因,并采取相应的改进措施,显著减轻了A36—B钢连铸坯的中间裂纹缺陷。
1 生产工艺
生产工艺流程:铁水脱硫→180t转炉→炉外精炼→板坯连铸。连铸机为直弧型单流连铸机,,结晶器长度900mm,,~,铸坯断面(220,250,320)mm×(1800~2300)mm。A36—,浇铸断面为220mm×2265mm,。
2 中间裂纹评级及分布特征
中间裂纹评级
通过对2011年以来的A36—B钢铸坯低倍统计调查发现,%以上,而相似成分A36钢(不含硼),如图1所示。,可以在轧制过程中通过提高加热温度和优化轧制工艺予以改善,不影响最终成品的内在质量,,由于其宽度较大(最大可达到1mm左右),部分裂纹甚至在火焰切割后肉眼即可观察到,后期轧制后很难焊合,故在生产过程中一般均判废处理。
中间裂纹分布特征
通过铸坯低倍统计发现,铸坯内外弧均出现了不同程度的中间裂纹,且三角区也出现垂直于窄边的中间裂纹。裂纹主要呈河流状沿柱状晶晶间分布,裂纹区微观形貌如图2所示,。其中,
220mm厚的板坯外弧侧裂纹主要分布在距外弧表面30~80mm处,内弧侧裂纹集中分布于距内弧表面70~104mm处,三角区裂纹位于距窄边35~50mm处。
3 中间裂纹产生原因分析讨论
钢的高温力学性能
零强度温度(ZST)和零塑性温度(ZDT)是表征材料高温力学性能行为的重要参数,其中ZST表征固液界面刚凝固的金属具有抵抗外力作用的温度,而ZDT表征已凝固的金属开始具有抵抗变形能力的温度[2]。图3给出了钢在连铸过程中糊状区的机械性能以及相应的固液界面结构示意图[2],温度