新钢连铸板坯中间裂纹的成因与控制(2)

连铸坯质量分析资料

铸坯质量

．２１．

律，实际收缩量不合理，特别第１段实际收缩量为

籁靼辖堡槔

０．６ｍｍ，第４段实际收缩量为０．８ｍｍ，收缩量比较

大，这两个位置恰好是中间裂纹生成和结束的位置。

辊缝收缩的位置和收缩量的大小对高温铸坯中间裂纹的形成有很大影响。若辊缝的收缩位置及收缩量的大小出现偏差，使固液界面所承受的应力变大，将

直接导致裂纹的出现和扩展。

距边部距离／ｅｍ

２．２中间裂纹产生的位置的计算

中间裂纹起始在板坯内弧侧，沿厚度方向发展。长度为４０ｍｍ左右，等级评定为１．５级。铸坯试样的工况条件和Ｅ３６钢种的化学成分如表ｌ所示。各

扇形段的水量分配均以现场实际生产为准。

利用Ｄｅｌｐｈｉ软件编写的“新钢板坯温度场与配

图２硫偏析指数与出现中间裂纹区域的关系

中两条黑线内的区域为发现中间裂纹的区域），硫偏析指数最大值达到了１．１６，发现中间裂纹的区域正

好对应在硫偏析最严重的区域。

（２）拉速的影响

板坯连铸的拉速范围在０．８～１．０５ｍ／ｍｉｎ之间波动，浇钢时随着生产节奏和过热度来控制拉速，没能恒定拉速。而拉速对中间裂纹的影响较大，主要影响产生裂纹的位置，并影响铸坯等轴晶的比例，当拉速从０．８ｍ／ｍｉｎ提高到０．９５ｍ／ｍｉｎ时，由于铸坯冷却速度降低，等轴晶线性比从１２．１％增加到了１８．４％。随着拉速的提高，各级别中间裂纹的比例增大，拉速为０．８ｍ／ｍｉｎ时的中间裂纹为ｌ级，拉速提高到０．９５ｍ／ｍｉｎ时的中间裂纹为１．５级，这是由于拉速提高，某一位置的凝固坯壳厚度减薄，强度降低，导致在应力作用下出现中间裂纹。

（３）二冷比水量的影响

选用３个比水量分别为０．５ＩＶｋｇ、０．７Ｌ／ｋｇ、０．９Ｌ／ｋｇ进行试验。水量分配和拉速共同决定着铸坯的冷却强度，二冷总水量的大小和分布对铸坯的凝固壳厚度、凝固组织的构成及铸坯高温力学强度都有影响。在一定范围内，提高冷却强度能降低铸坯裂纹指数，减少铸坯中间裂纹的数量和长度。当比水量为０．５Ｌ／ｋｇ时，出现中间裂纹的范围为６０ｍｍ×７０ｍｍ；而比水量增至０．７Ｌ／ｋｇ时，出现中间裂纹的范围明显减小，变为５０ｍｍ×５５ｍｍ。

（４）辊缝收缩的影响

新钢４号板坯连铸机采用固定辊缝收缩技术，１号扇形段至６段的辊缝收缩量设定分别为：前４段为０．４ｍｍ，５、６段为０．５ｍｍ，而通过板坯测缝仪测定的每段的实际收缩量从０ｍｍ到１ｍｍ变化没有规

水计算”模型旧Ｊ，对板坯的凝固过程进行模拟，计算

出铸坯的液相线温度、固相线温度和铸坯的中心节

点温度。从裂纹距离铸坯内弧出现的位置，用模型计算出裂纹产生时所对应的连铸机冷却段，如图３

所示。从图３可以看出，裂纹开始出现的位置在距

离弯月面４．９ｍ处，此段为连铸机零号扇形段下段；结束位置在距离弯月面１２．１ｍ处，此段为连铸机的二冷４号扇形段。

ｏ

图３铸坯凝固曲线及裂纹位置预测

３裂纹处的应变计算

铸坯凝固前沿承受的应变是铸坯产生中间裂纹的根本原因。根据铸坯凝固过程中的受力情况，铸坯所承受的应变主要包括鼓肚、矫直和导辊不对中应变，这些应变相互作用，如果其总应变超过铸坯凝固前沿所能承受的临界应变，该部位便会产生裂纹。板坯内部产生的３种应变计算如下。