新钢连铸板坯中间裂纹的成因与控制(3)

连铸坯质量分析资料

２２

连（１）鼓肚应变计算鼓肚量的计算公式ｐ１为：

扣器≯

（１）

式（１）中：ａ为考虑铸坯宽度的形状系数，’７为ａ

的修正系数，对于板坯来说，可取椰＝１。Ｐ为钢水

静压力；ｚ为辊间距；Ｓ为坯壳厚度；ｔ为铸坯通过１个辊间距的时间，其单位为ｍｉｎ。Ｅ。是修正了的等价弹性模量，用式（２）计算：

ｓｏＩ－－１

Ｅｅ

２骊ｌ

ｍ×１０６

Ｎ／ｃｍ２（２）

式（２）中：咒。为钢水凝固温度；Ｌ为坯壳平均

温度，取铸坯表面温度与钢水凝固温度的平均值。

得到凝固前沿的鼓肚应变占。与最大鼓肚量６之间的关系式（３）：

占Ｂ

占。＝半

２—■ｒ—

（３）

Ｌｊ，

（２）矫直应变计算

对于多点矫直的铸机，凝固前沿矫直应变用式（４）计算［４】：

占。＝１００

ｘ（虿ｄ—ｓ）×ｌ六一万１

（４）

式（４）中：ｄ为板坯厚度；Ｓ为坯壳厚度；Ｒ。一。、尺。

分别为弯曲和矫直半径。

（３）不对中应变计算

相邻３个支导辊中，如果中间的１个辊子发生６Ｍ的不对中量，则在凝固前沿产生的不对中应变为ｂＪ：

占Ｍ：３—００百Ｓ６一Ｍ

占Ｍ

２—■广

（５）

Ｌ），

式（５）中：６Ｍ为导辊不对中量；Ｓ为坯壳厚度；ｚ

为辊间距。

假定凝固前沿产生的各种应变可以线性叠加，

则凝固前沿产生的总应变为：

占Ｔ＝ＦＢ＋占ｓ＋占Ｍ

（６）

通过计算得到，铸坯所承受的各种应变中，铸坯

鼓肚应变始终是最主要的部分，应变量在０．２％一

０．５％。矫直应变较小，在试验所选取的工况条件

下，其数值小于０．１％。由于试验是在铸机检修后进

行的，导辊的错位量很小，由此产生的不对中应变量

也很小可以忽略不记。凝固前沿所承受的总应变沿

铸流方向的变化分布如图４所示。

从图４可看出：铸坯出结晶器后，总应变不断增大，沿铸流方向的总应变增大到一定程度后便不再增加；大约在１５ｍ之后，随着铸坯表面温度的降低以

铸

２００８年第２期

零０．６＼０．５

餐ｏ．４

确０．３

窭０．２

蔷０．１

赵０

图４铸坯总应变沿铸流方向的分布

及坯壳厚度的增大，坯壳抵抗钢水静压力的能力不

断增强，总应变有所减小。由图４还可看出：凝固前沿所承受的总应变的几个较大峰值，出现在零号扇形段末（距离弯月面４．８８ｍ，１６—１７对辊子之间）、１号扇形段末（距离弯月面６．２８ｍ，２３～２４对辊子之间）和４号扇形段末（距离弯月面１１．９４ｍ，５１—５２对

辊子之间），其数值均达到０．４５％以上。总应变较

大的几个位置均为产生中间裂纹的区域（４．８８ｍ一

１２．１ｍ）。可见应力不均匀分布是产生中间裂纹的重要原因。

根据４号板坯连铸机实际状况和对应变分布的计算，参考轻压下试验结果，对铸机的辊缝进行了调

整，如表２所示。从辊缝收缩量的设定值表２中可

以看出：ＳＥＧｌ～ＳＥＧ５为弧形扇形段，依据钢种的凝固收缩特性逐渐收缩，弥补凝固收缩量即可；ＳＥＧ６～ＳＥＧ７段是铸坯的弯曲矫直段，辊子受的矫直应力很大，计算出的鼓肚应力在这个区域也最大，如果这一区域辊缝收缩量大，将会导致铸机辊子的偏移或损

坏，所以这两段辊缝进行少收缩或不收缩；铸机的工作拉速为０．８—１．０ｍ／ｍｉｎ，必然是带液芯矫直；铸坯凝固末端在铸机水平段。板坯在固相分率正＝０．３

～０．９【６３的区间内即（ＳＥＧ８～ＳＥＧ９）加大收缩量，直

至在第１０段凝固结束，可以达到良好轻压下的效

果；凝固结束以后辊缝保持不变（ＳＥＧｌ０～ＳＥＧｌ４）。生产实践证明该方案使铸坯的中间裂纹基本消除，铸坯中心偏析和中心疏松有较大改善，设备正常，效果比较理想。

表２各段辊缝收缩量设定值

扇形Ｏｌ

２

３４５６７８９１０ｌｌ一１４

段号辊缝０．２０．２０．２０．３０．３０

０

０．６

０．６

０．２０

５结论

（１）新钢板坯中的硫含量和磷含量较高。在高

４辊缝调节

收缩量０

／ｍｍ／ｍ