连铸坯质量分析资料

２０

连

铸

２００８年第２期

铸坯质量

新钢连铸板坯中间裂纹的成因与控制

辛博１

陈伟庚１

赖朝彬１，２

吴绍杰１，２林顺财１

（１．北京科技大学冶金与生态工程学院，北京１０００８３；２．新余钢铁公司技术中心，新余３３６５００）

摘要针对新余钢铁公司炼钢厂４号连铸机生产的板坯中间裂纹严重的问题，分析了形成板坯中间裂纹的影响因素。通过铸坯传热凝固过程数学模型计算，确定了铸坯凝固过程中中间裂纹的产生位置，计算出凝固时铸坯在此位置的鼓肚应变、矫直应变和导辊不对中应变。通过调整辊缝的收缩量，中间裂纹明显减少，铸坯质量得到改善。

关键词板坯，中间裂纹，应变，辊缝调整中图分类号ＴＦ７７７．１文献标识码Ｂ

Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ

ｏｎ

ｓｌａｂ

ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ

ｃｒａｃｋｓａｔＸｉｎｙｕＳｔｅｅｌ

Ｓｈｕｎｃａｉｌ

ＸＩＮＢ０１，ＣＨＥＮ

Ｗｅｉｑｉｎ９１，ＬＡＩＣｈａｏｂｉｎｌ”，ＷＵＳｈａｏｊｉｅｌ”，ＬＩＮ

Ｂｅｉｊｉｎｇ

（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌａｎｄＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

１０００８３；

Ｂｅｉｊｉｎｇ，

２．ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＸｉｎｙｕＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉｎｙｕ

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｏｆｓｌａｂ

ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｃｒａｃｋｉｎｇｉｎ

３３６５００）

ＸｉｎｙｕＳｔｅｅｌｗｅｒｅ

Ｎｏ．４ｃａｓｔｅｒａｔ

ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｍｏｄｅｌｉｎｓｌａｂｓ，ｌｏｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ

ａｔｅ

ｉｎｔｅｒｍｅｄｉ－

ｃｒａｃｋｓｗｅｒｅ

ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ

ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｓｌａｂｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｂｕｌｇｉｎｇｓｔｒａｉｎｓ，ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇｄｕｒｉｎｇ

ｓｔｒａｉｎｓａｎｄｓｔｒａｉｎｓ

ｃａｕｓｅｄｂｙｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔｉｎｔｈｅｓｅｌｏｃａｔｉｏｎｓｍｌｌｇａｐｓ，ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ

ｓｌａｂｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｗｅｒｅａｌｓｏｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｂｙ

ｗａｓ

ａｄｊｕｓｔｉｎｇ

ｔｈｅ

ｃｒａｃｋｉｎｇ

ｗａｓ

ｄｅｃｒｅａｓｅｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙａｎｄｓｌａｂｑｕａｌｉｔｙ

ｉｍｐｒｏｖｅｄ

ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ．

ＫＥＹＷｏＲＤＳ

ｓｌａｂ，ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｃｒａｃｋｓ，ｓｔｒａｉｎｓ，ｒｏｌｌｇａｐａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ

１前言

新余钢铁公司炼钢厂４号板坯连铸机从意大利达涅利公司引进，铸坯断面为２５０ｍｍ×１９００ｍｍ。由于设备原因，连铸机由原来的凝固末端动态轻压下改为固定辊缝收缩技术进行生产。连铸生产中板

坯经常出现内部中间裂纹，裂纹主要发生在铸坯的

现场实验，结合板坯凝固过程的数学模型计算和实测数据，对凝固过程中产生裂纹部位进行力学分析，

并对辊缝进行了调节，探讨新钢连铸板坯中间裂纹

产生的原因和控制措施。

２产生中间裂纹的原因

２．１影响因素

（１）杂质元素的影响

内弧侧，外弧侧也时有发生，裂纹出现在距铸坯表面７０ｍｍ左右的地方，沿铸坯宽度方向在柱状晶区从

外向内部延伸，长度大约４０ｍｍ左右。中间裂纹的

新钢的Ｅ３６钢种（见表１）硫含量较高（Ｏ．０１２％），锰硫比为１２７．５，所以不会产生热脆；磷含量也较高

（ｏ．０１７％）。在凝固前沿固液两相区的残余钢液中富集硫、磷等杂质，凝固后导致树枝晶晶界高温强度和塑性较低，铸坯在凝固过程中受应力作用，在凝固界面上造成一次树枝晶的晶界开裂，然后浓化的含

示意图如图１所示。

根据实际生产的工况条件，通过对Ｅ３６钢种的

碳、硫、磷等杂质元素的钢液填充到这些开裂的缝隙

中去。钢液中磷的浓化显著增加了磷在枝晶间的富集，枝晶间的偏析增加，容易造成裂纹。

在内弧宽度方向距离铸坯边缘１／４处到中心的不同位置用４，５ｍｍ的钻头进行钻孔取样，进行硫元

图１中间裂纹示意图

素的化学分析，发现沿宽度方向１／４处向中心延伸到６６ｃｍ的区域内硫偏析指数较高（如图２所示，其