含硼鋼板坯角部橫裂紋工藝實踐

針對攀鋼v和v-nb微合金化低碳梁板鋼200mm連鑄坯出現(xiàn)角部橫裂紋缺陷,通過綜合優(yōu)化連鑄工藝參數(shù)-將結(jié)晶器鑄坯窄寬面熱流比由原先的0.90～1.10降至0.75～0.85,保護渣的粘度由0.20pa·s降至0.16pa·s,穩(wěn)定連鑄拉速和連鑄機工況條件,使鑄坯角部橫裂紋缺陷得到了明顯改善,并消除了由此引起的熱軋飯卷表面線紋和起皮缺陷,因梁板鋼熱軋板卷表面缺陷引起的降級改判率由30%降至0。

用金相顯微鏡、掃描電鏡和能譜儀分析了某鋼廠q345b鋼板坯角部橫裂紋的特征和成因。結(jié)果表明:裂紋是由沿奧氏體晶界析出的mns復(fù)合析出物和先共析鐵素體膜造成的。鑄坯凝固過程中,微細(xì)硫化錳沿奧氏體晶界析出,當(dāng)鑄坯表面溫度降低到奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變溫度范圍時,微細(xì)硫化物促進膜狀先共析鐵素體的形成,受到矯直應(yīng)力作用時,應(yīng)力主要集中在膜狀鐵素體相上,并在硫化物周圍形成微孔,微孔聚合導(dǎo)致裂紋的形成。

對板坯角橫裂紋在軋后鋼板邊部的延展行為進行了實驗室和工業(yè)試驗研究。得出:隨著鋼板軋制厚度的增加,鑄坯角部橫裂紋沿寬度方向延展有加重的趨勢;軋制規(guī)格相對較薄的鋼板的裂紋極微小,有被"攆平"的趨勢;毛邊鋼板的安全切邊量為35mm。

通過噴嘴性能測試、重熔凝固冷卻實驗和計算機仿真軟件計算,研究了攀鋼不同斷面板坯角部冷卻情況對鑄坯角部橫裂紋的影響.研究表明:對于1160、1080和1250mm三個斷面尺寸的鑄坯,較強的冷卻使角部溫度較早低于a3溫度,矯直前沿奧氏體晶界形成大量膜狀先共析鐵素體,矯直時容易沿奧氏體晶界形成角部橫裂紋.為解決角部橫裂紋問題,通過改變鑄坯表層組織來控制鑄坯角部橫裂紋的產(chǎn)生,并將其應(yīng)用于攀鋼現(xiàn)場生產(chǎn).

我們廠生產(chǎn)含硼鋼出現(xiàn)了較多的邊部角裂,本文對產(chǎn)生邊部角裂的原因進行了分析,并結(jié)合我廠的工藝改進情況,提出了控制含硼鋼裂紋的建議。

對板坯角橫裂紋在軋后鋼板邊部的延展行為進行了實驗室和工業(yè)試驗研究。得出:隨著鋼板軋制厚度的增加,鑄坯角部橫裂紋沿寬度方向延展有加重的趨勢;軋制規(guī)格相對較薄的鋼板的裂紋極微小,有被"攆平"的趨勢;毛邊鋼板的安全切邊量為35mm。

采用金相顯微鏡和掃描電鏡分析了含鈮微合金化鋼鑄坯角部橫裂紋的形成原因。發(fā)現(xiàn)矯直區(qū)鑄坯角部溫度位于該鋼種第ⅲ脆性溫度區(qū)間內(nèi);拉速波動導(dǎo)致角部溫度變化較大;二冷噴嘴狀況不好導(dǎo)致兩邊角部溫度相差較大。采用提高拉速、矯直區(qū)鑄坯角部噴嘴遮擋等“熱行”方法后,鑄坯角部溫度明顯提高,鑄坯的角橫裂紋的發(fā)生率大大降低,但鑄坯中心偏析惡化。采用增加角部噴嘴的“冷行”方法后,鑄坯角部溫度明顯降低,鑄坯的角橫裂紋和中心偏析大大改善。

通過對太鋼煉鋼二廠南區(qū)1#連鑄機生產(chǎn)的連鑄坯進行表面刨光并經(jīng)pt檢驗后,直觀地發(fā)現(xiàn)并檢測出連鑄坯角部橫裂這種質(zhì)量缺陷。在設(shè)備等其它條件不能改變的條件下,通過對微合金鋼個別元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)進行調(diào)整,有效地減少了該鋼種連鑄坯角部橫裂現(xiàn)象,使1#連鑄機生產(chǎn)的微合金鋼廢品率控制在0.03%以下,成材率提高了約0.3個百分點。

在微合金鋼連鑄生產(chǎn)過程中,角部橫裂紋一直未得到有效解決,裂紋的存在減少了鑄坯熱送量,嚴(yán)重影響生產(chǎn)順行。綜述了微合金連鑄坯角部橫裂紋的形成機理,重點分析了鈮、釩、鈦等微合金元素對角部橫裂紋的影響,分析了防止橫裂紋產(chǎn)生的措施,認(rèn)為消除微合金鋼連鑄坯角部橫裂紋的最有效方法是控制鑄坯表層微觀組織,使其具有較低的裂紋敏感性,克服連鑄彎曲與矯直過程中產(chǎn)生的應(yīng)力,而不產(chǎn)生裂紋。

通過對含鈮、釩、鈦微合金化鋼連鑄板坯的硫印數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,得出了角橫裂紋的影響因素,提出了角橫裂紋的控制措施,即硫含量應(yīng)控制在0.004%以下,錳含量為上限,磷含量為0.007%~0.018%,過熱度為10~30℃,拉速控制為1.1m/min,開發(fā)合適的二冷配水制度,提高鑄機設(shè)備精度。

針對ss400鋁鎮(zhèn)靜鋼連鑄板坯的角橫裂紋缺陷問題,研究了鑄坯的高溫力學(xué)性能、鑄坯在矯直區(qū)內(nèi)的角部溫度,同時對鑄坯角橫裂紋缺陷試樣進行了金相分析并對裂紋表面進行了sem觀察。研究分析認(rèn)為對于ss400鋁鎮(zhèn)靜鋼,在800℃左右,奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變引起的晶間脆化以及在更高溫度開始析出的aln對晶界的脆化降低了鋼的延塑性,使得鑄坯在這一溫度附近矯直時導(dǎo)致角部出現(xiàn)沿晶開裂。在對連鑄機二冷噴嘴水量分布研究的基礎(chǔ)上,通過更改二冷噴嘴的位置和排布方式,減弱了對鑄坯角部的冷卻,從而有效地避免了角橫裂紋缺陷的發(fā)生。

根據(jù)鋼的高溫延塑性可將含鈮、釩、鈦微合金化鋼分為兩類：一類是含碳較低（≤０．１０％）的鋼種，此類鋼在溫度降低到８２５℃后延塑性能夠隨溫度降低而快速恢復(fù)；另一類是含碳較高（＞０．１２％）或含鈮、釩較高的鋼種，此類鋼在第ⅲ脆性溫度區(qū)的脆化可延伸至７２５℃。通過提高恒拉速率、液面自動控制投入率和鑄機對弧精度，并針對鋼的高溫延塑性特點采用合理的二冷工藝，使矯直區(qū)鑄坯邊角部溫度避開鋼的脆性溫度區(qū)，含鈮、釩、鈦微合金化鋼連鑄板坯的角橫裂顯著減少。

興澄特鋼300mm×320mm低碳鋼鑄坯酸洗后,可觀察到鑄坯角部振痕波谷處的橫向裂紋,其長度為10～30mm,最大寬度達(dá)2mm。生產(chǎn)實踐表明,當(dāng)sa-210系列鍋爐鋼(%:0.13～0.25c、0.45～1.10mn)的[alt]從0.009%增加至0.021%時,鑄坯角部橫裂紋指數(shù)從0.03增加到2.64。因微量鈦能改善鋼在較低變形速率下的熱成型性,鋼中加微量鈦,可以明顯減少鑄坯角部橫裂紋的產(chǎn)生。通過控制加al量使[alt]≤0.010%,加ti使[ti]≈0.02%,同時采用提高鋼水流動性和鑄坯矯直溫度≥900℃等措施,避免了sa-210c鋼的鑄坯角部橫裂紋的產(chǎn)生。

對制動梁用15mn2crvnb鋼的鑄坯角部橫裂紋缺陷進行了研究,研究表明鑄坯角橫裂紋的形成溫度為870～900℃,在這一溫度條件下鈮、釩等碳、氮化物析出以及鐵素體在奧氏體晶界析出引起的奧氏體晶界脆化是裂紋形成的內(nèi)部原因,而鑄坯矯直過程中內(nèi)弧側(cè)的張應(yīng)力是裂紋形成的外部原因,實踐表明提高連鑄坯的角部溫度能夠有效地避免鑄坯角部橫裂紋的產(chǎn)生。

對斷面中心有裂紋缺陷的鑄坯進行了探測和解剖分析,并對軋制后鋼板進行探傷,依照探傷圖譜,選擇分層缺陷明顯的部位,用掃描電鏡等對其金相組織、缺陷形態(tài)和微區(qū)成分進行分析,得出分層部位的缺陷組織主要為沿軋向分布的鐵素體帶,在其內(nèi)部沿軋向分布有條狀或片狀硫化物,是中厚板分層產(chǎn)生的主要原因。通過分析得出軋制時鑄坯內(nèi)部焊合及修復(fù)的邊界條件:硫化物尺寸控制在5μm以下,硫含量降低到0.02%以下。

鞍鋼2150asp生產(chǎn)線生產(chǎn)x65管線鋼時,在鑄坯的角部經(jīng)常出現(xiàn)橫裂紋。對此類鋼種鑄坯的高溫力學(xué)性能、二相粒子析出以及鑄機矯直段鑄坯的表面溫度分布進行了檢測與分析。結(jié)果表明,矯直段的鑄坯角部表面溫度處于該類鋼種的脆性區(qū)間內(nèi),鑄坯內(nèi)部的二相粒子在晶界上呈帶狀分布,從鑄坯的內(nèi)部向角部逐漸細(xì)化,這是鑄坯角部產(chǎn)生橫裂紋的內(nèi)因。通過調(diào)整二冷水配水對鑄坯的表面溫度進行優(yōu)化,控制二相粒子的析出,明顯改善了x65管線鋼鑄坯的表面質(zhì)量,減少了鑄坯角部橫裂紋的產(chǎn)生。

針對ss400鋼鑄坯出現(xiàn)大量三角區(qū)裂紋和中心裂紋的現(xiàn)象,從鋼水的成分、澆鑄過熱度、扇形段開口度等方面進行分析,通過采取控制鋼水成分、保證鑄機精度、優(yōu)化二次冷卻等措施,有效地控制了板坯的三角區(qū)裂紋和中心裂紋,鑄坯一次合格率由94.5%提高到98.7%。

為減少太鋼含鈦船板鋼板坯角部橫裂紋，本文研究了化學(xué)成分對其板坯角部橫裂紋產(chǎn)生的影響，并介紹了該鋼種成分優(yōu)化的措施及效果。

針對遷鋼板坯內(nèi)弧單邊角橫裂紋成因進行了微觀組織分析,對澆注過程板坯兩側(cè)角部溫度進行測量,并對比了不同廠家二冷噴嘴在相同條件下的通水量。研究結(jié)果表明:安裝在同一管路上的不同廠家的二冷噴嘴通水量差別較大,這些噴嘴在扇形段的混合使用是引起板坯兩側(cè)角部溫度不同的主要原因。板坯溫度高的一側(cè)進入第三脆性區(qū),導(dǎo)致了內(nèi)弧角橫裂紋發(fā)生。將二冷噴嘴全部更換為同一廠家的產(chǎn)品后,板坯單邊角橫裂紋得到解決。

介紹了影響包晶碳鋼角橫裂的連鑄工藝操作和設(shè)備。在過去的幾年中,集中采取了一系列的措施,改善鋼水在結(jié)晶器內(nèi)和二冷區(qū)的冷卻條件,減少作用在凝固坯殼上的機械應(yīng)力,使得角橫裂缺陷發(fā)生率明顯減少。

10.9級螺栓用新含硼鋼(摘譯)

采用連鑄板坯軋制的特厚鋼板表面存在裂紋缺陷。采用化學(xué)成分檢驗、金相顯微鏡組織觀察、掃描電鏡以及能譜對裂紋形成機理進行了分析。結(jié)果表明,裂紋邊緣存在脫碳和氧化物等缺陷,說明連鑄坯表面在軋制前已經(jīng)存在裂紋并在加熱中裂紋內(nèi)發(fā)生氧化和脫碳,導(dǎo)致軋制后的鋼板表面出現(xiàn)裂紋。通過連鑄設(shè)備維護、優(yōu)化保護渣性能等措施可以防止裂紋產(chǎn)生。