异型坯腹板纵裂纹产生原因分析
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型钢, 广泛应用在建筑、 电力、 水利 、 能源、 化工 、 石油
等 领域 , 近终型 异型 坯是 生产 H型 钢 的最理 想 的 而 坯料 。 莱钢 2 0 05年 8 月投 产 的近终 型异型坯 连铸机 和 大型 H型 钢生 产 线是 国 内引进 的第 2套 异 型 坯 连铸一 连轧 H型 钢生 产线 , 同时也 是 国 内最大 的 H 型钢生 产线 。由于我 国异型坯 连铸技 术还处 于起 步 阶段 , 同时该 技术 相对 较复杂 , 异型坯 腹板 纵裂纹 问 题 是长期 困扰异 型坯 连铸工 艺 的瓶颈 。
的孕育和生长。结晶器冷却越强 、 浇注温度越高, 坯
壳 内外温 差就越 大 , 就越有 利于柱状 晶 的生长 。 由于
收稿 日期 :0 6 l- 1修 回日期 :0 7 0 — 8 2 0 一 1o ; 2 0 — 9 1 作者简介 : 张婕( 9 2 )女 , 1 7 一 , 山东文登人 ,9 5 1 9 年毕业于鞍山钢铁学 院钢铁冶金专业 。现为莱 钢技术研发中心高级工程师 , 事炼 钢工 从 艺研 究与应 用工作 。
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60 0 7 0 8 0 0 1xo l 0 2 0 1 0 4 0 0 0 9 0 【) 1 0 1 0 3 o 1 0
温度 / ℃
图 2 钢 的高温 塑性 曲线
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张
婕等
异 型坯腹板纵 裂纹产 生原因分析
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第2卷 第5 9 期
20 0 7年 1 O月
山 东 冶 金
S a d n M ealr y hnog tlu g
Vo .9, . 1 2 No 5 Oco e O 7 tb r 2 0
・
试验 研 究 ・
异型坯腹板纵裂纹产 生原 因分析
中图分类号 :F 7 T 77 文献标识码 : A 文章编号 :0 4 4 2 ( 07 0 —0 6 0 10 - 6 0 20 )5 0 4 — 2
1 前
言
热 轧 H型钢是 一种 经济 断 面型材 , 有优 良的 具 力学性 能和优越 的使 用性 能 ,尤其 是大规 格热 轧 H
22 异型坯 凝 固特性 -
富 含 s P等 元 素 的低 熔 点 化 合 物 在 固液界 面前 沿 、 及枝 晶之 间 富集 , 成偏 析 。因 此结 合 异 型坯 的凝 形 固特 点 , 异 型坯 腹板 中心线 和 浇注 点 附 近最 易形 在
成 偏析 带 。
铸流在 结 晶器 内通 过强制 冷却 ,形成 2—5m m 厚 的激 冷层 , 随着初 生坯壳 的形成 , 减缓 了热 流 向结 晶器壁 的传 导 ,坯壳 内外 的 巨大 温差促进 了柱状 晶
张 婕 , 学新 , 淑华 , 利平 王 王 张
( 莱芜钢铁集 团有限公司 , 山东 莱芜 2 10 ) 7 14
摘
要: 针对异型坯的特点 , 过对异 型坯 的凝 固特性 和应力分析 , 出了异 型坯腹板纵裂纹产生 的原 因 : 却不均匀造成 通 找 冷
的温度分布不均匀 以及各种复杂应 力的集 中是产 生纵裂纹的根源 , 晶组织粗 大是产生纵裂纹 的诱 因, 中成 分和保护渣 结 钢 的性能是纵裂纹形成 的重 要影 响因素。 关键词 : 异型坯 ; ; 腹板 纵裂纹 ; 应力 ; 保护渣
留时间过长 , 加剧 这种温度 差别 , 易产生裂 纹缺 会 容
温度波动 、 肚 、 鼓 支撑 不 对 中等 原 因 产生 的应 力 作 用下 , 容易 使表 面 已有 的纵 裂纹 扩 展 。从 异 型坯 低 倍组 织来 看 , 相应 部位 的柱状 晶粗 大 、 发达 。 柱状 晶 过 于发 达会 引起 柱状 晶搭 桥 , 态 钢水 来 不及 补缩 液
相对较 好 。因此异 型坯 的翼 缘顶 和腹板 的中心部位
2 异型坯纵裂纹产生机理分析[ 1 ]
21 异型坯 的特点 . 1 异型 坯表 面积 大 , 热条 件 好 , ) 散 冶金 长 度短 ,
冷却 最快 , 温度最 低 。 从 莱 钢 常炼 钢 种 的 高温 塑 性 曲线 ( 图 2 可 见 )
20 0 7年第 5期
23 异型坯应 力分析 .
形成 翼缘 顶和 浇注 点缩孔 。同时 , 随着凝 固的进行 ,
陷 , 型坯的半径 和拉速就 会受 到限制 。 ) 异 3 由于初生 坯壳 的强度相 对于钢 水 的静 压力要 弱 ,异 型坯 在 出 结 晶器 后 对 其 8个 面进 行 支 撑 以保 证 其 尺 寸 和 质 量, 异型坯对 设备 的尺寸精度 要求更 加严格 。
知 , 5 9 0 o处 于钢 的低 温脆性 区 ,实测 矫 直辊 6 0— 0 C 前 腹 板 中心温 度 正在 此 区间 , 坯 在 二 冷 区受表 面 铸
在 二冷 区就 能完 全凝 固 , 型坯 的矫 直为 固相矫 直 。 异 2 异 型坯 的断 面 复杂 ( 图 1 , ) 见 )断面 上各 点 散 热条 件差 翼 或称翼 梢 ) 为 二维传 热 , 横截 面上各 点温差 大 。 若铸 坯在铸机 内停
图 1 异 型 坯 断 面 形 状
异 型坯 比表 面积 大 , 相对 的翼缘 和腹板 的厚度 较 薄 , 加大 了坯壳 内外 的温度梯度 ,更 加剧 了柱状 晶 的发
展 。因此与其 它铸坯相 比柱状 晶更 发达 。
由于翼缘 和腹板 冷却速 度 的不 同 ,造成坯 壳表 面温度 的不均 匀 ,在 二冷 喷嘴 的布置 上只能尽 可能 让 铸坯得 到均衡 冷却 。从二 冷 区喷嘴对 铸坯 的冷却 来看, 翼缘 顶和腹板 距离喷 嘴较近 , R角部位距 离 而 最 远 。距 喷嘴近 的位置 , 水量 和水压 都大 , 冷却效 果