連鑄坯剪切不平及開(kāi)裂的原因分析

2018-3-16 16:31:08 互聯(lián)網(wǎng) 1451

一、問(wèn)題描述

四機四流連鑄機,主要生產(chǎn)規格為150mm*150mm鋼坯,前期采用火焰切割,切割溫度800-900℃,切割后采用加熱爐二次加熱至1000度進(jìn)行軋制

現改為連鑄連軋技術(shù),通過(guò)提高鐵水溫度,提高拉速,減少冷區等方式將鋼坯溫度提高,連鑄鋼坯剪切溫度950-1050℃,主要生產(chǎn)鋼種Q235-20MnSi鋼,利用康福特45度鋼坯液壓剪直接進(jìn)行超高溫剪切,鋼坯內部結晶情況不詳

近期,四流連鑄機均出現剪切面不平,鋼坯角部開(kāi)裂等問(wèn)題,且為連續幾個(gè)爐號批量出現,四流同時(shí)出現剪切面不平的較多,有時(shí)也單流或雙流出現

 

二、 連鑄坯高溫剪切問(wèn)題的分析與解決方法

根據多年研究經(jīng)驗以及同行業(yè)內資深工程技術(shù)人員的技術(shù)探討,并參考大量相關(guān)文獻,總結連鑄坯剪切面不平及角部裂紋的產(chǎn)生主要由以下幾個(gè)原因造成:

 

1、 鋼水的質(zhì)量問(wèn)題

目前中小型鋼鐵廠(chǎng)多采用中頻爐煉鋼,即利用中頻爐將廢鐵融化,通過(guò)調節內部元素含量,達到鋼鐵重復利用的目的。但由于廢鐵品種較雜,雜質(zhì)較多,鐵水內容易形成氣孔夾渣,合金元素分布不均勻,使得每爐鐵水合金元素含量不一,導致連鑄過(guò)程中造成夾渣、內裂、表皮氣孔等質(zhì)量缺陷,使得連鑄鋼坯在軋制過(guò)程中出現開(kāi)花頭、折疊,麻點(diǎn),內裂等缺陷,一般高爐轉爐以及精煉爐廠(chǎng)家極少出現該情況,可見(jiàn)鐵水質(zhì)量是主要原因

解決方法:通過(guò)切片取樣,對鋼坯內部質(zhì)量進(jìn)行詳細的檢驗和分析,如發(fā)現表下氣孔、夾渣、內裂等質(zhì)量缺陷應立即調整工藝,處理至合格

2、 鋼坯的溫度

鋼坯的溫度過(guò)高,導致連鑄鋼坯內部凝固率過(guò)低,鋼坯表面結晶層太薄,在剪切的的過(guò)程中,太薄的外殼在剪切壓力下容易開(kāi)裂,內部鐵水在切口部位溢出,涂抹于鋼坯切頭表面,造成鋼坯切面不平或鐵水堆積,偶爾會(huì )在切頭右上角堆積出一個(gè)小渣塊,也極易引起切頭受力段角部裂紋。

連鑄連軋工藝中,連鑄坯在剪刃口處的溫度多在9801050℃左右。根據鋼種特性,9001200℃是“熱脆”敏感區。由于鋼中的SFe形成FeS,FeS+S985℃時(shí)會(huì )產(chǎn)生共晶反應,當坯殼受外力作用時(shí),會(huì )沿晶界開(kāi)裂形成裂紋,嚴重影響鋼的塑性。若鋼中Mn足夠時(shí),SMnS形式分散到基體中,MnS的熔點(diǎn)高達1620,可遠遠避開(kāi)9001200℃的“熱脆”敏感區。因此,當鋼中S含量降低或Mn/S比增大時(shí),鋼的高溫塑性將得到改善,剪切面不平現象也會(huì )減少甚至消除。隨機統計了280Q235類(lèi)鋼的中間包鋼液溫度,其中有156爐超過(guò)1550,而出現剪切面不平的只有8,5.13%。分析發(fā)現,只有當Mn/S偏低而溫度又偏高時(shí)才產(chǎn)生剪切面不平現象。這是因為過(guò)高的澆注溫度會(huì )使連鑄坯的柱狀晶發(fā)達、中心偏析、中心疏松、中心裂紋嚴重,鑄坯的內在組織惡化,導致塑性下降。

解決方法:通過(guò)打釘實(shí)驗,檢查鋼坯剪切處的鐵水凝固率,如凝固率過(guò)低,鋼坯表面結殼太薄,建議調整至鋼坯結晶2/3以上,可******程度避免切分折疊

3、 鋼種的變化

根據對多家用戶(hù)的數據統計,Q235類(lèi)鋼連鑄坯剪切面不平的發(fā)生率遠遠大于20MnSi,可見(jiàn)鋼的化學(xué)成份是產(chǎn)生連鑄坯剪切面不平的重要原因。

 

4、 化學(xué)成份的影響

通過(guò)對300爐鋼的Mn/S比進(jìn)行統計分析,發(fā)現Mn/S20的占87.18%,而大量出現剪切面不平的鋼的Mn/S比均在15以下,一般在1113。而20MnSi鋼的Mn/S比較大,因此剪切面不平的缺陷基本發(fā)生在Q235類(lèi)鋼。Mn/S比低是造成Q235類(lèi)鋼連鑄坯剪切面不平的主要原因。

解決方法:嚴格按內控要求控制成分,使Mn/S20,確保(P+S)<0.050%。

 

5、 鋼中氧含量的影響

鋼坯含氧量高,其塑性差,易產(chǎn)生裂紋,因而也易出現剪切面不平缺陷。這是因為氧在固態(tài)鐵中的溶解度很小,易形成氧化物夾雜,氧化物夾雜能使鋼的切削加工性能變壞,并使鋼變脆。另外,FeOFeS950℃可形成低熔點(diǎn)共晶體,熱脆性很大。當鋼中氧含量超過(guò)30×10-6時(shí),脆性轉變溫度隨之迅速升高。因此較高含氧量的鋼,在剪切過(guò)程中易出現剪切面不平缺陷。

解決方法:防止鋼液過(guò)氧化,改善鋼的內在質(zhì)量,確保中間包鋼水溫度不大于1550

 

6、 剪機剪刃間隙的影響

同爐號、同連鑄機拉鋼時(shí),以上因素的影響是相同的,但有時(shí)不是四流同時(shí)出現剪切面不平和角部開(kāi)裂。這是由于有的流次剪刃間隙過(guò)大或剪刃棱角磨鈍嚴重所致,20MnSi鋼鑄坯偶有剪切面不平現象產(chǎn)生也驗證了這種情況。

解決方法:每班檢查剪機剪刃狀況,確保上下剪刃側間隙在0.50.7mm,剪刃棱角磨鈍后R0.5mm,鋼坯剪靠背銅板滑道的間隙不得大于0.15mm,銅板******磨損量不得超過(guò)6mm

 

7、 結晶器及水冷系統

結晶器冷卻水溫及水壓不符,二冷水噴嘴數量,布局,噴水方式等原因,造成連鑄鋼坯平面溫度與角部溫差過(guò)大,角部容易形成裂痕。另外,由于水質(zhì)差易導致噴嘴結垢堵塞,造成二冷區冷卻不均勻。水口形式、水口高度、浸入深度和水口吐出孔下傾角度均會(huì )影響結晶器液面的波動(dòng)。波動(dòng)過(guò)大會(huì )造成彎月面卷渣、坯殼冷卻不均等,導致鑄坯產(chǎn)生角部裂紋

解決方法:改進(jìn)噴淋系統,減少平面與角部之間的溫差,調整水口高度

 

8、 震動(dòng)器對鋼坯質(zhì)量的影響

根據多家企業(yè)提供的經(jīng)驗,連鑄機振動(dòng)器的震動(dòng)幅度與連鑄拉速的比例不符,會(huì )造成鋼坯內裂及角部開(kāi)裂

   解決方法:調整振動(dòng)器頻率

 

福州康福特機械設備有限公司  孫平
2015年3月17日00:24:38