八钢连铸小方坯内部裂纹的研究
摘要
本课题通过对新疆八一钢铁公司转炉炼钢厂1号小方坯连铸机生产的现场调查、测试和统计，分析了钢液成分、连铸工艺参数和连铸设备状况等因素对小方坯的内部裂纹的影响。并采用铸坯硫印、低倍检验和裂纹形貌电镜分析的方法对连铸坯内部裂纹产生的机理和原因进行了探讨。此外，还利用先进的铸坯温度在线测定技术和中间包内钢液连续测温技术分别对连铸坯的整体温度分布和中间包内钢液温度变化进行了测定。
研究结果表明：在八一钢铁公司转炉炼钢厂1#小方坯连铸机浇注Q235钢的过程中，连铸坯易产生内部中间裂纹的主要原因是：连铸机二冷区辊子不对中；钢液含硫量高，而Mn／S比低；连铸生产过程中，钢水过热度高，拉速高，二冷冷却强度大。
因此，在生产过程中，控制钢液化学成分中的Mn／S、浇注温度、冷却强度和严格对弧，是防止和消除八一钢铁公司转炉炼钢厂连铸小方坯产生中间裂纹的有效办法和措施。
This paper analyzed the effects of steel compositions, the operating Parade tars and equipments on the deformation and the fracture caused by internal cracks of the products made by the LD-steelmaking plant of Xinjiang Bayi iron and steel company. We adopted the methods of the sulphur print, the low multiple inspection and SEM analysis to research of the reasons that produced and increased the cracks of the continuous casting billet. And then, we separately measured the strand temperature from the meniscus to straightening point and the molten steel temperature in the tundish by using the advanced on-line measuring technology and the continuously measuring technology
It's shown that the factors which caused central cracks inside the Q235 casting billet at Bayi No 1 square billet are: continuous caster not aiming at the rollers of secondary cooling zone; the higher sulfur content of steel and the lower ratio of Mn/S; the higher superheated metal at tapping the higher speed of pulling the casting billet and the overcooling of the secondary cooling zone is during CCM runs
Therefore, controlling and adjusting the ratio of Mn/S, casting temperature, cooling degree and roller gap were the efficient methods to prevent and eliminate internal cracks of the billet of Bayi Steel's continuous casting billet
研究结果表明：在八一钢铁公司转炉炼钢厂1#小方坯连铸机浇注Q235钢的过程中，连铸坯易产生内部中间裂纹的主要原因是：连铸机二冷区辊子不对中；钢液含硫量高，而Mn／S比低；连铸生产过程中，钢水过热度高，拉速高，二冷冷却强度大。
因此，在生产过程中，控制钢液化学成分中的Mn／S、浇注温度、冷却强度和严格对弧，是防止和消除八一钢铁公司转炉炼钢厂连铸小方坯产生中间裂纹的有效办法和措施。
This paper analyzed the effects of steel compositions, the operating Parade tars and equipments on the deformation and the fracture caused by internal cracks of the products made by the LD-steelmaking plant of Xinjiang Bayi iron and steel company. We adopted the methods of the sulphur print, the low multiple inspection and SEM analysis to research of the reasons that produced and increased the cracks of the continuous casting billet. And then, we separately measured the strand temperature from the meniscus to straightening point and the molten steel temperature in the tundish by using the advanced on-line measuring technology and the continuously measuring technology
It's shown that the factors which caused central cracks inside the Q235 casting billet at Bayi No 1 square billet are: continuous caster not aiming at the rollers of secondary cooling zone; the higher sulfur content of steel and the lower ratio of Mn/S; the higher superheated metal at tapping the higher speed of pulling the casting billet and the overcooling of the secondary cooling zone is during CCM runs
Therefore, controlling and adjusting the ratio of Mn/S, casting temperature, cooling degree and roller gap were the efficient methods to prevent and eliminate internal cracks of the billet of Bayi Steel's continuous casting billet
引文
[1] 干勇等：连续铸钢过程数学物理模拟，冶金工业出版社，2001年
[2] 熊毅刚：板坯连铸，冶金工业出版社，1994
[3] 王蒲江：小方坯连铸，北京钢铁设计研究总院，1998年再版
[4] 中国金属学会：钢铁工业的前沿技术，冶金工业出版社，2001
[5] 干勇等：炼钢—连铸新技术800问，冶金工业出版社，2003年
[6] 张君：浇注中厚板用坯的高效连铸机概况，炼钢，1999．6．17-24
[7] 田乃媛等：薄板坯连铸及热装直接轧制，冶金工业出版社，1993年
[8] 罗振才主编：炼钢机械，冶金工业出版社，1989年5月第一版
[9] 蔡开科主编：连续铸钢，科学出版社，1990年三月第一版
[10] 蔡开科：连铸坯凝固过程中裂纹的原因，连铸，1994．2．39-44
[11] 杨拉道：大型板坯连铸机工艺设备与操作，酒钢内部资料，1995．8-24
[12] 蔡开科：连铸铸钢原理与工，冶金工业出版社，1994．277-301
[13] 曹广畴：现代板坯连铸，冶金工业出版社，1994．88-102
[14] 曾祖谦：连铸坯裂纹对策初探，炼钢，1995．5．13-15
[15] 潘秀兰：连铸板坯裂纹的成因和防止措施，鞍钢技术，1997．2．15-22
[16] 蔡开科了：浇注与凝固，冶金工业出版社，1987．55-67
[17] J．Herbertsoon：连铸中的速度变化，国外钢铁，1994．10．46-48
[18] M.Wolf etc: "Strand cast halfway cracks—How to read a snlphnr print. Steelmakingconference proceedings ", 1999.82 (1).3-9
[19] 川上公成：提高连铸板坯质量，扩大连铸钢，国外连铸新技术译文集(一)，1982．55-80
[20] Arlette．etienne：二次冷却对板坯凸肚和内部质量的影响，国外钢铁，1988．7．27-35
[21] 成田贵等：铸坯变形对连铸大方坯产生内裂纹的影响，国外连铸新技术译文集(一)，1982．193-203
[22] Makoto Naiton: "High speed casting technology by analysis and prevention of internalcracks in slabs at the continuous caster", Steelmaing confrerenceproceeclings.1999.82 (1), 79-87
[23] 草野眙彦等：连铸板坯中心裂纹产生的机理，鞍钢技术，1999．1．45-50
[24] J.S Ha etc: "Numerical analysis of secondary cooling and bulging in the continuous casting of slabs ", Materials processing technology, 2001.113.257-261
[25] 伟霞：连铸二次冷却技术的发展，钢铁研究，1992．5，48-53
[26] 杨桂荣：唐钢连铸坯表面纵裂的研究，炼钢，1999．3，12-15
[27] 氏家义太郎等：用电磁搅拌改善连铸坯的凝固组织，国外钢铁新技术泽文集(一)，1982．226-235
[28] Z.Jonsta etc: "Contribution to mechanical metallurgy behaviour of steel during continuous casting", Materials Procesring Technoiogy 1998.26 (4), 731-744
[29] 田春江等：安阳连铸小方坯裂纹形成的原因和预防措施，钢铁研究，NO．3，2002
[30] 贾生建等：方坯低碳钢内部裂纹及缺陷的改善，包钢科技，2001．8
[31] 赵克文等：高拉速条件下减少连铸板坯内部缺陷的技术及应用，钢铁，NO．4，2000
[32] 王恩刚等：结晶器磨损对连铸小方坯鼓肚及内裂形成的影响，金属学报，NO．11，2001
[33] 梁伟红：连铸坯裂纹成因及预防，湖南冶金，NO．1，2002
[34] 江洪峰等：梅山连铸板坯中心裂纹的控制，宝钢技术，NO．2，2002
[35] 王硕明等崇：利制钢厂连铸坯横裂纹的成因，制造，NO．1，2000
[36] 谭俊敏：电炉钢连铸坯表面裂纹攻关．特殊钢，NO．2，2000．1
[37] 颜建新：连铸方坯中心裂纹成因分析及控制方法，湖南冶金，NO．3，1998
[38] 周明等：连铸板坯内裂预测模型研究初探，宝钢技术，NO．2，2001
[39] 汪晶：连铸工艺对板坯裂纹的影响及防止措施，鞍钢技术，NO．9，1997
[40] 袁伟霞：连铸板坯应变分析模型，中国金属学会，1999年中国钢铁年会论文集，621-624
[41] 易本熙等：提高我国连铸水平大力发展高效连铸技术，中国金属协会，1999年中国钢铁年会论文集，481-485
[42] 伍兵等：攀钢弧型板坯连铸机二冷状况的研究，中国金属协会，1999年中国钢铁年会论文集，481-485
[43] 李润生等：电磁冶金概述，钢铁，1998．4．70-73
[44] 杨江：连铸凝固仿真的进展，钢铁，1998．9．66-68
[45] 程常桂等：轻压下技术在连铸中的应用，炼钢，1998．5．42-45
[46] Bernhard Kurgeer：板坯在连铸机上的干式浇注，国外钢铁，1989．8．11-17
[47] 陈家祥：炼钢常用图表数据手册，冶金工业出版社，1984年
[48] M.EI-Bealy: "Modeling of phase transformations and solid shell resistance in continuously cast steel slabs", Steelmaking conference proceedings, 1997.80.227.239
[49] H.Hiebler etc: "Iner crack formation in continuous casting :Strain or Stress criterion ", Steelmaking conference proceedings, 1994.77.405-416
[50] 张家民等：连铸板坯内部裂纹的研究分析，包头钢铁学院学报，2001．201(4)．309-311
[51] 周明等：连铸板坯内裂预测模型研究初探，中国金属学会．2001年中国钢铁年会论文集，717-721
[52] 姚新斌：板坯连铸的数值模拟和质量控制研究，北京科技大学博士论文，1997．16-20
[2] 熊毅刚：板坯连铸，冶金工业出版社，1994
[3] 王蒲江：小方坯连铸，北京钢铁设计研究总院，1998年再版
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