冷镦钢SWRCH35K连铸坯裂纹的控制.pdf
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1、冷镦钢 SWRCH35K 连铸坯裂纹的控制 周靳标 (湘潭钢铁集团有限公司, 湘潭 411101) 摘要分析了湘钢二炼钢厂冷镦钢 SWRCH35K 150 mm 150 mm 连铸坯裂纹产生的原因, 通过改善结 晶器参数、 工艺控制和保护渣性能, 连铸坯质量得到显著提高。 关键词冷镦钢连铸坯裂纹控制 Control of Concasting Billet Cracks of Cold Upset Steel SWRCH35K Zhou Jinbiao (Xiangtan Iron and Steel Group Co Ltd,Xiangtan 411101) AbstractThe caus
2、e of crack formation of 150 mm 150 mm concasting billet of cold upset steel SWRCH35K pro- duced at No 2 steelmaking works,Xiangtan Iron and Steel was analyzed. The quality of concasting billet has been increased obviously by improving the mould parameters,process control and shielding fluxes. Materi
3、al IndexCold Upset Steel,Concasting Billet,Crack Control 冷镦钢是在室温下利用金属塑性成型工艺生 产互换性较高的标准件用钢。SWRCH35K 是用来 制造高强度紧固件 (8.8 级) 的典型钢种。采用冷 顶锻工艺对所使用的材料性能要求很高, 不仅要 有较高的冶金质量和表面质量, 而且要有一定的 强度、 延伸性能以及良好的冷镦性能。 湘钢从 2000 年开始了 SWRCH35K 热轧盘条 的研制。在开发过程中, 发现连铸坯裂纹缺陷是 影响盘条质量的主要原因之一。因为连铸坯表面 裂纹、 结疤等给轧制钢材表面直接带来缺陷, 轧制 中无法根除,
4、在轧制过程中又增加折叠、 折皱、 划 伤等缺陷而引起冷镦开裂。 1试验条件 1.1钢种的化学成分 化学成分见表 1。 表 1 SWRCH35K 钢的化学成分 /% Table 1Chemical compositions of steel SWRCH35K /% 项目CSiMnPS 标准 0.32 0.38 0.10 0.35 0.60 0.90 0.0350.035 内控 0.33 0.37 0.15 0.30 0.65 0.85 0.0300.030 1.2生产工艺 SWRCH35K 钢在 80 t 顶吹氧气转炉上冶炼, 挡渣出钢, 脱氧和合金化在钢包内完成, 炉后采用 喂线和全程吹氩工艺
5、进行精炼处理。在 90 t 钢包 炉 (LF) 中造白渣脱硫, 进行成分和温度的调整。 随后在 1 # 连铸机上浇铸成 150 mm 150 mm 方 坯, 送往高线进行轧制。 2试验结果及分析 2.1试验结果 2001 年 10 月 30 日, 冶炼生产了一个浇次的 SWRCH35K 钢, 其低倍组织结果见表 2。 2.2试验分析 从表 2 的低倍组织结果来看, 连铸坯裂纹缺 陷比较严重, 根据裂纹的成因和部位可分为内部 裂纹、 表面纵裂纹和表面横裂纹。 2.2.1内部裂纹 在连铸坯外侧和中心之间的某一位置出现的 裂纹, 它是由于各种应力 (包括热应力、 机械应力、 相变应力等) 作用在凝固
6、界面上产生的。连铸坯 在凝固过程中过冷或不均匀二次冷却所产生的热 应力作用在树枝状晶间较弱的部位而形成的, 此 94 第 23 卷第 6 期特殊钢Vol.23.No.6 2002 年 12 月 SPECIAL STEELDecember2002 表 2 SWRCH35K 钢连铸坯的低倍组织 Table 2Macrostructure of concasting billet of steel SWRCH35K 炉号 一般 疏松 中心 疏松 非金属 夹杂 角部 裂纹 边部 裂纹 中间 裂纹 皮下 气泡 1593110.51.00.51.50.50.5 1593120.51.0 1593130.5
7、3.04.02.5 1593141.53.00.5 1593150.50.5 1491280.51.03.52.52.01.5 1491290.5 1491302.50.50.5 1491311.50.53.0 1491320.50.52.51.5 1491330.5 1491343.51.02.02.5 时由于在凝固界面上成分富集的钢水流入裂纹部 位而产生偏析。除了较大的裂纹, 一般的裂纹均 可在随后的轧制过程中焊合, 但产品中仍存在微 观化学成分的不均匀性, 使其机械性能降低。 2.2.2表面纵裂纹 表面纵裂纹有时与纵向凹陷及菱形变形同时 发生。表面纵裂纹起源于结晶器内, 凝固坯壳不 均匀
8、, 抗应力集中在某一薄弱部位, 则产生纵裂。 沿树枝晶间元素 (C、 Mn、 S、 P) 的局部偏析, 使裂纹 在偏析严重处开口和扩展。防止连铸坯纵裂纹的 产生, 关键是保证弯月面处初生坯壳生长均匀。 2.2.3表面横裂纹 表面横裂纹有时发生在横向凹陷中。局部的 表面缺陷垂直于轴线, 沿连铸坯表面间隔分布。 凝壳与结晶器接触不良和摩擦阻力是产生横向凹 陷的主要原因。 2.2.4裂纹产生原因分析 为了找出连铸坯裂纹产生的具体原因, 对这 次的连铸生产工艺进行了统计分析。 根据图 1 和表 3 可以认为裂纹产生的原因主 要有以下方面: (1)结晶器的结构及冷却。表面纵裂纹是在 结晶器内部产生的,
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- 冷镦钢 SWRCH35K 连铸坯 裂纹 控制
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