连铸坯横向断裂影响因素的分析

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含Si低碳钢连铸坯的横向断裂现象是由铸坯内部裂纹发生瞬时扩展开裂所致，横向裂纹一般垂直于拉坯方向形成，分布在铸坯横向表面波谷处，通常被认为是弯曲、矫直或辊子压下的拉伸应力作用于脆弱的凝固界面而产生。在低碳钢连铸生产过程中，由于某些工艺条件控制不当或成分波动，经常会使铸坯产生纵向、横向开裂等质量缺陷。横向开裂严重时会贯穿整个截面，使铸坯发生断裂。多年来的检验实践证明：含Si低碳钢连铸坯横向开裂的敏感性极高，这除了与连铸矫直工艺有直接关系外，其成分和凝固组织特征也凸现出其影响效果。

断裂铸坯的生产工艺为:铁水预处理→转炉冶炼→LF(ANS)炉外精炼→弧形连铸机连铸→多点矫直→火焰切割→辊道输送→下线自然放冷→轧前加热→热轧。连铸坯浇铸的中间包钢水温度为(1540+30)℃；二冷水冷却系数为0.9，拉坯速度为1.0～1.7m/min，出坯温度为800～1000℃；冷送冷装；轧前加热温度为1250℃。断裂是在轧前进行加热过程发生的。

研究发现，含Si低碳钢连铸坯发生横向断裂主要是由于铸坯在浇注的高温阶段钢水停留时间过长，凝固组织冷却缓慢，晶粒发生了严重粗化，增大了凝固组织开裂敏感性。同时柱状枝晶间界强度大大降低，致使铸坯在随后拉铸、矫直过程中产生横向裂纹。冷却后再加热时，在热应力的作用下，铸坯上的横向裂纹迅速扩展，最终发生横向断裂。含Si低碳钢在高温相转变过程中，Si元素具有较大的晶粒粗化倾向，因此在制定连铸工艺时，应特别考虑Si元素及其含量的影响。一方面，应防止晶粒异常长大，增加铸坯的脆性敏感性；另一方面，防止高Si含量铸坯生成脆性的有序相，降低铸坯的再加工性能。在浇铸含Si低碳钢连铸坯时，采取电磁搅拌、电脉冲孕育处理等工艺，控制凝固组织中生成30%左右的等轴晶。这样的铸坯组织形态有利于抑制柱状晶区初始内裂纹的扩展，使裂纹在后续的再加热、展轧过程中得以压和并消失。