改善冷镦钢坯表面振痕的结晶器振动参数优化

改善冷镦钢坯表面振痕的结晶器振动参数优化

       武钢炼钢厂(以下简称一炼钢)2005年冷镦钢产量近5万t，典型钢种有SWRM6、SWRM8、SWRM10等。浇铸该类钢种时，铸坯表面振痕深度达0.5～0.7mm，同时在振痕谷底处常伴有肉眼可见微裂纹。这些表面缺陷严重影响了铸坯的质量，影响了冷镦钢的后续加工性能。目前对冷镦钢连铸时铸坯表面振痕问题的研究很少，尤其是碳含量较低的SWRM6、SWRM8等钢种。因此有必要结合一炼钢的实际生产工艺条件，找出目前冷镦钢连铸时造成铸坯表面振痕缺陷的主要原因，提高铸坯的表面质量。

 

方坯表面振痕形貌及形成机理

　　一炼钢生产的SWRM8方坯表面振痕情况。坯样取自2号连铸机，浇注条件是：过热度3O℃，拉速1.6m／min，二冷采用强冷制度。可以看出，SwRM8方坯表面主要有以下缺陷。

(1)振痕。凹形深振痕，平均深达0.5mm，且振痕弯曲。

(2)凹陷。靠近角部区域出现纵向凹陷，深处达3.5～4.0mm，且凹陷部位有粘渣现象。通过对不同连铸条件下的铸坯表面振痕进行金相分析，常见的振痕形态主要有两类：凹陷状振痕和带钩状振痕。

　　为了改善铸坯表面质量，减小振痕深度，人们对保护渣存在情况下的连铸坯振痕形成的原因进行了深人细致的研究，在弯月面处，由于钢液的过热度及钢液对流的影响，弯月面处0.3s期间内形成的凝固坯壳可能表现为刚体，也可能表现为液体的性质，即具有流变性。由于结晶器的振动，弯月面区域的保护渣中产生压力。在负滑移期间，结晶器向下振动的速度大于拉坯速度时，弯月面会被保护渣道中形成的正压力推向钢液中，在正滑脱期间，当初始凝固坯壳强度不大，保护渣中形成的负压力和波动钢液的惯性力将坯壳推向结晶器内壁，导致初始凝固坯壳弯曲或重叠，形成不带钩状的振痕。当初始凝固坯壳的厚度较大，强度高的时候，初始凝固坯壳不能推向结晶器内壁，因此钢液会覆盖在弯月面上，形成一种带钩状的振痕。

2振痕缺陷形成原因分析

　　针对一炼钢生产的SWRM8方坯振痕情况，振动参数不合理(振幅大、频率低)，负滑脱时振痕间长，保护渣理化性能不合适等振痕弯曲滑不良，摩擦阻力大使振痕沿拉坯方向弯曲。

2.1振痕形成的影响因素

　　振痕间距和振痕深度是衡量振痕的重要参数。因此，考虑连铸坯振痕的影响因素时，应分别考虑这两个参数。同时，大量研究表明，无论是低碳钢还是中碳钢，当振痕间距增大时，振痕的深度随之增大。合理的控制振痕间距对控制振痕深度有重要作用。

2.2振动参数对振痕的影响

　　连铸过程中铸坯的振痕都与结晶器的振动参数密切相关，其振动模式主要为正弦振动。振痕形成机理及实验研究均表明振痕是在负滑脱期间产生的，负滑脱时间越长，振痕的深度就越大，因此控制负滑脱时间的长短，可以有效地控制振痕的形态。

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