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1Cr13半馬氏體無錫不銹鋼連鑄坯縱裂紋形成機(jī)理及控制

時(shí)間:2019-06-13    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:0

1Cr13屬于半馬氏體無錫不銹鋼,除馬氏體外,其金相組織中還有10%~20%鐵素體組織。該鋼種有較高的韌性、冷變形性和耐蝕性,熱處理后主要用于制造要求韌性較高、承受沖擊載荷的零件,如汽輪機(jī)葉片、水壓機(jī)閥、緊固件、熱裂設(shè)備配件等。該鋼種成分正好處于包晶反應(yīng)區(qū),在凝固過程中伴隨著復(fù)雜的相變和較大的體積收縮,鑄坯表面極易產(chǎn)生縱向凹陷和縱裂紋,在連鑄生產(chǎn)過程中難度較大。某鋼廠在 1Cr13半馬氏體鋼生產(chǎn)過程中曾多次出現(xiàn)鑄坯縱向凹陷和縱裂紋,甚至發(fā)生縱裂漏鋼,嚴(yán)重影響了連鑄機(jī)的生產(chǎn)成本和鑄坯質(zhì)量。經(jīng)過對(duì) 1Cr13半馬氏體無錫不銹鋼鋼種特性和縱裂紋的形成機(jī)理進(jìn)行剖析,制定出有針對(duì)性的工藝措施,使得鑄坯縱裂得到有效控制,提高了鑄坯表面質(zhì)量和連鑄機(jī)作業(yè)率,降低了生產(chǎn)成本。

 1Cr13半馬氏體無錫不銹鋼150mm*150mm方坯生產(chǎn)工藝流程:鐵水→鐵水脫磷站→60tAOD→60LF爐→4機(jī)4流連鑄機(jī)→緩冷→修磨→軋材,連鑄機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)見下表:
表1  連鑄機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
鑄機(jī)機(jī)型
鑄機(jī)流數(shù)
弧形半徑/m
結(jié)晶器長(zhǎng)度/mm
冶金長(zhǎng)度/m
二次冷卻方式
鑄坯斷面/mm
弧形
4機(jī)4流
9
800
22.2
4段冷卻
150×150
 
在實(shí)際生產(chǎn)過程中,縱裂紋的產(chǎn)生是由多個(gè)因素共同作用的結(jié)果。因此,首先要防止在結(jié)晶器里形成縱裂紋,其次要防止縱裂紋進(jìn)一步擴(kuò)大。過熱度控制、拉速控制冷卻制度、結(jié)晶器電磁攪拌控制、保護(hù)渣選擇、液面波動(dòng)、水口浸入深度、對(duì)中控制等制度的改進(jìn),使得生產(chǎn)過程中鑄坯表面質(zhì)量得到很大改善,連鑄坯修磨損失率降低了3.4%。
綜上所述,在連鑄生產(chǎn)1Cr13半馬氏體無錫不銹鋼時(shí),鑄坯表面缺陷主要是縱向凹陷和縱裂紋,結(jié)合理論和實(shí)踐認(rèn)為:
(1)1Cr13半馬氏體無錫不銹鋼包晶反應(yīng)凝固組織不均勻、高溫力學(xué)性能差、零塑性溫度低以及高溫脆性區(qū)比較寬等高溫特性,是鑄坯表面出現(xiàn)縱向凹陷和縱裂紋的主要原因。
    (2)控制鑄坯在結(jié)晶器中傳熱均勻性及凝固坯殼的均勻生長(zhǎng)是提高1Cr13半馬氏體無錫不銹鋼鑄坯表面質(zhì)量的關(guān)鍵。
    (3)提高LF爐上機(jī)溫度命中率,控制過熱度≤30℃,穩(wěn)定拉速在1.1m/min。結(jié)晶器水量下調(diào)的同時(shí)保證二冷區(qū)鑄坯噴淋冷卻效果,優(yōu)化電磁攪拌參數(shù)和保護(hù)渣的理化指標(biāo),合理控制水口浸入深度和對(duì)中,減少液面波動(dòng),結(jié)晶器銅管表面質(zhì)量,鑄坯表面縱裂紋缺陷得到了有效控制,杜絕了漏鋼事故。