103含釩高氮鋼連鑄大方坯質(zhì)量控制技術(shù)9-27

1、1含釩高氮鋼連鑄含釩高氮鋼連鑄大方坯質(zhì)量控制技術(shù)研究陳永1，2，吳國(guó)榮2，朱苗勇1(1.東北大學(xué)材料與冶金學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110004；2.攀枝花鋼鐵研究院材料研究所，四川攀枝花617000)摘要：針對(duì)攀鋼高強(qiáng)耐候乙字鋼連鑄大方坯表面凹坑缺陷和中心疏松、中心偏析、中心裂紋等內(nèi)部缺陷，通過(guò)降低結(jié)晶器冷卻強(qiáng)度、優(yōu)化結(jié)晶器寬窄面水量分配，延長(zhǎng)噴水冷卻區(qū)長(zhǎng)度、適當(dāng)增大連鑄比水量、調(diào)整二冷區(qū)各回路的水量分配比例的方法，優(yōu)化了YQ450NQR1大方坯

2、連鑄冷卻制度。生產(chǎn)應(yīng)用表明，高強(qiáng)耐候乙字鋼大方坯質(zhì)量明顯提高，表面凹坑缺陷率由37.22%降至2.87%，中心疏松評(píng)級(jí)≤1.0級(jí)的比例由79.71%增至90.70%，中心偏析0.5級(jí)的比例由1.45%增至44.19%，無(wú)中心裂紋的比例由39.13%增至62.79%，為攀鋼開(kāi)發(fā)生產(chǎn)屈服強(qiáng)度450MPa級(jí)高強(qiáng)度耐大氣腐蝕乙字鋼提供了高質(zhì)量的鑄坯。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞含釩高氮鋼；耐候鋼；大方坯連鑄；結(jié)晶器冷卻；二冷控制ResearchonQualit

3、yControlfContinuousBloomCastingofHighnitrogenAluminumSteelCHENYong1，2WUGuorong2ZhuMiaoyong1(1.SchoolofmaterialsMetallurgyNtheasternUniversityShenyang110004liaoningChina2DepartmentofMaterialResearchPanzhihuaIronSteelResea

4、rchInstitutePanzhihua617000SichuanChina)Abstract：Theprimarycoolingintensitywasdecreasedwaterdistributionofmoldwidenarrowfaceswasoptimizedindertoreducesurfacedepressionofbloom.Thelengthofsecondarycoolingzonesthespecificwa

5、terflowwereincreasedthewaterflowdistributionamongthesecondarycoolingzoneswasadjustedtoeliminatecentraldefectssuchascentralpositycentralsegregationcenterlinecracks.Theoperationshowsthattheproptionofsurfacedepressiondecrea

6、sedfrom37.77%to7.41%whiletheproptionofcentralpositywhichis≤1.0increasedfrom79.71%to90.70%centralsegregationwhichis0.5increasedfrom1.45%to44.19%centerlinecrackswhichisfreeincreasedfrom39.13%to62.79%.Thequalifiedbloomsared

7、eliveredtoproduce310ZbeamwhichRelis≥450MPa.KeyWds：highNitrogenVanadiumsteelatmosphericcrosionresistantsteelcontinuousbloomcastingprimarycoolingsecondarycoolingcontrol.1前言隨著我國(guó)鐵路的高速、重載化，對(duì)制造火車(chē)大梁的材料——高強(qiáng)度耐大氣腐蝕乙字鋼的強(qiáng)度、耐大氣腐蝕、低溫沖

8、擊性能等質(zhì)量指標(biāo)的要求也越來(lái)越高。自2004年元月攀鋼采用釩氮合金開(kāi)發(fā)的屈服強(qiáng)度450MPa級(jí)高強(qiáng)度耐大氣腐蝕乙字鋼順利通過(guò)鐵道部認(rèn)證以來(lái)，攀鋼是國(guó)內(nèi)率先批量生產(chǎn)高性能乙字鋼的廠家。但由于該鋼種成分中Cu、Cr、Ni、Al、V、N元素的含量較高，并且碳含量也正好處于包晶反應(yīng)區(qū)，獨(dú)特的成分決定了該鋼種的澆鑄難度[1，2]。如鋼中[C]、[Cu]、[Cr]、[Ni]、[Al]、[V]、[N]對(duì)鑄坯表面質(zhì)量和皮下質(zhì)量影響較大，尤其含釩含鋁高氮

9、鋼，高溫下固溶的[Al]、[V]在溫度降低時(shí)以AlN、V(CN)形式在奧氏體晶界呈動(dòng)態(tài)析出或靜態(tài)析出，增加應(yīng)力集中源和裂紋敏感性[3，4]。尤其是弧形鑄機(jī)鑄坯矯直時(shí)，內(nèi)弧受到張應(yīng)力，由于振痕的缺口效應(yīng)產(chǎn)生應(yīng)力集中，加速了裂紋的形成和擴(kuò)展[5，6]。針對(duì)攀鋼YQ450NQR1鋼360mm450mm大方坯表面凹坑、凹槽缺陷和中心疏松、偏析、裂紋等33.3結(jié)晶器冷卻制度對(duì)凝固坯殼厚度的影響大方坯連鑄結(jié)晶器冷卻制度優(yōu)化前后，采用“FeS示蹤劑”

10、法標(biāo)定的沿結(jié)晶器高度方向的凝固坯殼厚度見(jiàn)圖1，距結(jié)晶器彎月面300mm處鑄坯橫截面凝固坯殼厚度見(jiàn)圖2。由圖1和圖2可見(jiàn)，通過(guò)適當(dāng)降低結(jié)晶器冷卻水量，可以改善鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)的冷卻均勻性，促進(jìn)初生坯殼厚度的均一、穩(wěn)定生長(zhǎng)，減少因坯殼厚薄不均及在坯殼薄弱處產(chǎn)生的鑄坯表面缺陷，提高鑄坯表面質(zhì)量。3004005006007008005101520253035鑄坯寬面原冷卻制度優(yōu)化方案一優(yōu)化方案二坯殼厚度mm距彎月面的距離mm30040050060

11、07008005101520253035鑄坯窄面原冷卻制度優(yōu)化方案一優(yōu)化方案二坯殼厚度mm距彎月面的距離mm(a)鑄坯寬面(b)鑄坯窄面圖1沿結(jié)晶器長(zhǎng)度方向的凝固坯殼厚度分布Fig.1Distributionofsolidifiedshellthicknessalongtheheightofbloom05010015020025030035040045050010152025鑄坯寬面原冷卻制度優(yōu)化方案一優(yōu)化方案二坯殼厚度mm鑄坯寬面方向

12、上的長(zhǎng)度mm05010015020025030035040010152025鑄坯窄面原冷卻制度優(yōu)化方案一優(yōu)化方案二坯殼厚度mm鑄坯窄面方向上的長(zhǎng)度mm(a)鑄坯寬面(b)鑄坯窄面圖2距結(jié)晶器彎月面300mm處鑄坯橫截面上凝固坯殼厚度分布Fig.2Solidifiedshellthicknessofthecrosssectionbloom3.4結(jié)晶器冷卻制度對(duì)鑄坯表面凹坑缺陷的影響大方坯連鑄結(jié)晶器冷卻制度優(yōu)化前后，鑄坯表面凹坑或凹槽缺陷的