1Cr13半馬氏體無(wú)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(wú)錫不銹鋼板
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1Cr13屬于半馬氏體無(wú)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(guò)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(guò)程中難度較大。某鋼廠在 1Cr13半馬氏體鋼生產(chǎn)過(guò)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(guò)對(duì) 1Cr13半馬氏體無(wú)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(wú)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(jiàn)下表：
表1 連鑄機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
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鑄機(jī)機(jī)型
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鑄機(jī)流數(shù)
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弧形半徑/m
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結(jié)晶器長(zhǎng)度/mm
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冶金長(zhǎng)度/m
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二次冷卻方式
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鑄坯斷面/mm
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弧形
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4機(jī)4流
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9
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800
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22.2
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4段冷卻
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150×150
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在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)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(guò)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(guò)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(wú)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(wú)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(wú)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(guò)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。