1Cr13半馬氏體無錫不銹鋼連鑄坯縱裂紋形成機理及控制
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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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，如汽輪機葉片、水壓機閥、緊固件、熱裂設備配件等。該鋼種成分正好處于包晶反應區，在凝固過程中伴隨著復雜的相變和較大的體積收縮，鑄坯表面極易產生縱向凹陷和縱裂紋，在連鑄生產過程中難度較大。某鋼廠在 1Cr13半馬氏體鋼生產過程中曾多次出現鑄坯縱向凹陷和縱裂紋，甚至發生縱裂漏鋼，嚴重影響了連鑄機的生產成本和鑄坯質量。經過對 1Cr13半馬氏體無錫不銹鋼鋼種特性和縱裂紋的形成機理進行剖析，制定出有針對性的工藝措施，使得鑄坯縱裂得到有效控制，提高了鑄坯表面質量和連鑄機作業率，降低了生產成本。
1Cr13半馬氏體無錫不銹鋼150mm*150mm方坯生產工藝流程：鐵水→鐵水脫磷站→60tAOD→60LF爐→4機4流連鑄機→緩冷→修磨→軋材，連鑄機的主要技術參數見下表：
表1 連鑄機的主要技術參數
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鑄機機型
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鑄機流數
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弧形半徑/m
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結晶器長度/mm
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冶金長度/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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在實際生產過程中，縱裂紋的產生是由多個因素共同作用的結果。因此，首先要防止在結晶器里形成縱裂紋，其次要防止縱裂紋進一步擴大。過熱度控制、拉速控制冷卻制度、結晶器電磁攪拌控制、保護渣選擇、液面波動、水口浸入深度、對中控制等制度的改進，使得生產過程中鑄坯表面質量得到很大改善，連鑄坯修磨損失率降低了3.4%。
綜上所述，在連鑄生產1Cr13半馬氏體無錫不銹鋼時，鑄坯表面缺陷主要是縱向凹陷和縱裂紋，結合理論和實踐認為：
（1）1Cr13半馬氏體無錫不銹鋼包晶反應凝固組織不均勻、高溫力學性能差、零塑性溫度低以及高溫脆性區比較寬等高溫特性，是鑄坯表面出現縱向凹陷和縱裂紋的主要原因。
（2）控制鑄坯在結晶器中傳熱均勻性及凝固坯殼的均勻生長是提高1Cr13半馬氏體無錫不銹鋼鑄坯表面質量的關鍵。
（3）提高LF爐上機溫度命中率，控制過熱度≤30℃，穩定拉速在1.1m/min。結晶器水量下調的同時保證二冷區鑄坯噴淋冷卻效果，優化電磁攪拌參數和保護渣的理化指標，合理控制水口浸入深度和對中，減少液面波動，結晶器銅管表面質量，鑄坯表面縱裂紋缺陷得到了有效控制，杜絕了漏鋼事故。