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如何防止鑄坯產(chǎn)生內(nèi)裂紋？

根據(jù)上一個(gè)問答可以看出鑄坯內(nèi)裂紋生成的必要條件是：
1.裂紋是在高溫下產(chǎn)生的，此時(shí)，鋼的強(qiáng)度和塑性均非常低。裂紋是在應(yīng)力（包括熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力）作用下產(chǎn)生的。裂紋問題在鋼材中有些時(shí)候都是會出現(xiàn)的，碳素結(jié)構(gòu)用鋼裂紋和其他鋼類存在的缺陷存在的。
2.在裂紋產(chǎn)生的晶間，特別是柱狀晶晶間，往往都富集有大量的夾雜物和低熔點(diǎn)元素是JS、P等，說明鋼水的純凈度不高。從上述三個(gè)必要條件看，高溫是鑄坯凝固的必經(jīng)過程，是無法避免的；因此，要防止鑄坯產(chǎn)生內(nèi)裂紋，就要從控制減輕鑄坯在凝固過程中承受的各種應(yīng)力，這些應(yīng)力包括以下幾個(gè)方面：
(1)鑄坯菱變產(chǎn)生的應(yīng)力。
(2)如果是直結(jié)晶器弧形連鑄機(jī)，當(dāng)鑄坯在彎曲變形時(shí)產(chǎn)生的變形應(yīng)力。
(3)二次冷卻造成的冷卻收縮應(yīng)力。
(4)鋼水靜壓力產(chǎn)生的坯殼鼓肚變形應(yīng)力。
(5)拉矯機(jī)拉坯時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力、拉矯輥夾緊鑄坯時(shí)的壓應(yīng)力及矯直時(shí)的矯直變形應(yīng)力。
(6)若二冷導(dǎo)向段的弧度不準(zhǔn)確，還會在鑄坯上產(chǎn)生附加變形應(yīng)力。針對鑄坯可能承受的上述的復(fù)雜應(yīng)力狀況，可以采用下面的一些措施，以減輕鑄坯承受的應(yīng)力：
①控制結(jié)晶器下口的磨損，從而減少鑄坯的菱變，如采用技術(shù)并嚴(yán)格地調(diào)整好足輥的位置、采用耐磨性較好的銅管材質(zhì)、選用合理的結(jié)晶器以及及時(shí)更換已經(jīng)磨損的結(jié)晶器等。
②對于直結(jié)晶器弧形連鑄機(jī)，其彎曲段可以采用連續(xù)彎曲技術(shù)，將彎曲段的變形速率控制在10-4/S級別，這樣裂紋產(chǎn)生的概率可大幅度下降。
③在不打滑的前提下，可將拉矯輥液壓缸的工作壓力盡量地調(diào)低，矯直形式最好選用連續(xù)矯直技術(shù)，因?yàn)檫B續(xù)矯直的變形速率可降到10-4/S，其帶液芯矯直時(shí)，二相區(qū)的變形速率可達(dá)lO-5-10-6/S，可有效地防止鑄坯產(chǎn)生內(nèi)裂紋。
④合理設(shè)計(jì)二次冷卻配水制度，水量分布均勻，冷卻過程中鑄坯表面不產(chǎn)生回溫現(xiàn)象，鑄坯表面的溫度差不大于200℃：噴嘴對中鑄坯表面，鑄坯不走偏等，可以防止水冷裂紋的出現(xiàn)。
校正二次冷卻導(dǎo)向段的弧度，避免鑄坯在二次冷卻區(qū)內(nèi)出現(xiàn)附加變形。
⑤除了上述這些措施外，提高鋼水的純凈度也是消除鑄坯內(nèi)裂紋的重要措施，下面列舉三個(gè)鋼廠的例子：
(1)某大鋼廠的電爐分廠采用40%三脫鐵水熱裝且廢鋼質(zhì)量非常好，其鋼水的S含量一般都在0.008%以下，該廠的鑄坯低倍檢驗(yàn)基本沒有內(nèi)裂紋。
(2)某特鋼廠有一臺引進(jìn)的連鑄機(jī)，鑄坯低倍的內(nèi)裂紋長期困擾著這個(gè)廠，原先一直懷疑設(shè)備維修有問題，后來發(fā)現(xiàn)該廠的成品鋼坯中的S含量大部分控制在0. 026%一0.033%，該廠調(diào)整了工藝，充分發(fā)揮LF爐的脫硫功能，當(dāng)S含量控制在0.012%以下時(shí)，內(nèi)裂紋就沒有了。
(3)某特鋼廠引進(jìn)一臺裝備水平較高的連鑄機(jī)，結(jié)構(gòu)用鋼和碳素結(jié)構(gòu)用鋼都是鋼水中占有比例，外商對該廠的鋼水質(zhì)量有一個(gè)要求，要求鋼中的酸溶鋁和總鋁的比例大于900 (即S/[A1]T≥90%)而該廠當(dāng)時(shí)的酸溶鋁和總鋁。
比例的水平只有65%一70%，相應(yīng)的鋼中的總氧量降到了20×10左右，硫的含量也降到了0.01%。70%左右（這是很自然的，因?yàn)槊撗踹^程本身就伴隨著脫硫）。這時(shí)鑄坯低倍中的內(nèi)裂紋就自然消失了。
從上述三個(gè)例子可以充分地說明：提高鋼水的質(zhì)量對防止鑄坯產(chǎn)生內(nèi)裂紋有非常重要的作用?？梢赃@樣理解，當(dāng)鋼的純凈度提高到一定程度，即使夾雜物和低熔點(diǎn)元素在凝固過程中富集，但富集后的總量仍然非常少，不足以破壞金屬的連續(xù)性，也就不容易引起裂紋。哪怕應(yīng)力超過了晶間強(qiáng)度而產(chǎn)生了裂紋，這種裂紋經(jīng)軋制被焊合后，連鑄裂紋也是在不斷的發(fā)展之中，由于晶間富集的夾雜物和低熔點(diǎn)元素的數(shù)量不足以被腐蝕成假裂紋，裂紋也就自動消失了。可以說，在防止鑄坯產(chǎn)生內(nèi)裂紋這個(gè)問題上，提高鋼的純凈度比起降低和控制鑄坯的應(yīng)力顯得更有效和更直觀。當(dāng)然，這并不是說設(shè)備的維護(hù)和設(shè)備的狀態(tài)不重要。要想使連鑄生產(chǎn)達(dá)到高的作業(yè)率和高的生產(chǎn)量，必須保證連鑄機(jī)的設(shè)備故障率控制在較低的水平。因此，加強(qiáng)對連鑄設(shè)備的維護(hù)，保證連鑄設(shè)備有良好的狀態(tài)，仍然是十分重要的。
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資料來源：弘超模具科技有限公司技術(shù)部
【 瀏覽次數(shù):43 】 【 加入時(shí)間:2012-10-19 15:25:56 】 【 關(guān)閉本頁 】