本文通过对轴承钢GCr15矩形连铸规格280*360坯料的皮下角裂产生原因进行了分析,并提出了合理的改进措施。
华菱锡钢特钢有限公司炼钢厂生产轴承钢GCr15总体实物质量较好,但存在皮下角裂的问题,一直没有解决好,产生了一些用户质量异议。本厂生产的轴承钢,连铸断面为280*360,红送至棒材厂轧成Φ40-Φ120的棒材,供穿管用户穿管后,易产生外折,供锻打用户,易产生开裂。针对这种情况,公司下决心解决这个技术问题。本文针对此问题进行了分析讨论,并提出了合理的改进措施。
冶炼轴承钢GCr15工艺流程
废钢+生铁经过合理的配比装入料篮→100吨超高功率交流偏心底电弧炉→100吨双工位LF钢包炉→100吨双工位VD真空脱气炉→4机4流方坯连铸机。
连铸机主要参数,见下表1
表1
铸流数量: | 4; |
铸机半径: | 12m; |
矫直半径: | 12/16.5/30 m; |
浇铸断面: | 280x360 mm; |
拉速: | 280*360规格:0.5-0.75m/min; |
冶金长度: | 约24m; |
钢水流量调节: | 机电塞棒系统; |
结晶器类型: | 管式,长度:780 mm; |
水缝 | 3.25mm |
电磁搅拌: | 内置式结晶器EMS; |
振动台: | 液压; |
结晶器液位探测: | 放射性元素Cs137; |
二次冷却: | 气雾冷却; |
生产轴承钢GCr15化学成份及连铸过程控制参数
3.1 轴承钢GCr15化学成份按GB/T18254标准的成份执行。
3.2 改进措施前的连铸过程控制参数
表2
保护渣及相关参数: | |||||||||
规格mm | 保护渣 | 一冷水L/min | 二冷水 比水量l/kg | 振幅 mm | 电搅频率HZ | 电搅电流A | |||
280×360 | 高碳保护渣 | 3000 | 0.28 | 2.00 | 2.0 | 650 | |||
温度与拉速控制: | |||||||||
过热度 ℃ | ~20 | 20~40 | >40 | ≥50 | |||||
拉速m/min | ≤ | ||||||||
280×360 | 0.60 | 0.58 | 0.55 | 0.50 | |||||
过热度按不低于20℃控制,实际过热度低于20℃的情况,增加5~10%拉速。 | |||||||||
皮下角裂描述及统计
从以上典型的四个低倍样照片可以看出皮下角裂(所选低倍照片很严重,肉眼可见)的特征:
4.1.1皮下角裂均出现在角部附近区域,并与表面垂直;
4.1.2严重的皮下角裂均开始出现在皮下约10-20mm处,长度约10mm;
4.1.3出现皮下角裂的部位均出现了铸坯偏离角纵向凹陷,主要产生在侧弧,凹陷离角部20-40mm处;
4.1.4铸坯出现表面凹陷同时产生了鼓肚,即鼓肚的同时产生了偏离角纵向凹陷;
4.1.5四个角部附近同时出现皮下角裂的机率较低。
4.2 皮下角裂统计与分析
4.2.1 统计32炉轴承钢,偏离角皮下角裂评级见下表3
表3
钢种 | 炉数 | 0级 | 0.5级 | 1级 | 1.5级 | 2级 | 2.5级 | 3级 | 4级 |
GCr15 | 32 | 1 | 1 | 6 | 10 | 8 | 3 | 2 | 1 |
从表3可以看出:
①1.5级以下(包括1.5级)的角部皮下角裂共计18炉,占比例为56%,2级以上包括2级)级共14炉,占比例为44%。
②对于1.5级以下的皮下角部裂纹,在合适的压缩比轧制下,裂纹一般能够焊合;对于2级及其以上的皮下角部裂纹,很容易出现焊合不了的情况,极易产生用户质量异议。因此,1.5级以上的皮下角裂成为必须要解决的课题。