D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1984.04.001 北京钢铁学院学报 1984年第4期 小方坯连铸机铸坯质量研究 北京钢铁学陀蔡开科候小安张竞强 邯郸钢铁总厂王浩王宗义 摘要 邯郸钢铁厂R5,25米的一机四流弧形小方坯连铸机。木文站合现行工艺操作，调查研究了小方坯饰坯的骏面质 量，内部质量和产品的机械桃能。为改善铸坏质是提供了依根。 一、前 言 邯郸钢铁厂的R5.25米弧形小方坯连俦机为一机四流。浇注断面为150×150,120× 120,90×90,70×70mm四种断面。年产量17.5万吨。 由20吨氧气转炉供应钢水。生产普炭钢。合金加入量（公斤/吨)：MnFc7.5-8.5, SiFe3.0-4.0,A10.1-0.3,Si-Ca1.0-2.5。钢水经吹Ar处理。中间包采用锆质 定径水口，敝开浇注，结品器用菜子油润滑。 本文目的是在邯钢现行的工艺操作条件下，着重调查四种铸坯的表面状态、低倍结 构、元素偏析、夹杂物分布、内在缺陷和轧制产品的机械性能，以便对小方坯铸坏质量做 出初步评价。 二、研究方法 从150、120、90、70mm方坏切取试样，对试样的纵横断面做硫印酸浸检验，并对 150、120mm方坯作金相鉴定、定氧分析、扫描能谱分析及化学成分分析。各试样的化学 成分和浇注条件如表1。 表1 浇注件 断面 浇注 …冷 二冷 拉速 钢液成 分(%) 炉 号 温度 水量 水量 mm t/min 1/kg m/min C Mn Si s P 1-3656 150×150 1560 1500 1.1 1.5 0.13 0.52 0.25 0.0170.028 2-6646 120×120 1553 1250 1.3 2.0 0.15 0.65 0,20 0.0230.027 2-6987 90×90 1545 933 1.3 3.3 0.16 0.45 0.21 0.0150.024 2-2709 70×70 1554 916 1.8 4.5 0.11 0.44 0.20 0.0150.0068 1
北 京 钢 铁 学 院 学 报 年 第 期 小方坯连铸机铸坯质量研究 湘 京钢铁 学院 蔡开科 侯 小 安 张 克强 邓 郸钢铁 总厂 王 浩 王 索义 摘 要 邵郸钢铁厂 米 的 一 机 四 流弧形小方坯 连铸机 。 木文结 合现 行 工艺 撇 作 ， 调杏 研 究了小 方坯 铸坯 的 表 面 质 盆 ， 内部 质量 和 产 汾 ，的 机械 性能 。 为改善铸 坯 质是 提 供 了 依 据 。 一 、 前 去 日 邯郸钢铁厂 的 米弧 形小方 坯 连铸机 为一 机 四流 。 浇注 断 面为 ， 。 火 ， ， 四 种断面 。 年产 量 万 吨 。 由 吨 氧 气转炉供应 钢水 。 生 产普炭钢 。 合金加入量 公竺斤 吨 一 ， 一 ， 一 ， 一 。 一 。 钢水经 吹 处 理 。 中间包 采用 格 质 定径水 口 ， 敝开 浇 注 ， 结 品器 用菜子 油润 滑 。 本文 目的是在邯钢现 行 的工 艺操作条件下 ， 着 重 调 查 四种铸坯的表 面状 态 、 低 倍 结 构 、 元素偏析 、 夹 杂物分 布 、 内在缺 陷和 轧制产 品的机械性能 ， 以便对小方坯铸坏 质最做 出初步 评价 。 二 、 研 究 方 法 从 、 、 、 方 坏 切取 试样 ， 对试 样的 纵横断面做硫 印 酸 浸 检 验 ， 并对 、 方 坯 作金相 鉴 定 、 定 氧分析 、 扫 描能谱分析及化 学 成分 分析 。 各试样的化学 成分和浇注条件如表 。 表 浇注 条件 断 而 炉 · 号 一 一 一 一 浇 注 温 度 八，口从之一 … ‘ 一 冷 …二 冷 水 录 水 量 里些… ‘厂“ 。 · 拉 速 钢 液 成 分 上…竺…上…二 竺二 ” · ‘ … ” · ” · ” ” · ” ‘ ” · ” 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1984．04．001
金相鉴定的取样方法如图1所示。对120×120方坯，从整段铸坯上锯下一段厚10mm 的坯，在横向试样上，从内弧至外弧均匀地分成十个试样，对150×150mm取14个试 样。观察面与浇注方向平行。 在每个视域内记录夹杂物类型、个数及尺寸。试样中夹杂物量按下式计算： 夹杂物重量%=1d2+n+nd,2+….L100% ND2 Pm 式中，d,d2…分别为夹杂物直径，n1,n2…分别代表直径为dd2…的夹杂 物个数，N为视域数(N=40),D为视域直径，p为夹杂物密度(pr=3.7g/cm),Pm 为钢的密度(pm=7.8g/cm)。 外弧 内蓝 8 mm 3 14 15 4 16 17 9 孤 内150×150mm 120×120mm 图1取样示意图 在横断面上从内弧至外弧每隔10mm用6.2mm钻头取样，在纵断面沿中心线每隔10mm 钻样，进行化学成分的分析。 三、结果分析及讨论 1。,坯表面质量 四种断面的，坯表面夹渣不严重，表面裂纹很少发现，轧前不需精整，表面质量良 好。对四种断面尺寸的实例结果（见表2）表明，俦坯菱形并不严重。 丧2方坯断面尺寸 断 面 边 长 (mm) 角线长度差(mm) (mm) 允许偏差 实际值 允许偏差 实际值 150×150 ±5.0 -1,03.0 7 0~5 120×120 ±4.0 -3.00 6 0~7 90×90 ±3.0 0×1.0 5 -2∞0 70×70 ±3.0 -2.0~0.1 2 0~1 注，表中允许偏差见“YB,011-38连铸方坯和矩形坯标准” 2
金相鉴定的取样方法如图 所示 。 对 方坯 ， 从整段铸坯上 锯 下 一段 厚 的铸坯 ， 在横向试样上 ， 从内弧至外弧均匀地分 成十 个 试 样， 对 取 个 试 样 。 观察面 与浇注方 向平行 。 在每个视域内记 录夹杂物类型 、 个数及尺寸 。 试样中夹杂物量按下式计算 夹杂物重量 色旦 ’ · … 一 。 式中 ， … … 分别为夹杂物直径 ， ， 物个数 ， 为 视域数 ， 为视域直径 ， 为钢的密度 。 ” 。 外弧 … … 分别代表直径 为 … … 的 夹 杂 为夹杂 物 密 度 ， 戛沛 硫丁 下而皇 阅 并 工皿乙 剪 花 花 名 闷 淤 名 义 图 取样示意图 在横断面上从 内弧至外弧每隔 用 钻头取样 ，在纵断面沿中心 线每隔 钻样 ， 进行化学成分的分析 。 三 、 结果分析及讨论 铸坯表面质量 四种断面的铸坯表面夹渣不严重 ， 表面裂纹很少发现 ， 轧前不 需精整 ， 表 面 质 量 良 好 ， 对四种断面尺寸的实例结果 见表 表 明 ， 铸坯菱形并不严重 。 衰 方坯断面 尺寸 断 面 边 长 角线长度差 允许偏差 士 。 时八了 士 。 士 。 士 。 实 际 值 一 一 。 一 。 。 允许偏差 实 际 值 一 。 。 一 注 表中允许偏差见 “ 连铸方坯和矩形坯标准”
2。铸坯结构 各铸坯断面低倍照片如图2。对试样低倍结构的调查如表3。从低倍观察，铸坯结构也 基本由细小等轴晶、柱状晶和中心等轴晶三带组成，与钢锭无本质区别。它的特点是： 150×150mm 120×120mm 3
铸坯结构 各铸坯断面低倍照 片如图 。 对试 样低倍结构的调 查如表 。 从低倍观察 ， 铸坯结构也 基本 由细小等轴晶 、 柱状 晶和 中心 等轴晶三带组成 ， 与钢锭无本质区别 。 它的特点是 彝蒙翼篡缪 晚翻壕茸 签湘燕烈终邵熟公 姿解囊戴滋夔彝楼笙毅耀娜 纂篡 翁燕澳钾姗铆望蚕券 澎‘鬃刃资姐珊肠吕盗竺撇油鬓拼 ， 扮容赛挤襄潞鬓兜黝湘多澳】胃暇翻弓亚 义怂 病么吞盆奋哭溉 胶 举翻撇鬓 口
90 x 90mm 70×70mm 图2铸坯低信结构 （1)柱品较发达。铸坯横断面上柱状晶所占的比例，粗略估计是：150方为82.5%， [20方为74%，90方为60%，70方为71%。钢中柱状晶区大小主要决定于钢中[C]含量和 传热条件。对低炭钢主要是控制浇注温度和二冷强度来扩大等轴晶区，抑制柱状晶生 长。 (2)各断面的铸坯均有不同程度的中心疏松和缩孔，但并不严重。轧制时会焊合， 对产品性能不会带来大的影响。 表8铸还低倍结构 断 面 拉 速 过热度 二冷水量 柱状晶 等轴晶 mm m/min C 1/kg % % 150×150 1.5 35 1.10 82.5 17.5 120×120 2 30 1.30 74 26 90×90 3.3 22 13.0 60 40 70×70 4.5 27 1.8 71 29 3。铸坏夹杂物 (1)非金属夹杂物类型 夹杂物金相观察和能谱分析结果如图3和表4。铸坯中夹杂物类型可分为： —一大部分为硅酸盐， 含A12O,的硅酸盐（如夹杂A.B.C), 疏化物（如夹杂D), 一少量串状A1203。 4
图 铸坯低信结构 往 晶较 发 达 。 铸坯横断面上柱状 晶所 占的 比例 ， 粗略估计是 方为 ， 招。方为 ， 方为 ， 方为 。 钢 中柱状 晶 区大 小主要决定于钢 中 ’ 〔 〕 含量 和 传热条件 。 对低炭钢主要是控制 浇注温度和二冷强度来扩大 等 轴 晶 区 ， 抑 制 柱 状 晶 生 长 。 各断面的铸坯均有不 同程度 的中心琉松和缩孔 ， 但并不严 重 。 轧制时 会焊 合 ， 对产 品性能不会带来大的影响 。 农 祷坯低倍结 构 ﹃ · 劝吧一 … 断 面 二冷水量 。 。 。 。 曰， 勺﹄ 曰，自八 ，自月勺八了一 。 铸坏 夹杂物 非金属夹杂物类型 夹杂物金相观察和能谱分析结果如图 和表 。 铸坯 中夹杂物类型可分为 － 大部分为 硅酸盐 ， － 含 。 的硅酸盐 如夹杂 。 。 ， － 翻乙化物 如夹杂 ， 一 少 蚤 串状 。
A ×625 2 ×625 C ×625 856 D ×625 图8夹杂物形貌和能谱职片 分
卜 ‘ ，卜 卜 ‘ 峨 盆 甲 火 匕 上 图 夹杂物形貌和能谱照片 峪