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無縫鋼管管坯的低倍組織缺陷——管坯疏松和縮孔的產(chǎn)生與那些因素有關(guān)?

   2019-10-21 和平56
核心提示:無縫鋼管連鑄圓管坯的中心疏松和縮孔的產(chǎn)生,可以看成是連鑄圓管坯外層的柱狀晶向中心生長,在鑄坯中心區(qū)相遇而造成“搭橋”,因“搭橋”的存在而阻止了橋上面的鋼水向橋下面的鋼水凝固收縮的補充,當橋下面的鋼水全部凝固后,就留下了許許多多的小孔隙。由此不難理解,鋼水凝固的時問越長,越有利于鋼水的補縮。
無縫鋼管連鑄圓管坯的中心疏松和縮孔的產(chǎn)生,可以看成是連鑄圓管坯外層的柱狀晶向中心生長,在鑄坯中心區(qū)相遇而造成“搭橋”,因“搭橋”的存在而阻止了橋上面的鋼水向橋下面的鋼水凝固收縮的補充,當橋下面的鋼水全部凝固后,就留下了許許多多的小孔隙。由此不難理解,鋼水凝固的時問越長,越有利于鋼水的補縮。因此,連鑄過程中,為了確保鑄坯質(zhì)量,避免產(chǎn)生因過大的鋼水凝固行程而引起的不允許存在的管坯疏松和縮孔,應(yīng)該避免采用過大的拉坯速度。方形、八角形和圓形截面的連鑄坯,許可拉坯速度,A(m/min)可分別按νA下各式計算:

νA=300/DF

νA=270/DB

νA=240/DY

式中DF、 DB、 DY——分別為方坯的邊長、八角坯的內(nèi)接圓直徑、圓坯的直徑,mm。

這些公式適用于在長度為600-800mm的連續(xù)式結(jié)晶器中澆注鎮(zhèn)靜鋼。

值得注意的是,近幾年冶煉技術(shù)和連鑄技術(shù)得到了快速發(fā)展,采用了諸如潔凈鋼冶煉、中間包冶金、液位控制、電磁攪拌、氣一霧冷卻、液壓壓下等技術(shù),拉坯速度與以上公式計算的速度相比有了很大的提高。

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連鑄圓管坯的中心疏松和縮孔的程度,除與拉坯速度有關(guān)以外,還與鋼的過熱溫度、連鑄坯的二次冷卻條件和鋼的化學(xué)成分有關(guān)。

一般認為,減小連鑄圓管坯的柱狀晶區(qū)面積而增加等軸品區(qū)面積有利于減輕連鑄圓管坯的中心疏松程度和減小縮孔。連鑄圓管坯的柱狀晶區(qū)的區(qū)域面積隨著鋼的過熱溫度的增高而增大。在澆注大斷面的連鑄圓管坯時,取向結(jié)晶的晶粒生長速度比澆注小斷面的連鑄圓管坯時要快一些,這就使得大斷面的連鑄圓管坯不僅會在中心等軸區(qū)內(nèi)形成疏松,而且還會使疏松擴展到柱狀晶區(qū)內(nèi)。這種柱狀品區(qū)內(nèi)的連鑄圓管坯疏松往往會導(dǎo)致連鑄圓管坯在柱狀晶之間產(chǎn)生裂紋。該裂紋的橫向磨片表現(xiàn)主要是蜘蛛網(wǎng)狀的形式,這也可能是大斷面的連鑄圓管坯進行斜軋穿孔時更容易形成內(nèi)折缺陷的重要原因之一。為了避免連鑄圓管坯產(chǎn)生這種內(nèi)部缺陷,鋼的過熱溫度應(yīng)降低到使鋼水澆鑄能夠順利進行的程度,這樣就能獲得相當大的中心等軸晶區(qū)和很小的柱狀晶區(qū)。

連鑄圓管坯的中心疏松程度隨著鑄坯二次冷卻速度的加快而增大,這是因為從液態(tài)金屬的凝固面上優(yōu)先形成的晶粒所造成的。這些晶粒在向凝固點方向快速冷卻時,抑制著液態(tài)金屬的運動。因此,為了避免連鑄圓管坯產(chǎn)生嚴重的中心疏松,二次冷卻區(qū)的水量應(yīng)盡可能小一些,其下限應(yīng)以不拉斷鑄坯為準。此外,小的冷卻水a(chǎn)也是避免連鑄圓管坯產(chǎn)生冷卻應(yīng)力裂紋的先決條件。

低合金無縫鋼管的連鑄圓管坯中心疏松要比高合金鋼輕微。其原因在于不同的鋼種有不同的收縮特性,低合金鋼水的流動性比高合金鋼水的好一些。

連鑄與軋制相結(jié)合(連鑄+液心壓下)可以進一步消除連鑄圓管坯的中心疏松和縮孔,同時也可以改善連鑄圓管坯的鑄態(tài)組織。


 
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