连铸坯装炉温度与表面质量的关系.doc

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1、连铸坯装炉温度与表面质量的关系国内外有些工厂，从品种质量的要求出发，为重要专用钢种的中、高温装炉的温度规定了一个禁忌的区间，即认为900～600℃的锭温是不宜热装炉的温度区间。其依据是：钢锭从液态降温下来，到900℃左右时，开始由γ(面心结构)向α(体心结构)逐步转变，体积有所增大。这种品格结构上的转变，要持续到700℃左右才能完成。在转变过程中，γ与α两相并存，并时有相互的转变。如果将钢锭在这个温度区间内装入温度很高的均热炉内（炉温通常均大于1000℃），则钢锭表面温度较低并已完成了向α转变的部分，将处于升温状态，并朝γ转变，而钢锭内部的高温部分则还在继续降温并朝α转变

2、中。这样，外表体积在缩小，而内部体积则要增大，尽管这种体积变化量甚微(约1%)，但对它所引起的组织应力却不可低估。它足以构成潜在裂纹的倾向性。因此，在制订装炉工艺规范时，需避开这个“双向转变”的温度区间。要么在900℃以上装入炉内，让钢锭内外一齐处在γ的结构下，一齐升温，要么降到600℃以下(内部可达700~750℃)，在内外均已完成向α转变之后再一起升温，同步收缩。以免引发不必要的组织应力，达到热力学行为上的均一性。当然，这里所称的600~900℃区间是一个泛指的极念，其确切的温度及其所对应的传搁时间，随钢的成分(合金含量)、钢锭大小、送锭方式及装炉炉温等因索有关。这种

3、对装炉温度的控制，对生产重要用途的钢种(如石油、地质、轨梁等用钢)尤为重要。有一些工厂更进一步认为，为降低重要钢种产生微裂纹的倾向性，还有比控制在炉温度更为重要的因素。这就是通过调整钢中的铝量和改变钢锭的冷却工艺，来优化氮化铝析出的行为和时机。鞍钢的研究认为，以铝作脱氧剂的镇静钢，氮化铝等夹杂物沿初生的γ体晶界析出是导致晶界脆化的主要原因，并指出晶界断裂的面积与加铝量有密切关系。其析出的时机又与钢锭的冷却速度密切相关．而提高钢锭铸后的冷却速度则是抑制氮化铝析出的有效措施。——《钢的质量现代进展（上篇）普通碳素钢和低合金钢》第50页连铸坯热装中的热脆是连铸坯热装时在轧制过程

4、中因钢的塑性降低而导致产生的轧件缺陷。采用Al脱氧的优质钢及合金钢中有相当数量的Al以AlN形式存在，由于AlN在奥氏体中溶解度较大，在均一奥氏体中的析出速度是很慢的，当连铸坯在冷却过程中温度到达奥氏体向铁素体转变温度Ar3时，由于有先共析铁素体析出，AIN析出速度大大加快，这是因为AIN在铁素体中的溶解度很小，大部分AIN是在750~900℃的温度范围内析出的。这个温度范围基本上与转变温度范围相一致，约为600~1000℃。而对于具体钢种的实际温度范围决定于该钢种的碳含量及合金成分含量，因为碳和合金成分含量影响钢的转变温度范围，而当连铸坯热送热装时，为减少温降，尽量降低

5、冷却速度。于是，可能出现在该温度段停留时间较长的情况。停留时间越长，AIN析出量越大。AIN在奥氏体中的析出是在晶界沉淀析出，当连铸坯在奥氏体分解温度Ar1以上热装，进行再加热轧制时，难溶的AIN难以聚合与溶解，集中在晶界。当轧制时阻碍金属热变形过程中的晶界移动，于是在晶粒边界形成应力聚集，当该应力超过晶粒之间的结合力时，即产生了晶间裂纹。完成γ—>α相变可以消除已析出的AIN的影响。连铸坯热送热装时，由于铸坯内部与坯表面温度差较大，因此AIN的大量析出与轧件的塑性降低主要表现在轧件表面，于是在轧件表面产生晶间裂纹形式的表面缺陷。因此，连铸坯热装时钢的热脆是由Al的氮化物

6、沉淀析出引起的，这种现象可能在铸坯冷却过程中发生，其结果是在热装时再加热轧制过程中产生裂纹。