亚包晶钢连铸坯角部横裂纹控制研究

碳质量分数处于0.09％～0.16％的钢种称为亚包晶钢。在连铸过程中，钢水要经过相变、结晶等一系列过程，特别是当钢的碳含量处于包晶反应区域内时，由于包晶反应的发生，液相与δ相几乎同时消失转变为奥氏体，造成较大的体积收缩，增大了铸坯与结晶器之间的空隙，热阻相应增大。由于传热的不均匀，凝固坯壳厚度也不均匀，在热应力、摩擦力、钢水静压力的作用下，裂纹敏感性大大增加，而当这些应力的值大于坯壳表面所能承受的最大应力时，铸坯表面就会开始产生裂纹，其中以角部横裂纹尤为显著。

北京科技大学的学者为了提高亚包晶钢连铸坯表面质量，运用低倍显微观察以及模拟等手段对亚包晶钢连铸坯角部横裂纹的形成机理进行了研究，研究结果表明：不同钢种角部横裂纹附近组织不一，碳质量分数为0.15％的钢种裂纹附近组织为均匀的铁素体＋珠光体，而碳质量分数为0.093％的钢种的裂纹主要发生在厚度约50μｍ的沿晶先共析铁素体薄膜上，后者裂纹的发生率约为前者的3倍；碳含量对钢种塑性有根本性影响，从而影响角部横裂纹的发生，工业试验结果表明在碳质量分数低于0.1％范围内，将碳质量分数降低至0.07％，角部横裂纹的发生率可由原来的44％降低至约4％。二冷数值模拟优化结果表明，优化采用的弯曲段前弱冷模式及弯曲段之后内弧强冷模式的冷却方案可保证连铸坯内外弧角部温度均避开第Ⅲ脆性区，优化后裂纹数量及长度大幅度降低，角部横裂纹的发生可得到良好控制。