淺析軸承鋼大方坯表面電焊疤缺陷

郭峻宇+李健+葉德新

摘 要：電焊疤表面缺陷與結晶器冷卻偏強且不均勻有關，從之前的試驗結果分析，結晶器銅管內壁磨損等工況條件不是產生電焊疤缺陷的主要因素，其與結晶器保護渣性能指標有直接關系。

關鍵詞：軸承鋼；表面質量；電焊疤

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.002

0 前言

據統計，特鋼7號機生產的280方斷面的軸承鋼，表面電焊疤缺陷占33%，主要集中在東西兩側面，內外弧面較少。

1 電焊疤特征

顧名思義，電焊疤缺陷主要是因為該形貌跟電焊的紋理非常相似而得名，是高碳鋼種特有的一種表面質量缺陷。其主要位于距面中心線1/2的范圍內，沿鑄坯拉矯方向，呈條狀凹槽，凹槽內有電焊疤紋理，斷斷續續，間斷性產生。（見下圖1）。

2 形成原因

電焊疤屬于表面質量缺陷，主要決定于鋼水在結晶器內的凝固過程，它是與結晶器初生坯殼的均勻性、結晶器液面波動精度、浸入式插入深度、保護渣性能等因素有關的。

GCr15屬于高碳軸承鋼，固液相線寬度大，導熱性差，鋼水在結晶器內形成初生坯殼后，由于局部冷卻過大，坯殼局部收縮形成橫向拉力，使得坯殼撕裂，內部鋼水滲出凝固后形成電焊疤缺陷。

電焊疤表面缺陷與結晶器冷卻偏強且不均勻有關，從之前的試驗結果分析，結晶器銅管內壁磨損等工況條件不是產生電焊疤缺陷的主要因素，其與結晶器保護渣性能指標有直接關系。

3 保護渣對電焊疤的影響

對比試驗兩種結晶器保護渣，保護渣性能指標如下表1所示。

從上表可看出，高碳渣保護渣黏度、熔化溫度比GCr15鋼專用渣高，堿度比GCr15鋼專用渣低。

結晶器內坯殼生長的理想狀況是渣膜厚度在結晶器四周均勻一致，坯殼和結晶器間總氣隙體積小且分布均勻，尤其是彎月面以下100mm處不產生較大收縮氣隙。這種條件下坯殼各部位散熱均勻、坯殼生長厚度大致相同、且出結晶器時坯殼厚度相對較大，不會出現嚴重表面缺陷。

當出現鋼水純凈度差，鋼水中高熔點夾雜物增多時，渣中堿度低對保護渣吸附高熔點夾雜物能力有影響，嚴重時會出現變性，進而高熔點化合物粘附在結晶器壁彎月面上，阻礙了液渣流入，較早收縮的坯殼與結晶器之間形成氣隙，傳熱降低，回熱增加，坯殼變薄，受橫向應力作用，易形成電焊疤缺陷。

3.1 試驗內容

在一個8連澆次軸承鋼上進行，斷面280*280mm，共5個流次，I、II流使用GCr15專用渣，III、IV、V流使用高碳渣，試驗結果如下表2所示。

3.2 試驗結果

從上表2可以看出，使用GCr15專用渣的流次產生電焊疤缺陷坯5支，占比2.5%；使用高碳渣的流次，電焊疤缺陷坯33支，占比16.5%；可見，GCr15專用渣有利于改善軸承鋼的表面電焊疤缺陷。這主要是由于GCr15鋼專用渣的堿度比另一種高碳渣高， GCr15鋼專用渣吸附夾雜物的能力比高碳渣好，在相同鋼水純凈度條件下，吸附夾雜物后保護渣變性機率低，在彎月面處產生“弱”冷作用減少了氣隙，使坯殼相對散熱較多，結晶器內坯殼厚度增大，坯殼不易撕裂，對改善鑄坯表面質量有利，電焊疤缺陷產生機率較低。

4 結論

通過試驗我們發現，保護渣堿度是影響軸承鋼電焊疤缺陷的主要因素，當保護渣堿度較高時，有利于改善鑄坯表面質量，降低電焊疤缺陷的產生機率。

參考文獻：

[1]齊欣，于慶波，宋永剛.冶金參數對軸承鋼表面質量的影響[J].黑龍江冶金，1999（03）.endprint