浅析轴承钢大方坯表面电焊疤缺陷

郭峻宇+李健+叶德新

摘 要：电焊疤表面缺陷与结晶器冷却偏强且不均匀有关，从之前的试验结果分析，结晶器铜管内壁磨损等工况条件不是产生电焊疤缺陷的主要因素，其与结晶器保护渣性能指标有直接关系。

关键词：轴承钢；表面质量；电焊疤

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

0 前言

据统计，特钢7号机生产的280方断面的轴承钢，表面电焊疤缺陷占33%，主要集中在东西两侧面，内外弧面较少。

1 电焊疤特征

顾名思义，电焊疤缺陷主要是因为该形貌跟电焊的纹理非常相似而得名，是高碳钢种特有的一种表面质量缺陷。其主要位于距面中心线1/2的范围内，沿铸坯拉矫方向，呈条状凹槽，凹槽内有电焊疤纹理，断断续续，间断性产生。（见下图1）。

2 形成原因

电焊疤属于表面质量缺陷，主要决定于钢水在结晶器内的凝固过程，它是与结晶器初生坯壳的均匀性、结晶器液面波动精度、浸入式插入深度、保护渣性能等因素有关的。

GCr15属于高碳轴承钢，固液相线宽度大，导热性差，钢水在结晶器内形成初生坯壳后，由于局部冷却过大，坯壳局部收缩形成横向拉力，使得坯壳撕裂，内部钢水渗出凝固后形成电焊疤缺陷。

电焊疤表面缺陷与结晶器冷却偏强且不均匀有关，从之前的试验结果分析，结晶器铜管内壁磨损等工况条件不是产生电焊疤缺陷的主要因素，其与结晶器保护渣性能指标有直接关系。

3 保护渣对电焊疤的影响

对比试验两种结晶器保护渣，保护渣性能指标如下表1所示。

从上表可看出，高碳渣保护渣黏度、熔化温度比GCr15钢专用渣高，碱度比GCr15钢专用渣低。

结晶器内坯壳生长的理想状况是渣膜厚度在结晶器四周均匀一致，坯壳和结晶器间总气隙体积小且分布均匀，尤其是弯月面以下100mm处不产生较大收缩气隙。这种条件下坯壳各部位散热均匀、坯壳生长厚度大致相同、且出结晶器时坯壳厚度相对较大，不会出现严重表面缺陷。

当出现钢水纯净度差，钢水中高熔点夹杂物增多时，渣中碱度低对保护渣吸附高熔点夹杂物能力有影响，严重时会出现变性，进而高熔点化合物粘附在结晶器壁弯月面上，阻碍了液渣流入，较早收缩的坯壳与结晶器之间形成气隙，传热降低，回热增加，坯壳变薄，受横向应力作用，易形成电焊疤缺陷。

3.1 试验内容

在一个8连浇次轴承钢上进行，断面280*280mm，共5个流次，I、II流使用GCr15专用渣，III、IV、V流使用高碳渣，试验结果如下表2所示。

3.2 试验结果

从上表2可以看出，使用GCr15专用渣的流次产生电焊疤缺陷坯5支，占比2.5%；使用高碳渣的流次，电焊疤缺陷坯33支，占比16.5%；可见，GCr15专用渣有利于改善轴承钢的表面电焊疤缺陷。这主要是由于GCr15钢专用渣的碱度比另一種高碳渣高， GCr15钢专用渣吸附夹杂物的能力比高碳渣好，在相同钢水纯净度条件下，吸附夹杂物后保护渣变性机率低，在弯月面处产生“弱”冷作用减少了气隙，使坯壳相对散热较多，结晶器内坯壳厚度增大，坯壳不易撕裂，对改善铸坯表面质量有利，电焊疤缺陷产生机率较低。

4 结论

通过试验我们发现，保护渣碱度是影响轴承钢电焊疤缺陷的主要因素，当保护渣碱度较高时，有利于改善铸坯表面质量，降低电焊疤缺陷的产生机率。

参考文献：

[1]齐欣，于庆波，宋永刚.冶金参数对轴承钢表面质量的影响[J].黑龙江冶金，1999（03）.endprint