SCR7000连铸连轧铜杆扭转裂纹的关键影响因素

针对SCR7000工艺生产低氧光亮铜杆的扭转裂纹问题,采用SEM+EDS、OM等研究了铜杆中的杂质元素,中心与边部的晶粒尺寸及硬度差异,铜坯凝固组织异常等关键影响因素对扭转裂纹的影响。结果表明:铜杆扭转裂纹中存在Fe、Ni、Cr、Si等杂质元素的局部富集,产生了应力集中,诱导了铜杆表层的扭转裂纹。分析认为,这些杂质元素主要来自浇包、过滤器及钢溜嘴等材料的熔损;铜杆中心部位的平均晶粒尺寸、硬度与边部的差异大,导致扭转裂纹敏感性大,这是铜坯的入轧温度、轧制过程的铜杆冷却不合适、轧机与铜坯间的摩擦作用以及SCR7000工艺多道次轧制所致;铸轮结垢的严重程度与扭转裂纹的发生率存在明显的正相关关系,这是严重的铸轮结垢导致铜坯凝固组织异常所致。

SCR7000铜杆生产的铸轮结晶器结垢机理分析

采用SEM、EDS及XRD分析了某SCR 7000铸轮结晶器表面结垢层,结合喷淋冷却水与高温铸轮相互作用探究了铸轮结晶器结垢机理。研究表明,铸轮结晶器内腔凹槽垢层由炭黑、Cu、Cu_(2)O和CaO等物相混合组成,是乙炔燃烧不完全形成的炭黑富集、冲渣水中CaCO_(3)浓缩析出、高温分解及Cu结晶器、铜坯的高温扩散等因素复合形成的,而铸轮结晶器底部与外侧垢层主要由CaCO_(3)组成。这是因铸机冷却水蒸发、水处理能力不足导致铸机喷淋水硬度高,在高温铸轮表面CaCO_(3)晶体过饱和析出,铸轮底部喷淋水膜中CaCO_(3)颗粒受离心力作用,加速了CaCO_(3)晶体水垢形成。铸轮结晶器各个面结垢层的物相、厚度、均匀性的差异导致了倒梯形铜坯凝固组织的异常。通过降低铸机浊环水硬度和采用净循环水冲渣的工艺措施,铸轮结垢程度与铜坯凝固组织明显改善。