连铸大圆坯包晶反应区域影响因素分析

李文双，张灵通，朱林林，郭金龙，付鹏冲,2

（1西王特钢有限公司，山东 滨州256200；2中国科学技术大学，安徽 合肥230026）

1　前言

在大圆坯连铸生产过程中，连铸坯表面质量对最终轧制产品质量有重要影响，其中连铸坯表面纵裂纹和星状裂纹是低碳钢连铸常见的冶金缺陷。大量研究表明［1-2］，低碳钢连铸坯表面裂纹与包晶反应有密切关系。为了提高包晶钢表面质量，研究包晶反应机理和包晶反应区域，能够在实际生产过程中通过优化成分设计，避开包晶反应强烈体积收缩剧烈的区间，对提高产品质量有重要的指导意义。

西王特钢有限公司在实际生产圆管坯MSL-1和MSL-8A的过程中，部分连铸坯出现了表面纵裂纹，通过理论计算和试验研究，对连铸坯成分进行调整和保护渣设计，成功解决了此类问题；同时，通过包晶钢生产积累大量有价值的经验数据，为以后相关钢种的开发打下基础。

2　包晶反应区域影响因素分析

2.1　包晶反应特点

Fe-C二元平衡相图中，在1 495℃时发生包晶反应：δ+L→γ。在此反应中δ（wS（［C］）=0.09%）、γ（wP（［C］）=0.17%）和L（wF（［C］）=0.53%）三相共存。其结晶过程为：钢水从中间包进入结晶器后，当靠近结晶器壁的钢液的温度降到液相线温度时，首先从液体中结晶出固相δ，并以枝晶形式长大；当温度达到1 495℃时，发生包晶反应δ+L→γ，围绕δ枝晶形成γ包层，构成δ+L+Fe的三相界面；随着结晶器温度不断下降，γ相通过碳原子在相界面上扩散长大，不断消耗δ相和液相，直到全部变成γ相。

当发生包晶反应δ+L→γ转变时，线收缩系数为9.8×10-5/℃，而未发生包晶反应的δ相的线收缩系数为2×10-5/℃［3］。……