D0L:10.13374f.issn1001-053x.2011.11.018 第33卷第11期 北京科技大学学报 Vol.33 No.11 2011年11月 Journal of University of Science and Technology Beijing Now.2011 LCAK钢连铸头坯亚表层hook结构特征 杨 文)回许志刚) 薛勇强》曹晶”王新华) 王万军) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)首钢京唐钢铁联合有限责任公司制造部，唐山063200 ☒通信作者，E-mail:yangwen-flying@163.com 摘要对LCAK钢头坯亚表层hook结构的特征进行了研究.结果显示：hook各特征之间存在着显著的相关性，比如随着 hook倾角的增加，hook的长度、深度和厚度等也都呈现增大趋势：随着振痕深度增加、拉速减小，hook各特征也都呈现出增加 的趋势：hook的长度、深度和厚度等随着浇铸长度的增加而减小，在浇铸7.9m后hook各特征基本不变，这与结晶器热流呈现 出相反的关系，热流越大，hook越短.最后提出了一种hook的形成机理，认为弯月面凝固发生于正滑脱后期和负滑脱前期两 个阶段，此机理能够解释实验中观察到的hook起始点偏离振痕波谷的现象，并对hook的影响因素进行了讨论. 关键词连铸：铸坯：本征缺陷：结构特征：形成机理 分类号T℉777.1 Structure characteristic of subsurface hooks in continuous cast LCAK steel head slabs YANG Wen'》,XU Zhi--gang',XUE Yong-qiang,CAO Jing”,WANG Xin--hua”,WANG Wan-jun” 1)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Seience and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Manufacturing Department of Shougang Jingtang United Iron Steel Co.Lid.,Tangshan 063200,China Corresponding author,E-mail:yangwen-lying@163.com ABSTRACT The characteristics of subsurface hooks in continuous cast LCAK steel head slabs were investigated.The results show that the hook characteristics have significant correlations with each other,e.g.the mean hook length,thickness and depth increase with the rise of hook angle.The hook characteristics increase when the oscillation mark depth increases and the casting speed decrea- ses.With the increase of casting length,the mean hook length,depth and thickness decrease,and when the casting length exceeds 7.9m the hook characteristics remain stable.However the mold heat extraction has a reverse trend,thus with the increase of heat ex- traction the hooks become shorter.Finally a hook formation mechanism was proposed.It is suggested that meniscus freezing occurred during two stages,the late stage of the positive strip period and the earlier stage of the negative strip period.The mechanism could ex- plain the phenomena that the hook root deviates from the valley of the oscillation mark,and then the main factors affecting hook charac- teristics were discussed. KEY WORDS continuous casting:casting slabs:intrinsic defects:structure characteristic:formation mechanism 振痕是现代连铸坯的本征缺陷，主要有两种基 成长条和气泡缺陷P-;另一方面，在hook处晶粒 本形态：凹陷状振痕和钩状振痕口.其中钩状振痕 比较粗大，且在hook附近存在由于Al、Mn、N和P 由于具有常出现于低碳钢尤其是超低碳钢铸坯皮下 等元素微观正偏析而产生的脆性析出物，在应力作 的钩状结构（即hook结构），其对连铸坯表面质量 用下hook根部处易成为微裂纹的发生源B-日 乃至最终轧板的质量有很大危害.一方面由于hook 为减小其危害，国内外研究者对hook结构进行 结构一般都更深入钢液，结晶器卷入的保护渣、夹杂 了广泛的研究.hook结构的生成机理主要可以总结 物以及气泡在上浮的过程中更容易碰到hook组织 为以下两种：①基于初始凝固坯壳的弯曲和钢液溢 而被捕捉成为表面夹杂或气孔，并最终在轧制后形 流的机理，初始凝固坯壳顶端被渣道压力等压得 收稿日期：2010-1005 基金项目：“十一五”国家科技支撑计划资助项目(2006BAE03A13)第 33 卷 第 11 期 2011 年 11 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 33 No． 11 Nov． 2011 LCAK 钢连铸头坯亚表层 hook 结构特征 杨 文1) 许志刚1) 薛勇强2) 曹 晶1) 王新华1) 王万军1) 1) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 2) 首钢京唐钢铁联合有限责任公司制造部，唐山 063200 通信作者，E-mail: yangwen-flying@ 163． com 摘 要 对 LCAK 钢头坯亚表层 hook 结构的特征进行了研究． 结果显示: hook 各特征之间存在着显著的相关性，比如随着 hook 倾角的增加，hook 的长度、深度和厚度等也都呈现增大趋势; 随着振痕深度增加、拉速减小，hook 各特征也都呈现出增加 的趋势; hook 的长度、深度和厚度等随着浇铸长度的增加而减小，在浇铸 7. 9 m 后 hook 各特征基本不变，这与结晶器热流呈现 出相反的关系，热流越大，hook 越短． 最后提出了一种 hook 的形成机理，认为弯月面凝固发生于正滑脱后期和负滑脱前期两 个阶段，此机理能够解释实验中观察到的 hook 起始点偏离振痕波谷的现象，并对 hook 的影响因素进行了讨论． 关键词 连铸; 铸坯; 本征缺陷; 结构特征; 形成机理 分类号 TF777. 1 Structure characteristic of subsurface hooks in continuous cast LCAK steel head slabs YANG Wen1) ，XU Zhi-gang1) ，XUE Yong-qiang2) ，CAO Jing1) ，WANG Xin-hua1) ，WANG Wan-jun1) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Manufacturing Department of Shougang Jingtang United Iron ＆ Steel Co． Ltd． ，Tangshan 063200，China Corresponding author，E-mail: yangwen-flying@ 163． com ABSTRACT The characteristics of subsurface hooks in continuous cast LCAK steel head slabs were investigated． The results show that the hook characteristics have significant correlations with each other，e． g． the mean hook length，thickness and depth increase with the rise of hook angle． The hook characteristics increase when the oscillation mark depth increases and the casting speed decrea￾ses． With the increase of casting length，the mean hook length，depth and thickness decrease，and when the casting length exceeds 7. 9 m the hook characteristics remain stable． However the mold heat extraction has a reverse trend，thus with the increase of heat ex￾traction the hooks become shorter． Finally a hook formation mechanism was proposed． It is suggested that meniscus freezing occurred during two stages，the late stage of the positive strip period and the earlier stage of the negative strip period． The mechanism could ex￾plain the phenomena that the hook root deviates from the valley of the oscillation mark，and then the main factors affecting hook charac￾teristics were discussed． KEY WORDS continuous casting; casting slabs; intrinsic defects; structure characteristic; formation mechanism 收稿日期: 2010--10--05 基金项目:“十一五”国家科技支撑计划资助项目( 2006BAE03A13) 振痕是现代连铸坯的本征缺陷，主要有两种基 本形态: 凹陷状振痕和钩状振痕［1］． 其中钩状振痕 由于具有常出现于低碳钢尤其是超低碳钢铸坯皮下 的钩状结构( 即 hook 结构) ，其对连铸坯表面质量 乃至最终轧板的质量有很大危害． 一方面由于 hook 结构一般都更深入钢液，结晶器卷入的保护渣、夹杂 物以及气泡在上浮的过程中更容易碰到 hook 组织 而被捕捉成为表面夹杂或气孔，并最终在轧制后形 成长条和气泡缺陷［2--4］; 另一方面，在 hook 处晶粒 比较粗大，且在 hook 附近存在由于 Al、Mn、N 和 P 等元素微观正偏析而产生的脆性析出物，在应力作 用下 hook 根部处易成为微裂纹的发生源［5--6］． 为减小其危害，国内外研究者对 hook 结构进行 了广泛的研究． hook 结构的生成机理主要可以总结 为以下两种: ①基于初始凝固坯壳的弯曲和钢液溢 流的机理［7］，初始凝固坯壳顶端被渣道压力等压得 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2011.11.018