连铸坯质量缺陷

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连铸坯缺陷的产生与防止措施 Microsoft Word 文档1

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连铸坯裂纹的产生与防止措施连铸坯裂纹的分类 :铸坯表面裂纹包括表面纵裂纹、表面横裂纹、网状裂纹(星裂)、发裂、角部纵裂纹、角部横裂纹等;铸坯内部裂纹包括中间裂纹、角部裂纹、中心线裂纹、三角区裂纹、皮下裂纹、矫直裂纹等。

1.1 铸坯表面裂纹部纵裂纹等几种主要的缺陷形式。

铸坯表面裂纹主要有表面纵裂纹、表面横裂纹、网状裂纹、角部横裂纹、边铸坯表面裂纹是在结晶器内产生的,在二冷段得到扩展。

它会导致轧制板材表面的微细裂纹,影响最终产品的表面质量。

图1为表面裂纹示意图图 1 铸坯表面裂纹示意图1-表面纵裂纹;2-表面横裂纹;3-网状裂纹;4-角部横裂纹;5-边部纵裂纹1.1.1 表面纵裂纹连铸坯表面纵裂纹是指沿着拉坯方向在铸坯表面上发生的裂纹。

它可由工艺因素或设备因素引起。

由工艺因素引起的纵裂,大多出现在铸坯宽面的中央部位,是表面裂纹中最常见的一种裂纹缺陷。

纵裂主要是由于初生坯壳在结晶器内冷却强度不均匀,造成应力的集中,在坯壳相对较薄的地方坯壳厚度不足以承受这种应力,致使坯壳裂开而产生裂纹,并在二冷区得到扩展,形成表面纵裂纹。

图2 图3 图4为表面纵裂纹示意图图2图3 图41.影响连铸坯表面纵裂纹因素:实际生产过程中,主要有以下因素影响连铸坯表面纵裂纹的产生:1) 成品成分及钢水质量(1) 成品钢中碳含量处在亚包晶和包晶反应区时,由于初生坯壳在结晶器弯月面内激冷时收缩较大,容易造成初生坯壳厚薄不均,从而使铸坯发生纵裂纹的倾向增加。

因此,在实际生产中各连铸厂家都尽量控制其成品钢中碳含量,使其避开亚包晶和包晶反应区,从而减少铸坯纵裂纹的发生机率。

(2) 成品钢中硫、磷含量也会影响铸坯纵裂纹的产生。

钢中硫、磷含量增加时,钢的高温强度和塑性明显降低,在应力作用下就容易产生裂纹,因此,在实际生产中各连铸厂家都尽量控制其成品钢中硫、磷含量,尽量控制在0.02%以内。

(3) 钢中微合金如铌、钒等对铸坯纵裂纹的产生也有重要影响,因为微合金而产生的铸坯纵裂纹在铸坯表面上分布不规则,缺陷较短、数量较多。

防止连铸坯夹渣(杂)缺陷的措施及规定精选

防止连铸坯夹渣(杂)缺陷的措施及规定精选

防止连铸坯夹渣(杂)缺陷的措施及规定连铸质量及干净钢消费决定了提供连铸钢水的温度、成分和纯洁度都要进展操纵,同时平衡有节拍的为连铸机提供合格质量的钢水,也是保证连铸机消费顺利及质量保障的首要条件。

提高质量认识,标准质量行为,使炼钢-连铸消费过程的质量受控,是本规定的主旨。

1连铸坯夹渣(杂)缺陷的成因1.1定义:来自于炼钢和浇注过程中的物理化学产物、耐火材料侵蚀产物或卷入钢液的保护渣被称为非金属夹杂物。

非金属夹杂物在酸浸低倍试样上表现为暗黑色斑点。

而铸坯夹渣是夹杂物镶嵌于铸坯外表(形状不规那么)或皮下(深浅不一)的渣疤。

1.2成因:1.2.1钢水氧化性强、温度高、夹杂物多,流淌性不好,中包水口壁上高熔点的大块附着物忽然脱落进入结晶器钢水。

1.2.2保护渣功能不良,渣条多,渣条未捞净,以及中间包液面、结晶器液面急剧波动,造成中间包下渣、结晶器内卷渣并镶嵌于坯壳处。

1.2.3钢包底吹制度执行不好,造成脱氧产物上浮排除不充分。

1.2.4保护浇注执行不好,造成钢液被二次氧化。

1.2.5中包钢水过热度高,耐火材料质量差。

1.2.6中间包内吹氧、加调温料以及金属料等。

2连铸坯夹渣(杂)缺陷的危害2.1破坏了钢的连续性和致密性,轧制过程不能被焊合消除,对钢材质量造成危害。

2.2夹渣部位坯壳薄,容易破裂导致漏钢;夹渣铸坯轧制后,钢材外表遗留为结疤。

3钢水质量操纵措施及规定3.1在一定的消费条件下,要降低转炉终点溶解氧[O]溶,必须精确操纵终点钢水碳和温度。

3.1.1冶炼Q195及其他钢种,终点[C]操纵≥0.06%。

3.1.2开机第一炉及热换第一炉,终点温度操纵在1735~1755℃,出钢温度操纵在1715~1735℃。

特别情况下按机长要的温度操纵。

连浇时那么按温度制度规定操纵。

3.1.3提高转炉终点碳和温度的命中率,杜绝后吹。

挡渣出钢操纵下渣量。

3.1.4冶炼Q195,开机及热换第一炉,成品[Mn]按0.45%左右操纵,成品[Si]按0.15%左右操纵,锰硅比≥2.8;并按3.0左右操纵。

连铸坯的缺陷及控制

连铸坯的缺陷及控制

二冷段和末端区的电磁搅拌可有效抑制枝晶搭桥形成封闭 的液窝。
连铸主要工艺参数
① 拉坯速度及其控制 ② 铸坯的冷却(结晶器冷却、二次冷却)
连铸坯的内部凝固是在出结晶器后进行的,后继的二次水冷、 弯曲矫直等直接影响内部质量。
连铸坯的缺陷及控制
提高连铸坯内部质量的工艺措施:
① 控制二冷段的传热,使铸坯均匀凝固,提高等轴晶率; 偏析、缩孔、缩松
② 降低浇钢的过热度; ③ 使用性能好的保护渣,防止钢水二次氧化和污染; ④ 控制拉速,保证连铸机正常运行; ⑤ 电磁搅拌(二冷段和末端区)。 偏析、缩孔、缩松
连铸坯的缺陷及控制
提高连铸坯表面质量的工艺措施:
① 控制结晶器的传热,使初凝固壳均匀; 裂纹、凹陷
② 控制结晶器的振动;
振痕、横裂纹
③ 使用性能好的保护渣;
气孔、夹杂
④ 优化结晶器结构;
倒锥角度,弧形壁
⑤ 电磁搅拌;
气孔、夹杂
⑥ 软接触电磁连铸。
振痕、裂纹
电磁搅拌的部位:
结晶器电磁搅拌:
(1)借助旋转电磁场使连铸 机结晶器内的金属液产生平 面旋转,去除杂质、气体。
结晶器电磁搅拌:
(2)扩大等轴晶区改善宏观 偏析,减少粗大柱状晶区 。
软接触电磁连铸:
软接触电磁连铸:
(1)减轻结晶器振动对弯月 面的影响,液态渣膜连续均 匀。
软接触电磁连铸:
(2)减小初凝壳对结晶器的 连铸坯的内部缺陷
裂纹 气孔 夹杂 缩孔、缩松 成分偏析
连铸坯的缺陷及控制
连铸坯的缺陷及控制
1. 连铸坯的表面缺陷
裂纹 气孔 夹杂 振痕、凹陷 成分偏析
连铸坯的缺陷及控制
1. 连铸坯的表面缺陷

连铸坯表面质量缺陷及处理措施

连铸坯表面质量缺陷及处理措施

连铸坯表面质量缺陷及处理措施【摘要】对于连铸板坯而言,振痕和裂纹是其主要的质量缺陷问题。

虽然这个缺陷在大多数情况下对连铸坯的质量影响不大,但是如果不及时有效的处理调还会带来很多附加的质量问题。

尤其是在生产不锈钢和高强度钢品种时,这种质量缺陷所带来的弊端更加明显。

【关键词】连铸坯;振痕;质量影响1振痕形成机理在连铸坯生产中,振痕和裂纹是两种最为常见的质量缺陷问题,主要是由于弯月面顶端溢流造成的,该缺陷形成以后会附带其他质量缺陷一并产生。

2振痕对铸坯质量的影响振痕对连铸坯的质量影响会导致后期出现列裂纹,包括横裂纹、角部横裂纹及矫直裂纹。

如果连铸坯内掺杂的杂质较多,会导致大规模网状裂纹的出现,甚至出现穿钢现象。

如果在连铸坯出现振痕的地方晶粒很大,就会产生晶间裂纹现象,在这样的情况下需要对连铸坯修磨,从而提高成材率。

3影响振痕深度的因素振动参数对振痕形状和深度有重要影响。

其中振幅、频率、负滑脱时间及振动方式最为重要;结晶器保护渣的耗量、粘度、保温性能及表面性能等有着重要影响;.钢的凝固特性对振痕有着重要影响,特别是当钢中碳含量和钢中Ni/Cr 比影响最突出。

当钢中碳含量为0.1%左右,Ni/Cr≈0.55左右,铸坯表面振痕最深。

4减少振痕深度的措施采用小振幅(s)、高频率(f)及减少负滑脱时间(tN),可以有效的减少振痕的深度;采用非正弦振动方式可以减少振痕的深度,这是因为非正弦振动其负滑脱时间tN比正弦振动短;采用渣耗量低,粘度高的保护渣,可以使振痕深度变浅。

采用保温性能好和能增加弯月面半径的保护渣可以减少振痕深度;提高不锈钢、钢液的过热度,尤其是含钛和含铝的不锈钢对减少该钢表面振痕深度是有效的。

提高结晶器进出冷却水的温差,对减少振痕深度是有利的。

5铸坯表面裂纹5.1表面纵裂纹铸坯表面纵裂纹是铸坯最主要表面缺陷,对铸坯质量影响极大,特别是板坯和圆坯最为突出,报废量和整修量很大。

5.1.1纵裂纹类型铸坯表面沟槽纵裂纹。

连铸板坯缺陷对下工序的质量影响

连铸板坯缺陷对下工序的质量影响

连铸板坯缺陷对下工序的质量影响摘要:为满足用户对产品质量越来越严格的要求,生产价格便宜高质量产品是人们追求的目标。

而轧制产品质量是与连铸坯缺陷紧密相联系的。

关键字:连铸坯;质量控制引言:在现代的工业发展中,质量的高低已逐渐决定着企业的命运。

市场竞争以价格竞争为主转向以质量竞争为主,为了达到提高连铸板坯质量更好的为下工序服务的目标,使我们的产品在下游客户的手中能更好的体现使用价值。

一、连铸板坯缺陷的分类与分析1、连铸板坯缺陷的分类炼钢-精炼-连铸工艺流程生产的连铸板坯作为半成品共给轧钢,轧制成不公规格的板材以满足不同单位的需求。

只有提供高质量的连铸板坯,才能轧制出高质量的产品。

连铸板坯缺陷包括以下几个方面:连铸板坯的纯净度:主要是钢中夹杂物类型、形貌、尺寸和分布。

(1)连铸板坯的表面缺陷:主要是指连铸板坯的表面纵裂纹、横裂纹、网状裂纹、夹渣、气泡等。

缺陷严重的会造成废品,甚至会已传至轧制产品内。

(2)连铸板坯的内部缺陷:主要是指连铸板坯内部裂纹、中心疏松、缩孔、偏析等。

缺陷严重者会影响轧制产品的力学性能和使用性能。

2、连铸板坯缺陷的分析2.1连铸板坯夹杂物的主要来源钢中夹杂物数量要少,钢中总氧要低,在钢中的夹杂物呈弥散分布而避免成链状串簇状分布(1)内生夹杂物:主要是脱氧产物。

其特点是溶解氧增加,脱氧产物增多。

(2)外来夹杂物:钢水与环境(空气、包衬、炉渣、水口等)作用下的二次氧化产物,其特点为夹杂物粒径大、组成复杂的氧化物、来源广泛、在连铸板坯中成偶然性分布、对产品危害大。

2.2连铸板坯表面裂纹缺陷连铸板坯裂纹包括表面裂纹(纵裂纹、横裂纹、网状裂纹)和内部裂纹(三角区裂纹、中心线裂纹)。

连铸板坯裂纹的形成是一个复杂冶金、物理过程。

是传热、传质、凝固和应力的相互结果。

带液芯的高温铸坯在连铸机运行过程中,各种力作用于高温坯壳产生变形,超过了钢的允许强度和应是产生裂纹的外因,钢对裂纹敏感性是产生裂纹的内因,而连铸机热工做状态和工艺操作是产生裂纹的条件。

连铸产品缺陷的原因分析及改进

连铸产品缺陷的原因分析及改进

201管理及其他M anagement and other连铸产品缺陷的原因分析及改进马 昆(唐钢型线事业部,河北 唐山 063000)摘 要:市场经济的日臻成熟以及生产工艺的不断提升使得客户对于产品质量提出了更高的要求,因铸坯缺陷而导致的质量问题也日益凸显,质量纠纷层出不穷,严重危害到企业的信誉,并由此而造成一定的经济损失。

当前,市场竞争益发激烈,要想满足市场及客户对连铸产品的需求,就必须提高铸坯的质量,进而打破企业经营困境,提升企业竞争实力。

为此,本文着重分析导致连铸产品缺陷的原因,并提出针对性改进措施。

关键词:连铸;缺陷;措施中图分类号:TG335.9 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2019)07-0201-2收稿日期:2019-07作者简介:马昆,男,生于1981年,唐山人,工程师,本科,研究方向:冶金工程。

当前,我国经济已步入快速发展的轨道,国家基本建设逐步加快,极大地推动了工业企业的发展,并由此而拉动了钢铁行工业的快速发展。

当前,无论是钢铁的生产还是钢铁的消费,我国都排在世界首列。

连铸连轧作为一门综合技术是由炼钢、连铸及轧制等各个流程整合而来的,当前日臻成熟的技术优势能够有效提升整个轧材生产过程的工艺质量,还有助于工艺流程的优化和缩短,使得轧材生产系统进一步简化,进而使得能耗降低,生产成本得以有效节约。

就生产工艺而言,无需对连铸生产的板坯进行冷却和精整处理,只需直接用轧机对其热装热送后材料进行轧制即可。

如此一来,为确保连铸连轧具有较高的协调性和紧凑型,必须对连铸板坯从铸机到轧机之间的时间间隔进行有效控制。

相比较于其他板材的生产工艺,连铸连轧工艺中可以用来对铸坯质量问题进行检测和处理的时间十分有限,因此必须在生产过程中加大对铸坯表面及内部质量的控制力度,而要实现这一目的,就必须加快确立无缺陷铸坯制造技术。

然而,在具体实践中,连铸板坯需要经历一个相当复杂的生产流程,其产品质量受到各个环节生产工艺的影响,而现有连铸设备及工艺水平还有待提升,使得连铸板坯的生产很难有效避免裂纹、气泡、夹杂、中心缺陷等问题的出现,严重的甚至影响接下来的轧制工艺。

方坯铸坯缺陷产生原因及预防措施

方坯铸坯缺陷产生原因及预防措施

方坯铸坯缺陷产生原因及预防措施1.前言由于连铸坯质量问题多发于连铸,因此对连铸质量缺陷进行了分析,总结出发生原因,以减少连铸坯质量问题的发生。

2.铸坯主要有以下几种缺陷:2.1卷渣2.1.1表面卷渣(见图1)2.1.2内部卷渣(见图2)图1 图22.2裂纹2.2.1表面裂纹:头部表面裂纹(图3 )、尾部表面裂纹(见4)。

图3 图42.2.2内部裂纹(见图5)图52.3气泡缺陷(见图6、见图7)图6 图73、缺陷产生原因及预防措施3.1卷渣产生原因及预防措施3.1.1表面卷渣产生原因及预防措施产生原因:(1)结晶器内形成渣条,当结晶器内钢液面波动量大于熔渣层厚度时、或挑渣条未挑净时、或在挑渣条过程中将渣条带入结晶器坯壳上时形成卷渣。

(2)在换包或等包降速过程中,由于操作不当造成中包液位较浅,导致中包内钢液形成涡流将中包渣卷进结晶器内,在上浮过程中被坯壳捕作形成卷渣。

(3)调整渣线高度超过液渣层厚度、或有渣条未挑净、等原因时造成颗粒渣被卷到坯壳上而形成卷渣。

(4)在开浇升速前液渣厚度未达到标准,造成颗粒渣或予熔层的保护渣直接与钢液接触,升速过程中在结晶器内造成钢液面发生波动,导致保护渣被卷入到坯壳上,形成卷渣。

(5)中包掉料或有杂物,开浇过程中被钢水冲到结晶器内,从而形成卷渣。

(6)中包内钢液面剧烈波动时,造成中包内覆盖剂被卷入中包钢液中,此时被卷入的覆盖剂受两个力作用:向上的钢水的浮力和向下的钢流股吸力作用,当向下的钢流股吸力大于向上钢水的上浮力时,卷入的覆盖剂就被卷入到结晶器内,在钢流流股的作用下,如被坯壳捕作而形成皮下卷渣,如被向下流股带入液相穴深处而形成内部卷渣。

(7)挑渣条用8#钢线(或细铁线),在钢线上结钢瘤或渣块,有钢瘤的8#线熔断到结晶器钢液内部,如被坯壳捕作到而形成皮下卷渣,如进入液相穴深处而形成内部卷渣。

(8)拉速波动,特别是在升速或降速过程,由于拉矫机电机转速发生变化,从而造成结晶器液面波动,从而形成渣条,形成的渣条被卷入结晶器坯壳上形成卷渣。

连铸板坯缺陷图谱及产生的原因分析

连铸板坯缺陷图谱及产生的原因分析

第二篇连铸板坯缺陷(AA)第二篇连铸板坯缺陷(AA) (1)2.1表面纵向裂纹(AA01) (4)2.2表面横裂纹(AA02) (5)2.3星状裂纹(AA03) (6)2.4角部横裂纹(AA04) (7)2.5角部纵裂纹(AA05) (9)2.6气孔(AA06) (10)2.7结疤(AA07) (11)2.8表面夹渣(AA08) (12)2.9划伤(AA09) (13)2.10接痕(AA13) (14)2.11鼓肚(AA11) (15)2.12脱方(AA10) (16)2.13弯曲(AA12) (17)2.14凹陷(AA14) (18)2.15镰刀弯(AA15) (19)2.16锥形(AA16) (20)2.17中心线裂纹(AA17) (21)2.18中心疏松(AA18) (22)2.19三角区裂纹(AA19) (24)2.20中心偏析(AA20) (26)2.21中间裂纹(AA21) (27)2.1表面纵向裂纹(AA01)图2-1-11、缺陷特征表面纵向裂纹沿浇注方向分布在连铸板坯上下表面,裂纹深度一般为2mm~15mm,裂纹部位伴有轻微凹陷。

在连铸浇注过程中,当连铸板坯坯壳在结晶器内所受到的应力超过了坯壳所能承受的抗拉强度时,即产生表面纵向裂纹。

表面纵向裂纹缺陷在结晶器内产生,出结晶器后若二次冷却不良,裂纹将进一步加剧。

2、产生原因及危害产生原因:①钢中碳含量处于裂纹敏感区内;②结晶器钢水液面异常波动。

当结晶器钢水液面波动超过10mm时,表面纵向裂纹缺陷易于产生;③结晶器保护渣性能不良。

保护渣液渣层过厚、过薄或渣膜厚薄不均,使连铸板坯凝固壳局部过薄而产生表面纵向裂纹;④中间包浸入式水口与结晶器对中不良,钢水产生偏流冲刷连铸板坯凝固壳,而产生表面纵向裂纹。

危害:轻微的表面纵裂纹经火焰清理后均能消除;表面纵向裂纹严重时可能会造成漏钢;表面纵向裂纹若送热轧进行轧制可能导致热轧产品出现分层、开裂缺陷。

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连铸坯的质量缺陷及控制摘要连铸坯质量决定着最终产品的质量。

从广义来说所谓连铸坯质量是得到合格产品所允许的连铸坯缺陷的严重程度,连铸坯存在的缺陷在允许范围以内,叫合格产品。

连铸坯质量是从以下几个方面进行评价的:(1)连铸坯的纯净度:指钢中夹杂物的含量,形态和分布。

(2)连铸坯的表面质量:主要是指连铸坯表面是否存在裂纹、夹渣及皮下气泡等缺陷。

连铸坯这些表面缺陷主要是钢液在结晶器内坯壳形成生长过程中产生的,与浇注温度、拉坯速度、保护渣性能、浸入式水口的设计,结晶式的内腔形状、水缝均匀情况,结晶器振动以及结晶器液面的稳定因素有关。

(3)连铸坯的内部质量:是指连铸坯是否具有正确的凝固结构,以及裂纹、偏析、疏松等缺陷程度。

二冷区冷却水的合理分配、支撑系统的严格对中是保证铸坯质量的关键。

(4)连铸坯的外观形状:是指连铸坯的几何尺寸是否符合规定的要求。

与结晶器内腔尺寸和表面状态及冷却的均匀程度有关。

下面从以上四个方面对实际生产中连铸坯的质量控制采取的措施进行说明。

关键词:连铸坯;质量;控制1 纯净度与质量的关系纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量、形态和分布。

夹杂物的存在破坏了钢基体的连续性和致密性。

夹杂物的大小、形态和分布对钢质量的影响也不同,如果夹杂物细小,呈球形,弥散分布,对钢质量的影响比集中存在要小些;当夹杂物大,呈偶然性分布,数量虽少对钢质量的危害也较大。

此外,夹杂物的尺寸和数量对钢质量的影响还与铸坯的比表面积有关。

一般板坯和方坯单位长度的表面积(S)与体积(V)之比在0.2~0.8。

随着薄板与薄带技术的发展,S/V可达10~50,若在钢中的夹杂物含量相同情况下,对薄板薄带钢而言,就意味着夹杂物更接近铸坯表面,对生产薄板材质量的危害也越大。

所以降低钢中夹杂物就更为重要了。

提高钢的纯净度就应在钢液进入结晶器之前,从各工序着手尽量减少对钢液的污染,并最大限度促使夹杂物从钢液中排除。

为此应采取以下措施:⑴无渣出钢。

⑵采用无氧化浇注技术。

⑶充分发挥中间罐冶金净化器的作用。

⑷采用电磁搅拌技术,控制注流的运动。

⑸充分发挥结晶器的钢液净化器和铸坯表面质量控制器的作用。

⑹连铸系统选用耐火度高,融损小,高质量的耐火材料,以减少钢中外来夹杂物。

2 连铸坯的表面质量连铸坯表面质量的好坏决定了铸坯在热加工之前是否需要精整,也是影响金属收得率和成本的重要因素,还是铸坯热送和直接轧制的前提条件。

连铸坯表面缺陷形成的原因较为复杂,但总体来讲,主要是受结晶器内钢液凝固所控制。

表面缺陷分布如下图:2.1.1 纵向裂纹纵向裂纹在板坯多出现在宽面的中央部位,方坯多发生在棱角处。

表面纵裂纹直接影响钢材质量。

其实早在结晶器内坯壳表面就存在细小裂纹,铸坯进入二冷区后,微小裂纹继续扩展形成明显裂纹。

由于结晶器弯月面区初生坯壳厚度不均匀,其承受的应力超过了坯壳高温强度,在薄弱处产生应力集中致使纵向裂纹。

坯壳厚度不均匀还会使小方坯发生菱变,圆坯表面产生凹陷,这些均是形成纵裂纹的决定因素。

影响坯壳生长不均匀的原因很多,但关键仍然是弯月面初生坯壳生长的均匀性,为此应采用以下措施:⑴结晶器采用合理的倒锥度。

⑵选用性能良好的保护渣。

⑷根据所浇钢种确定合理的浇注温度及拉坯速度。

⑸保持结晶器液面稳定。

⑶钢的化学成分应控制在合适的范围。

⑹浸入式水口的出口倾角和插入深度要合适,安装要对中,以减轻注流对铸坯坯壳的冲刷,使其生长均匀,可防止纵裂纹的产生。

2.1.2 角部裂纹角部纵裂纹常常发生在铸坯角部10~15mm处,有的发生在棱角上,板坯的宽面与窄面交界棱角附近部位,由于角部是二维传热,因而结晶器角部钢水凝固速度较其他部位要快,初生坯壳收缩较早,形成了角部不均匀气隙,热阻增加,影响坯壳生长,其薄弱处承受不住应力作用而形成角部纵裂纹。

另外,还发现当板坯宽面出现鼓肚变形时,若铸坯窄面能随之呈微凹时,则无角部纵裂纹发生;这可能是由于窄面的凹下缓解了宽面凸起时对角部的拉应力。

小方坯的菱变会引起角部纵裂纹。

为此结晶器水缝内冷却水流分布要均匀,保持结晶器内腔的正规形状、正确尺寸、合理倒锥度和圆角半径及规范的操作工艺,可以避免角部裂纹的发生。

2.1.3 横向裂纹横向裂纹多出现铸坯的内弧侧振痕波谷处,通常是隐避看不见的。

经金相检查指出,。

当铸坯表面有星状龟裂纹时,由于受矫直应力的作用,以这些细小的裂纹为缺口扩展成横裂纹;若细小龟裂纹处于角部,则会形成角部横裂纹。

还有,浇注高碳钢和高磷硫钢时,若结晶器润滑不好,摩擦力稍有增加也会导致坯壳产生横裂纹。

减少横裂纹可从以下几方面着手:⑴结晶器采用高频率,小振幅振动;振动频率在200~400次,振幅2~4mm,是减少振痕深度的有效办法。

振痕与横裂纹往往是共生的,减小振痕深度可降低横裂纹的发生。

⑵二冷区采用平稳的弱冷却,矫直时铸坯的表面温度要高于质点沉淀温度或高于γ→α转变温度,避开低延性区。

⑶降低钢中S、O、N的含量,或加入Ti、Zr、Ca等元素,抑制C-N化物和硫化物在晶界的析出,或使C-N化物的质点变相,以改善奥氏体晶粒热延性。

⑷选用性能良好的保护渣;保持结晶器液面的稳定。

⑸横裂纹往往沿着铸坯表皮下粗大奥氏体晶界分布,因此可通过二次冷却使铸坯表面层奥氏体晶粒细化,降低对裂纹的敏感性,从而减少横裂纹的形成。

2.1.4 星状裂纹星状裂纹一般发生在晶间的细小裂纹,呈星状或呈网状。

通常是隐藏在氧化铁皮之下难于发现,经酸洗或喷丸后才出现在铸坯表面。

主要是由于铜向铸坯表面层晶界的渗透,或者有AlN,BN或硫化物在晶界沉淀,这都降低了晶界的强度,引起晶界的脆化,从而导致裂纹的形成。

减少铸坯表面星状裂纹的措施:⑴结晶器铜板表面应镀铬或镀镍,减少铜的渗透。

⑵精选原料,降低Cu、Zn等元素的原始含量,以控制钢中残余成分ω(Cu)<0.20%。

⑶降低钢中硫含量,并控制ω(Mn)ω(S)>40,有可能消除星状裂纹。

⑷控制钢中的Al、N含量;选择合适的二次冷却制度。

2.2 表面夹渣表面夹渣是指在铸坯表皮下2~10mm镶嵌有大块的渣子,因而也称皮下夹渣。

就其夹渣的组成来看,锰-硅酸盐系夹杂物的外观颗粒大而浅;Al2O3系夹杂物细小而深。

若不清除,会造成成品表面缺陷,增加制品的废品率。

夹渣的导热性低于钢,致使夹渣处坯壳生长缓慢,凝固壳薄弱,往往是拉漏的起因,一般渣子的熔点高易形成表面夹渣。

为消除铸坯表面夹渣,应该采取的措施为:⑴要尽量减小结晶器液面波动,最好控制在小于,保持液面稳定;⑵浸入式水口插入深度应控制在(125±25)mm的最佳位置;⑶浸入式水口出孔的倾角要选择得当,以出口流股不致搅动弯月面渣层为原则;⑷间罐塞棒的吹Ar气量要控制合适,防止气泡上浮时,对钢渣界面强烈搅动和翻动;⑸选用性能良好的保护渣,并且ω(Al2O3)原始含量应小于10%,同时控制一定厚度的液渣层。

2.3 皮下气泡与气孔在铸坯表皮以下,直径约1mm,长度在10mm左右,沿柱状晶生长方向分布的气泡称为皮下气泡;这些气泡若裸露于铸坯表面称其为表面气泡;小而密集的小孔叫皮下气孔,也叫皮下针孔;在加热炉内铸坯皮下气泡表面被氧化,轧制过程不能焊合,产品形成裂纹;若埋藏较深的气泡,也会使轧后产品形成细小裂纹;钢液中氧、氢含量高也是形成气泡的原因。

为此要采取以下措施:⑴强化脱氧,如钢中溶解ω(Al)>0.008%,可以消除CO气泡的生成。

⑵凡是入炉的一切材料,与钢液直接触所有耐火材料,如盛钢桶、中间罐等及保护渣,覆盖剂等必须干燥,以减少氢的来源。

如不锈钢中含氢量大于6×10-6,铸坯的皮下气泡数量骤然大增。

⑶采用全程保护浇注,若用油作润滑剂时应控制合适的给油量。

⑷选用合适的精炼方式降低钢中气体含量。

⑸中间罐塞棒的吹气量不要过大,控制合适。

3 连铸坯内部质量铸坯的内部质量是指铸坯是否具有正确的凝固结构、偏析程度、内部裂纹、夹杂物含量及分布状况等。

如下图所示:钢液在凝固过程中,由于溶质元素在固液相中的再分配形成了铸坯化学成分的不均匀性,中心部位ω(C)、ω(P)、ω(S)含量明显高于其他部位,这就是中心偏析,中心偏析往往与中心疏松和缩孔相伴存在的,从而恶化了钢的力学性能,降低了钢的韧性和耐蚀性,严重的影响产品质量。

为减小铸坯的中心偏析,可采取以下措施:⑴降低钢中易偏析元素ω(P)、ω(S)的含量。

应采用铁水预处理工艺,或盛钢桶脱硫,将ω(S)量降到0.01%以下。

⑵控制低过热度的浇注,减小柱状晶带的宽度,从而达到控制铸坯的凝固结构。

⑶采用电磁搅拌技术,消除柱状晶“搭桥”,增大中心等轴晶区宽度,达到减轻或消除中心偏析,改善铸坯质量。

⑷防止铸坯发生鼓肚变形,为此二冷区夹辊要严格对弧;宽板坯的夹辊最好采用多节辊,避免夹辊变形。

⑸在铸坯的凝固末端采用轻压下技术,来补偿铸坯最后凝固的收缩,从而抑制残余钢水的流动,减轻或消除中心偏析。

⑹在铸坯的凝固末端设置强制冷却区。

可以防止鼓肚,增加中心等轴晶区,中心偏析大为减轻,效果不亚于轻压下技术。

强制冷却区长度与供水量可根据浇注需要进行调节。

4 连铸坯形状缺陷4.1 鼓肚变形带液心的铸坯在运行过程中,于两支撑辊之间,高温坯壳在钢液静压力作用下,发生鼓胀成凸面的现象,称之为鼓肚变形。

板坯宽面中心凸起的厚度与边缘厚度之差叫鼓肚量,用以衡量铸坯鼓肚变形程度。

高碳钢在浇铸大、小方坯时,于结晶器下口侧面有时也会产生鼓肚变形,同时还可能引起角部附近的皮下晶间裂纹。

板坯鼓肚会引起液相穴内富集溶质元素钢液的流动,从而加重铸坯的中心偏析;也有可能形成内部裂纹,给铸坯质量带来危害。

为减少鼓肚应采取以下措施:⑴降低连铸机的高度,也就是降低了液相穴高度,减小了钢液对坯壳的静压力;⑵二冷区夹辊采用小辊距密排列;铸机从上到下辊距应由密到疏布置;⑶支撑辊要严格对中;⑷加大二冷区冷却强度,以增加坯壳厚度和坯壳的高温强度;⑸防止支撑辊的变形,板坯的支撑辊最好选用多节辊。

4.2 菱形变形菱形变形也叫脱方。

它是指铸坯的一对角小于90°另一对角大于90°;两对角线长度之差称为脱方量。

用两对角线长度之差与对角线平均长度之比的百分数来对角线平均长度衡量菱形变形程度。

铸坯发生菱形变形主要是由于结晶器四壁冷却不均匀,因而形成的坯壳厚度不均匀,引起收缩的不均匀,这一系列的不均匀导致了铸坯的菱形变形。

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