第八章连铸坯的质量控制.pptx
连铸坯质量控制培训课件
连铸坯质量控制培训课件1. 引言连铸坯是金属材料的重要中间产品，在金属加工和制造业中具有重要意义。
为了保证连铸坯的质量，提高生产效率，需要进行严格的质量控制。
本课件将介绍连铸坯质量控制的基本原理和方法，帮助学员全面了解连铸坯质量控制的重要性和具体操作方法。
2. 连铸坯质量控制的重要性连铸坯质量控制对金属材料的加工和制造有着重要的影响。
以下是连铸坯质量控制的重要性的几个方面：2.1 提高材料的机械性能连铸坯的质量直接影响材料的机械性能。
合理控制连铸坯的化学成分和冶炼工艺，可以提高材料的强度、硬度和韧性等机械性能，满足不同应用领域对材料性能的要求。
2.2 降低材料的缺陷率连铸坯的质量控制还能够降低材料的缺陷率。
通过优化连铸装备和操作技术，减少连铸坯中的气孔、夹杂物等缺陷的产生，提高材料的质量和可靠性。
2.3 增加生产效率连铸坯质量的控制还能够提高生产效率。
优质的连铸坯可以减少后续的加工工序，提高生产线的运转效率，降低生产成本。
3. 连铸坯质量控制的基本原理连铸坯质量控制的基本原理包括以下几个方面：3.1 坯料的选择与质量控制合理选择适合连铸工艺要求的坯料对于连铸坯质量的控制至关重要。
坯料的化学成分、净化程度和加热制度等都会直接影响连铸坯的质量。
因此，通过坯料的质量控制，可以保证连铸坯的理化性能符合要求。
连铸操作的控制是保证连铸坯质量的关键环节。
合理控制连铸过程中的操作参数，包括结晶器冷却水量、拉速、浇注流量等，可以减少连铸坯的缺陷，提高连铸坯的尺寸精度和表面质量。
3.3 质量检测方法与设备连铸坯质量的控制还需要依靠科学有效的质量检测方法和设备。
常用的质量检测方法包括化学分析、金相检测、机械性能测试等。
而质量检测设备的选择和使用也直接影响连铸坯质量的控制效果。
4. 连铸坯质量控制的具体操作方法连铸坯质量控制的具体操作方法如下：4.1 坯料质量控制•选择符合连铸工艺要求的坯料，并对坯料进行化学成分、净化程度和加热制度等质量检测。
连铸坯质量控制
连铸坯质量控制连铸坯质量控制引言连铸坯质量是决定钢铁产品质量的重要因素之一。
在连铸过程中，通过控制连铸坯的凝固结晶形貌、尺寸尺寸以及内部缺陷等，可以保证最终钢铁产品的质量稳定性。
本文将介绍连铸坯质量控制的基本原则和常用技术手段。
1. 连铸坯凝固结晶形貌控制1.1 凝固路径设计连铸坯的凝固路径设计是影响凝固结晶形貌的关键因素。
凝固路径包括主要凝固温度区间、凝固速度以及凝固过程中应有的温度梯度等要点。
通过科学合理地设计凝固路径，可以控制连铸坯的凝固结晶形貌，提高产品的均匀性和致密性。
1.2 凝固浸没深度控制凝固浸没深度是指连铸坯在铸机中浸没的深度。
凝固浸没深度的调整可以通过调整浇注速度、浇注高度和结晶器深度等因素来实现。
恰当地控制凝固浸没深度可以优化凝固结构，减少坯壳厚度和缩孔等缺陷的发生。
2. 连铸坯尺寸控制2.1 坯型设计连铸坯的尺寸控制需要科学合理地设计坯型。
坯型设计要考虑连铸机的性能和工艺条件，以及产品需要达到的尺寸要求。
有效的坯型设计可以保证连铸坯尺寸的精确控制，减少修磨损失并提高铸坯产量。
2.2 坯型换边控制连铸坯在连铸过程中，由于挤压力和引拉力的作用，容易发生坯型换边的情况。
坯型换边会导致铸轧过程中尺寸控制困难，甚至导致产品尺寸不合格。
通过控制连铸机的工艺参数和优化设备结构，可以有效地控制坯型换边，提高铸坯质量。
3. 连铸坯内部缺陷控制3.1 结晶器设计结晶器是连铸过程中控制坯内部缺陷的关键设备。
结晶器的设计应考虑到坯内部的流动状态，并通过合理的传热和传质方式，控制连铸坯内的气体和夹杂物等缺陷。
合理的结晶器设计可以有效减少坯内部夹杂物和气体等缺陷的产生。
3.2 液相线保护措施液相线是连铸过程中凝固结构变化的关键位置。
液相线的形成过早或过晚都会导致内部缺陷的产生。
通过合理的冷却水设定和轧制工艺，可以保证液相线的稳定形成，有效控制坯内部缺陷。
结论连铸坯质量控制是保证钢铁产品质量稳定的关键环节。
连铸坯质量控制
连铸坯质量控制连铸坯质量控制1. 引言2. 连铸坯质量特点连铸坯的质量特点主要包括以下几个方面：2.1 凝固结构连铸坯是通过冷却凝固过程形成的，其凝固过程直接影响到坯体的凝固结构。
凝固结构的好坏会对后续的加工以及材料性能产生重要影响。
2.2 化学成分均匀性连铸坯的化学成分均匀性是其质量的重要指标之一。
成分不均匀容易导致后续钢材性能不稳定，从而影响到产品的质量。
2.3 表面缺陷由于连铸坯制造过程中的一些不可避免的因素，气体夹杂、氧化皮等，会在坯体表面形成一些缺陷。
这些表面缺陷会对后续产品的外观质量产生负面影响。
2.4 尺寸偏差连铸坯的尺寸偏差是指坯体的实际尺寸与标准尺寸之间的差异。
尺寸偏差会影响到钢材的加工工艺和成形质量。
3. 连铸坯质量控制因素及措施连铸坯质量的影响因素众多，包括原料质量、连铸工艺参数、设备状况等。
针对这些影响因素，可以采取以下控制措施来提高连铸坯的质量：3.1 原料质量控制通过严格控制原料的化学成分和物理性能，确保连铸坯的化学成分均匀性和机械性能达到要求。
3.2 连铸工艺参数控制连铸工艺参数的合理设置对坯体的凝固结构和表面质量具有决定性影响。
需要通过优化连铸工艺参数，如冷却水流量、浇注速度等，来控制连铸坯的质量。
3.3 设备维护与改进连铸设备的状态对连铸坯质量也有重要影响。
定期进行设备维护和检修，及时处理设备故障，可以保证设备处于良好状态，进而提高连铸坯的质量。
3.4 检测手段与技术利用先进的检测手段和技术，如超声波检测、磁力检测等，可以对连铸坯进行质量检测，及时发现问题并采取相应措施。
4.连铸坯质量控制是钢铁生产中至关重要的环节。
通过对连铸坯质量特点的分析和影响因素的控制，可以采取相应的措施来提高连铸坯的质量。
这不仅对于保证下游产品质量，还对于提高工业生产效益和降低资源消耗具有重要意义。
开展连铸坯质量控制工作是必不可少的。
连铸坯质量及其控制基础知识培训(PowerPoint 69页)
1.钢水中常见元素及基本概念
• 硼(B)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致 密性和热轧性能，提高强度。
• 氮(N):一般认为,钢中的氮是有害元素,但是 氮作为钢中合金元素的应用,已日益受到重 视。氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接 性，增加时效敏感性。
1.钢水中常见元素及基本概念
• 稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子 序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都 是金属，但他们的氧化物很象“土”，所 以习惯上称稀土。钢中加入稀土，可以改 变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质， 从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接 性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土， 可提高耐磨性。
1.钢水中常见元素及基本概念
铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回 火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普 通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗 氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏 体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。
钴(Co)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合 金中，如热强钢和磁性材料。
结晶器与冷却水界面传热可能有三种情况： ①强制对流区：传热良好 ②核态沸腾区：当铜壁温度夜125—130℃时，水开始在表 面蒸发，水中凝聚有气泡。热流值增加很快，铜壁有过热现象。 ③膜态沸腾区：热流越过某一极限值，导致铜壁表面温度突然 升高，这对结晶器是不允许的，会使结品器永久变形
结晶器内凝固示意图
1.钢水中常见元素及基本概念
钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可 细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳 化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
钨(W)：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。 钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具 钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具 及锻模具用。
连铸坯质量解析(共20张PPT)
(2)二，冷区如采果用平夹稳杂的热物冷细却，小矫，直呈时铸球坯形的表，面弥温度散要分高于布质，点沉对淀钢温度质或量高的于γ影--α。响比集中存在要小些；当夹杂物大，
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13.5.2 连铸坯表面质量
13.5.2.1 表面裂纹
表面裂纹就其出现的方向和部位，可以分为面部纵裂纹．角部纵裂纹与横裂纹，星状 裂纹等。
纵向裂纹在板坯多出现宽面的中间部位．方坯多出现在棱角处。表面纵裂纹直接影响钢材质量。
若铸坯表面存在深度为，长度为300mm的裂纹，轧成板材后就会形成1125mm的分 层缺陷。严重的裂纹深度达10mm以上，将造成漏钢事故或废品。
(从4)表选1。用3—性大5能所于良列好5数的0据保μ可m 护以渣看的；出大，富型集夹溶杂质元物素往的母往液伴流动有是裂加剧纹中出心偏现析．的造重要成原连因。铸坯低倍结构不合格，板材分层，并
2 连铸坯表面质量 (4)选用性能良好的保护渣；
中2 间连包损铸使坏坯用表冷双面层轧质渣量钢覆盖板剂的，隔表绝面空气等，，避免对钢钢液的危二害次很氧化大。。夹杂物的大小形态和分布对钢质量的影响也不同
来看，锰-硅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。
敞开浇铸时，由于二次氧化．结晶器表面有浮渣。浮渣的熔点和流动性以及钢液的浸润性均与浮渣的组成
铸坯质量分析PPT课件
探索与展望
未来，随着大数据技术的不断发展和 应用深化，铸造企业可以进一步探索 利用大数据技术对铸坯质量进行预测 和预警，实现更加精准的质量控制和 管理。同时，可以结合人工智能等先 进技术，构建智能化的铸造生产系统 ，提高生产效率和产品质量的同时降 低生产成本。
谢谢聆听
铸坯质量分析ppt课 件
目录
• 铸坯质量概述 • 铸坯质量检测方法 • 铸坯质量常见问题及原因分析 • 铸坯质量改进措施 • 铸坯质量评估与预测 • 铸坯质量案例分析
01
铸坯质量概述
铸坯质量的定义与重要性
定义
铸坯质量是指连铸坯满足后续加工要求所具备的各种性能的总和，包括化学成 分、物理性能、表面质量、内部质量等方面。
04 铸坯质量改进措施
优化铸造工艺
改进铸造工艺参数
通过调整铸造温度、浇注速度、冷却速率等工艺 参数，优化铸造过程，减少铸坯缺陷。
采用先进铸造技术
应用低压铸造、真空铸造、消失模铸造等先进铸 造技术，提高铸坯的致密性和表面质量。
加强工艺控制
建立完善的工艺控制体系，对铸造过程进行全面 监控，确保工艺参数的稳定性和准确性。
重要性
铸坯质量直接影响后续加工产品的质量和性能，是钢铁企业赢得市场竞争的关 键因素之一。提高铸坯质量有助于降低生产成本、提高产品附加值和市场竞争 力。
铸坯质量的标准与分类
标准
铸坯质量标准通常包括国家标准、行 业标准和企业标准等，涉及化学成分 、力学性能、表面质量、内部缺陷等 多个方面。
分类
根据连铸坯的用途和加工要求，可将 其分为普通碳素钢铸坯、合金钢铸坯 、不锈钢铸坯等。不同种类的铸坯在 质量标准上存在差异。
原因分析
经过调查，发现该厂在原料选用、熔炼工艺、浇注温度等方面存 在不足，导致铸坯质量不稳定。
连铸坯的质量控制
连铸坯的质量控制
2009-04-21
1、液相穴末端采用收缩 、 辊缝； 、 辊缝；2、改善铸坯导向 支撑系统； 、 支撑系统；3、更换弯曲 辊子； 、 辊子；4、调整浇铸温度 和速度； 、 和速度；5、维持正确的 结晶器锥度； 、 结晶器锥度；6、检查喷 水冷却系统； 、 水冷却系统；7、降低钢 水硫含量
夹杂物的控制
控制炼钢炉下渣量 钢包精炼渣的成分控制 保护浇铸 中间包控流装置 中间包覆盖剂 碱性包衬 钢种微细夹杂物去除 防止浇铸过程下渣和卷渣 防止Ar气泡吸附夹杂物 防止 气泡吸附夹杂物 结晶器钢水流动控制
缺
陷
原
因
主要影响因素
预防措施
内部横向裂纹
坯壳变形； 坯壳变形；坯壳受挤压
1、铸坯受弯曲力和矫 、 直力过大； 、 直力过大；2、支承辊 对正不良； 、 对正不良；3、坯壳鼓 肚；4、辊子偏心；5、 、辊子偏心； 、 钢水含硫量过大（＞ 钢水含硫量过大（＞ 0.02%） ）
1、改善铸坯导向支撑系 、 统；2、更换弯曲辊子； 、更换弯曲辊子； 3、调整浇铸温度与速度； 、调整浇铸温度与速度； 4、降低钢水硫含量；5、 、降低钢水硫含量； 、 降低辊子接触压力
内 容
铸坯表面质量及控制 铸坯内部质量及控制 连铸坯形状缺陷及控制
铸坯表面质量
控制表面质量的必要性 表面缺陷形成原因：较为复杂， 表面缺陷形成原因：较为复杂，但总体 来讲， 来讲，主要是受结晶器内钢液凝固所控 制。
连铸坯质量控制
连铸坯质量控制连铸坯质量控制概述连铸坯是铸造工序中的一项重要环节，其质量直接影响到后续热加工和成形过程中的产品质量。
因此，对于连铸坯的质量控制十分关键。
本文将介绍连铸坯质量控制的主要内容和方法，并阐述其重要性及影响因素，匡助读者更好地理解和应用质量控制方法。
重要性连铸坯的质量控制对于保证最终产品的质量和性能具有重要意义。
一方面，优质的连铸坯可以减少缺陷的产生，提高产品的表面光洁度和机械性能；另一方面，良好的质量控制可以减少生产中的浪费和成本，提高生产效率，增加企业的竞争力。
影响因素连铸坯的质量受到多种因素的影响，包括：1. 原料成份和纯度2. 浇注温度和浇注速度3. 结晶器结构和冷却水温度4. 结晶器护盖的材质和形状5. 连铸速度和拉速6. 过度超熔度和段距这些因素的合理控制和调整，可以有效地提高连铸坯的质量。
质量控制方法质量控制步骤连铸坯质量控制主要包括以下几个步骤：1. 原料质量检验：对原料的成份、纯度及其它关键指标进行检验，确保原料的质量符合要求。
2. 浇注质量控制：合理控制浇注温度和速度，以避免过热或者过冷引起的坯体缺陷。
3. 结晶器质量控制：结晶器的结构和冷却水温度对坯体的结晶质量有直接影响，因此需加强结晶器的质量控制。
4. 连铸速度和拉速控制：坯体的连铸速度和拉速会影响坯体的晶粒细化程度和坯体的机械性能，需要进行合理的控制。
5. 坯体表面质量控制：通过加强护盖材料和形状的选取，合理调整过度超熔度和段距，以提高坯体表面的光洁度。
质量控制指标连铸坯的质量控制需要依据具体产品的要求和标准来制定相应的指标。
普通来说，常见的质量控制指标包括：1. 外观质量：包括表面光洁度、无裂纹、无疤痕等；2. 坯体几何尺寸：包括宽度、厚度、长度等；3. 结晶质量：包括坯体的晶粒细化程度、晶界清晰度等；4. 坯体力学性能：包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等；以上指标应根据产品要求，通过实验和测试方法进行监控和评估。
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预防措施： 1、提高结晶器振动频率，保证振动精度 和稳定性； 2、降低矫直温度，避开高温脆性区； 3、保证铸坯导向系统的稳定运行； 4、铸坯角部适当弱冷。
3.3.4 角部纵向裂纹
发生在距角部30-50mm的宽面上，常出 现在方坯中。
发生几率随拉速的增加而增加。 原因：结晶器窄边锥度与宽边方向上的坯
提高铸坯洁净度的措施： （1）无渣出钢 （2）选择合适的精炼处理方式 （3）采用无氧化浇铸技术 （4）充分发挥中间包冶金净化的作用 （5）选用优质耐火材料 （6）充分发挥结晶器的作用 （7）采用电磁搅拌技术，控制铸流运动
三、铸坯表面质量及控制
控制表面质量的必要性 表面缺陷的形成 表面裂纹的主要种类 液面结壳 凹坑和重皮
杂和大孔洞等标志判断。
3.5 凹坑和重皮
铸坯初始凝固所形成坯壳厚度的不均匀， 坯壳与器壁的摩擦导致铸坯表面形成皱 纹，严重的呈现为山谷状的凹陷，即凹 坑。铁素体钢发生凹坑的几率较大。
形成凹坑之处的冷却速度较低，导致组 织粗糙化，易造成显微偏析和裂纹。
铸坯拉出的过程中，若横向凹陷处渗漏 出来的钢水能够重新凝固，即形成重皮。 否则导致漏钢事故的发生。
预防措施： 1、降低钢水中硫磷含量； 2、适当降低浇铸温度和浇铸速度； 3、控制结晶器的液面波动； 4、检查冷却水； 5、选择合适黏度的保护渣。
3.3.3 表面横向裂纹
原因：多发生在高碳钢中，当钢坯处于 高温脆性区时对其进行矫直所致。
影响因素： 1、结晶器振动不良； 2、辊子偏心； 3、铸坯导向系统不对正； 4、铸坯角部冷却过强。
3.5 深振痕
结晶器上下振动时，在铸坯表面形成 周期性的和拉坯方向垂直的振动痕迹。 较深（大于0.5mm）时，振痕谷部会 形成缺陷，危害成品质量。
振痕深度与振动参数、含碳量、保护 渣性能及结晶器液面波动状态等因素 有关。
3.6 表面气泡（和皮下气泡）
形成原因：凝固过程中，钢中氧、氢、氮 和碳等元素在凝固界面富集，当其生成的 CO、H2、N2等气体的总压力大于钢水静 压力和大气压力之和时，即有气泡产生。
连铸坯的质量控制
内容
概述 铸坯的洁净度 铸坯表面质量及控制 铸坯内部质量及控制 连铸坯形状缺陷及控制
一、概述
连铸坯的质量概念包括：铸坯洁净度（钢 中非金属夹杂物数量，类型，尺寸，分布， 形态）；铸坯表面质量（纵裂纹，横裂纹， 星形裂纹，夹渣，气孔等）；铸坯内部质 量（中间裂纹，角部裂纹，偏析等）；铸 坯断面形状。
壳收缩量不一致，进入二冷区后会进一步 扩大。 预防措施：增加结晶器窄边锥度，使其与 宽边方向上的坯壳收缩量保持一致。
3.4 液面结壳
液面结壳是指在结晶器内钢水表面之上，保 护渣层下边漂浮着浮冰似的钢壳。 结壳厚度与其在液面上的停留时间有关，有 的可达300mm厚。
产生原因：液面附近温度低，钢水不活动。 可以合理设计浸入式水口侧孔角度改善。 判断标准：常用振痕的不规律性，粗大的夹
多发生在板坯宽面中央部位。 原因：初生坯壳厚度不均匀，在坯壳
薄的地方应力集中，当应力超过坯壳 的抗拉强度时会产生裂纹。
影响因素： 1、钢水成分，硫、磷的含量过高； 2、浇铸温度高； 3、浇铸速度大； 4、板坯宽度过大； 5、保护渣粘度不合理； 6、结晶器液面波动过大； 7、铸坯横向冷却不均匀。
3.3 表面裂纹的主要种类
星状裂纹 表面纵、横裂纹 角部纵裂纹
3.3.1 星状裂纹
多发生在板坯上下宽面，深度在1-3mm 原因：结晶器铜壁内腔的磨损导致低熔
点Cu渗入钢液。
预防措施：结晶器内壁镀Cr（不适合做 较厚的镀层）或Ni（适于做较厚的镀 层），能有效的隔绝Cu渗入钢液。
3.3.2 表面纵向裂纹
漏出表面的称为表面气泡；潜伏在表面下 边又靠近表面的称为皮下气泡。
为了防止表面气泡的生成，首要条件是控 制钢中的总气体含量。
3.7 表面（皮下）夹渣
表面夹渣多为Si-Mn系夹渣，会造成 表面条纹缺陷；皮下夹渣多为Al2O3 系细小夹渣，是深冲薄板钢表面质量 降低的主要原因。
主要影响因素：钢水纯净度，保护渣 的化学组成、物理性能及液面波动状 态。
连铸坯质量控制战略：铸坯洁净度决定于 钢水进入结晶器之前的各工序；铸坯表面 质量决定于钢水在结晶器的凝固过程；铸 坯内部质量决定于钢水在二冷区的凝固过 程。
二、铸坯的洁净度
连铸坯洁净度评价包括： 钢中总氧量； 钢中微观夹杂物量（＜50μm）； 钢中大颗粒夹杂物量（＞50μm）。
连铸夹杂物形成的显著特征
连铸凝固速度快，夹杂物长大机会少， 尺寸小，不易上浮；
连铸多了中间包，钢液和大气、熔渣、 耐火材料接触时间长，易被污染；
模铸钢锭夹杂物多集中在头尾部，通过 切头尾可减轻夹杂物危害，而连铸仅靠 切头尾难以解晶器中易聚集到内弧侧。 可以通过提高钢水净化技术来弥补。
3.1 控制表面质量的必要性
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；
表面质量是影响金属收得率和成 本的重要因素；
表面质量是铸坯热送和直接轧制 的前提条件。
3.2 表面缺陷的形成
表面缺陷主要包括：表面裂纹、 表面夹渣、深振痕、表面气泡 和皮下气泡、气孔等。
原因：主要是受结晶器内钢液 凝固（即一次冷却）所控制。
四、铸坯内部质量及控制
定义 内部缺陷的形成原因 内部裂纹的主要种类 减少内部裂纹的措施
4.1 定义
铸坯的内部质量是指铸坯是否具 有正确的凝固结构（凝固过程中 形成的等轴晶和柱状晶的比例）、 偏析程度，内部裂纹、夹杂物含 量及分布状况等。
4.2 内部缺陷形成原因
内部缺陷主要包括内部裂纹、中 心偏析、中心疏松、非金属夹杂 物。
连铸操作。正常浇铸时，主要由钢水洁净度决 定夹杂物的多少。非正常浇铸时，夹杂物有所 增加（初期钢水被耐火材料污染较严重;末期涡 流作用会把液面较低的中间包渣吸入结晶器;换 包期间夹杂物易增多）。
耐火材料质量。钢液中的Mn、Al等元素与耐火 材料中的氧化物发生反应形成不能上浮的低熔 点渣层会残留在铸坯中。