怎样提高连铸坯质量
如何提高特钢连铸大方坯可浇注性和表面质量
如何提高特钢连铸大方坯可浇注性和表面质量摘要：就齐齐哈尔北兴特钢试生产期间所出现的连铸水口堵塞和表面缺陷现象，探讨、分析了其产生原因。
提出了改进工艺措施，取得了满意的生产效果。
关键词：特殊钢；水口堵塞；铝一镁尖晶石前言：在部分（钙处理）铝镇静钢种的制造过程中，由于三氧化二铝.一氧化镁尖晶石的沉积而造成中间包水口堵塞，致使了钢水能够浇注性的降低与铸坯表面不足的出现。
从三氧化二铝.一氧化镁尖晶石沉积物包括在钙铝酸盐基体里，能够觉得为三氧化二铝.一氧化镁尖晶石是高温情况下，低氧含量的钢液和含碳镁质耐火材料长期接触而造成的。
减少钢包炉/真空脱气炉平均处理温度与时间，钢液中的三氧化二铝.一氧化镁含量也会降低，这样钢液精炼处理后的软吹时间（夹杂物上浮）在总的可利用时间里极大增加。
所以，优化钢包炉/真空脱气炉的处理时间是十分关键的。
以下对北兴特钢（钙处理）铝镇静钢种生产工艺、钢包炉基本加热原理与真空炉处理时的温降展开讨论。
1 相关概述齐齐哈尔北兴特殊钢有限责任公司是2002年11月建成投产的存在世界先进水平的特殊钢“四位一体”短流程生产线，80%的原料是工业废钢。
冶炼系统年生产产量是52万吨钢水、50万吨合格连铸坯，它由超高功率电弧炉、钢包炉、真空脱气炉与合金钢大方坯连铸机组成，设备主要技术数据见表1、表2、表3、表4。
[1]试生产前期，北兴特钢对（钙处理）铝镇静钢种连铸生产的浇注能力十分差，其一体现在不稳定的浇注状况与低的连浇炉数，其二体现在铸坯表面不足常常出现，由来自和注流接触的塞棒与浸人式水口间的沉积物而导致。
一般情况下，高铝/硫含量的钢种不易浇注，困难在于修改固态三氧化二铝夹杂的时候，还应该防止固态化合物颗粒的太早形成，没有修改的三氧化二铝和硫化钙夹杂造成水口堵塞。
为了研究水口堵塞的出现原因，对浇注过程中堵塞严重的炉号水口碗部的沉积物与中间包钢水一起取样进行扫描电镜分析，以下简称SEM。
沉积物的分析结果出人意料，其组成既不是未修改的三氧化二铝夹杂也不是固态的硫化钙颗粒，而是一氧化钙.三氧化二铝和包含在钙铝酸盐中的三氧化二铝.氧化镁尖晶石。
炼钢过程中的连铸技术改进与优化
炼钢过程中的连铸技术改进与优化随着现代工业的快速发展，钢铁行业在全球范围内扮演着重要的角色。
炼钢是制造钢材的关键过程之一，而连铸技术在炼钢过程中的应用越来越广泛。
本文将探讨炼钢过程中连铸技术的改进与优化措施，以提高钢材质量和生产效率。
一、连铸技术的基本原理与流程连铸技术是指将炼钢炉中液态钢水直接注入连铸机中，通过结晶器的作用，使其快速凝固为连续坯料。
基本上，连铸技术分为结晶器区、中间区和加热区三个部分。
结晶器区是最重要的部分，其作用是促使钢水迅速凝固形成坯料。
中间区则起到支撑坯料并保持其形状的作用，加热区则用来提供所需的坯料温度。
二、连铸技术改进的原因尽管连铸技术已经成为钢铁生产中主要的浇铸方法，但仍然存在一些问题和潜在的改进空间。
首先，连铸坯料的质量不稳定是一个重要问题。
由于熔铸过程中的各种因素，如温度、流速、结晶器形状等，坯料的结构和性能可能会出现变化。
这导致了产品的不均匀性和不稳定性。
其次，连铸过程中易产生气孔和夹杂物的问题也需要解决。
气孔和夹杂物对钢材的力学性能和外观质量有着显著影响。
此外，传统的连铸技术在能源消耗和生产效率方面也存在一些局限。
例如，冷却设备和传输系统的耗能较高，同时生产线上的工作效率较低。
因此，为了改进钢铁行业的连铸技术，提高生产效率和产品质量，钢铁企业已经采取了一系列的措施。
三、连铸技术改进与优化措施1. 结晶器改进结晶器是连铸技术中最关键的部分，对坯料质量起到决定性的作用。
通过改进结晶器的设计和材料，可以提高坯料的凝固性能和整体质量。
现代连铸技术使用先进的结晶器涂层和陶瓷材料，以减少坯料表面张力和增加热传导率。
此外，优化结晶器的几何形状和冷却系统，可以提高坯料的结晶行为和熔体流动性。
2. 连铸过程控制技术连铸过程中的温度、流速和加热条件等参数对坯料质量有着直接的影响。
通过引入先进的控制技术，如自动化控制系统和实时监测装置，可以实现对连铸过程的精细控制和优化。
自动化系统可以实时监测和调整炉温、浇注速度和结晶器温度等参数，以确保坯料的一致性和质量。
提高连铸坯内部质量的方法
提高连铸坯内部质量的方法
提高连铸坯内部质量的方法有以下几点：
1. 优化铸造工艺：合理控制浇注温度、浇注速度和冷却条件，确保铸造过程中连铸坯内部温度均匀，并避免温度梯度过大造成的结构变化。
2. 提高连铸机设备性能：增加转速变换频率、提高铸坯拉速和调整结晶器倾斜角度等，能够使连铸坯的结晶过程更加均匀，减少内部缺陷的产生。
3. 控制铸态组织：合理选择铸态结构和组织控制技术，避免连铸坯内部产生大片偏析、夹杂物等缺陷。
可以采用定向凝固技术、过冷等离子体熔炼技术、空载预轧等方法，减少组织缺陷。
4. 优化坯料质量：对坯料进行合理选择和处理，确保坯料化学成分和内部缺陷达到要求，减少连铸坯内部产生缺陷的概率。
5. 加强质量控制：加强连铸过程中的在线监测和控制，及时发现和处理连铸坯内部质量问题，避免次品的产生。
可以利用各种无损检测手段对连铸坯进行检测，如超声波检测、X射线检测等。
总之，提高连铸坯内部质量需要从铸造工艺、设备性能、铸态组织、坯料质量和质量控制等方面共同改进和优化。
提高小方坯连铸内部质量
提高小方坯连铸内部质量通过对小方坯连铸内部中的质量问题进行分析，并对小方坯连铸机二级控制系统的应用进行了介绍，提出了加强小方坯连铸内部质量的措施。
标签：小方坯连铸；内部质量；控制引言：在当前，连铸工艺及其相关的配套技术均获得了较大程度的发展，但为了更有效地进行投资与生产成本控制，逐渐降低大方坯应用率而更多采用小方坯已逐渐成为了当前高碳硬线钢生产的重点研究方向之一。
在初步的应用实践过程中，高碳钢小截面方坯目前仍受到诸如中心偏析、中心缩孔以及内部裂纹等多方面问题的困扰，继而在很大程度上对方坯的质量构成了非常不利的影响，相关研究指出，由于这些缺陷的存在，将会显著增加发生高碳钢盘条拉拔断裂的几率，因此，加强其内部质量的控制是非常有必要的。
一、连铸小方坯内部质量存在的问题（一）连铸小方坯中心偏析产生的原因连铸小方坯产生中心偏析的原因多是因为其中心区域具有C，Mn，P和S 等溶质元素分布并不是十分均匀的情况，以至于时常会在铸坯横剖面上表现为铸坯中心处溶质元素的浓度出现峰值，而两边的浓度则相对处于更低的水平，再从铸坯纵剖面上的情况来看，其表观形态存在的形式则更多的表现为V形偏析、U 形偏析、点状偏析、线状偏析或是缩孔等，整体来看，沿中心线，溶质元素多呈现出近似周期性的波动。
多数时候，连铸方坯中心偏析不足以影响终极产品的质量，在一定范围内是允许存在的。
但诸如含碳量相对较高的硬线、钢帘线钢种以及对C，Mn，S偏析更为敏感的抗氢致开裂管线钢种等特殊钢种，中心偏析则将会对其最终产品的质量以及加工性能等造成不同程度的影响，故一般被认为是一种非常典型的铸坯内部缺陷。
在当前连铸方坯钢种档次持续提升的过程中，铸坯中心偏析的问题实则将愈发变的更加突出。
（二）连铸小方坯中心缩孔产生的原因从工艺方面来看，实践表明中心缩孔的产生多与钢水过热度过高、比水量不妥以及二冷水压不稳等几方面因素关联密切，故需给予这些因素有针对性的改进措施。
二、小方坯连铸机二级控制系统的应用（一）系统硬件结构系统由服务器、工作站等相关的网络设备组成硬件系统，由于系统需要尽可能多的收集数据来增加质量判定的准确度，系统数据来源具有多样性，主要包括：L3级调度网、转炉和精炼生产网以及连铸L1级网络等，网络结构如图1所示。
连铸基础知识及提高连铸坯质量措施
连铸基础知识及提高连铸坯质量措施1.钢水由液体转变为固体的条件是什么?我们把一杯水(如20℃)放在-20℃的冷库里，当水的温度降到0℃时，杯子里就有晶体出现，此时是水和水的晶体共存，温度仍是0℃，只有当水完全结冰后，杯子整个温度下降到与冷库温度相同。
所以，把水开始结冰的温度叫凝固温度。
钢水的凝固结晶过程也同水一样，当温度降到凝固温度(1535℃)时，就有晶体出现。
由此可知，要实现液体转变为固体的过程，必须满足两个条件，即一定的过冷度和结晶核心。
所谓过冷度，就是实际温度低于凝固温度的度数。
如纯铁，只有过冷度达到295℃时，液体金属中许多体积很小、近程有序排列的原子集团才能形成胚胎晶核作为结晶核心而逐渐长大。
然而在实际生产中，把钢水浇到模子里，结晶所需的过冷度只有几度，这是因为：1)模子温度低，钢水温度高，模壁提供了冷却动力。
2)模型表面的凸凹不平，提供了“依托”，有利晶核形成。
3)钢水中悬浮的质点也可作为结晶核心。
2.钢水凝固过程中的收缩包括哪些?钢水由液态转变为固态，随着温度下降，收缩可分为： (1)液态收缩：由浇注温度降到液相线温度的收缩。
对于低碳钢一般为1％； (2)凝固收缩：液体完全变为固体的体积收缩。
对于钢一般为3～4％。
体积收缩会在钢锭中留下缩孔。
(3)固态收缩：从固相线温度冷却到室温的收缩。
一般为7～8％。
固态收缩表现为整个钢锭的线收缩，它与钢冷却过程的相变有关。
对钢锭产生裂纹有重要影响。
液体钢密度为7.0g/cm3，固体钢密度为7.8g/cm3，则液体变为固体收缩量为：((7.8-7.0)/7.0)×100％=11.4％，其中液态收缩量约1％,凝固收缩3～6％，固态收缩7～8％。
凝固时3～4％的体积收缩在钢锭中会留下缩孔，采用保护帽使缩孔集中在钢锭头部。
而连铸时钢水不断补充到液相，故连铸坯中无集中缩孔。
而带液芯的铸坯继续凝固时的线收缩对铸坯质量和生产安全性有重要影响。
因此结晶器应保持一定的倒锥度，二次冷却区支承辊的辊缝从上到下应符合铸坯线收缩的规律。
解决连铸工艺难题提高产品质量
解决连铸工艺难题提高产品质量连铸用耐火材料的技术进步对连铸比的快速提高起到了推动作用。
长水口、整体塞棒、浸入式水口作为连铸用三种关键功能耐火材料,其质量好坏直接关系到连铸工艺的顺行和产品质量。
浸入式水口的影响尤为明显。
浸入式水口是钢水从中间包流入结晶器的导流管,使用浸入式水口可防止钢水二次氧化,控制钢水的流动状态和注入速度,促进夹杂物上浮,防止保护渣和非金属夹杂物卷入钢水等。
随着连铸工艺的改进和浸入式水口用耐火材料的开发,浸入式水口的使用寿命有所延长,但是在浇铸过程中时而发生的水口结瘤或堵塞现象一直是困扰连铸工序的一个难题。
水口结瘤或堵塞不仅降低了连铸机的生产效率,而且也是引起钢铁产品产生缺陷的主要原因之一。
因此,解决水口的结瘤或堵塞问题具有十分重要的意义。
防止浸入式水口堵塞的新技术水口本体内加装芯板。
新日铁研究发现,开浇时水口内壁黏附的薄层金属是Al2O3黏附的起点,原因是开浇时水口内壁温度低,最初与水口内壁接触的钢水温度急剧下降,甚至凝固,给Al2O3黏附提供了条件。
因此,防止水口内壁温度过低,不但可避免Al2O3黏附造成的水口内孔狭窄或堵塞,而且还可以防止浸入式水口热震断裂。
办法是在绝缘材料制成的浸入式水口本体内加装芯板。
新日铁分别进行了加装不同芯板(芯板A、芯板B、芯板X和芯板Y等)的试验。
芯板A是先将碳质量分数为99%的天然鳞片状石墨进行酸处理,然后在1000℃以上进行膨化处理,最后轧制成厚度分别为0.1mm、 0.5mm和2.0mm的芯板。
芯板B是碳质量分数为20%的石墨和氧化铝复合板。
先在石墨内混入40%氧化铝颗粒(粒径为100m)和40%氧化铝纤维(直径为50m,长度为5mm) ,然后在1000℃以上进行膨化处理,最后轧制成厚度分别为0.1mm、0.5mm和2.0mm的芯板。
将芯板A和B用高耐热绝缘陶瓷板包裹后,分别装入浸入式水口本体内。
浇铸之前,将芯板A或B通电加热,提高水口内壁温度,从而避免因钢水接触水口内壁,温度急剧下降而凝固,引起Al2O3黏附的现象,还可以防止浇铸初期的水口热震断裂。
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。
连铸坯质量的控制
连铸坯质量的控制
一、引言
连铸是钢铁生产过程中的重要环节，其连铸坯的质量影响着钢质的稳定性、物
理性能和化学成分等方面。
因此，连铸坯质量控制一直是钢铁生产中的关键技术之一。
二、连铸坯质量的影响因素
1.原料质量：包括钢水、氧化渣等的质量；
2.坯型结构和尺寸：坯型结构和尺寸的设计直接影响坯料的冷却效果和
内部应力状态；
3.坯料表面状态：表面缺陷会在浇铸过程中暴露出来，影响坯料的质量；
4.坯料内部缺陷：坯料内部缺陷会影响钢材的使用寿命和物理性能；
5.连铸工艺参数：包括浇注速度、结晶器温度和冷却水流量等。
三、连铸坯质量控制的措施
为了控制连铸坯质量，需要在生产过程中采取以下措施：
1.加强原料质量控制：保证钢水、氧化渣等原料的质量，避免对坯料质
量的不利影响；
2.优化坯型设计：通过设计合理的坯型结构和尺寸，使坯料均匀冷却、
内部应力均匀分布；
3.改进坯料清理技术：减少表面缺陷的产生；
4.加强坯料表面处理：处理坯料表面缺陷，消除缺陷部位；
5.控制连铸工艺参数：调整浇注速度和结晶器温度等工艺参数控制坯料
成分，改善坯料品质。
四、
通过加强原料质量控制、优化坯型设计、改进坯料清理技术、加强坯料表面处
理和控制连铸工艺参数等措施，可以有效地控制连铸坯质量。
同时，连铸坯质量控制也是钢铁生产中不可或缺的环节，对于提高钢材质量和降低成本都具有非常重要的意义。
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怎样提高连铸坯质量
钢材其他合金在完成冶炼过程后，往往首先要浇铸成锭，然后进行其它深加工，注定的凝固组织形态、组织致密度及成分偏析等对后续加工工艺及最终的制件质量具有决定性的影响。
连铸坯表面缺陷是影响连铸机产量和铸坯质量的重要缺陷。
据统计，各类缺陷中裂纹占50％。
铸坯出现裂纹，重者会导致拉漏或废品，轻者要进行精整。
这样既影响铸机生产率，又影响产品质量，因而增加了成本。
铸坯内部缺陷影响产品的机械性能、使用性能和使用寿命。
连铸坯主要存在着以下几个方面的缺陷：(1)连铸坯纯净度达不到要求。
主要指钢中夹杂物的含量超标，形态和分布不合理。
夹杂物主要有非金属夹杂物，金属夹杂物，夹渣。
其中非金属夹杂和夹渣属脆性物质，轧制时，如果这两种缺陷超标准，极易损坏轧槽导卫，导致轧制故障。
同时，极大的影响成品材的质量。
(2)铸坯的表面质量。
指铸坯表面是否存在裂纹．夹渣及皮下气泡等缺陷。
较小的表面缺陷，在轧制时，可以焊接并消除，但在总延伸～定的情况下．表面缺陷超标准，不仅破坏生产的正常进行，而且材的质量也达不到要求。
(3)铸坯内部质量。
指铸坯是否具有正确的凝固结构，以及内部裂纹，偏析、疏松等缺陷程度，同样这些缺陷的大小、数量也应控制在合理的范围内，否则将直接导致棒材质量不合格。
(4)连铸坯的外观形状。
指连铸坯的几何尺寸是否符合规定的要求，如菱形变形(也称脱方)，铸坯的鼓肚(凸起)，以及与菱形变形相关的凹陷，形状缺陷通常是影响生产的正常进行。
如脱方严重，菱变大于12mm，鼓肚大于5mm，将直接导致粗轧件冲击出口导卫，以及轧件拉丝划伤，严重的将在成品材上形成折叠。
纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量、形态和分布。
要根据钢种和产品质量，把钢中夹杂物降到所要求的水平，应从以下5方面着手：—尽可能降低钢中[O]含量。
—防止钢水与空气作用。
—减少钢水与耐火材料的相互作用。
—减少渣子卷入钢水内。
—改善流动促进钢水中夹杂物上浮。
从工艺操作上，应采取以下措施： (1)无渣出钢：转炉采用挡渣球，电炉采用偏心炉底出钢，防止出钢渣大量下到钢包。
(2)钢包精炼：根据钢种选择合适的精炼方法，以均匀温度、微调成分、降低氧含量、去除气体夹杂物等。
(3)无氧化浇注：钢水经钢包处理后，钢中总氧含量可由130ppm下降到20ppm
以下。
如钢包→中间包注流不保护或保护不良，则中间包钢水中总氧量又上升到60～
100ppm范围，恢复到炉外精炼前的水平，使炉外精炼的效果前功尽弃。
(4)中间包冶金：中间包采用大容量，加挡墙和坝等是促进夹杂物上浮的有效措施。
如6t中间包，板坯夹杂废品率12％，夹杂物为0.82个/m2；12t中间包+挡墙，板坯夹杂废品为0，夹杂物为0.04个/m2。
(5)浸入式水口+保护渣：保护渣应能充分吸收夹杂物。
浸入式水口材料、水口形状和插入深度应有利于夹杂物上浮分离。
铸坯表面缺陷主要是指夹渣、裂纹等。
如表面缺陷严重。
在热加工之前必须进行精整，否则会影响金属收得率和成本。
生产表面无缺陷铸坯是热送热装的前提条件。
铸坯表面缺陷形状各异，形成原因是复杂的。
从总体上说，铸坯表面缺陷主要受结晶器钢水凝固过程的控制。
为保证表面质量，在操作上必须注意以下几点： (1)结晶器液面的稳定性：钢液面波动会引起坯壳生长的不均匀，渣子也会被卷入坯壳。
试验指出：液面波动与铸坯皮下夹渣深度的关系如下：液面波动范围，mm 皮下夹渣深度，mm ±2<2±40 <4 >40<7 当皮下夹渣深度<2mm，铸坯在加热时可消除，夹渣深度在2～5㎜时铸坯必须进行表面清理。
钢液面波动在±10mm，可消除皮下夹渣。
因此，选择灵敏可靠的液面控制系统，保证液面波动在允许范围内，是非常重要的。
(2)结晶器振动：铸坯表面薄弱点是弯月面坯壳形成的“振动痕迹”。
振痕对表面质量的危害是：1)振痕波谷处是横裂纹的发源地，2)波谷处是气泡、渣粒聚集区。
为此，采用高频率小振幅的结晶器振动机构，可以减少振痕深度。
(3)初生坯壳的均匀性：结晶器弯月面初生坯壳不均匀会导致铸坯产生纵裂和凹陷，以致造成拉漏。
坯壳生长的均匀性决定于钢成分、结晶器冷却、钢液面稳定性和保护渣润滑性能。
(4)结晶器钢液流动：结晶器由注流引起的强制流动，不应把液面上的渣子卷入内部。
浸入式水口插入深度小于50mm，液面上渣粉会卷入凝固壳，形成皮下夹渣；浸入式水口插入深度>170mm，皮下夹渣也会增多。
因此，浸入水口插入深度和出口倾角是非常重要的参数。
(5)保护渣性能：应有良好的吸收夹杂物能力和渣膜润滑能力
铸坯内部质量是指低倍结构、成分偏析、中心疏松、中心偏析和裂纹等。
铸坯经过热加工后，有的缺陷可以消失、有的变形、有的则原封不动的保留下来，对产品性能带来不同程度的危害。
铸坯内部缺陷的产生，涉及到铸坯凝固传热、传质和应力的作用，生成机理是极其复杂的。
但总的来说，铸坯内部缺陷是受二次冷却区铸坯凝固过程控制的。
改善铸坯内部质量的措施有： (1)控制铸坯结构：首要的是要扩大铸坯中心等轴晶区，抑制柱状晶生长。
这样可减轻中心偏析和中心疏松。
为此采用钢水低过热度浇注、电磁搅拌等技术都是有效的扩大等轴晶区的办法。
(2)合理的二次冷却制度：在二次冷却区铸坯表面温度分布均匀，在矫直点表面温度大于900℃，尽可能不带液芯矫直。
为此采用计算机控制二次冷却水量分布、气一水喷雾冷却等。
(3)控制二次冷却区铸坯受力与变形：在二次冷却区凝固壳的受力与变形是产生裂纹的根源。
为此采用多点弯曲矫直、对弧准确、辊缝对中、压缩浇铸技术等。
(4)控制液相穴钢水流动，以促进夹杂物上浮和改善其分布。
如结晶器采用电磁搅拌技术、改进浸入式水口设计等。