連鑄工藝、設(shè)備--09連鑄坯質(zhì)量控制-文庫(kù)吧
2025-02-14 11:32 本頁(yè)面
【正文】 在結(jié)晶器彎月面區(qū)初生坯殼厚度不均勻， 作用于坯殼上的拉應(yīng)力超過(guò)鋼的高溫允許強(qiáng)度和應(yīng)變，在坯殼的薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致產(chǎn)生縱裂，出結(jié)晶器后在二冷區(qū)繼續(xù)擴(kuò)展。 作用于坯殼上的應(yīng)力： A. 由凝固殼溫度不均勻而形成的熱應(yīng)力； B. 板坯寬度方向凝固殼收縮在鋼水靜壓力作用下產(chǎn)生的鼓脹力； C. 坯殼與銅板不均勻接觸而產(chǎn)生的摩擦力； D. 由于產(chǎn)生氣隙，寬面凝固收縮受窄面的約束而使坯殼承受的彎曲應(yīng)力。 其中 A與 B為最大。 ⑵ 影響縱裂的因素 A. 鋼中碳含量 ?大約在鋼中 [C]= %～ ％ 左右時(shí)板坯縱裂最嚴(yán)重。 這是因?yàn)殇撃烫幱诎^(qū)（ L+δ→γ ）， 在固相線溫度以下 20～ 50℃鋼的 線收縮最大， 此時(shí)結(jié)晶器彎月面剛凝固的坯殼隨溫度下降發(fā)生 δFe→γFe 轉(zhuǎn)變，伴隨著較大的收縮，坯殼與銅板脫離 形成氣隙， 導(dǎo)出熱流最小 坯殼最薄， 在表面會(huì)形成凹陷。凹陷部位冷卻和凝固速度比其它部位慢，組織粗化，對(duì)裂紋敏感性強(qiáng)，在熱應(yīng)力和鋼水靜壓力作用下，在凹陷薄弱處造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋。 B. 鋼中 S+P+As含量高，板坯縱裂發(fā)生幾率增大。 C. 保護(hù)渣的影響 ?渣子熔化速度過(guò)快或過(guò)慢，使液渣層過(guò)厚或過(guò)??；或者渣子粘度不合適，流入坯殼與銅板之間渣膜厚度不均勻，致使結(jié)晶器導(dǎo)熱不均而導(dǎo)致局部區(qū)域坯殼厚度不均，使熱應(yīng)力和彎曲應(yīng)力局部增大而促使縱裂紋發(fā)生。 ?板坯越寬，由于鋼水靜壓力阻礙坯殼收縮的應(yīng)力就越大，產(chǎn)生裂紋的可能性也就越大。 E. 結(jié)晶器液面波動(dòng)的影響 ? 澆注板坯越寬，液面波動(dòng)增大，發(fā)生縱裂紋趨勢(shì)越嚴(yán)重。而結(jié)晶器液面的穩(wěn)定性是受鋼水流量、水口堵塞、水口結(jié)構(gòu)、插入深度以及由鋼水再循環(huán)引起的彎月面產(chǎn)生的波浪有關(guān)的，這是一個(gè)復(fù)雜的體系。 ?例如，水口插入深度太淺，液面波動(dòng)大，容易發(fā)生縱裂紋，尤其是澆注寬板鑄坯時(shí)，縱裂紋更為嚴(yán)重。插入太深，熱中心下移，縱裂紋也增多。 ⑶ 防止縱裂產(chǎn)生的措施 A. 穩(wěn)定的結(jié)晶器液面。 ?液面波動(dòng)由 177。 5mm增加到 177。 20mm，縱裂指數(shù)由 0增加到 。 B. 合適的浸入式水口插入深度和出口傾角。 ?出口傾角太小，流股碰點(diǎn)在窄面上端，引起液面紊流，液渣不能均勻流入坯殼，會(huì)導(dǎo)致寬面縱裂。出口傾角太大，流股靠近窄面下端，角部沖刷嚴(yán)重，容易引起角部縱裂。浸入式水口插入深度和傾角應(yīng)由模型試驗(yàn)決定，一般是傾角向下 15176。 ～ 35176。 ,插入深度在 125177。 25mm。 C. 合適的結(jié)晶器錐度。 合適的倒最度，可使坯殼表面與銅壁接觸良好，冷卻均勻，可避免產(chǎn)生裂紋和發(fā)生漏鋼。最好采用多錐度、鉆石型或拋物線形結(jié)晶器。 D. 浸入式水口與結(jié)晶器對(duì)中，以防止鋼流熱中心位移而沖刷坯殼。 E. 合適的鋼水過(guò)熱度。 ? 鋼水過(guò)熱度提高 10℃ ，在結(jié)晶器內(nèi)高溫鋼水流動(dòng)會(huì)吃掉凝固殼約 2mm。 、足輥、二冷零段要準(zhǔn)確對(duì)弧。 。 在保護(hù)渣各項(xiàng)特性中， 粘度對(duì)產(chǎn)生表面縱裂影響最大。 渣高粘度使縱裂增加，渣低粘度產(chǎn)生縱裂少，因此要控制渣子的粘度與渣子溶融時(shí)間合適的比例。 。 對(duì)于鋼中裂紋敏感的元素要嚴(yán)加控制，避免鑄坯出現(xiàn)縱裂紋。 。 ?即在彎月面區(qū)域 75mm的銅板內(nèi)鑲?cè)氩讳P鋼、鍍 Cr、 Ni或碳鉻化合物的隔熱材料， 使結(jié)晶器的熱流密度可以減少 50～ 70％，延緩了坯殼的收縮，減輕了凹陷深度從而減少了裂紋的發(fā)生率。 ?帶不銹鋼插件的熱頂結(jié)晶器 1— 鍍鎳層； 2— 不銹鋼插件； 3— 銅基板 ?帶陶瓷插件的熱頂結(jié)晶器： 1— 浸入式水口； 2— 保護(hù)渣； 3— 陶瓷結(jié)晶器； 4— 銅結(jié)晶器； 5— 坯殼 ?鑄坯的角部是二維傳熱，因而角部鋼水凝固速度較其它部位要快，初生坯殼收縮較早，從凝固一開(kāi)始就形成了不均勻氣隙，熱阻增加，影響坯殼均勻生長(zhǎng)，其薄弱處承受不住應(yīng)力作用而形成角部縱裂紋。 ?角部縱裂紋產(chǎn)生的關(guān)鍵在結(jié)晶器的窄面，要有合適的錐度和形狀。 ?表面橫裂紋通常是隱藏看不見(jiàn)的。它是 位于鑄坯內(nèi)弧表面振痕的波谷處。 金相檢查指出，深度可達(dá) 7mm、寬度 。裂紋位于鐵素體網(wǎng)狀區(qū)，而網(wǎng)狀在好是出生奧氏體晶界。當(dāng)奧氏體晶界質(zhì)點(diǎn)粗大，呈稀疏分布，板坯橫裂紋產(chǎn)生的廢品減少；當(dāng)奧氏體晶界質(zhì)點(diǎn)細(xì)小，呈密實(shí)分布，板坯橫裂紋產(chǎn)生的廢品增加。因此 控制沉淀在奧氏體晶界質(zhì)點(diǎn)的粗大或控制質(zhì)點(diǎn)（如 AlN、TiN、 MnS）不在晶界析出，可以降低對(duì)裂紋的敏感性。 ⑴ 影響橫裂紋的因素 A. 鋼種 ? 一般的 C— Mn鋼（ Mn＞ 1％）、 C— Mn—Nb（ V）鋼連鑄坯容易產(chǎn)生橫裂紋。因?yàn)樵谳^高溫度下（ 1050～ 1100℃ ）， Nb（ CN）已開(kāi)始在晶界沉淀，降低了晶界的結(jié)合力，導(dǎo)致沿沉淀物周圍的空洞生長(zhǎng)，促使晶界裂紋的擴(kuò)展，同時(shí)使鋼的脆化溫度區(qū)間加寬，對(duì)裂紋敏感性增加。 ?鋼中含 Al量增加，板坯橫向裂紋廢品增加。因?yàn)?Al促使晶界質(zhì)點(diǎn)呈細(xì)密分布，另外 AlN在奧氏體晶界析出，降低了晶界內(nèi)聚力，增加了 γ→α 轉(zhuǎn)變的脆性，使 900～ 700℃ 鋼延性大大降低，對(duì)裂紋敏感性增加。 ? 因此隨鋼中 Al、 Nb、 V增加，在 A3轉(zhuǎn)變溫度以上就有氮化物和 C— N化物沉淀，擴(kuò)大了降低鋼延性溫度的范圍。 。 ?二冷采用弱冷卻（ ∕kg 鋼），沿奧氏體晶界 AlN析出減少了，鑄坯保持較高溫度（ 950℃ ）矯直，可避免橫裂的產(chǎn)生。 ，在矯直過(guò)程中，由于振痕的缺口效應(yīng)而產(chǎn)生應(yīng)力集中，再加上矯直溫度在脆化溫度700～ 900℃ 之間，加速了振痕波谷處橫裂紋的產(chǎn)生并沿奧氏體晶界擴(kuò)展。 D. 振痕對(duì)橫裂紋的影響 ? 振痕是與橫裂紋共生的，要減少橫裂紋就是要減少振痕深度。振痕的形成是由于結(jié)晶器振動(dòng)，引起彎月面鋼水周期性流動(dòng)使坯殼發(fā)生折疊所致。振幅越大，振痕越深；負(fù)滑脫時(shí)間越長(zhǎng)，振痕越深；振動(dòng)頻率越低，振痕越深。振痕深處樹(shù)枝晶粗大，溶質(zhì)元素富集，當(dāng)鑄坯受到應(yīng)力作用就成為裂紋的發(fā)源地。 ⑵ 減少橫裂紋的措施 A. 結(jié)晶器采用高頻率（ 200～ 400次 ∕ min）小振幅（ 2～ 4mm）是減小振痕深度的有效辦法。 B. 二冷區(qū)采用平穩(wěn)性冷卻，矯直時(shí)鑄坯表面溫度高于質(zhì)點(diǎn)沉淀溫度或高于 γ→α 轉(zhuǎn)變溫度，以避開(kāi)低延性區(qū)。 C. 降低鋼中 S、 O、 N含量，或加入 Ti、 Zr、Ca以抑制 C— N化物和硫化物在晶界析出，或使 C— N化物質(zhì)點(diǎn)變粗，以改善奧氏體晶粒熱延性。 D. 減小結(jié)晶器液面波動(dòng)，采用低表面張力、潤(rùn)滑性能良好的保護(hù)渣。 E. 細(xì)化奧氏體晶粒。 ?橫裂紋常沿著鑄坯表皮層下的粗大奧氏體晶界分布，可以通過(guò)二次冷卻使奧氏體晶粒細(xì)化，以減少對(duì)裂紋的敏感性。 — 水噴嘴參數(shù)要合理，板坯冷卻均勻可降低裂紋的發(fā)生。 ，連續(xù)矯直技術(shù)或壓縮澆注技術(shù)等，均可避免產(chǎn)生橫裂紋。 （星形或晶界）裂紋 ⑴ 產(chǎn)生原因 A. 高溫鑄坯表面吸收了結(jié)晶器的銅，而 Cu熔化為液體沿奧氏體晶
試題試卷相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1