連鑄工藝、設(shè)備--09連鑄坯質(zhì)量控制(已修改)
2025-03-04 11:32 本頁面
【正文】 第九章 連鑄坯質(zhì)量控制 ?所謂連鑄坯質(zhì)量是指 得到合格產(chǎn)品所允許的鑄坯缺陷的嚴(yán)重程度 ?評(píng)價(jià)連鑄坯質(zhì)量應(yīng)從以下幾方面考慮 ： ?指鋼中夾雜物的含量、形態(tài)和分布。 鑄坯的純凈度主要 決定于鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前的處理過程 ，也就是說要把鋼水搞“干凈“些，必須在鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前各工序下功夫，如選擇合適的爐外精煉，鋼包→ 中間包 → 結(jié)晶器的保護(hù)澆注等。 ： ?指連鑄坯表面是否存在裂紋、夾渣及皮下氣泡等缺陷。 ?連鑄坯的表面缺陷 主要決定于鋼水在結(jié)晶器的凝固過程。 它是與結(jié)晶器內(nèi)坯殼的形成、結(jié)晶器振動(dòng)、保護(hù)渣性能、浸入式水口設(shè)計(jì)及鋼液面穩(wěn)定性等因素有關(guān)的，必須嚴(yán)格控制影響表面質(zhì)量的各參數(shù)在合理的目標(biāo)值以內(nèi)，以生產(chǎn)無缺陷的鑄坯，這是熱送和直接軋制的前提。 ： ?指連鑄坯是否具有正確的凝固結(jié)構(gòu)，等軸晶與柱狀晶的比例，以及裂紋、偏析、疏松等缺陷的程度。 ?鑄坯內(nèi)部質(zhì)量 主要決定于鑄坯在二冷區(qū)的凝固冷卻過程和鑄坯的支撐系統(tǒng)的精度。合理的二冷水量分布、支撐輥的嚴(yán)格對(duì)中、防止鑄坯鼓肚變形等，是提高內(nèi)部質(zhì)量的關(guān)鍵。 ： ?指連鑄坯的形狀是否規(guī)矩，尺寸誤差是否符合規(guī)定要求。 ? 鑄坯的外觀形狀與結(jié)晶器內(nèi)腔尺寸和表面狀態(tài)及冷卻的均勻性有關(guān)。 ?連鑄坯質(zhì)量控制示意圖： 167。 9— 1 鑄坯純凈度 一 .鑄坯純凈度與產(chǎn)品質(zhì)量 ?連鑄坯的純凈度是指鋼中夾雜物的數(shù)量、形態(tài)和分布。 ?： ① 來源廣泛，組成復(fù)雜； ② 結(jié)晶器液相穴內(nèi)夾雜物上浮困難。 ： ① 超顯微夾雜，均勻分布在鋼中； ② 顯微夾雜，其尺寸小于 50181。m，它與鋼中溶解 ? O? 含量有關(guān)； ③ 宏觀夾雜（大型夾雜），尺寸大于 50181。m。這種夾雜顆粒大、數(shù)量少、在鋼中呈偶然性分布，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量危害最大。 ①夾雜物的形態(tài)和組成 沿軋制方向伸長的夾雜物能使鋼的橫向力學(xué)性能惡化。 ②夾雜物大小 ?超顯微夾雜物及大型夾雜物的危害大。大型夾雜物是鋼材分層的原因，使鋼材質(zhì)量顯著下降。 ③夾雜物的聚集狀態(tài) ?即使存在著小的夾雜物聚集，也有可能使鋼材產(chǎn)生分層。 ④ 夾雜物的存在部位 ?鋼材表面附近的夾雜物不僅影響鋼材表面質(zhì)量，而且影響加工時(shí)應(yīng)力的大小。一般來說，在鋼材中間有夾雜物時(shí)影響較小。 ⑤夾雜物的數(shù)量 ?夾雜物的含量越高，對(duì)鋼材質(zhì)量的影響越大。大塊夾雜物使鋼材造成分層缺陷，嚴(yán)重開裂缺陷，結(jié)疤缺陷和表面缺陷等。 ?例如，夾雜物是深沖薄板鋼沖裂廢品的主要原因； 連鑄坯軋制長條和中厚板產(chǎn)品，夾雜物是產(chǎn)生內(nèi)部缺陷（如裂紋）的潛在危險(xiǎn)。 氧化鋁簇狀?yuàn)A雜物可導(dǎo)致汽車和電器產(chǎn)品用薄鋼板表面缺陷，也能引起 DI罐用薄鋼板裂紋，還可造成輪胎子午線等線材斷線，以及使軸承鋼等棒鋼的疲勞性能惡化。 二．連鑄坯夾雜物 ?一是連鑄坯由于鋼液凝固速度快，其夾雜物聚集長大機(jī)會(huì)少，因而尺寸較小，不易從鋼液中上?。? ?其二是多了一個(gè)中間包，鋼液和大氣、熔渣、耐火材料接觸時(shí)間長易被污染；同時(shí)在鋼液進(jìn)入結(jié)晶器后，在鋼液流股影響下，夾雜物難以從鋼液分離； ?其三是連鑄坯僅靠切頭切尾難以解決夾雜物問題。 ?類型：取決于澆注鋼種和脫氧方法。在連鑄坯中較常見的夾雜物有 Al2O3和以 SiO2為主并含有 MnO和 CaO的硅酸鹽，以及以 Al2O3為主并含有 SiO CaO 和 CaS等的鋁酸鹽。此外還有硫化物如 FeS、 MnS等。 ?來源：出鋼過程鋼液氧化產(chǎn)物占 10%,脫氧產(chǎn)物占 15%，熔渣卷入占 5%，注流的二次氧化占 40%，耐火材料的沖刷約占 20%，中間包渣約占 10%?？梢?， 鑄坯中基本上是外來夾雜物，主要來自于鋼液澆注過程中的二次氧化。 ?在工藝條件一定的情況下，夾雜物在鑄坯內(nèi)的數(shù)量和分布主要決定于鑄機(jī)類型。就鑄坯夾雜物分布而言，結(jié)晶器注流沖擊影響到弧形連鑄機(jī)鑄坯內(nèi)弧側(cè)的彎曲區(qū)，固液界面容易捕捉上浮的夾雜物，在內(nèi)弧表面 10mm左右形成 Al2O3的聚集， 大顆粒夾雜在內(nèi)弧側(cè)1∕4 ～ 1∕5 厚度形成集聚，這是弧形連鑄機(jī)的弱點(diǎn)。 ?對(duì)于帶垂直段的立彎式連鑄機(jī)，結(jié)晶器注流沖擊深度的影響區(qū)在直線部分，夾雜物在夜相穴內(nèi)容易上浮，鑄坯中夾雜物分布均勻。 ?液相穴內(nèi)夾雜物上浮示意圖： ａ — 帶垂直段立彎式連鑄機(jī)； ｂ — 弧形連鑄機(jī) ?連鑄操作有正常澆注和非正常澆注兩種情況。 ?在正常澆注下，澆注過程比較穩(wěn)定，鑄坯中夾雜物多少 主要由鋼液的純凈度決定。 ?而非正常澆注情況下，如澆注初期，澆注末期和多爐連澆的換包期間，鑄坯中夾雜物往往有所增加。這是因?yàn)樵跐沧⒊跗阡撘罕荒突鸩牧衔廴据^嚴(yán)重；在澆注末期隨著中間包液面的降低，因渦流作用會(huì)把中間包渣吸入到結(jié)晶器中。在換包期間由于上述原因也常使鋼中夾雜物增多。因而采取相應(yīng)措施（如提高耐火材料質(zhì)量、避免下渣等）對(duì)于提高鑄坯純凈度是必要的。 ，注溫和拉速對(duì)鑄坯中夾雜物也有一定影響 ?當(dāng)鋼液溫度降低時(shí)，夾雜物指數(shù)升高；隨著拉速的提高，鑄坯中夾雜物有增多的趨勢。 ? 注連鑄過程中由于鋼液和耐火材料接觸，鋼液中的元素（錳和鋁等）會(huì)與耐火材料中的氧化物發(fā)生作用生成夾雜物，當(dāng)其不能上浮時(shí)就遺留在鑄坯中。 ?連鑄坯內(nèi)夾雜物分布： ?弧形連鑄機(jī)： 1— 低溫澆注； 2— 高溫澆注 ?立彎式連鑄機(jī)： 1— 低溫澆注； 2— 高溫澆注 ?連鑄機(jī)機(jī)型對(duì)大型夾雜物的影響： 1— 弧形連鑄機(jī)； 2— 直結(jié)晶器 弧形連鑄機(jī)； 3— 立式連鑄機(jī) 三 .提高鑄坯純凈度的措施 。 轉(zhuǎn)爐采用倒渣球，電爐采用偏心爐底出鋼，防止出鋼時(shí)渣大量下到鋼包。 。 根據(jù)鋼種的需要選擇合適的精煉處理方法，以均勻溫度、微調(diào)成分、降低氧含量、去除氣體夾雜物、改善夾雜物形態(tài)等。 。 從鋼包 → 中間包用長水口，中間包 → 結(jié)晶器用浸入式水口（板坯、大方坯）或氣體保護(hù)（小方坯），中間包采用覆蓋劑，結(jié)晶器用保護(hù)渣。 。 中間包采用大容量、加擋墻和壩等促進(jìn)夾雜物上浮的有效措施。還有中 間包吹氬、使用過濾器、復(fù)合渣，以及使用堿性包襯等，都有利于中間包進(jìn)一步凈化鋼液。 ，融損小，高質(zhì)量的耐火材料，以減少鋼中外來夾雜物。 量控制器的作用； ，控制注流的運(yùn)動(dòng)。 167。 9— 2 鑄坯表面質(zhì)量 ?板坯表面缺陷示意圖： 1— 表面縱裂紋； 2— 表面橫裂紋； 3— 網(wǎng)狀裂紋； 4— 角部橫裂紋； 5— 邊部橫裂紋； 6— 表面夾渣； 7— 皮下針孔； 8— 深振痕 ?連鑄坯表面缺陷： 1— 角部橫裂紋； 2— 角部縱裂紋； 3— 表面橫裂紋； 4— 寬面縱裂紋； 5— 星狀裂紋； 6— 振動(dòng)痕跡； 7— 氣孔； 8— 大型夾雜物 一 .表面裂紋 ⑴ 產(chǎn)生原因 ?表面縱裂是
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