連鑄坯的缺陷與控制技術(shù)(編輯修改稿)
2024-12-13 12:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 同時(shí)，鼓肚的板坯中心偏析加重，形成中心裂紋，嚴(yán)重危害了產(chǎn)品質(zhì)量。 鼓肚變形 鼓肚缺陷是指鑄坯表面凝殼受到鋼液靜壓力的作用而鼓脹成凸面的現(xiàn)象。 鼓肚產(chǎn)生的原因 1. 結(jié)晶器倒錐度過小或結(jié)晶器 下口磨損嚴(yán)重，鑄坯過早脫離結(jié)晶器壁； 2. 粉渣流動(dòng)性過好，冷卻強(qiáng)度過低； 3. 二冷夾輥間距過大，或剛度不夠，或輥徑中心調(diào)整不準(zhǔn)； 4. 拉速過快，二冷控制不當(dāng)。 采取的措施 1. 合適的倆輥間距，鼓肚量是與輥間距的 4 次方成正比，間距越大越容易鼓肚，因此要控制好倆輥間距； 2. 輥?zhàn)右灰３至己玫膭傂裕乐棺冃危? 3. 要有足夠的二次冷卻強(qiáng)度，一增加凝固殼厚度； 4 拉速變化時(shí)，特別是又慢變快時(shí)二次冷卻水量也相應(yīng)增加； 5. 輥?zhàn)訉?duì)中要好； 6. 在生產(chǎn)中可采取低液相深 度，加大冷卻強(qiáng)度； 7. 實(shí)行輥密排縮小輥間距，調(diào)整輥列系統(tǒng)的精度和提高夾輥的剛性等措施。 菱形變形（脫方） 在方坯橫斷面上倆個(gè)對(duì)角線長(zhǎng)度不相等，即斷面上兩隊(duì)角度大于或小于 90 5 度成為菱變，俗稱脫方，它是方坯特有的缺陷，菱形變形或脫方往往伴有內(nèi)裂。脫方形狀有時(shí)雙邊，有時(shí)單邊，菱變的大小用 R 來表示： %100)( ba ?? ? baR ...............................(1) 式中 a、 b 分別是倆條對(duì)角線 長(zhǎng)度，如果 R3%,方坯鈍角處導(dǎo)出熱量少，角部溫度高，坯殼較薄，在拉力的作用下會(huì)產(chǎn)生角部裂紋；如果 R6%，在加熱爐內(nèi)推鋼時(shí)，會(huì)發(fā)生堆鋼或軋制時(shí)咬入孔型困難，因此應(yīng)控制菱變?cè)?3%以下。 脫方成因 脫方發(fā)生的主要原因是在結(jié)晶器中坯殼冷卻不均勻，厚度差別大，在結(jié)晶器和二冷區(qū)內(nèi)，引起坯殼不均勻收縮，厚坯殼收縮量大，薄坯殼收縮量??；在冷卻強(qiáng)度大的角部或倆個(gè)面之間形成銳角，在冷卻強(qiáng)度小的角部或倆個(gè)面之間形成鈍角，這就形成了方坯的脫方缺陷。 布里馬科姆用結(jié)晶器冷面上的不同步間歇沸騰來說明脫方的形成，認(rèn)為脫方源于鑄坯的 4 個(gè)冷卻面冷卻不均勻。這也可以解釋脫方為何會(huì)周期性地轉(zhuǎn)換方向。 減少脫方的措施 1. 結(jié)晶器采用窄水縫、高水速?？梢允箯澰旅嫣幍臒崦鏈囟冉档?，減小液面波動(dòng)對(duì)脫方的影響； 2. 減少液面波動(dòng)。液面波動(dòng)與鑄流擾動(dòng)有關(guān)。為了減少擾動(dòng)，中間包應(yīng)用流動(dòng)控制裝置；除開澆和更換鋼包時(shí)外，拉速要穩(wěn)定在一定范圍。為此，定徑水口材質(zhì)、鋼水溫度和脫氧程度都要控制在合適范圍內(nèi)；中間罐液面不宜過低否則鋼包鑄流沖擊波將帶入中間罐鑄流，引起結(jié)晶器內(nèi)液面波動(dòng)；用塞棒控制液面優(yōu)于拉速控制液面，前者使液面波動(dòng)減少；用侵入 式水口保護(hù)澆注取代敞開澆注，可以使液面波動(dòng)減少。 3. 控制負(fù)滑動(dòng)時(shí)間 t=~，當(dāng) t 時(shí)，振痕深，對(duì)脫方有不利影響。 4. 中間包水口對(duì)準(zhǔn)結(jié)晶器中心，潤(rùn)滑油流量合適且分布均勻，水縫均勻，結(jié)晶器壁厚度均勻且四面的錐度一致等措施都有利于減少脫方。 5. 結(jié)晶器以下的 600mm 距離要嚴(yán)格對(duì)弧，以確保二冷區(qū)的均勻冷卻。 6. 結(jié)晶器冷卻水用軟水。如果水質(zhì)好，結(jié)晶器水縫冷卻水流速在 5~6m/s， 6 可以抑制間歇沸騰，而且出水溫度還可以高一些，進(jìn)出水溫度差以不大于 12℃為宜；倘若冷卻水質(zhì)差，水速大 于 10m/s 才能抑制間歇沸騰，但出水溫度不能高。 7. 在結(jié)晶器下口設(shè)足輥或冷卻板，以加強(qiáng)對(duì)鑄坯的支撐。 8. 加強(qiáng)設(shè)備的檢查與管理。 9. 控制好鋼液成分。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得出， W（ C） =%~%，菱變 2%~3%時(shí)，隨鋼中 W（ C）的增加菱變趨于緩和，并且 W(Mn)/W(S)30 時(shí)有利于減少菱變。 圓鑄坯變形 橢圓形變形 橢圓形變形是圓鑄坯生產(chǎn)常見的缺陷，它是圓形變?yōu)闄E圓形的一種現(xiàn)象。 1. 連鑄圓坯變成橢圓形的原因 1）圓形結(jié)晶器變形； 2) 二次冷卻水分布不均勻； 3）拉矯機(jī)加緊力調(diào)整不當(dāng)，過分壓下； 4）鑄機(jī)下部對(duì)弧不良； 5）圓坯直徑越大，變成橢圓傾向越嚴(yán)重。 2. 防止措施 1）為增加矯直時(shí)坯殼強(qiáng)度，可適當(dāng)降低拉速； 2）檢查或更換變形的結(jié)晶器； 3）檢查二次冷卻使其噴淋均勻； 4）鑄機(jī)下部嚴(yán)格對(duì)弧。 不規(guī)則變形 圓坯斷面不是圓形而變成多角不規(guī)則形狀的現(xiàn)象。 1. 圓坯斷面不是圓形而變成多角不規(guī)則形狀的原因 1）結(jié)晶器變形使凝固殼與銅壁不均勻接觸造成優(yōu)先冷卻； 2）二次冷卻區(qū)噴水冷卻不均勻。 2. 圓坯斷面不是圓形而變成多角不規(guī)則形狀的防止方法 1）檢查結(jié)晶器磨損狀態(tài)； 2）二次冷卻噴嘴布置和噴水的均勻性。 [2] 7 2 連鑄坯的表面質(zhì)量控制 連鑄坯的表面缺陷主要表現(xiàn)為振動(dòng)痕跡、表面裂紋、表面夾渣。圖 1 為連鑄坯表面缺陷： 圖 1 連鑄坯表面缺陷 振動(dòng)痕跡 為了避免坯殼與結(jié)晶器之間粘結(jié)，很早就提出了結(jié)晶器振動(dòng)的概念。但結(jié)晶器上下運(yùn)動(dòng)的結(jié)果在鑄坯表面上造成了周期性的沿整個(gè)周邊的橫紋模樣的痕跡，稱之為振動(dòng)痕跡。為了減少振痕，現(xiàn)在很多鑄機(jī)上采用所謂的小幅高頻振動(dòng)模式。此外，對(duì)裂紋 敏感的鋼種有點(diǎn)在結(jié)晶器液面附近加導(dǎo)熱性差的材料做的插件，即所謂熱頂結(jié)晶器的辦法，也對(duì)減輕振痕深度有效果。 表面裂紋 連鑄坯裂紋是是最常見的和數(shù)量最多的一種缺陷，其形成原因一方面取決于坯殼和凝固界面的受力情況，另一方面取決于鋼在高溫下的塑形和強(qiáng)度。 表面縱裂紋 表面縱裂紋是鑄坯表面沿軸向形成的裂紋，多發(fā)生在板坯的寬面中央部位，方坯出現(xiàn)在面部嚴(yán)重時(shí)裂紋將高達(dá) 10mm 以上。發(fā)生縱裂是由于初生坯殼厚度不 8 均勻，在坯殼薄的地方應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生裂紋。坯殼承受的應(yīng)力包括： 由于坯殼內(nèi) 外，上下存在溫度差產(chǎn)生的熱應(yīng)力；鋼水靜壓力阻礙坯殼凝固收縮產(chǎn)生的應(yīng)力；坯殼與結(jié)晶器壁不均勻接觸而產(chǎn)生的摩擦力。以上這些應(yīng)力的總和超過了鋼的高溫強(qiáng)度，致使鑄坯薄弱部位產(chǎn)生裂紋。 1. 造成縱裂的常見原因及預(yù)防措施 1）結(jié)晶器的質(zhì)量及磨損、變形。結(jié)晶器合適的倒錐度對(duì)減少熱縱裂、提高拉速、避免漏鋼起一定作用。因?yàn)楹线m的倒錐度，可以避免出現(xiàn)不均勻的氣隙和不均勻冷卻。為了防止結(jié)晶器變形，大斷面的結(jié)晶器不宜過長(zhǎng)，銅壁要適當(dāng)加厚。當(dāng)結(jié)晶器內(nèi)型尺寸偏差超過 177。 2~4mm 以及結(jié)晶器上部有嚴(yán)重?fù)p傷時(shí)則應(yīng)進(jìn)行更換和 檢修。 2）成結(jié)晶器和坯殼之間局部流入渣子過多，減慢了傳熱，使局部凝殼變薄產(chǎn)生縱裂。相反，合適的保護(hù)渣的熔化層，對(duì)結(jié)晶器壁有潤(rùn)滑作用，使拉坯阻力減少，對(duì)縱裂很有效。 3）結(jié)晶器內(nèi)液面波動(dòng)過大，直接影響坯殼的均勻性。由于浸入式水口鋼液
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