連鑄工藝、設(shè)備--09連鑄坯質(zhì)量控制(編輯修改稿)
2025-03-14 11:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 界滲透所致。但即使采用鍍 Cr、 Ni結(jié)晶器后，這種裂紋還是存在。 B. 鑄坯表面 Fe的選擇性氧化，而使殘余元素（如 Cu、 Sn等）殘留在表面沿晶界滲透形成熱脆裂紋。 ⑵ 特點(diǎn) A. 表面裂紋區(qū)有 Cu、 Ni、 Sn、 Sb的富集。富集相成分（％）： Cu85, Sn5， Ni4， Fe5，Sb1。這種富集相大約在 1050℃ 熔化沿晶界滲透。 B. Cu含量增加裂紋加重。因?yàn)?Cu在鑄坯表面的氧化鐵皮下形成液相，沿晶界穿行而失去塑性。 C. Al的作用。鋼中 Al含量增加，鑄坯表面網(wǎng)狀裂紋加重（ AlN在晶界沉淀引起的）。 D. 二冷水量。弱冷會(huì)導(dǎo)致鑄坯表面溫度高，氧化鐵皮生成加速，促使殘余元素（ Cu、Sn）沿晶界富集形成裂紋。 ⑶ 減少鑄坯表面網(wǎng)狀裂紋的措施 A. 結(jié)晶器鍍 Cr和 Ni； B. 合適的二冷水量； C. 精選原料，控制鋼中殘余元素 (Cu、 Sn等 )； D. 控制鋼中 Cu＜ ％； E. 控制鋼中 Mn∕S ＞ 40。 ?在方坯角部附近，平行于角部，有連續(xù)的或斷續(xù)的凹陷稱為縱向凹陷?？v向凹陷常伴有縱向裂紋，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致漏鋼。 ?產(chǎn)生原因： ； ； （特別是上部）； ； 。 二 .鑄坯表面夾渣 ?由于澆注時(shí)二次氧化，在結(jié)晶器鋼水面上生成浮渣。結(jié)晶器液面的波動(dòng)，浮渣可能卷入到初生坯殼表面而殘留下來形成夾渣。 ① 對(duì)于硅鎮(zhèn)靜鋼，鑄坯表面夾渣與鋼中 Mn∕Si 比有關(guān)。根據(jù)鋼中 Si、 Mn含量，可能形成的夾雜物： ? Mn∕Si ＜ 4，形成 SiO2浮渣容易在結(jié)晶器彎月面處冷凝結(jié)殼； ? Mn∕Si ＞ 4，形成液態(tài) MnO〃SiO 2流動(dòng)性好，浮渣也呈液態(tài)。 ?因此，隨鋼中 Mn∕Si 比減小，生成浮渣熔點(diǎn)升高，流動(dòng)性不好，容易卷入坯殼。為保持流動(dòng)性良好的浮渣， 應(yīng)保持鋼水中Mn∕Si ＝ 3～ 6。 ② 對(duì)于用 Al脫氧鋼，應(yīng)限制加 Al量（ 200g∕t ）使 鋼中酸溶鋁 [Al] = ～ %， 既可防止定徑水口堵塞，也可防止因 Al2O3析出使浮渣變粘，增加表面夾渣。 ? 結(jié)晶器采用浸入式水口和保護(hù)渣澆注時(shí)，結(jié)晶器液面波動(dòng)是彎月面卷渣的根源。 ① 結(jié)晶器液面波動(dòng)的原因 A．外部干擾。如水口擴(kuò)大、堵塞或塞棒失靈； B．結(jié)晶器液體流動(dòng)的攪動(dòng)。如水口形狀、插入深度、吹氬量等引起液面不穩(wěn)定； C．拉速突然變化。 ② 防止結(jié)晶器卷渣的措施 ，控制液面波動(dòng)盡可能?。?5mm）； ，插入深度125177。 25mm為宜； 彎月面渣層為原則； Ar氣流量，防止氣泡上浮增強(qiáng)鋼渣界面的攪動(dòng)； 、渣中 Al2O3含量（渣中Al2O3＞ 20％，液渣就不能吸收上浮的 Al2O3使粘度增加）和液渣層厚度。 ?三 .鑄坯皮下氣孔泡與氣孔 ?在鑄坯表皮下存在有直徑約 1mm、長度為 10mm左右，沿柱狀晶生長方向分布的氣泡，稱為皮下氣泡。這些氣泡若裸露于鑄坯表面稱為表面氣泡；小而密集的小孔叫皮下氣孔，也叫皮下針孔。 ?鋼水中氧、氫含量高是形成氣泡的重要原因。 產(chǎn)生原因： ，鋼中溶解 Al＞ %就可防止 CO的生成。 、鋼包、中間包覆蓋劑，絕熱板干燥不良會(huì)導(dǎo)致 H2逸出生成皮下氣孔。 Ti不銹鋼，鋼中的 TiN與保護(hù)渣中的 Fe2O3會(huì)發(fā)生以下反應(yīng)： 6TiN+4Fe2O3=6TiO2+8Fe＋ 3N2↑ TiN+CaO+2FeO+2MnO=CaO〃TiO 2+2Fe＋ 2Mn＋ 1∕2N 2↑ ? 上述反應(yīng)釋放出來的 N2可能在凝固坯殼處形成氣孔。 ?另外生成的 TiO2和 CaO〃TiO 2大大增加了渣子粘度，可能會(huì)在結(jié)晶器鋼水面上形成渣、鋼和氣體組成的硬殼，對(duì)不銹鋼鑄坯表面質(zhì)量帶來極大的危害。因此對(duì)含 Ti不銹鋼，應(yīng)盡量降低鋼中的 [N]和 [O]含量，降低保護(hù)渣的堿度以及采用最佳幾何形狀的浸入式水口（如出口傾角向上 15176。 ）是有益的。 Ar流量太大或拉速過快 ， 會(huì)引起結(jié)晶器液面 “ 鋼水沸騰 ” ， 增加了彎月面的攪動(dòng) ，導(dǎo)致卷渣或彎月面的鉤形凝固殼會(huì)捕捉小于 2mm的 Ar氣泡 ， 造成冷軋板的分層缺陷 。 167。 9— 3 鑄坯內(nèi)部質(zhì)量 ?鑄坯內(nèi)部質(zhì)量主要是 指低倍結(jié)構(gòu)（柱狀晶與等軸晶比例）、中心偏析、內(nèi)部裂紋和夾雜物水平。 ?內(nèi)部缺陷： 1— 內(nèi)部角裂； 2— 皮下氣泡； 3— 中心疏松； 4— 三角區(qū)裂紋； 5— 中間裂紋 ?鑄坯內(nèi)部缺陷示意圖： 1— 內(nèi)部角裂； 2— 側(cè)面中間裂紋； 3— 中心線裂紋； 4— 中心線偏析； 5— 疏松； 6— 中間裂紋； 7— 非金屬夾雜物； 8— 皮下鬼線； 9— 縮孔； 10— 中心星狀裂紋、對(duì)角線裂紋； 11— 針孔； 12— 半宏觀偏析 一 .鑄坯凝固結(jié)構(gòu) ?由激冷層、柱狀晶和等軸晶區(qū)組成。 ?連鑄坯低倍結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： ，邊運(yùn)行邊凝固，液相穴很長，鋼水補(bǔ)縮不好，易產(chǎn)生中心疏松和縮孔。 。結(jié)晶器形成初生坯殼，二冷區(qū)噴水冷卻完全凝固。二冷區(qū)坯殼溫度梯度大，柱狀晶發(fā)達(dá)，但凝固速度快，晶粒較細(xì)。 ?連鑄坯低倍結(jié)構(gòu)控制的主要任務(wù)是：控制柱狀晶與等軸晶的比例，獲得沒有內(nèi)部缺陷和致密的凝固組織。 ?鑄坯中心低倍結(jié)構(gòu)形成示意圖： 1— 柱狀晶生長； 2— 自由等軸晶生長； 3— 等軸晶凝固； 4— 流動(dòng)的兩相區(qū)； 5— 在剛性的兩相區(qū) 內(nèi)鋼水的滲透； 6— “ 通道”的形成 ?二 .鑄坯中心偏析 ?偏析是凝固過程中溶質(zhì)元素在固相和液相中再分配的結(jié)果，表現(xiàn)為鑄坯中元素分布的不均勻性，惡化機(jī)械性能，降低韌性。中心偏析還往往伴有中心裂紋、中心疏松，進(jìn)一步降低了鑄坯的內(nèi)部致密性和軋材的機(jī)械性能。 ?連鑄坯的宏觀偏析主要表現(xiàn)為中心偏析。 ① “凝固橋”理論 ?鑄坯凝固過程中由于冷卻不均勻，柱狀晶發(fā)達(dá)，凝固過程發(fā)生“搭橋”現(xiàn)象，凝固橋的形成阻止了液體的補(bǔ)縮，形成縮孔和疏松，導(dǎo)致中心偏析。 ② 鼓肚理論 ?鑄坯凝固過程中坯殼的鼓脹，造成樹枝晶間富集溶質(zhì)液體的流動(dòng)；或者凝固末期由于鑄坯收縮使凝固末端富集溶質(zhì)液體流動(dòng)導(dǎo)致中心偏析。 ?凝固時(shí)樹枝晶間富集溶質(zhì)殘余母液的流動(dòng)是造成中心偏析的主要原因。 ?鑄坯中心偏析： ?“V” 偏析形成： ① 減少易偏析元素含量。如采用鐵水預(yù)處理或鋼包脫硫把鋼中硫降到小于 %以下。 ② 防止鑄坯鼓肚。如二冷區(qū)夾輥嚴(yán)格對(duì)弧，減少凝固終點(diǎn)區(qū)域的輥距，采用多節(jié)輥防止夾輥?zhàn)冃?，加?qiáng)二冷以增強(qiáng)坯殼的剛度等。 ③ 控制澆注溫度，減小鋼水過熱度。 ④ 采用電磁攪拌，消除搭橋增加中心等軸晶區(qū)，中心偏析明顯改善甚至消失。 ⑤ 采用強(qiáng)冷技術(shù)。在凝固末端設(shè)臵強(qiáng)冷區(qū)，強(qiáng)冷區(qū)長度和冷卻水量是可調(diào)的。 ?強(qiáng)冷可壓實(shí)鑄坯芯部，防止坯殼鼓脹，增加等軸晶區(qū)，中心偏析大大改善，消除了 V形偏析和疏松。 ⑥ 采用輕壓下技術(shù)
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