北京科技大學(xué)蔡開(kāi)科講座資料連鑄坯(圓坯)質(zhì)量控制-資料下載頁(yè)
2025-01-22 03:39本頁(yè)面
【正文】 圖 由圖可知：低過(guò)熱度，等軸晶多；高過(guò)熱度，等軸晶少 。由圖可知：① 不用 EMS，由澆注溫度冷卻到液相溫度 TL需14min；② 用 SEMS由澆注溫度冷卻到液相線溫度 TL需10min；③ 用 MEMS由澆注溫度冷卻到液相線溫度 TL需1min，即到結(jié)晶器出口過(guò)熱度就消失了。大方坯凝固過(guò)程溫度演變（ 300400mm） （ 3）改善鑄坯潔凈度和表面質(zhì)量 Ｍ EMS效果示意圖 （疏松，縮孔，偏析） 從低倍圖上看出圓坯中心缺陷有：疏松，縮孔， 偏析。 中心缺陷區(qū)有疏松 +縮孔 → 不致密，圓坯表層和中心密度相差 ０ .００３～０ .００５ｇ /ｃｍ ３ ，用于穿無(wú)縫鋼管式鋼管內(nèi)壁產(chǎn)生折疊缺陷。鑄坯中心密度變化 由圖知：鑄坯中心疏松 +縮孔伴隨有嚴(yán)重中心偏析 鑄坯中心成分分布 圓坯中心疏松縮孔大于２ｍｍ ２ 時(shí)，加熱時(shí)氧化程度增加，穿管時(shí)就會(huì)形成鋼管內(nèi)壁形成折疊，裂紋等缺陷。中心缺陷形成理論：（１） “凝固橋 ”理論（ Miniingot）如圖所示，凝固橋的形成：o 液相穴區(qū)域柱狀晶不均勻生長(zhǎng)；o 某些局部區(qū)兩邊柱狀晶 “搭橋 ”；o 橋下面鋼水凝固得不到上面鋼水均勻的補(bǔ)充形成疏松；o 凝固收縮把周圍枝晶富集溶質(zhì)母液抽吸到中心，形成中心偏析；o 高過(guò)熱度、高拉速、高二冷強(qiáng)度有利于凝固橋形成。凝固橋形成示意圖 中心缺陷形成理論：（２）鑄坯中心區(qū)母液流動(dòng)由鑄坯中心母液流動(dòng)示意圖可知：；；；；漏；；；。 1柱狀晶生長(zhǎng) 2自由等軸晶生長(zhǎng) 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 7中心線上 “通道 ”的形成 8完全凝固解決方法 （ 1）工藝參數(shù)優(yōu)化中心偏析與工藝參數(shù)的關(guān)系 F＝ V2 + δw 式中 :F－鑄坯中心偏析指數(shù)， F值高表明偏析小，板坯質(zhì)量好。 ΔT－鋼水過(guò)熱度 ℃ V －拉速 m/min δw －比水量 l/kg 由方程可知，低過(guò)熱度、低拉速和高比水量，鑄坯中心偏析小，鑄坯內(nèi)部質(zhì)量好。（ 2）采用 MEMS和高效率的凝固末端 FEMS，增加中心等軸晶區(qū)，消除中心縮松。圓坯中心等軸晶 30%,中心疏松明顯減少。（ a） 9Cr不銹鋼 （ b） 13Cr5Ni不銹鋼 不銹鋼圓坯低倍圖FEMS得到好的效果：① 攪拌器功率足夠大，能使糊狀區(qū)液體攪動(dòng)起來(lái)；② 拉速二冷要穩(wěn)定；③ 安裝位置要合適。固相率： fs=。凝固率： fe=。 液相穴尾部中心兩相區(qū)寬為 4055mm處。 FEMS安裝位置示意圖 確定安裝位置方法：① 鑄坯凝固數(shù)學(xué)模型法：確定液相線 TL和固相線 Ts的區(qū)間，以解決兩相區(qū)的長(zhǎng)度。鑄坯凝固曲線 ② 射釘測(cè)定法 如射釘法硫印顯示圖 ，打釘測(cè)定板坯，大方坯，圓坯凝固厚度，以確定液相穴長(zhǎng)度。（ a）板坯（ b）方坯 （ c）圓坯 o 圓坯中間裂紋 位于表面和中心之間，沿著柱狀晶交界面擴(kuò)展。如裂紋在表皮下 6~30mm穿管時(shí)要開(kāi)裂。裂紋的產(chǎn)生是由于二冷水冷卻不均勻?qū)е碌臒釕?yīng)力所致。 （圓坯的坯殼溫度回升100℃ /ｍ，可以減輕、避免中間裂紋的產(chǎn)生） . 不銹鋼低倍圖 o 圓坯中心裂紋位于圓坯中心呈放射狀（如圖）形成原因是圓坯中心區(qū)液體凝固，溫度急劇下降產(chǎn)生的熱應(yīng)力而引起的。防止圓坯內(nèi)裂紋措施：① 合適的二冷強(qiáng)度。弱冷有利于圓坯內(nèi)裂紋減少；② 合適的二冷水均勻分布，防止圓坯過(guò)大的回溫；③ 降低圓坯坯殼溫度梯度。圓坯中心裂紋硫印圖 圓坯中夾雜物216。 圓坯表皮下 13mm夾雜物聚集會(huì)引起鋼管表面產(chǎn)生發(fā)裂216。 圓坯從表面 → 中心鋼中夾雜物增加，鋼管內(nèi)表面缺陷加重。常見(jiàn)圓坯形狀缺陷有兩種：o 不規(guī)則圓形 不規(guī)則圓形缺陷產(chǎn)生原因：o 結(jié)晶器變形，凝固殼不均勻生長(zhǎng)o 結(jié)晶器錐度不合適o 結(jié)晶器圓周磨損不均勻o 浸入式水口與結(jié)晶器對(duì)中不良，偏流嚴(yán)重o 澆注溫度過(guò)高，流股沖刷鑄坯凝固殼橢圓形缺陷產(chǎn)生原因o 結(jié)晶器冷卻不均勻，結(jié)晶器銅管變形o 二冷區(qū)的噴水冷卻不均勻o 拉速過(guò)快，帶液芯矯直o 鑄機(jī)對(duì)弧精度差，尤其是結(jié)晶器與二冷區(qū)對(duì)中準(zhǔn)確o 拉矯機(jī)矯直壓力過(guò)大o 圓坯直徑越大橢圓度越嚴(yán)重o 橢圓 語(yǔ)o 控制好圓坯潔凈度，應(yīng)該在煉鋼 精煉 連鑄工藝流程生產(chǎn)潔凈鋼要控制好四點(diǎn)： 第一：轉(zhuǎn)爐降低終點(diǎn) [O]溶 ，這是產(chǎn)生夾雜物的源頭； 第二：精煉要促使原生的脫氧產(chǎn)物大量上浮； 第三：連鑄要減輕或杜絕鋼水二次氧化，防止生成新的夾雜物； 第四：再污染，澆注過(guò)程要防止經(jīng)爐外精煉的 “干凈 ”鋼水受外來(lái)夾渣再污染。o 縱裂紋是在結(jié)晶器彎月面區(qū)產(chǎn)生的，初生坯殼的不均勻生長(zhǎng)是產(chǎn)生縱裂紋的根本原因，坯殼受到外部應(yīng)力的作用超過(guò)了鋼的臨界應(yīng)力、應(yīng)變是產(chǎn)生縱裂紋的外因；鋼對(duì)裂紋的敏感性是產(chǎn)生縱裂紋的內(nèi)因；凝固工藝和設(shè)備狀況是產(chǎn)生縱裂紋的條件。 防止縱裂紋的產(chǎn)生根本措施是使彎月面處坯殼生長(zhǎng)均勻，這就要求優(yōu)化連鑄工藝，良好的設(shè)備維修，使凝固坯殼在運(yùn)行過(guò)程不變形為原則o 改善圓坯中心缺陷關(guān)鍵是抑制柱狀晶生長(zhǎng)，擴(kuò)大中心等軸晶區(qū)。在優(yōu)化工藝（拉速、過(guò)熱度、比水量）的基礎(chǔ)上，采用電磁攪拌是改善圓坯內(nèi)部質(zhì)量的有效辦法。北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院謝 謝！謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAIT
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