連鑄坯的缺陷與控制技術(shù)(參考版)
2024-11-11 12:20本頁面
【正文】
。 5. 塊狀的 Al2O3 類 ,成分主要為 Al2O3 ,尺寸范圍大。主要是由于向鋼中加入的合金元素與鋼中殘留硫結(jié)合的產(chǎn)物。此類復合型夾雜物的熔點一般在 1 550 ℃ ,是在鋼液凝固過程形成的 ,且它是引起鋼材點蝕的根源。 3. 硅鋁酸鹽類 ,該夾雜物數(shù)量較少 ,但尺寸較大。硅酸鹽類夾雜物多為群狀、片狀或塊狀。 15 夾雜物的分類 夾雜物可分為以下幾類。在電爐出鋼時 ,由于溶解氧含量較高 , w ( T[O]) 代表了鋼水中的溶解氧含量。自由氧是指溶解于鋼液中的氧 ,可以直接用定氧探頭測定 。 圓坯連鑄的內(nèi)裂與鋼種及規(guī)格 ,以及二次冷卻方式和冷卻強度有著密切的關(guān)系 ,同時與鑄機的設(shè)備狀態(tài)更有密不可分的直接影響 ,在采取以上針對性措施的同時 ,我們還針對不同的鋼種 ,不同的規(guī)格 ,調(diào)整了工藝參數(shù) ,使拉速、鋼水過熱度和二冷強度達到了良好的匹配 ,從根本上控制住了圓鑄坯內(nèi)裂的產(chǎn)生。 3. 為控制中心裂紋的產(chǎn)生 ,采取了如下措施 : 1) 低過熱度澆注 ,控制好二次冷卻 ,以便液芯矯直時有均勻較大的等軸晶面積和低矯直溫度。 2) 改變原噴嘴的進氣方式 ,由直通改為旁通 ,消除氣壓壓力波動對噴嘴霧化角的影響 ,穩(wěn)定霧化角。使二冷各段形成均勻的冷卻水幕且少受外界條件的影響 ,是連鑄工藝控制中間裂紋產(chǎn)生的最主要手 段。而均勻水幕的形成又與噴嘴的結(jié)構(gòu) (如霧化角、進水方式、進氣方式 ) 等有關(guān) ,因此氣 水噴嘴使用不當更容易造成更加嚴重的影響。 進一步研究發(fā)現(xiàn) ,導致二冷冷卻不均勻的原因是 ,冷卻噴霧未能形成均勻的水幕。如果冷卻不均勻 ,就會出現(xiàn)坯殼厚薄不均 ,柱狀晶發(fā)展呈不均勻發(fā)展狀況 ,從而鑄坯在同一圓周上坯殼產(chǎn)生塑性和強度的不均勻 ,形成局部薄弱區(qū)域 ,同一層面上收縮及熱漲的應力應變 ,超過了初始坯殼能承受的變形應力 ,隨即產(chǎn) 生裂紋 ,而這種差異的延續(xù) ,就會形成多條的中間裂紋。 2. 二次冷卻均勻性的影響：通過對二冷段鑄坯縱向 和橫向表面溫度的實測 ,發(fā)現(xiàn)鑄坯在縱向上的溫降不是按原設(shè)計的溫降梯度進行的 ,出現(xiàn)反復的回溫現(xiàn)象，同時鑄坯橫斷面的表面溫度呈現(xiàn)極其不均勻的狀況 ,即鑄坯二次冷卻不均勻。 [8] 內(nèi)部裂紋產(chǎn)生 的原因及預防措施 1. [S] 的影響：鋼中的 S 與 Mn 形成 MnS 夾雜物 ,此夾雜物在晶界析出 ,出現(xiàn)晶界脆化 ,降低了鋼的強度和塑性 ,若受不均勻的熱應力和機械力作用就容易產(chǎn)生裂紋 ,[S]越高 ,MnS 夾雜物就越多 ,連鑄坯內(nèi)部裂紋發(fā)生的頻度就呈增加的趨勢。嚴重者在鑄坯加工后即可看見。只有綜合考慮保護渣粘度、熔化溫度、熔速等性能，使之互相配合，才能達到鑄坯表面質(zhì)量的要求。 4. 保護渣粘度、熔化溫度和熔速的綜合影響 有關(guān)研究表明，降低熔化溫度使液態(tài)渣膜增厚，保護渣消耗量增加，有利于潤滑；而增加粘度可使渣消耗量減少且不利于潤滑；熔速降低會使液渣層變薄。熔化速度過慢形成的液渣層過薄。 3. 保護渣熔速對圓坯表面質(zhì)量的影響 保護渣的熔化速度決定了結(jié)晶器 內(nèi)鋼液面上形成的液渣層厚度和渣的消耗量。保護渣的熔化溫度對結(jié)晶器內(nèi)熔渣層厚度有明顯的影響。 2. 保護渣熔化溫度對圓坯表面質(zhì)量的影響 保護渣由多組元構(gòu)成，因此，沒有固定的熔點，它從熔化開始到熔化終了是一個溫度范圍。保護渣粘度過低時，可使保護渣膜過厚，同樣會發(fā)生渣膜厚度不 均，潤滑和傳熱不均，縱裂增加。保護渣粘度過高時，難以流入鋼水彎月面與結(jié)晶器之間的間隙。保證液渣層厚度在 8 mm～ l2mm，可避免未熔化渣卷入坯殼。但過低的保護渣粘度又會降低保護渣抗鋼水卷混能力，增加卷渣幾率。 3. 保護渣的粘度是決定消耗量和均勻滲入的重要性能之一。同時中間包車經(jīng)過改造后，高度增加，導致原來使用的 580mm長浸入式水口不能滿足浸人 深度l00mm～ 150mm的要求，實際浸入深度只有 50mm～ 80mm，在使用中經(jīng)常發(fā)生結(jié)晶器液面翻騰的現(xiàn)象，增加了鑄坯表面夾渣的發(fā)生幾率。 2. 保證浸入式水口合適的浸入深度：浸入深度以 l00mm~150mm為宜。 2 mm 以內(nèi)，保證了結(jié)晶器液面的穩(wěn)定性。 5 mm)。選擇浸入深度 100 mm～ 150 mm，可減少表面夾渣。 3. 浸入式水口浸入深度對鑄坯表面夾渣影響甚大。 3 mm~177。 10mm，可有效地控制表面夾渣。 20 2 177。就其夾渣的內(nèi)容來看，有未熔的粉狀保護渣，也有上浮未來得及被液渣吸收的 Al2O3夾雜物，還有吸收溶解了過量 Al 的高粘度保護渣等。 [6] 表面夾渣形成的原因 1. 在采用保護澆注時，夾渣的根本原因是由于結(jié)晶 器液面不穩(wěn)定所致。從組成上看夾渣主要有 2類：錳 硅酸鹽系夾渣，一般顆粒大，潛入鋼坯深度淺；氧化鋁系夾渣，顆粒小而分散，潛入深度約 210mm。 5）橫裂紋往往沿著鑄坯表皮下粗大奧氏體晶界分布，因此可通過二次冷卻使鑄坯表面層奧氏體晶粒細化，降低裂紋的敏感性，從而減少橫裂紋的形成。 3）降低鋼中 S、 O、 N 的含量，或加入 Ti、 Zr、 Ca 等抑制 CN 化物和硫化物在晶界析出，或使 CN 化物的質(zhì)點變相，以改善奧氏體經(jīng)歷熱延性。 2. 連鑄坯表面橫裂紋的防止措施 [1] 1）結(jié)晶器采用高頻率，小振幅振 動；振動頻率在 200~400 次 /min，振幅2~4mm，是減少振痕深度的有效辦法，減少振痕深度可降低裂紋的發(fā)生。 1. 連鑄坯表面產(chǎn)生橫裂紋的原因 1） 裂紋通常出現(xiàn)在連鑄坯的上部 (內(nèi)弧 ),在矯直過程中受到變形內(nèi)弧易產(chǎn)生 缺陷還有兩個內(nèi)在的原因 : （ 1） 結(jié)晶器液相穴夾雜物上浮使一部分夾雜物被正在凝固的樹枝晶捕集 ,常常在鑄坯內(nèi)弧 10~20mm 處居多 [4]。 [3] 連鑄坯表面橫裂紋主要有以下特征：橫裂紋可位于鑄坯面部或棱邊；橫裂紋與振痕共生 ,深度 2~4mm,有時可達 7mm,裂紋深處生成 FeO 且不易剝落 ,對于熱軋板而言 ,表面會出現(xiàn)條狀裂紋。雖然不能作為規(guī)律 ,但橫裂紋常在連鑄坯的角部出現(xiàn)。這類裂紋可出現(xiàn)在所有類型的大方坯、方坯、板坯、圓坯及異型坯的表面。橫向裂紋常常出現(xiàn)在振痕處或表面凹陷處；裂紋總是沿著異常原始奧氏體晶界擴展。 [1] 表面橫裂紋 在鑄坯表面沿振動波峰谷所發(fā)生的開裂，稱為表面橫向裂紋。二冷主要表現(xiàn)在局部過冷產(chǎn)生縱向凹陷。還有 在操作中注流要對正結(jié)晶器中心。為了保證鑄坯出結(jié)晶器時有足夠的坯殼厚度，在操作時注溫、注速不宜過高。由于浸入式水口鋼液面下澆注，減輕了注流對坯殼的沖刷作用，能在結(jié)晶器內(nèi)形成厚薄均勻的坯殼。相反，合適的保護渣的熔化層，對結(jié)晶器壁有潤滑作用
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