【正文】 深度的關(guān)系如下： 液 面波動(dòng)范圍， mm 皮下夾渣深度， mm 177。 40 4 40 7 當(dāng)皮下夾渣深度 2mm，鑄坯在加熱時(shí)可消除，夾渣深度在 2～ 5㎜時(shí)鑄坯必須進(jìn)行表面清理。 10mm，可消除皮下夾渣。 (2)結(jié)晶器振動(dòng)：鑄坯表面薄弱點(diǎn)是彎月面坯殼形成的 “振動(dòng)痕跡 ”。為此，采用高頻率小振幅的結(jié)晶器振動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以減少振痕深度。坯殼生長(zhǎng)的均勻性決定于鋼成分、結(jié)晶器冷卻、鋼液面穩(wěn)定性和保護(hù)渣潤(rùn)滑性能。浸入式水口插入深度小于 50mm，液面上渣粉會(huì)卷入凝固殼，形成皮下夾渣；浸入式水口插入深度 170mm，皮下夾渣也會(huì)增多。 (5)保護(hù)渣性能：應(yīng)有良好的吸收夾雜物能力和渣膜潤(rùn)滑能力。鑄坯經(jīng)過熱加工后，有的缺陷可以消失、有的變形、有的則原封不動(dòng)的保留下來，對(duì)產(chǎn)品性能帶來不同程度的危害。但總的來說，鑄坯內(nèi)部缺陷是受二次冷卻區(qū)鑄坯凝固過程控制的。這樣可減輕中心偏析和中心疏松。 (2)合理的二次冷卻制度：在二次冷卻區(qū)鑄坯表面溫度分布均勻，在矯直點(diǎn)表面溫度大于 900℃，盡可能不帶液芯矯直。 (3)控制二次冷卻區(qū)鑄坯受力與變形：在二次冷卻區(qū)凝固殼的受力與變形是產(chǎn)生裂紋的根源。 (4)控制液相穴鋼水流動(dòng)，以促進(jìn)夾雜物上浮和改善其分布。 ? 連鑄坯表面缺陷是影響連鑄機(jī)產(chǎn)量和鑄坯質(zhì)量的重要缺陷。鑄坯出現(xiàn)裂紋，重者會(huì)導(dǎo)致拉漏或廢品，輕者要進(jìn)行精整。鑄坯內(nèi)部缺陷影響產(chǎn)品的機(jī)械性能、使用性能和使用壽命。 7一氣孔； 8一大型夾雜物 (1)表面缺陷：包括表面縱裂紋、橫裂紋、網(wǎng)狀裂紋、皮下夾渣、皮下氣孔、表面凹陷等。 (3)形狀缺陷：方坯菱變 (脫方 )和板坯鼓肚。如長(zhǎng)300mm、深 1125mm分層缺陷。 研究指出：縱裂紋發(fā)源于結(jié)晶器彎月面初生坯殼厚度的不均勻性。 縱裂產(chǎn)生的原因可歸納為： 1)水口與結(jié)晶器不對(duì)中而產(chǎn)生偏流沖刷凝固殼。液渣層 10mm，縱裂紋明顯增加。液面波動(dòng) 10㎜，縱裂發(fā)生幾率 30％。鋼中 S％， P％，鋼的高溫強(qiáng)度和塑性明顯降低，發(fā)生縱裂趨向增大。 防止縱裂發(fā)生的措施是： 1)水口與結(jié)晶器要對(duì) 中。 10mm。 4)合適的結(jié)晶器錐度。 6)合適的保護(hù)渣性能。 ? 橫裂紋是位于鑄坯內(nèi)弧表面振痕的波谷處，通常是隱藏看不見的。裂紋位于鐵素體網(wǎng)狀區(qū)，而網(wǎng)狀區(qū) 正好是初生奧氏體晶界。尤其是 C—Mn—Nb(V)鋼，對(duì)裂紋敏感性更強(qiáng)。2)鋼中 A Nb含量增加，促使質(zhì)點(diǎn) (A1N)在晶界沉淀，誘發(fā)橫裂紋。 4)二次冷卻太強(qiáng)。 2)二次冷卻區(qū)采用平穩(wěn)的弱冷卻，使矯直時(shí)鑄坯表面溫度大于 900℃。 4)用火焰清理表面裂紋。產(chǎn)生的原因： (1)高溫鑄坯表面吸收了結(jié)晶器的銅，而銅變成液體再沿奧氏體晶界滲透所致。 研究表明，裂紋區(qū)有 Cu、 Sn、 Sb等元素的富集，鋼中 Cu含量大于 ％，裂紋加重；鋼中 Al含量增加，網(wǎng)狀裂紋加重。 2)合適的二次冷卻水量。 4)控制 Mn/S40。 形成的原因：對(duì)于方形，可能是沿結(jié)晶器高度水縫厚度不均勻，造成結(jié)晶器角部冷卻不良；結(jié)晶器錐度太小，結(jié)晶器圓角半徑太小。窄面有 6～ 12mm的鼓肚伴隨有角部縱裂導(dǎo)致漏鋼。 (3)窄面冷卻 水不足。 2)合適的圓角半徑。對(duì)于板坯 1)調(diào)整窄面足輥間隙使其向內(nèi) l～ 2㎜限制鼓肚。 3)合適冷卻水量。 ? 這是一種位于鑄坯角部的細(xì)小橫裂紋。 2)結(jié)晶器表面劃傷。 改進(jìn)方法：調(diào)整結(jié)晶器錐度，嚴(yán)格對(duì)弧，調(diào)整二次冷卻使矯 直時(shí)鑄坯角部溫度不能小于 800℃。這些氣泡如裸露在外面的叫表面氣泡，沒有裸露的叫皮下氣泡，比氣泡小呈密集的小孔叫皮下針孔。埋藏淺的氣泡可用砂輪、風(fēng)鏟和火焰清理等辦法清除。 鋼水脫氧不足是產(chǎn)生氣泡的主要原因，如采用強(qiáng)化脫氧，以降低鋼中的氧含 量，會(huì)使鋼水中的鋁含量達(dá)到 ～ ％，從而使氣泡消除。因此，加入鋼水中的一切材料 (如鐵合金、渣粉等 )應(yīng)干燥，鋼包、中間包應(yīng)烘烤，潤(rùn)滑油用量要適當(dāng)，注流采用保護(hù)澆注，對(duì)減少氣泡的效果是明顯的。形成原因： (1)結(jié)晶器內(nèi)懸掛使凝固殼撕裂，由于結(jié)晶器的強(qiáng)冷，在撕裂處漏出的鋼水立刻凝固在表面形成折疊痕跡； (2)結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)調(diào)整不當(dāng)； (3)結(jié)晶器出口與二次冷卻段對(duì)弧不良； (4)結(jié)晶器潤(rùn)滑不良，坯殼與銅壁粘結(jié)。產(chǎn)生原因是： (1)敞開澆注時(shí)鋼流的噴濺粘到結(jié)晶器表面的冷鋼嵌入凝固殼； (2)結(jié)晶器液面波動(dòng)太大，把渣中的不溶物卷入凝固殼。產(chǎn)生原因： (1)結(jié)晶器的注流突然停澆，或瞬間停止拉坯。 ? 此缺陷常見于方坯或板坯窄面。 使用合適的結(jié)晶器錐度和均勻二次冷卻可以防止。其原因是由于出結(jié)晶器的足輥或支承輥對(duì)弧不良和冷卻過弱，使其凝固殼鼓脹所致。其原因是： (1)結(jié)晶四個(gè)面已不對(duì)稱，凝固殼厚薄不均，使鑄坯產(chǎn)生似麻花狀的扭轉(zhuǎn)變形； (2)結(jié)晶器變形太嚴(yán)重； (3)二次冷卻四個(gè)面冷卻水分布不均勻。這種裂紋可通過鑄坯試樣的酸浸和硫印試驗(yàn)顯示，嚴(yán)重的用肉眼就可觀察到。這種裂紋，可采用多點(diǎn)彎曲矯直和壓縮澆鑄技術(shù)來消除。這種裂紋，可采用油壓控制拉輥機(jī)構(gòu)或設(shè)置限位墊塊等措施，就可防止。另外，鑄坯殼鼓肚或?qū)〔徽斐傻耐饬Α? (4)角部裂紋，是由于結(jié)晶器冷卻不均勻所產(chǎn)生的變形應(yīng)力，作用在鑄坯角部附近而產(chǎn)生的。 (5)皮下裂紋，離鑄坯表面 3～ 10mm范圍內(nèi)的細(xì)小裂紋，主要是由于鑄坯表層溫度反復(fù)變化而發(fā)生多次相變，裂紋沿兩種組織交界面擴(kuò)展而形成的。 (7)星狀裂紋，方坯橫斷面中心裂紋呈放射狀。 (8)對(duì)角線裂紋，方坯橫斷面沿對(duì)角線方向產(chǎn)生的裂紋。防止 鑄坯菱變可消除這種裂紋。 連鑄坯典型的低倍組織是由三個(gè)帶組成的。與鑄錠相比較，連鑄坯的柱狀晶帶非常發(fā)達(dá)，中心等軸晶帶小，有時(shí)柱狀晶還會(huì)貫穿到中心。而柱狀晶和等軸晶對(duì)這兩種性能的影響是不一樣的。因此，連鑄坯在凝固過程中，想辦法抑制柱狀晶生長(zhǎng)而擴(kuò)大等軸晶區(qū)，就可以改善鑄坯的低倍組織，這是煉鋼工作者提高鑄坯質(zhì)量的一個(gè)重要任務(wù)。就是縮小鑄坯中的柱狀晶區(qū)，擴(kuò)大中心等軸晶區(qū)。柱狀晶區(qū)與等軸晶區(qū)的相對(duì)大小主要決定于澆注溫度。但是太低的鋼 水過熱度，會(huì)凍死水口。二是在結(jié)晶器內(nèi)添加微型冷卻劑，如鐵粉、小廢鋼、薄鐵片等，以減少鋼水過熱度。四是在結(jié)晶器內(nèi)加入形核劑，以增加結(jié)晶核心來擴(kuò)大等軸晶區(qū)。 ? 如將連鑄坯沿中心線剖開，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中心附近有許多細(xì)小的空隙，我們把這些小孔隙叫中心疏松。 但對(duì)用于穿無縫管的鑄坯，中心疏松是很有害的，可能會(huì)造成鋼管內(nèi)表面缺陷。 中心疏松的產(chǎn)生可以看成是鑄坯兩面的柱狀晶向中心生長(zhǎng)，碰到一起造成了 “搭橋 ”，阻止了橋上面的鋼水向橋下面鋼液凝固收縮的補(bǔ)充，當(dāng)橋下面鋼水全部凝固后，就留下了許多小孔隙。 ? 所謂偏析是指鑄坯中化學(xué)成分的差異。這種現(xiàn)象叫中心偏析。 中心偏析會(huì)降低鋼的機(jī)械性能和耐腐蝕性能，在制造線材時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生拉拔斷線，嚴(yán)重危害產(chǎn)品質(zhì)量。為防止中心偏析，從冶金考慮，就是設(shè)法擴(kuò)大鑄坯中心的等軸晶區(qū)，如采用低溫澆注、電磁攪拌等。 ? 鑄坯在凝固末期，也就是在出二次冷卻區(qū)即將進(jìn)入拉矯機(jī)這段距離內(nèi)，凝固殼的鼓肚，會(huì)使富集了硫、磷等元素的未凝固的鋼液向中心流動(dòng)，產(chǎn)生嚴(yán)重的中心偏析。就是在鑄坯液相穴的末端，即快要完全凝固之處，對(duì)鑄坯進(jìn)行輕微的壓下 (如 2毫米 )，要求其既不產(chǎn)生內(nèi)裂，又可防止最后鋼液凝固收縮或鼓肚造成的流動(dòng)，以減輕中心偏析。 ? 在 連鑄生產(chǎn)中，提高拉坯速度的限制因素，一是鑄坯在二次冷卻區(qū)可能會(huì)產(chǎn)生鼓肚變形和出結(jié)晶區(qū)漏鋼事故；二是鑄坯的液芯長(zhǎng)度進(jìn)一步延伸到以后的拉矯輥區(qū)。目前，連鑄機(jī)采用壓縮澆鑄是解決這一問題有效的新技術(shù)。而內(nèi)弧的拉力使凝固前沿產(chǎn)生裂紋。因此也就減 少了內(nèi)弧固液界面的變形量。如 250mm厚板坯，拉速為 ～ ，采用壓縮澆鑄后的內(nèi)裂比不用的減少 90～ 95％，而拉速提高 30～ 50%。內(nèi)生夾雜．主要是指出鋼時(shí)，加鐵合金的脫氧產(chǎn)物和澆注過程中鋼水和空氣的二次氧化產(chǎn)物。如鋼包、中間包耐火材料的侵蝕物，卷入的包渣和保護(hù)渣等。按夾雜物粒度大小，可分為微細(xì)夾雜和大型夾雜兩種。 連鑄中最后凝固的夾雜物的數(shù)量、分布和粒度，是受中間包內(nèi)鋼水的純凈度、結(jié)晶器內(nèi)注流的沖擊深度、以及注流的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等制約的。這是一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)。 ? 鋼中有非金屬夾雜物。為提高鋼的質(zhì)量，要求生產(chǎn)的鋼越干凈越好。 為減少鑄坯中的夾雜物，最根本的途徑，一是盡量減少外來夾雜物對(duì)鋼水的污染，二是設(shè)法促使已存在于鋼水中的夾雜物排出，以凈化鋼液。只有這樣，才能減少連鑄坯中的非金屬夾雜物。另外，渣子的導(dǎo)熱性差，在夾渣處的凝固殼較薄，會(huì)引起拉漏事故。夾渣的發(fā)生率與鋼的成分有密切關(guān)系。 如果采用保護(hù)澆注并及時(shí)撈渣等措施，可以減少表面夾渣。此時(shí)應(yīng)采用液面自動(dòng)控制裝置，以保持澆注過程液面穩(wěn)定，或使用熔化性能良好的保護(hù)渣，以保持渣子中 Al2O3含量小于 20％以下，這樣便可防止渣子卷入。 2)結(jié)晶器液相穴內(nèi)夾雜物上浮困難。如大顆粒氧化物夾雜是深沖薄板沖裂、冷拔鋼絲斷裂、中厚板探傷不合格的主要原因。因此應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品用途，從冶煉、爐外精煉和連鑄等工序，盡可能把鋼水搞 “干凈 ”些。就夾雜物數(shù)量而言：立式鑄機(jī)為 ，立彎式為 ，弧形為 。對(duì)弧形連鑄機(jī)，在距內(nèi)弧表面鑄坯厚度的 1/4～ 1/5范圍內(nèi)有 夾雜物集聚 (如圖 62)，沿寬度方向夾雜物分布也不均勻，這是弧形連鑄機(jī)的一個(gè)缺點(diǎn)。 圖 62 鑄坯夾雜物分布 解決夾雜物集聚的辦法： 1)加大弧形半徑，可以減輕夾雜物集聚。 2)采用爐外精煉、保護(hù)澆注等有效措施，盡可能把鋼水中夾雜物去除干凈，減少夾雜物集聚幾率。 ? 在 連鑄坯中發(fā)現(xiàn)的夾雜物組成復(fù)雜、形態(tài)各異，很難區(qū)分屬于哪種來源。 (2)夾雜物組成與耐火材料組成相近，且形狀特殊，尺寸較大。 (3)夾雜物中含有鉀、鈉等元素，說明是由于結(jié)晶器保護(hù)渣卷入鋼水所致。在轉(zhuǎn)爐渣 中加 BaCO3，中間包渣加 La2O3，結(jié)晶器渣加Ce2O，中間包襯加 ZrO3。 對(duì)弧形連鑄機(jī)鋼水夾雜物示蹤試驗(yàn)指出：澆注過程中，不同類型的二次氧化對(duì)鑄坯中夾雜物的比例是：出鋼氧化 l0％，脫氧產(chǎn)物 15％，爐渣卷入 5％，注流二次氧化 40％，耐火材料侵蝕 20％，中間包渣 10％。為此應(yīng)有針對(duì)性采取措施，其中最重要的是采用全程保護(hù)澆注和高質(zhì)量的耐火材料。 鋼中的缺陷如夾雜物、偏析、疏松、針孔等，由于尺寸較小，或由于塑性變形使其和鋼基體相連．難以用肉眼辨認(rèn)。由于缺陷和基體浸蝕程度的差別，則缺陷在試樣或相紙上表現(xiàn)出的顏色深淺與基體不同，可以用肉眼或 10倍左右的放大鏡區(qū)分。如連鑄坯可以取橫斷面或縱斷面均可。 常 用的浸蝕劑有 1:1 HCl、 CuCl2溶液等，可以顯示樹枝晶、偏析、裂紋、白點(diǎn)、夾雜、氣孔等。其原理是：相紙上硫酸和試樣上的硫化物 (FeS、 MnS)發(fā)生反應(yīng)，生成硫化氫氣體，硫化氫再與相紙上的溴化銀作用，生成硫化銀沉淀在相紙上的相應(yīng)位置上，形成黑色或褐色斑點(diǎn)。使用反差大的溴化銀光面相紙，把與試樣大小相同的相紙放入稀硫酸中浸泡 l～ 2min后撈出，然后將相紙對(duì)準(zhǔn)檢查面輕輕覆蓋好，將試樣與相紙間氣泡趕凈，待接觸 2～ 5分鐘即可取下，把相紙?jiān)诹魉袥_洗，然后定影烘干，即完成一張硫印。 ? 為了解澆注過程中鋼包、中間包、結(jié)晶器和鑄坯中夾雜物的數(shù)量、尺寸和分布，常用的方法有： (1)金相法 ：把取好的試樣分別在不同型號(hào)的砂紙上磨光，然后再進(jìn)行拋光處理。 I=[∑ ni?(Bi/B)]/[()D2?N] 式中 I—單位面積上夾雜物的當(dāng)量個(gè)數(shù)，個(gè) /mm2； ni—夾雜物個(gè)數(shù)； Bi—夾雜物直徑， mm； B—夾雜物當(dāng)量直徑， mm； D—視域直徑， mm； N—視域總數(shù)。 (2)大樣電解法：這是一種從鋼中分離大顆粒夾雜物的方法，特別適用于連鑄生產(chǎn)過程的鋼的夾雜物分析。一般所使用試樣重量為 3～ 5kg，夾雜物數(shù)量以10kg鋼中毫克數(shù)來表示。 ? 現(xiàn)代化的板坯連鑄機(jī)后部都裝有在線取樣、加工和做硫印的裝備，規(guī)定每一爐鋼都要取樣做硫印檢驗(yàn)，根據(jù)硫印可提供以下信息。 在鑄坯表面和鑄坯 1/2厚度之間有裂紋 (一般叫中間裂紋 )，說明在二次冷卻區(qū)可能存在的問題： 一冷卻不均勻，溫度回升過大，由熱應(yīng)力使凝固前沿產(chǎn)生裂紋； 一支承輥開口度不正常，使鑄坯鼓肚產(chǎn)生內(nèi)裂紋。為此檢查該區(qū)域輥?zhàn)娱_口度是否異常、噴水冷卻的狀況 (噴嘴堵塞、水流分布等 )。硫印圖上鑄坯橫斷面中心線有不連續(xù)的黑線并伴有疏松，說明鑄坯中心偏析嚴(yán)重，要檢查液相穴末端區(qū)域支承輥是否異常。在硫印圖離內(nèi)弧表面區(qū)域有成群的或單個(gè)的小黑點(diǎn)，說明有 Al2O3的集聚。對(duì)板坯來說，寬面為凸面，寬面中央的厚度與邊緣厚度之差叫鼓肚量，