文档介绍：连铸坯质量控制
迟景灏
(重庆大学连铸技术研究所)
对连铸坯质量控制的目的是使铸机产量高、质量好、缺陷少、收得率高,最终达到高效益。为此,必须具备以下四项技术:
*高水平的冶炼技术;
*先进的连铸机的设备;
*先进的连铸工艺和操作技术;
*科学的管理。
1、连铸坯质量及结构特点
连铸坯质量特点(与模锭相比较)
*连铸坯组织致密,晶粒细;
*连铸坯化学成份比模锭均匀;
*宏观偏析程度比模锭小;
*夹杂物总量比模锭低。
连铸坯结构特点
连铸坯内部结构与普通小钢锭结构基本相似,它是由三个结晶区组成的,见图1。
*激冷层——由细小等轴晶组成的,其厚度2~4mm,而且成份均匀(是所浇钢液的平均成份)
*柱状晶区或树枝晶区;
*中心粗大等轴晶区;
上述三个结晶区受许多因素的影响,如过热度、钢水的成份,特别是碳的含量,铸坯断面尺寸(传热方式)、浇注速度及冷却条件等。
铸坯结构几个名词
内部结构——指的是用硫印或酸浸的方法,在铸坯横断面或纵断面上显示出的内部组织结构,通过它可以观察铸坯内部激冷层,柱状晶、中心等晶、内部偏析、疏松、缩孔、裂纹及硫化物分布情况。
宏观结构
2、连铸坯质量
通常衡量铸坯质量标准如下:
*连铸坯几何形状质量;
*连铸坯表面质量;
*连铸坯内部质量;
*连铸坯洁净程度。
连铸坯缺陷分类:
连铸坯上可见到多种多样的缺陷,其缺陷因机型、断面尺寸、断面形状、钢种及操作条件不同而异。
连铸坯的几何形状质量
连铸坯几何形状缺陷不仅是铸坯外观形状问题,还与铸坯表面裂纹、内部裂纹等密切相关。形状缺陷的种类随铸坯形状和大小而异,常见的几何形状缺陷有鼓肚、菱变、凹陷及梯形缺陷。
铸坯形状缺陷类型
*铸坯鼓肚缺陷,见图2
1—中心裂纹,2—中间裂纹,3—近角内裂纹,4—三角区裂纹
*铸坯菱变或脱方缺陷,见图3。
*梯形坯,见图4
*表面凹陷
铸坯形状缺陷产生原因及防止措施
铸坯鼓肚,是由于浇注温度高,拉速快,足辊和夹持辊开口度选择不当、夹持辊弯曲及零段水和一段水冷却强度弱等原因引起的,还与钢种有关。为了防止铸坯鼓肚,应采用密节辊;足辊和夹持辊开口度应选择好;增加零段水和一段水的冷却强度。
铸坯菱变主要是由于结晶器液面波动大、结晶器变形、结晶器水缝偏差较大以及水口不对中和冷却不均匀等原因引起的。为了防止铸坯菱变,应采用结晶器液面自动控制;防止结晶器变形;控制好管式结晶器水缝误差;水口安装要对中及冷却要均匀。
铸坯变成梯形坯是由于铸坯厚,弧形半径小,矫直压力过大引起的,多产生在超低头铸机。为了防止梯形坯的产生,应采用高温多点矫直。
铸坯表面凹陷
连铸坯表面质量
铸坯表面缺陷有:铸坯表面振痕缺陷,表面裂纹(纵裂纹、横裂纹、角部纵横裂纹、网状裂纹和星状裂纹),表面夹杂(渣),表面气孔。表面凹陷,重结和重皮及表面渗碳等。
连铸坯表面振痕
连铸坯表面振痕是由于伸入式水口保护渣工艺引起的。通常在正常情况下(振痕深度≤),对铸坯表面质量没有影响,见图5 。但控制不当给铸坯表面带来许多缺陷,特别是不锈钢和高强度钢。
振痕形成机理
a、由弯月面顶端溢流造成的,见图6
b、由初生的弯月面薄壳反弯造成的;
c、由二次弯月面形成的。
振痕对铸坯质量的影响
*增加铸坯表面横裂纹、角部横裂纹及矫直裂纹;
*增加铸坯表面夹杂(渣);
*振痕处易产生网状裂纹及穿钢现象,见图7;
*振痕处晶粒粗大易产生晶间裂纹;
*增加不锈钢铸坯剥皮量或修磨量,从而减少成材率。
图7 不锈钢振痕处穿钢现象
影响振痕深度的因素
。其中振幅、频率、负滑脱时间及振动方式最为重要;
、粘度、保温性能及表面性能等有着重要影响;
,特别是当钢中碳含量和钢中Ni/Cr比影响最突出。%左右,Ni/Cr≈,铸坯表面振痕最深,见图8。
(83mm×83mm小方坯,保护渣浇铸)
a——碳含量对磷的显微偏析的影响
b——碳含量对振痕深度d的影响
减少振痕深度的措施
(s)、高频率(f)及减少负滑脱时间(tN