文档介绍：连铸坯质量控制技术
连铸坯的质量指标
二. 钢水的准备
三. 保护浇注技术
四. 中间包冶金功能
一. 连铸坯的质量指标
评价连铸坯质量是从以下几方面:
(1)连铸坯的纯净度:是指钢中夹杂物的含量,形态和分布。这主要取决于钢液的原始状态,即进入结晶器之前钢液是否“干净”;当然钢液在传递过程中还会被污染。为此应选择合适的精炼方式,采用全过程的保护浇注,尽可能降低钢中夹杂物含量。
(2)连铸坯的表面质量;主要是指连铸坯表面是否存在裂纹、夹渣及皮下气泡等缺陷。连铸坯这些表面缺陷主要是钢液在结晶器内坯壳形成生长过程中产生的;与浇注温度、拉坯速度、保护渣性能、浸入式水口的设计,结晶器振动以及结晶器液面的稳定等因素有关。因此要严格控制影响铸还表面质量的各参数在合理的目标之内,以生产无缺陷铸坯,这也是铸坯热送和直接轧制的前提。
(3)连铸坯的内部质量:是指连铸坯是否具有正确的凝固结构,以及裂纹、偏析、疏松等缺陷的程度。二冷区冷却水的合理分配、支撑系统的严格对中是保证铸坯质量的关键。倘若采用电磁搅拌技术还会进一步改善连铸坯内部质量。
(4)连铸坯的外观形状:是指连铸坯的形状是否规矩,尺寸误差是否符合规定要求。与结晶器内腔尺寸和表面状态及冷却的均匀性有关
图1 铸坯质量控制示意图
表1 连铸坯缺陷分类
1. 连铸坯的纯净度
(1) 夹杂物的危害
与模铸相比,连铸的工序环节多,浇注时间长,因而夹杂物的来源范围广,组成也较为复杂;夹杂物从结晶器液相穴内上浮比较困难,尤其是高拉速的小方坯夹杂物更难于排除。夹杂物的存在破坏了钢基体的连续性和致密件。大于50μm的大型夹杂物往往伴有裂纹出现,造成连铸坯低倍结构不合格,板材分层,并损坏冷轧钢板的表面等,对钢危害很大。夹杂物的大小、形态和分布对钢质量的影响也不同,如果夹杂物细小,呈球形,弥散分布,对钢质量的影响比集中存在要小些;当夹杂物大,呈偶然性分布,数量虽少对钢质量的危害也较大。
例如:从深冲钢板冲裂废品的检验中发现,裂纹处存在着100一300 μm不规则的CaO—A12O3和A12O3的大型夹杂物。
钢的清洁度又是一个相对概念,它是根据产品用途来确定铸坯(钢锭)非金属夹杂物的水平,以决定合理的生产工艺路线和技术对策。
例如对低碳深冲钢、轴承钢,高碳冷拔钢对铸坯清洁度提出了更高的要求,对钢筋、线材用钢,主要是保证机械性能,对清洁度的要求就不那么苛刻。铸坯夹杂物来源可分为内生的和外来的。
还有用于包装的镀锡板,除了要求较高的冷成型外,对夹杂物的尺寸和数量也有相应要求。国外生产厂家指出,,在1m2面积内,粒径小于50 μm的夹杂物应少于5个,%,平均不到1个废品。可见减少连铸坯夹杂物数量对提高深冲薄板钢质量的重要性。
对于极细的钢丝(—)和极薄钢板()中,其所含夹杂物尺寸的要求就可想而知了。此外,夹杂物的尺寸和数量对钢质量的影响还与铸坯的比表面积有关。一般板坯和方坯单位长度的表面积(S)与体积(V)。随着薄板与薄带技术的发展,S/V可达10一50,若在钢中的夹杂物含量相同情况下,对薄板薄带钢而言,就意味着夹杂物更接近铸坯表面,对生产薄板材质量的危害也越大。所以降低钢中夹杂物就更为重要了。
将铸坯轧制成中厚板材或棒材时,连铸坯的内部缺陷对钢质量仍存在着潜在的危害性。表2是夹杂物组成、尺寸对最终产品的影响。
表2 夹杂物组成、尺寸对最终产品的影响
(2) 连铸坯夹杂物的影响因素及控制措施
连铸机的机型对铸坯内夹杂物的数量和分布有着重要影响。
不同的连铸机机型,其铸坯内夹杂物的分布有很大差别;就弧形结晶器而言,注流对坯壳的冲击是不对称的,上浮朗夹杂物容易被内弧侧液固界面所捕捉,因而在连铸坯内弧侧距表面约l 0mm处,就形成了A12O3夹杂物的聚集。铸坯夹杂物聚集的机理表明,液相穴内有利于夹杂物上浮的有效垂直长度应不小于2m,因而要消除弧形连铸坯内夹杂物的聚集,最好建设带有2—3m垂直线段的弧形连铸机。
连铸机的机型不同,连铸坯内夹杂物的数量也有明显的差异。根据连铸钢液示踪试验所测定的数据来看,铸坯中夹杂物来源比例是:出钢过程钢液氧化产物占10%,脱氧产物占15%,熔渣卷入约占5%,注流的二次氧化占40%左右,耐火材料的冲刷约占20%,中间罐渣占10%。由此可知,铸坯中基本上是外来夹杂物,主要来自钢液传递过程中的二次氧化。