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1、摘 要 为了解决连铸坯的内部质量问题，我写此论文主要是关于连铸坯的质量缺陷 主要表现为形状缺陷内部缺陷等.中心裂纹皮下裂纹横裂纵裂较为明显，该论文关于 铸坯裂纹的形成的原因、形成过程、裂纹的类型及区别、内部缺陷、形状缺陷。通过 对设备的点检完善及工艺操作的巩固从而找出了形成质量缺陷和裂纹的成因并做出 了相应的控制措施从而达到了减少铸坯质量问题.关键词: 形成原因；形成过程；类 型及区别；内部缺陷；形状缺陷。 1 文献综述1.1 国内外研究现状及分析 连铸取代 模铸是炼钢生产流程中一次巨大技术变革。在1965年前绝大部分连铸机是比较简单 的立式连铸机，在1975年80板坯、70大方坯和小方坯采用
2、弧型连铸机生产，1984年已 有30板坯、20大方坯采用连续弯曲矫直的立弯式连铸机生产。 目前世界上不少国家 连铸比较接近饱和。连铸机型已基本定型化。 目前改进的方向是使连铸机的结构和 辅助设备具有更高的综合性能操作过程自动化、可控性和安全性达到更高水平。其 目的在于进一步发挥连铸机的生产潜力和进一步提高铸坯质量。提高连铸坯质量， 主要是解决以下问题： 1）改善工艺控制生产无缺陷的连铸坯，为实现直接热送 和 直接轧制创造条件。 2）获得内部极为均质的连铸坯 ，已保证产品的性能的均匀性。 对特殊用途钢种的铸坯，关键是改善铸坯内部结构和减少宏观偏析。近几年开发的 技术解决铸坯内部质量取得了明显效果
3、。 3）浇注过程的自动监控和计算机跟踪以 及与铸坯质量在线统计分析相结合，是保证连铸坯质量的主要手段。采用这些技术 可以实现对连铸坯质量在线表面缺陷进行检测，连铸设备的检控技术（如结晶器形 状、振动等），铸坯质量在线识别模型。1.2 课题的研究意义 通过对连铸坯质量缺陷 的研究，使我对连铸坯有进一步的认识。使以后在生产过程中了解缺陷的形成，改善 连铸坯质量有一定意义。 2内 容2.1 连铸坯的裂纹产生原因 连铸坯裂纹的形成是 一个非常复杂的过程，是传热，传质和应力相互作用的结果。带液芯的高温铸坯在连 铸机运行过程中，各种力作用于高温坯壳上产生变形，超过了钢的允许强度和应变 是产生裂纹外因，钢对
4、裂纹敏感性是产生裂纹的内因，而连铸机设备和工艺因素是 产生裂纹的条件。高温带液芯铸坯在结晶器运行过程中是否产生裂纹，主要决定于： 图1 产生裂纹因素示意图1） 外力作用 结晶器坯壳与铜板摩擦力 钢水静压力产生 鼓肚 图 2 鼓肚现象 喷水冷却不均匀产生热应力 铸坯弯曲或矫直力 支承辊不对 中产生的机械力 相变应力 当这些力作用在高温铸坯表面或凝固前沿产生的应力或 应变量超过钢的临或临 时就产生裂纹，然后在二冷区裂纹进一步扩展。2） 钢的 高温性能 如图所示，钢可分为三个延性区： 区凝固脆性区（Tm-1350） 区高 温塑性区（1300-1000） 区低温脆化区（900-600） 区使铸坯产生内
5、裂纹， 区使铸坯产生表面裂纹将钢的高温性能控制在区. 图 3 钢的延性示意图3） 工艺 性能: 采用低过热度浇注控制杂质元素含量（S、P、Cu、Sn、Zn）选择合适的二 冷水量和铸坯表面温度分布保证坯壳与结晶器铜板良好的润滑性确保结晶器液面的 稳定性结晶器内坯壳均匀生长.4） 设备性能: 选择合适的结晶器锥度结晶器的振动 （振动频率 f，振幅 S，负滑脱时间 tN） 气水喷雾冷却对弧准确，防止坯壳变形（对 弧误差0.5mm）在线检测支承辊开口度 0.5mm支承辊变形多点矫直或连续矫直多 节辊压缩浇注2.2 铸坯裂纹类型连铸坯裂纹可分为： 1连铸坯表面裂纹 图 4 铸坯 表面缺陷示意图 1表面纵
6、裂纹；2表面横裂纹；3网状裂纹； 4角部横裂纹；5边部纵裂纹；6表面夹渣； 7皮下针孔；8 深振痕 纵裂纹.横裂纹.网状裂纹. 皮下针孔 表面裂纹是在结晶器弯月面区域，由于钢水坯壳铜板保护渣之间 不均衡凝固产生的。决定于钢水在结晶器中的凝固过程。它会导致轧制板材表面的 微细裂纹，影响产品表面质量。 2铸坯内部裂纹 中间裂纹.矫直裂纹.角部裂纹.中心 线裂纹 .三角区裂纹.皮下裂纹 图 5 铸坯内部裂纹示意图 1角裂；2中间裂纹； 3矫直裂纹； 4皮下裂纹；5中心线裂纹；6星状裂纹内部裂纹是带液芯的坯壳 在二冷区凝固过程中产生的。它会影响中厚板的力学性能和使用性能。2.3 内部中 心缺陷控制 铸
7、坯内部质量主要是指低倍结构柱状晶与等轴晶的比例、中心偏析、内 部裂纹和夹杂物水平。总的来看，铸坯内部质量是与二冷区的类冷却和支撑辊系统 密切相关的。 与钢锭相比，连铸坯低倍结构与钢锭无本质的差别，也是由冷激层、 柱状晶和中心等轴晶区组成但连铸坯低倍结构2.3.1 连铸坯的凝固结构控制 连铸坯 低倍结构组成是由： 激冷细小等轴晶层57mm 柱状晶区 中心粗大等轴晶区 但 是连铸坯低倍结构的特点是： 柱状晶发达甚至形成穿晶 连铸坯液相穴很长几 米20 几米 钢水补充不好容易产生中心疏松和缩孔 连铸坯凝固结构控制的任务 是： （1）控制柱状晶与等轴晶的比例扩大中心等轴晶区以获得没有内部缺陷如疏松 和
8、缩孔的致密凝固组织. （2）柱状晶使材料呈各向异性使裂纹容易扩展因此抑制铸 坯柱状晶生长而扩大等轴晶区是改善连铸坯质量的一个重要任务.其技术措施:控制 钢水过热度实行低温快拉结晶器加入微型冷却剂（如铁屑，喂钢带）强化凝固工艺如 喷铁粉喂包芯线水冷热交换水口技术 RM-Tesside 钢厂共同开发图 6采用电磁搅拌 M-EMS如图 7图 6 热交换水口示意图 图 7 结晶器电磁搅拌原理图2.3. 2 连铸坯 中心致密度控制 铸坯中心致密度决定了中心疏松和缩孔的严重程度，而中心疏松 和缩孔伴随有 严重的中心偏析 所谓铸坯中心偏析就是溶质元素在铸坯中心区域分 布的不均匀性 中心疏松偏析的危害: 管线
9、钢氢脆 中厚板韧性恶化 高碳硬线脆断 使用过程中工件产生裂纹的根源 中心疏松偏析形成原因：凝固桥理论富集溶质液体 流动理论如板坯鼓肚 为了减轻或消除铸坯中心疏松和偏析其办法是：抑制柱状晶生 长扩大铸坯中心等轴晶带抑制液相穴末端富集溶质液体的流动 为此采用以下技术 措施：工艺优化拉速、钢水过热度、冷却水量。为减轻中心疏松宜采用低拉速、低过 热度、弱冷却操作模式电磁搅拌EMS轻压 F 图 8凝固末端强冷 图 8 轻压下示意 图 1大辊间距，坯壳鼓胀严重，中心偏析严重 2小辊间距，坯壳鼓胀轻微，中心 偏析中等 降低易形成偏析元素的含量如 S、P、O 阻止液相穴内钢水流动 -合适 的辊间距防止液相穴末
10、端区域坯壳鼓肚 -防止支承辊变形 -加强二冷增强坯壳 强度坯壳温度不大于 1100 应当指出:高拉速与铸坯内部质量是有矛盾的高拉速 带来的问题： 铸坯中心疏松缩孔加剧 液相穴内夹杂物不易上浮 因此应当正确处理 好连铸坯质量与铸机生产率的关系以求得其产量与质量协调发展。1.稳定和控制拉 速 在换钢包连浇时，尤其是上下两包温度相差大时，不能采用快降拉速操作。持续 降速时间不能超过 3-5 分钟，在某一拉速水平稳定 3-5 分钟后再进行降速操作！ 严格按照工艺操作升降拉速。严格执行高温慢拉操作，尽量降低高温钢水对铸坯中 心偏析及中心裂纹的影响。2 .控制钢水过热度和成分 钢水过热度控制 10-20
11、度。 要求转炉降低出钢温度，各炉次的出钢温度要稳定，钢水成分要稳定，降低有害元素 S P 的含量，提高 Mn /S 比到 20 以上。要求供应连铸二车间钢包底吹氮气时间保 证在 3 分钟以上。3 .配水， 自 10 月 16 号以来规定最高拉速不得超过一米，应该 说连铸机在该拉速状态下应该是很安全的，水表采用方式为：0.7 以下用水表一（弱 冷），0.7 以上用水表二（中冷），当拉速在 0.7 左右变化时，人为的造成配水的改变， 是否应该考虑采用统一的水表。4. 扇形段辊缝开口度，以及水条水嘴要勤检查.水条 要不变形，水嘴不堵，辊缝开口度要在许可精度范围内。2.4 坯形状缺陷控制2.4.1 菱
12、变脱方 1方坯脱方严重，易产生角裂，是漏钢的根源.脱方值3D1，D2 值由 02mm增加到 1120mm 则角裂纹增加。 2脱方产生原因: 脱方根本原因来源于 结晶器弯月面下 3050mm 处坯壳厚度生长不均匀性而产生不均匀收缩导致坯壳 扭曲在二冷区加重. 方坯角部优先凝固和优先收缩 结晶器间隙沸腾现象 结晶器热 变形不对称性 3防止方坯脱方措施: 合适的结晶器锥度导热的均匀性 -单锥度 0.60.7/m -多锥度 0.821/m -抛物线锥度 结晶器冷却均匀性水缝厚度均匀 和装配对中 水口注流与结晶器断面的对中 结晶器水缝水流速大于 610m/s冷却 水反压0.2Mpa 结晶器的合适圆角半径68mm 结晶器水质要好 结晶器钢液面稳定 性 钢水成分C、S 结晶器铜管壁厚和铜管磨损 结晶器出口到二冷区对弧准确 出结 晶器增加四个角部冷却 二冷区四个面喷水冷却均匀 结晶器振动的偏差
