连铸坯的缺陷与控制技术

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1、目录摘 要1ABSTRACT2引 言31 连铸坯的形状质量控制 41.1 鼓肚变形 41.1.1 鼓肚产生的原因41.1.2 采取的措施41.2 菱形变形（脱方） 41.2.1 脱方成因51.2.2 减少脱方的措施51.3 圆铸坯变形 61.3.1 椭圆形变形61.3.2 不规则变形62 连铸坯的表面质量控制72.1 振动痕迹 72.2 表面裂纹 72.2.1 表面纵裂纹72.2.2 表面横裂纹82.3 表面夹渣 102.3.1 表面夹渣形成的原因 102.3.2 解决表面夹渣的方法5 112.4 保护渣性能对连铸圆坯表面质量的影响7 113 连铸坯的内部质量控制 133.1 连铸坯的中心裂纹

2、 133.1.1 内部裂纹产生的原因及预防措施133.2 连铸坯的内部夹杂物 143.2.1 夹杂物的分类153.2.2夹杂物的来源9 153.2.3连铸坯中夹杂物的控制方法10 16结论 18致谢 19参考文献20摘要连铸坯质量决定着最终产品的质量。从广义来说所谓的连铸坯质量是得到严 格产品所允许范围以内，叫合格产品。连铸坯质量是从一下几个方面进行评价的：1. 连铸坯的外观形状：是指连铸坯的几何尺寸是否符合规定的要求。与结 晶器内腔尺寸和表面状态及冷却的均匀程度有关。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

3、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，结晶式的内腔形状，水缝均 匀情况，结晶器振动以及结晶器液面的稳定因素有关。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。4. 连铸坯的纯净度：只钢中夹杂物的含量，形态和分布。关键词: 连铸坯；纯净度；裂纹；保护渣ABSTRACTContinuous casting billet quality determines the quality of the final product. Broadly speaking the

4、 billet quality is strictly products allowed range, called qualified products. Quality of continuous casting slab is from a few aspects of evaluation:1. continuous casting billet shape: refers to the slab geometry for compliance with requirements. And the size of the crystallizer and the surface sta

5、te and the cooling uniformity of.2. for continuous casting slab surface quality of continuous casting billet surface: mainly refers to the existence of the crack, slag inclusions. Continuous casting billet surface defects are mainly those of liquid steel in mould of billet shell growth process, and

6、the pouring temperature, casting speed, performance of protecting slag, submerged nozzle design, the shape of the inner cavity of crystal type, water gap is uniform, mold oscillation and the stabilization of the liquid level factors.3. continuous casting billet continuous casting billet internal qua

7、lity: refers to have correct solidification structure, as well as crack, segregation, porosity and degree of defect. Two cooling water distribution, support system strictly on is the key to guarantee the quality of billet4. continuous casting billet Purity: only the content of inclusions in steel, m

8、orphology and distribution.Keywords:continuous casting billet，purity，crack，slag引言为满足用户对产品质量越来越严格要求，生产价格便宜高质量产品是人们追 求目标。而轧制产品质量是与连铸坯缺陷紧密相联系的。连铸坯缺陷的存在是决 定于生产流程原料、工艺、设备、控制、管理、检验等。所谓产品缺陷原则上可 分为：1. 可见的缺陷，在轧制板、管、带材上有可见或可探测到缺陷，如裂纹、 夹杂、起皮等直接会影响成材率和成本；2. 检验标准所容许的残存缺陷，在制造过程中不可能完全消除，把残存在 钢中的缺陷危害性减到最小；3. 隐藏的不可避

9、免且不易检测的缺陷，如钢中夹杂物是不可能完全消除 的，是影响产品质量的潜在危险。1 连铸坯的形状质量控制连铸坯的几何形状和尺寸在正常情况下都是比较精确的，但当连铸设备或工 艺情况不正常时，铸坯形状将发生变化，如菱变、鼓肚，即构成了连铸坯的形状 缺陷。轻微的连铸坯形状缺陷，只要不超过允许误差是可以直接轧制的，对产品质 量影响不大，但严重的形状缺陷往往伴有其他缺陷，即使进行处理也不能顺利咬 入。当连铸坯有鼓肚缺陷后，拉坯阻力增大，严重时拉坯难以进行，生产被迫中 断，甚至损坏设备。同时，鼓肚的板坯中心偏析加重，形成中心裂纹，严重危害 了产品质量。1.1 鼓肚变形鼓肚缺陷是指铸坯表面凝壳受到钢液静压力

10、的作用而鼓胀成凸面的现象。1.1.1 鼓肚产生的原因1. 结晶器倒锥度过小或结晶器下口磨损严重，铸坯过早脱离结晶器壁；2. 粉渣流动性过好，冷却强度过低；3. 二冷夹辊间距过大，或刚度不够，或辊径中心调整不准；4. 拉速过快，二冷控制不当。1.1.2 采取的措施1. 合适的俩辊间距，鼓肚量是与辊间距的 4 次方成正比，间距越大越容易 鼓肚，因此要控制好俩辊间距；2. 辊子一要保持良好的刚性，防止变形；3. 要有足够的二次冷却强度，一增加凝固壳厚度；4 拉速变化时，特别是又慢变快时二次冷却水量也相应增加；5. 辊子对中要好；6. 在生产中可采取低液相深度，加大冷却强度；7. 实行辊密排缩小辊间距

11、，调整辊列系统的精度和提高夹辊的刚性等措施。1.2 菱形变形（脱方）在方坯横断面上俩个对角线长度不相等，即断面上两队角度大于或小于 90 度成为菱变，俗称脱方，它是方坯特有的缺陷，菱形变形或脱方往往伴有內裂。 脱方形状有时双边，有时单边，菱变的大小用 R 来表示：R = a-b X 100%（1）式中a、b分别是俩条对角线长度，如果R3%，方坯钝角处导出热量少，角部温 度高，坯壳较薄，在拉力的作用下会产生角部裂纹；如果R6%，在加热炉内推 钢时，会发生堆钢或轧制时咬入孔型困难，因此应控制菱变在 3%以下。1.2.1 脱方成因脱方发生的主要原因是在结晶器中坯壳冷却不均匀，厚度差别大，在结晶器 和

12、二冷区内，引起坯壳不均匀收缩，厚坯壳收缩量大，薄坯壳收缩量小；在冷却 强度大的角部或俩个面之间形成锐角，在冷却强度小的角部或俩个面之间形成钝 角，这就形成了方坯的脱方缺陷。布里马科姆用结晶器冷面上的不同步间歇沸腾来说明脱方的形成，认为脱方 源于铸坯的 4 个冷却面冷却不均匀。这也可以解释脱方为何会周期性地转换方 向。1.2.2 减少脱方的措施1. 结晶器采用窄水缝、高水速。可以使弯月面处的热面温度降低，减小液 面波动对脱方的影响；2. 减少液面波动。液面波动与铸流扰动有关。为了减少扰动，中间包应用 流动控制装置；除开浇和更换钢包时外，拉速要稳定在一定范围。为此，定径水 口材质、钢水温度和脱氧程

13、度都要控制在合适范围内；中间罐液面不宜过低否则 钢包铸流冲击波将带入中间罐铸流，引起结晶器内液面波动；用塞棒控制液面优 于拉速控制液面，前者使液面波动减少；用侵入式水口保护浇注取代敞开浇注， 可以使液面波动减少。3. 控制负滑动时间t=0.120.16s，当t0.16s时，振痕深，对脱方有不利影 响。4. 中间包水口对准结晶器中心，润滑油流量合适且分布均匀，水缝均匀， 结晶器壁厚度均匀且四面的锥度一致等措施都有利于减少脱方。5. 结晶器以下的 600mm 距离要严格对弧，以确保二冷区的均匀冷却。6. 结晶器冷却水用软水。如果水质好，结晶器水缝冷却水流速在 56m/s，可以抑制间歇沸腾，而且出水

14、温度还可以高一些，进出水温度差以不大于12C 为宜；倘若冷却水质差，水速大于 10m/s 才能抑制间歇沸腾，但出水温度不能高。7. 在结晶器下口设足辊或冷却板，以加强对铸坯的支撑。8. 加强设备的检查与管理。9.控制好钢液成分。经过实验得出，W (C) =0.08%0.12%,菱变2%3% 时，随钢中W (C)的增加菱变趋于缓和，并且W(Mn)/W(S)30时有利于减少 菱变。1.3 圆铸坯变形1.3.1 椭圆形变形椭圆形变形是圆铸坯生产常见的缺陷，它是圆形变为椭圆形的一种现象。1. 连铸圆坯变成椭圆形的原因1) 圆形结晶器变形；2) 二次冷却水分布不均匀；3) 拉矫机加紧力调整不当，过分压下

15、；4) 铸机下部对弧不良；5) 圆坯直径越大，变成椭圆倾向越严重。1)2)3)4)2. 防止措施 为增加矫直时坯壳强度，可适当降低拉速； 检查或更换变形的结晶器； 检查二次冷却使其喷淋均匀； 铸机下部严格对弧。1.3.2 不规则变形圆坯断面不是圆形而变成多角不规则形状的现象。1. 圆坯断面不是圆形而变成多角不规则形状的原因1) 结晶器变形使凝固壳与铜壁不均匀接触造成优先冷却2) 二次冷却区喷水冷却不均匀。2. 圆坯断面不是圆形而变成多角不规则形状的防止方法1 )检查结晶器磨损状态；2)二次冷却喷嘴布置和喷水的均匀性。22连铸坯的表面质量控制连铸坯的表面缺陷主要表现为振动痕迹、表面裂纹、表面夹渣。图1为连铸坯表面缺陷：连铸坯衷面缺珞示慧團扣I角制橫裂纹孑二角制纵袈纹芥表面横寰纹孑4寃面级裂级.，屋状裂纹d $振动痕迹丿7-?L| &大型夹杂物图1连铸坯表面缺陷2.1振动痕迹为了避免坯壳与结晶器之间粘结，很早就提出了结晶器振动的概念。但结晶 器上下运动的结果在铸坯表面上造成了周期性的沿整个周边的横纹模样的痕迹， 称之为振动痕迹。为了减少振痕,现在很多铸机上采用所谓的小幅高频振动模式。 此外，对裂纹敏