《连铸坯质量控制》word版

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1、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1.1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。1.2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。图1.铸坯低倍组织结构*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

2、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。1.3铸坯结构几个名词1.3.1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。1.3.2宏观结构1.3.3微观结构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

3、尺寸、断面形状、钢种及操作条件不同而异。2.1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。2.1.1铸坯形状缺陷类型*铸坯鼓肚缺陷，见图2图2.板坯鼓肚缺陷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。图3.方坯菱变或脱方*梯形坯，见图4图4.梯形坯*表面凹陷2.1.2铸坯形状缺陷产生原因及防止措施2.1.2.1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

4、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。2.1.2.2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。2.1.2.3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。2.1.2.4铸坯表面凹陷2.2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

5、、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。2.2.1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≤0.7mm），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。图5.板坯窄面上振痕外观2.2.1.1振痕形成机理a、由弯月面顶端溢流造成的，见图6b、由初生的弯月面薄壳反弯造成的；c、由二次弯月面形成的。图6.初生坯壳形成的机理2.2.1.2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

6、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2.2.1.3影响振痕深度的因素a.振动参数对振痕形状和深度有重要影响。其中振幅、频率、负滑脱时间及振动方式最为重要；b.结晶器保护渣的耗量、粘度、保温性能及表面性能等有着重要影响；c.钢的凝固特性对振痕有着重要影响，特别是当钢中碳含量和钢中Ni/Cr比影响最突出。当钢中碳含量为0.1%左右，Ni/Cr≈0.55左右，铸坯表面振痕最深，见图8。图8.碳含量对显微偏析和振痕深度的影响（83mm×83mm小方坯，保护渣浇铸）a——碳含量对磷的显微偏析的影

7、响b——碳含量对振痕深度d的影响2.2.1.4减少振痕深度的措施a.采用小振幅(s)、高频率(f)及减少负滑脱时间(tN)，可以有效的减少振痕的深度，见图9；图9.tn对300mm×430mm大方坯振痕深度的影响（AISI430；150mm×1030mm；vC=0.7m/min）b.采用非正弦振动方式可以减少振痕的深度，这是因为非正弦振动其负滑脱时间tN比正弦振动短；c.采用渣耗量低，粘度高的保护渣，可以使振痕深度变浅，见图10。图10.η1300℃对振痕