铸坯表面缺陷成因及对策课件.ppt

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1、连铸坯表面缺陷成因及防止对策主要缺陷：纵裂纹；横裂纹；角横裂纹；“星”形裂纹；针孔；夹渣。123弯月面：4纵裂纹铸坯热轧钢板连铸板坯表面中心部发生最多；长度30mm～10m；深度2～70mm；铸坯“黑皮”状态即容易发现。5横裂纹(振痕裂纹)铸坯热轧钢板主要发生在铸坯内弧；主要发生在振痕底部；长度50～200mm；深度2～3mm；铸坯“黑皮”状态不易发现。6角横裂纹发生在铸坯角部振痕底部；长度5～20mm；深度5mm；铸坯“黑皮”状态不易发现。7“星”形裂纹铸坯热轧钢板分散在铸坯表面；5～10mm龟甲状；深度2～4mm；铸坯“黑皮

2、”状态不易发现。8针孔铸坯热轧钢板铸坯全幅均会出现；直径2mm；铸坯“黑皮”状态不易发现。9表面夹渣铸坯热轧钢板多发生在铸坯表面中部；直径2～15mm之间；深度5mm；铸坯“黑皮”状态较容易发现。10横裂、角横裂的成因：振痕(缺口效应、杂质富集)；钢中Al、Nb、V等碳、氮化物析出，增加了钢的脆性；二冷温度控制模式不当，铸坯表面温度进入脆性温度区；矫直应力。11防止横裂、角横裂的对策减小振痕深度、增大振痕曲率半径；减小结晶器钢水液面波动；减小结晶器铸坯摩擦力；提高铸机对弧、对中精度；减少钢中氮含量，控制碳、氮化物析出；采用合适的二冷温度模式；矫直温度避

3、开钢的脆性温度区。12星形裂纹的成因：结晶器铜板镀Cr、Mo等；控制钢中Al、N含量。防止星形裂纹的措施：Cu由结晶器向坯壳表面侵入，优先沿晶界扩散，降低晶界高温强度，造成开裂；AlN、网状硫化物等在晶界的析出。13针孔的成因：钢液充分脱氧、脱气、防止二次氧化；减少水口、塞棒吹氩量；控制钢浇铸流量；浸入式水口深度、夹角、直径优化。防止针孔措施：凝固中生成的CO、H2气体被坯壳捕捉；吹入的Ar气泡被坯壳捕捉。14表面夹渣的成因：钢的洁净化；浇铸过程结晶器保护渣Al2O3含量低于20％；控制结晶器钢水表面波动。防止夹渣措施：浇铸过程结晶器保护渣流动性恶化

4、；保护渣吸收浮渣和夹杂物能力降低结晶器钢水表面波动大。江见俊彦，铁と钢，60(1974)，98115连铸坯表面纵裂纹生成机理及防止对策含碳0.09～0.17%亚包晶钢连铸板坯纵裂纹发生率显著高于其他碳含量钢铸坯。日本钢管技报，1982，No.9316宝钢连铸板坯表面纵裂纹与钢碳含量关系1718纵裂纹的形成：结晶器内初生坯壳表层所经受的张应力超过晶界破坏强度。结晶器内坯壳主要经受：坯壳两侧温差引起的热应力t；钢水静压力p；钢水静压力和坯壳收缩应力产生的动摩擦应力f；中部坯壳向结晶器壁凸进，而长边两端被短边牵制，由此产生的弯曲应力b。191)结晶器内壁平滑，

5、坯壳与结晶器壁之间保护渣膜厚度均匀，则p和f沿板坯宽度方向相等；2)在板坯宽度1/2处t和b最大；3)1/2宽度处b与板坯宽度的平方成正比(b＝3l2/(4dh2)；4)根据研究[1～3]，t最大，b次之，p和f的影响不大。[1]伊藤裕雄，铁と钢，59(1973)，2，73，A13[2]A.A.Skvortsov,Izvest.VUZ.Chern.Met.,July(1961),7,p78[3]有吉敏彦，铁と钢，54(1968)，S43420纵裂纹特征粗大纵裂纹较细小的纵裂纹21连铸坯表面存在的粗大纵裂纹22纵裂纹在铸坯表面凹陷处形成漏钢遗留坯壳厚度沿宽度

6、方向的变化23铸坯纵裂纹长度与深度的对应关系24铸坯表层缺陷示意图25纵裂纹开口表面光滑，呈沿柱状晶低熔点晶界开裂迹象。裂纹开口表面覆盖有液态保护渣膜。粗大纵裂纹表面附近断口照片纵裂纹是在结晶器内产生的26粗大纵裂纹距表面一定距离处断口裂纹表面覆盖的保护渣量减少。27粗大纵裂纹末端断口表面照片裂纹深处表面覆盖的保护渣量很少。28连铸坯表面微细纵裂纹29微小纵裂纹内存在的保护渣膜30纵裂纹是在结晶器弯月面附近产生的新日铁佐伯毅等[1]的研究[1]铁と钢，68(1982)，177331试验中变动钢水液面高度以改变结晶器铜板人工槽与弯月面之间的相对位置：32纵裂纹总是发生于厚薄不均匀

7、坯壳中较薄坯壳表面，这是因为初生坯壳如厚薄不均匀，在较薄的坯壳处便形成应力集中，应力超过坯壳强度时，即导致纵裂纹的产生。33佐伯毅，铁と钢，68(1982)，1773正常坯壳与裂纹坯壳厚度的比较采用加入FeS示踪剂法：裂纹坯壳：S＝0.074t0.867正常坯壳：S＝0.092t0.86734凝固迟缓程度的影响凝固迟缓程度超过10％，纵裂纹显著增加。35亚包晶成分钢铸坯表面裂纹敏感的原因铃木干雄等研究方法示意图亚包晶钢铸坯纵裂发生率高不是其本身延塑性的问题.36铃木等得出的产生裂纹的临界应变