高质量圆坯连铸生产的经验
2010-07-07 14:15:27 来源:TNC Steel Datebase
1、前言
一年前，纽柯钢铁公司孟菲斯钢厂浇铸出第一炉铸坯。这台连铸机是整个钢厂改造工程的一部分。整个钢厂的改造项目包括：上游的连铸机，一个单篮装料的交流电弧炉，对现有钢包炉和VD真空精炼炉进行改造，对下游的轧钢厂进行升级改造。连铸的断面尺寸为，Φ10.5英寸(267mm), Φ12.25英寸(311mm),Φ13.5英寸(343mm), Φ16.25英寸(412mm) and Φ20.125英寸(511mm)。
通过热装系统，连铸机将铸坯直接送入轧钢厂，或者通过传统工艺或冷床进行冷却。因为连铸机生产率高，钢厂也可以将铸坯进行出售。该连铸机的生产率正常是三流150短吨。它具有传统连铸机4流的生产能力。根据上面的铸坯断面，在50短吨每流的条件下，每一种断面的最大拉速是69英寸/min (1.75 m/min)，51英寸/min (1.30m/min), 42英寸/min (1.07m/min)，29英寸/min (0.74m/min)，19英寸/min (0.48mm/min)。连铸机主要的生产钢种是冷镦钢、辗环、轴类、管线钢。
结晶器铜管采用了一项新设计(Power Mould TM),在铜管上做出冷却水的导水槽，使铸坯得到均匀的冷却。由于结晶器铜管表面的温度降低，这个结晶器可以保证连铸生产的稳定和顺行，生产率很高，结晶器的变形非常小。和传统结晶器铜管相比，铜管下部的磨损也大为减少，显著的提高了结晶器的使用寿命。
为了减少在拉矫机ALN和碳氮化合物的沉积现象，连铸机安装一套淬火系统。这套系统对直接热装生产线非常重要。
2、主要铸机参数
连铸机的总图见图1，连铸机为三流，含有四个矫直点，流间距为5.9英尺(1800mm)。
图1连铸机的总图
钢包的钢水量为90短吨，目前的大包转台和中间包车保留使用。
中间包容量为24.8短吨，钢水高度31.5英寸(800mm)。
从中间包到结晶器的钢水流量为电动塞棒进行精确控制。整体式中间包浸入式水口可避免钢水的二次氧化。
一个液压振动台架严格控制的结晶器振动方式，使铸坯质量和连铸的生产过程得到保证。
使用了一个新式的结晶器的设计理念(Power Mould-达涅利专利)。结晶器长度为780mm。结晶器的液位测量使用传统的放射源系统。为了提高铸坯的内部质量，结晶器电磁搅拌器和末端电磁搅拌器。
表面质量的关键问题是在二冷区对铸坯进行均匀冷却。连铸过程中对坯壳的冷却是根本和基础，因为，一方面，均匀冷却使坯壳可以均匀的增长，另一方面，这可以防止由于不均匀冷却造成铸坯中裂纹的产生。对圆坯均匀的二次冷却必须比其它形状的铸坯还要高。为了获得均匀的二次冷却，采用相邻各排的喷嘴45°布置，如图2所示。可以保证圆坯的表面冷却均匀。
图2二冷喷嘴布置
3、结晶器设计
Power Mould 的管壁上有为水冷设计的导水槽。相同的设计在矩形坯和方坯连铸中已使用10年以上了，该设计的主要优点：
(1)强度高和均匀冷却。导水槽的设计保证了在每一个结晶器铜管横截面上都可以使温度梯度均匀分布，这是坯壳均匀生长的基本条件。这个设计消除了水套的需要，水管布置问题被完全解决。
(2)很好的刚度。和传统铜管相比，这种铜管的变形能力非常有限，由于结晶器外壁的温度非常低，结晶器外部的温度不受钢水中的热流影响。同时，结晶器铜壁温度低防止了铜的二次结晶发生。有限的结晶器变形可以确保非常好的圆坯形状和一个非常好的锥度，使在圆坯上发生裂纹的几率降低。结晶器高效的冷却使结晶器的使用寿命较传统结晶器延长。经验表明，结晶器的使用寿命延长了2到3倍。结晶器底部的磨损非常小。结晶器的结构将对连铸过程和圆坯的质量有非常重要的影响。
由于非常有限的变形，连铸坯表面质量非常好。
铜板内侧的镀层应力非常小。
结晶器组装不需要特殊维护服务。结晶器安装不影响结晶器冷却效果。
任何连铸条件下，都不存在水沸腾的情况。
4、连铸生产和圆坯的质量
优化连铸生产操作工艺使连铸机以很高的生产率生产特殊钢棒材。连铸的产品质量达到用户提出的要求和标准，废品率降低到最低水平。所有钢种的连铸生产数据在表1中。铸流产量非常高, 每流50短吨。
表1 所有钢种的连铸生产数据
在优化参数以后，表面质量非常好，没有凹陷和裂纹。铸坯的表面非常光滑，振痕非常规则。
铸坯的内部质量非常好，三个钢种发现没有裂纹和其它的缺陷。由于优化了电磁搅拌和其它连铸工艺参数，中心疏松被最小化。
为了研究偏析，意大利Breda实验室使用发射光谱分析511mm直径的LF2钢种的圆坯截面。可以看到钢种的横截面化学成分非常均匀。
和矩形坯、方坯相比较，圆坯的连铸技术需要沿着铸坯中心线更均匀的冷却，否则产生影响铸坯质量和生产稳定的质量问题，例如凹陷和纵裂等(由于纵裂引发的坯壳断裂，导致了漏钢)。在弯月面的第一次凝固是基础，不均匀的冷却会产生纵裂纹和凹陷。结晶器保护渣在减少热流发挥非常重要的作用。在开始阶段，钢厂测试了不同的保护渣以防止纵裂纹的产生和坯壳断裂。
为了获得均匀的热流，对结晶器的工艺参数进行调整，主要是碱度和粘度。保护渣很容易在弯月面产生渣圈，这些渣圈容易影响连铸坯的表面质量。在这种情况下，主要应该调整保护渣结晶温度。
即使没有凹陷和裂纹出现，不适当的结晶器保护渣仍然会产生不均匀的铸坯坯壳。在铸坯向下运动的过程中，由于热应力和形变，纵裂就会产生。在这种情况下，即使有很均匀的二冷水控制，也无法避免裂纹的产生。
不产生凹陷和裂纹的坯壳一次凝固是基础，但是这一个因素不能保证有一个很好的圆坯质量。结晶器的传热、二冷区的布置、拉轿单元的施力分布也非常重要。在结晶器长度方向，热流必须均匀。这是形成均匀坯壳的必要途径。Power Mould具有导水槽和外部的铜管不参与传热，可以对铸坯进行均匀冷却。
由于组装的问题(水缝不均匀)，传统结晶器的传热并不均匀，有局部水沸腾和结晶器过度变形的问题。而且我们无法检查结晶器的工作状态(水缝，水质)，所以在高连浇炉数的情况下，结晶器不均匀的传热会更严重。
二冷区的布置决定了圆坯的质量。这台铸机的二冷区布置中，相邻水环的4个喷嘴有45°的夹角，确保了非常均匀的冷却，避免了纵裂的产生。但是，当不均匀的凝固坯壳已经在结晶器产生时(由于结晶器保护渣的问题或者在结晶器内不均匀冷却)，二冷区的均匀冷却不能避免凝固坯壳的变形。在二冷区的不均匀冷却也会使铸坯变成椭圆型。这一情况取决于凝固坯壳的不均匀程度和二冷水的冷却强度。
为了达到高等级的圆坯质量，结论是：在结晶器内形成均匀的坯壳；在二冷区进行均匀的冷却。
(1)中间裂纹是由于不均匀的二冷区冷却造成的。二冷区的冷却水强度必须避免圆坯表面的回温，否则中间裂纹就产生了。
(2)中心裂纹，在拉坯/矫直单元施加压力是非常重要的确保圆坯外形尺寸的工艺参数。拉坯/矫直单元上施加在圆坯上的力决定了圆坯的内部质量。过大的力可能导致中心裂纹。拉坯/矫直单元施力的要点是更多的实体力施加在较厚和温度较低的凝固坯壳上。
符合合同保证值要求的浇铸圆坯外形和长度值(见表2)。
表2 浇铸圆坯外形和长度值
英寸
对下列的几何参数进行测量并和这些数值进行比较：
直径偏差；
椭圆度；
拱形度；
脱方；
定尺长度。
椭圆度的产生是由于浇铸过程中圆坯的形变。它可能是作用在凝固坯壳上的热应力或者机械作用力导致的，主要产生在结晶器中，在二冷区进一步发展，或者有时也在二冷区和拉坯/矫直单元产生和加剧。
它的产生取决于下列因素：不恰当的结晶器尺寸，结晶器磨损和变形，足辊不正确的对中，在主冷区和二冷区凝固坯壳的不均匀冷却，不均匀凝固坯壳的冷却(均匀或不均匀的)，在拉坯/矫直单元处的形变。
在横截面上从四个方向测量的直径：
外弧-内弧；
和上述方向成90°；
外弧/内弧方向顺时针45°；
外弧/内弧方向逆时针45°。
圆坯表面由于拉坯/矫直单元的压力造成的压平区域非常有限，例如12.25英寸(311mm)的圆坯压平区域的范围在1.97英寸(50mm)～2.36英寸(60mm)。长度为4.92英尺(1500mm)的所有圆坯拱形度仅为合同保证值的一半。
纽柯钢铁公司孟菲斯钢厂的这台新连铸机一年多来已经生产了应用范围很广的高级钢种，如冷镦钢、辗环、轴类、管线钢等。所浇铸的圆坯满足所有的要求和标准。这台基于三流的连铸机具有很高的生产率。
卓越的表面质量和内部质量，没有任何由于连铸工艺导致的裂纹和其他缺陷。圆坯的几何外形严格满足合同的要求。
Power Mould结晶器，是一种采用导水槽设计的新型结晶器，有着非常高效和均匀的冷却系统，以确保形成可靠和均匀的凝固坯壳，同时提高生产工艺的稳定性。
其它的参数，如结晶器的保护渣，二冷的布置，圆坯在拉速方向的形变，这些都是稳定的浇铸过程和获得高质量产品的基础。
结晶器保护渣对圆坯表面质量起到基础性的作用，同时也影响着浇铸过程的稳定性。
优化二冷设计可以避免结晶器以下在凝固过程中的坯壳的热应力。这台连铸机采用的二冷布置是圆坯质量的关键，即四层喷嘴，相邻水环喷嘴形成45°夹角。
控制拉坯/矫直单元上施力分配可以避免内部裂纹的产生。
连铸板坯缺陷特征和 缺陷图谱 首钢京唐板坯质检编制 2010年8月8日
一．连铸坯质量特征综述 1.1连铸坯质量定义和特征 所谓连铸坯质量是指的到合格产品所允许的铸坯缺陷的严重程度。对铸坯质量要求而言，主要有四项指标，即连铸坯几何形状、表面质量、内部组织致密性和钢的洁净性；而这些质量要求与连铸机本身设计，采取的工艺以及凝固特点密切相关。 1.2铸坯的检查和清理的意义 提高钢的质量,降低成本,加强产品市场的竞争力是企业追求的目标，生产无缺陷连铸坯以保证高附加值产品优良的性能是永恒的主题，连铸坯的裂纹和夹杂物所产生的缺陷可以说是影响产品质量的两大障碍，生产无缺陷或缺陷不足以影响产品质量的连铸坯,这是要努力达到的目标，而连铸坯裂纹和夹杂物所产生的缺陷是受设备、工艺、管理等多种因素制约的。因此设备、工艺和管理的现代化加上人的质量意识是提高产品质量的关键。，但是在连铸生产中，铸坯的各种缺陷总是无法避免的，铸坯清理对钢厂保障铸坯质量、降低废品比例具有重要意义。 （1）火焰铸坯清理的注意事项 1）一般对表面质量要求较高的钢种，铸坯清理的目的以检查铸坯表面和皮下质量为主，包括夹杂物、气泡、裂纹等分布情况，在清理检查的基础上提供铸坯的进一步处理（清除缺陷、决定铸坯表面质量级别、是否送机器去皮、决定钢种是否达到热送条件等）的意见。 2）微合金钢如Nb、V微合金钢和包晶钢等容易产生角部横裂纹，往往位于铸坯振痕谷底，也需要用火焰清理才能发现。这方面也应引起足够重视。 3）对于包晶钢、中碳钢等钢种，则以人工清理肉眼可见缺陷为主，包括铸坯常见的表面缺陷，如纵裂、角横裂、重接、凹陷、夹渣、毛刺等，以便尽量降低铸坯判废损失。 （2）不良的火焰清理的危害 虽然火焰清理是检查和去除连铸坯表面缺陷的一个极好的方法。但是，这项操作的确需要掌握一定的技巧，一旦能够正确地操作可确保最终产品不产生额外的表面缺陷。连铸坯表面上的深槽、凸脊和界面必须平滑以确保清理操作本身不造成额外表面缺陷。如果采取了正确的操作，轧制表面通常不会产生与清理操作有关的缺陷。一个确保光滑过渡的良好操作是清理工作宽度要6倍于清理深度，如果没有采用正确的清理操作，那么缺陷会折叠，轧制后看起来像一条连续的划伤。 二连铸板坯内部缺陷 1.1中心疏松和缩孔 【定义与特征】在板坯断面上就可以发现中心附近有许多细小的空隙，中心疏松严重时会形成中心缩孔。 【鉴别与判定】用肉眼观察，铸坯轧制压缩比达3～5mm时，中心疏松可焊合，所以小的中心疏松和缩孔可以放过。但是严重的中心疏松会对产品质量危害甚大，所以必须进行切尺处理。 【图谱】
2011年9月 连 铸 增刊 288 连铸坯质量控制零缺陷战略 蔡开科1， 孙彦辉1， 韩传基2 (1. 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083； 2. 中冶连铸北京冶金技术研究院，北京 100081) 摘 要：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。本文系统地分析了在连铸过程中铸坯的表面缺陷、内部缺陷以及铸坯夹杂物产生的原因，提出了防止铸坯缺陷产生应采取的措施，进一步提高铸坯质量。 关键词：连铸坯；质量控制 The “Zero Defect” Philosophy of Controlling Strand Quality for Steel Continuous Casting CAI Kai-ke 1, SUN Yan-hui 1, HAN Chuan-ji 2 (1. School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing ，Beijing100083， China ；2. Zhongye Research Institute Beijing ，Beijing100081，China) Abstract:With growing demands of steel quality, steel users expects as defect-free a product as possible to permit safe and reliable service, and more economic advantage. It is implicitly expected that all quality of rolling steel product such as bar, wire (rod), hot and cold strip can with a high probability be associated with the defects of strand during continuous casting. This paper briefly summarizes the formation of surface and interior defects and non-metallic inclusions of strand during continuous casting process of steel. The main technological measures to reach the aim of “Zero defect ” for casting strand are examined as well. Key words: continuous casting strand; quality controlling 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。 对于第1）种缺陷应尽量避免，对第2）、3）种缺陷应力求保持在允许的检验标准以内。 钢铁生产流程中实行生产零缺陷产品，这是一 个系统工程，它决定于钢的制造、初炼、精炼、钢 的凝固铸造（连铸）和钢的热加工（轧制）。从炼钢生产流程来看，生产零缺陷连铸坯，不仅为轧钢提供轧制高品质的成品（板、棒、管……），而且实现炼钢生产流程连续化和热装、热送和直接轧制的前提条件。 本文简要评述连铸坯缺陷形成及其防止措施。 1 连铸坯质量概论 炼钢-精炼-连铸工艺流程生产的连铸坯（方坯、板坯、圆坯、异形坯等）作为半成品供给轧钢，轧制成不同规格板材和长材产品以满足国民经济各部门的需求。 只有提供高质量的连铸坯，才能轧制出高品质的产品。所谓高质量的连铸坯包含以下几个方面： 1) 铸坯的洁净度：主要是钢中夹杂物类型、 DOI:10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.2011.s1.034
连铸板坯表面裂纹形成原因及控制措施 作者：郭金山， 马凤川， Guo Jinshan， Ma Fengchuan 作者单位：郭金山,Guo Jinshan(唐钢第一钢轧厂,唐山,063009)， 马凤川,Ma Fengchuan(河北理工大学研究生学院,063009) 刊名： 天津冶金 英文刊名：TIANJIN METALLURGY 年，卷(期)：2009(2) 被引用次数：1次 参考文献(4条) 1.赵建伟HP295连铸坯表面无缺陷率的提高[期刊论文]-冶金标准化与质量 2003(5) 2.王雅贞;张岩连续铸钢工艺及设备 2007 3.蔡廷书控制连铸坯夹杂物工艺技术的进步 1997(12) 4.蔡开科连铸坯洁净度控制 1994(05) 本文读者也读过(10条) 1.杨海林.陈耀辉1 900 mm连铸板坯表面横裂纹成因的分析[期刊论文]-特殊钢2003,24(3) 2.许晞.吴国庆.岑永权.Xu Xi.Wu Guoqing.Cen Yongquan浦钢连铸大板坯表面横裂成因及对策分析[期刊论文]-上海金属2000,22(1) 3.朱国森.王新华.栗伟.王万军连铸板坯表面横裂纹研究[会议论文]-2002 4.吴薇化学成分对连铸板坯横裂纹形成的影响[期刊论文]-上海金属2004,26(1) 5.汤曙光.焦兴利.刘启龙连铸板坯表面纵裂纹的成因及防止措施[期刊论文]-炼钢2002,18(6) 6.巨建涛.张朝晖.折媛.王海江.杨建洲.张志华.JU Jian-tao.ZHANG Zhao-hui.SHE Yuan.WANG Hai-jiang.YANG Jian-zhou.ZHANG Zhi-hua板坯表面纵裂的成因分析及控制措施[期刊论文]-铸造技术2007,28(8) 7.赵树斌.岳尔斌.王志道.刘爱强.刘新民.刘永龙.吕建会连铸板坯表面温度分布及冷却的试验研究[期刊论文]-钢铁2002,37(2) 8.马富昌连铸板坯表面裂纹产生的原因分析[会议论文]-2009 9.江学德板坯表面纵裂纹的成因与控制[期刊论文]-连铸2003(6) 10.朱正海.李峰.Zhu Zhenghai.Li Feng连铸板坯表面纵裂纹及影响因素[期刊论文]-冶金丛刊2008(1) 引证文献(1条) 1.戴秀东304不锈钢连铸坯表面裂纹原因分析及改善措施[期刊论文]-山西冶金 2010(4) 本文链接：https://www.doczj.com/doc/7e5464559.html,/Periodical_tjyj200902005.aspx
20秋学期《连铸坯凝固与质量控制》在线平时作业3 钢的高温塑性曲线是如何获得的，下面哪一种结论是对的？style=FONT-SIZE:12pt;LINE-HEIGHT:125%;FONT-FAMILY:宋体;mso-bidi-font- weight:boldstyle=mso-bidi-font-weight:bold A:是模型计算获得； B:实验测试获得； C:经验积累获得； 答案：B 用合金凝固动态曲线可以直接分析合金凝固过程的质量，此种说法对吗？ A:对； B:不对； 答案：A 高碳钢和低碳钢相比，在结晶器凝固过程中，哪一种钢形成的气隙大一点？A:低碳钢大一点； B:高碳钢大一点； 答案：A 一般情况下亚包晶钢连铸时结晶器冷却强度大好？还是小好？style=FONT-SIZE:12pt;LINE-HEIGHT:125%;FONT-FAMILY:宋体style=FONT-SIZE:12pt;LINE-HEIGHT:125%;FONT-FAMILY:宋体 A:冷却强度大好； B:冷却强度小好； 答案：B 方坯结晶器传热与板坯结晶器传热有什么不同，下面分析哪一种是正确的？ A:方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，扳坯结晶器宽面更容易不均匀； B:方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，方坯结晶器换热强度更大； C:方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，板坯结晶器的液面释放热量更大； 答案：A 二冷区的水流密度越高传热过程中的换热系数越大此种论述是否正确？
A:正确； B:不正确； 答案：A 金属凝固动态曲线是把凝固体的断面上不同位置的点在不同时间达到相同温度的点的连线，此种叙述是否准确？ A:不准确； B:准确； 答案：B 连铸坯结晶器凝固传热过程下面哪一种分析是正确的？ A:结晶器凝固传热过程中90%以上热量是通过结晶器的冷却水带走的； B:结晶器凝固传热过程中30%以上热量是通过结晶器液面释放的； 答案：A 方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是下面哪一种叙述？①②③ A:方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是方坯主要是只有对流传热； B:方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是板坯只有传导传热； C:方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是它们的传热强度不同； 答案：C 高碳钢和低碳钢相比连铸时结晶器内凝固时气隙小、坯壳较厚、拉坯阻力大，要注意使用旧结晶器，稳定拉速，论述是否正确？style=FONT-SIZE:12pt;LINE-HEIGHT:125%;FONT-FAMILY:宋体①style=FONT-SIZE:12pt;LINE- HEIGHT:125%;FONT-FAMILY:宋体② A:论述正确； B:论述不正确； 答案：A 修正铸坯凝固传热模型中的换热系数的方法下面那几种是不正确的？ A:①铸坯表面温度测量方法； B:射钉测量坯壳厚度方法； C:铸坯液芯长度测量方法；
304不锈钢连铸坯表面缺陷分析 摘要：本文对304不锈钢连铸坯进行了解剖分析。在25%的铸坯深振痕或渣坑缺陷试样中观察到了微裂纹或气孔。 关键词：304不锈钢，连铸板坯，表面缺陷 Investigation on Surface Defects of 304 Stainless Steel Slab Abstract: This paper dissected 304 stainless steel slabs. In 25 percents of samples, small cracks or pinholes can be observed under deep oscillation marks or slag hollows. Key Words: 304 stainless steel, slab, surface defect 在不锈钢生产，特别是不锈钢冷轧产品生产中，产品的表面质量控制非常重要。众所周知，钢中非金属夹杂物是冷轧产品表面质量最重要的影响因素之一。我公司在几十年的不锈钢生产中，对钢中非夹杂物的控制做了大量研究和改进工作。特别是自2004年开始，随着我公司不锈钢产量的迅猛增长和大量不锈钢新品种的开发，质量提升成为提高产品竞争力、扩大市场占有率的关键环节。其中，钢质洁净度研究成为重点关注课题，开展了大量试验研究和工艺攻关[1-3]，产品质量得到了明显提升，对我公司不锈钢产品顺利进入钟表、高档装饰面板、高档水槽等行业起到了有力的支撑和推动作用。 近年来，我公司不锈钢钢质洁净度得到大幅提高，产品质量已较为稳定，但目前在奥氏体不锈钢冷轧产品生产中仍存在0.4%左右的“夹杂”废品，且在某些时间内“夹杂”废品的比例会上升到1%以上。随着各项研究工作的逐步推进和深入，我们发现这些冷轧产品“夹杂”缺陷并非都是由非金属夹杂物造成的。 在奥氏体不锈钢连铸生产过程中，连铸板坯的表面质量不仅会严重影响连铸坯修磨率，从而影响全线产品成材率，而且会严重影响冷轧产品表面质量。其中一些连铸坯表面和皮下缺陷在轧材表面会形成形貌类似“夹杂”的缺陷。这些连铸坯表面缺陷的形成与钢种特性、结晶器保护渣物性、结晶器冷却条件、结晶器振动参数等因素有着直接关系。 本文未对奥氏体不锈钢连铸板坯表面缺陷的形成原因及解决措施进行论述。本文选取奥氏体不锈钢中产量最大的304不锈钢，对其连铸板坯表面凹坑、振痕紊乱等缺陷进行了解剖分析。目的是提高我们对连铸坯表面缺陷的认识，为深入研究其产生原因起到铺垫作用。1．奥氏体不锈钢连铸板坯表面缺陷形貌特征及分布 在奥氏体不锈钢连铸板坯表面存在多种缺陷。部分连铸板坯宽面靠近两边部的区域存在局部纵向凹陷，少量连铸坯宽面中部也存在凹陷。连铸坯宽度越大，出现局部凹陷的几率也越大。 多数连铸坯宽面距边部30～180mm的范围内振痕较深，且振痕有紊乱的现象。部分连铸坯在宽面上不规则的分布有渣坑。随着奥氏体不锈钢中合金含量的提高和钢的组织越来越趋向于纯奥氏体组织，铸坯表面的局部凹陷及小渣坑也越多。即钢种从304到316L再到310，连铸板坯表面小渣坑出现的几率增大，数量增多。图1是奥氏体不锈钢连铸板坯表面几种常见缺陷的示意图。 2．缺陷分析方法 为分析局部凹陷、渣坑、深振痕和振痕紊乱处的连铸板坯表面及皮下缺陷，在4个炉号的8块304不锈钢连铸坯表面取了16个缺陷部位试样，试样尺寸约15×15×15mm。从中各取8个试样分别进行水平方向解剖和纵向解剖。然后用光学显微镜和扫描电镜观察剖面上是否存在大颗粒夹杂、微裂纹或其它缺陷。 这8块连铸坯的全氧量在27～33ppm，硫含量在10～14ppm。
目录 摘要 (1) ABSTRACT (2) 引言 (3) 1 连铸坯的形状质量控制 (4) 1.1鼓肚变形 (4) 1.1.1 鼓肚产生的原因 (4) 1.1.2 采取的措施 (4) 1.2菱形变形（脱方） (4) 1.2.1 脱方成因 (5) 1.2.2 减少脱方的措施 (5) 1.3圆铸坯变形 (6) 1.3.1 椭圆形变形 (6) 1.3.2 不规则变形 (6) 2 连铸坯的表面质量控制 (7) 2.1振动痕迹 (7) 2.2表面裂纹 (7) 2.2.1 表面纵裂纹 (7) 2.2.2 表面横裂纹 (8) 2.3表面夹渣 (10) 2.3.1 表面夹渣形成的原因 (10) 2.3.2 解决表面夹渣的方法[5] (11) 2.4保护渣性能对连铸圆坯表面质量的影响[7] (11) 3 连铸坯的内部质量控制 (13) 3.1连铸坯的中心裂纹 (13) 3.1.1内部裂纹产生的原因及预防措施 (13) 3.2连铸坯的内部夹杂物 (14) 3.2.1夹杂物的分类 (15)
3.2.2 夹杂物的来源[9] (15) 3.2.3 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
连铸坯的质量缺陷及控制 摘要 连铸坯质量决定着最终产品的质量。从广义来说所谓连铸坯质量是得到合格产品所允许的连铸坯缺陷的严重程度，连铸坯存在的缺陷在允许范围以内，叫合格产品。连铸坯质量是从以下几个方面进行评价的： (1)连铸坯的纯净度：指钢中夹杂物的含量，形态和分布。 (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。 下面从以上四个方面对实际生产中连铸坯的质量控制采取的措施进行说明。 关键词：连铸坯；质量；控制 1 纯净度与质量的关系 纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量、形态和分布。夹杂物的存在破坏了钢基体的连续性和致密性。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。 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）之比在0.2～0.8。随着薄板与薄带技术的发展，S/V 可达10～50，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。 提高钢的纯净度就应在钢液进入结晶器之前，从各工序着手尽量减少对钢液的污染，并最大限度促使夹杂物从钢液中排除。为此应采取以下措施：
连铸坯在凝固过程中形成裂纹的原因 随着市场竞争的日趋激烈，产品的质量已经成为占有市场的主要砝码，连铸坯作为炼钢厂的终端产品，其质量直接影响着轧材单位的产量和轧材质量，据统计炼钢厂连铸坯质量缺陷中约７０％为连铸坯裂纹，连铸坯裂纹成为影响连铸坯产量和质量的重要缺陷之一，下面将对铸坯在凝固过程中裂纹的形成做简要分析： 一、铸坯凝固过程的形成 铸坯在连铸机内的凝固可看成是一个液相穴很长的钢锭，而凝固是沿液相穴的固液界面在液固相温度区间把液体转变为固体把潜热释放出来的过程。在固液界面间刚凝固的晶体强度和塑性都非常小，当作用于凝固壳的热应力、鼓肚力、矫直力、摩擦力、机械力等外力超过所允许的外力值时，在固液界面就产生裂纹，这就形成了铸坯内部裂纹。而已凝固的坯壳在二冷区接受强制冷却，由于铸坯线收缩，温度的不均匀性，坯壳鼓肚、导向段对弧形不准，固相变引起质点如（ＡｌＮ）在晶界的沉淀等，容易使外壳受到外力和热负荷间歇式的突变，从而产生裂纹就是表面裂纹。 二、连铸坯裂纹形态和影响因素 连铸坯裂纹形态分为表面裂纹和内部裂纹，表面裂纹有纵向、横向角部裂纹、表面横裂和纵裂、网状裂纹和凹陷等，内部裂纹有中间、中心和矫直裂纹等。 连铸坯裂纹的影响因素： 连铸坯表面裂纹主要决定于钢水在结晶器的凝固过程，它是受结晶器传热、振动、润滑、钢水流动和液面稳定性所制约的，铸坯内部裂纹主要决定于二冷区凝固冷却过程和铸坯支撑系统（导向段）的对弧准确性。铸坯凝固过程坯壳形成裂纹，从工艺设备和钢凝固特性来考虑影响裂纹形成的因素可分为： １、连铸机设备状态方面有： １）结晶器冷却不均匀 ２）结晶器角部形状不当。 ３）结晶器锥度不合适。 ４）结晶器振动不良。 ５）二冷水分布不均匀（如喷淋管变形、喷咀堵塞等）。 ６）支承辊对弧不准和变形。
连铸方坯的缺陷及其处理 1 表面缺陷 1.1 气孔和针孔 定义 : 垂直铸坯表面并在铸坯表面肉眼可见的小气孔并可能以针孔的形式深入表面。 原因 : 钢水脱氧不足、凝固时产生一氧化碳; 脱氧后又钢流二次氧化吸收的气体; 结晶器保护渣质量不合要求; 钢包及中间包烘烤不好 改进方法: 钢水完全脱氧; 不浇注过氧化的钢水; 保持浇注温度;（注温不能过高） 使用干燥的钢水罐及中间罐; 保护渣不能受潮，摆放时间不能太久。 1.2 坯头气孔及针孔 定义: 同1.1,但仅出现在每次浇注的第一根钢坯坯头处 原因: 钢液温度太低; 结晶器中钢水氧化; 保护渣受潮或杂质多; 结晶器内壁上有冷凝水; 引锭头潮湿; 填入结晶器中切屑及废钢有锈、有油或潮湿; 中间罐内衬及钢水罐内衬潮湿; 改进方法: 保持浇注温度; 采用适宜的保护渣; 采用干燥和洁净的废钢及切屑; 绝对避免在结晶器内壁及锭头上产生冷凝水; 干燥及烘烤中间罐; 1.3 夹渣 定义: 表面分布不均匀的夹渣,有时针孔和渣聚集,呈疏松态的外观
原因: 由保护渣耐火材料颗粒和钢水氧化产物以及出钢渣等引起,随着钢流带入并被卷至铸坯表面。 改进方法: 用挡渣出钢; 采用适宜的保护渣及耐火材料; 钢水不能过氧化，注温要合适。 1.4 振动波纹及折叠 定义: 在与铸坯轴线垂直方向上,铸坯表面上以均匀间距分布的波纹振痕，在不利的情况下出现折叠。 原因: 浇注速度波动大,使结晶器中钢液面不稳定。 改进方法: 保持均匀的浇注速度，稳定结晶器钢水液面。 调整振动频率使其与拉速相适应。 1.5 结疤与重皮 定义: 铸坯角部和表面上出现的疤痕 原因: 由于结晶器内坯壳破裂、钢水渗入到结晶器和铸坯之间的夹缝，以及保护渣结块造成。 改进方法: 保证结晶器具有准确的锥度，当结晶器使用时间过长而磨损会使坯壳过早脱离结晶器内壁而导致坯壳破裂。 1.6 分层: (双浇) 定义: 铸坯中间出现分界层 原因: 浇注中断又重新开始浇注时,使两次浇注连接出现重接。 改进方法: 浇注过程中不要断流，拉速要相对稳定，不要忽高忽低。 1.7 纵裂 定义: 分布在铸坯角部的纵向裂纹, 角部纵裂常是拉漏的预兆。 原因: 针孔、气泡及夹杂; 结晶器内坯壳不均匀冷却; 由于铜结晶器中和足辊上有沟槽,缺口,渣子等而引起裂纹; 结晶器壁磨损或单面磨损使该处坯壳提前脱离结晶器壁; 浇注速度过高或浇注温度过高,坯壳厚度薄; 足辊对位不准; 二次冷却水不均匀;
对轴承钢铸坯渣沟问题的分析对于我厂前段时间生产的220方连铸坯表面有严重渣沟缺陷，严重的渣沟需进行铸坯的修磨方可出厂。笔者对此进行查证，分析如下。 1.渣沟缺陷的外观特征 (1)铸坯表面出现一道不影响轧制的浅沟 (2)随着浅沟逐渐变宽，出现焊点状的钢水渗漏 2．渣沟缺陷的形成机理 经过对许多资料的学习，认为以下观点符合我们实际生产的情况，可以以此形成机理为基础展开研究解决渣沟问题。 由渣沟中存在有振痕的事实，根据振痕形成理论——对于使用保护渣润滑的铸坯，渣沟是由于结晶器下行时，粘在结晶器壁上的渣圈对初生坯壳进行挤压，致使坯壳向内弯曲而形成。可以推断渣块块必然来源于渣圈。即渣圈中局部存在的较大渣粒，在结晶嚣下行时，对初生坯壳施加了较大的挤压力，致使该处的初生坯壳产生了较大的内弯，在随后结晶器上行过程中，由于泵吸作用，在该内弯处有较多的液渣被吸入，这些较多的保护渣，在随后稳定的坯壳形成过程中。阻碍了该处坯壳由于钢水静压力而产生的向外鼓胀，这样一直持续到坯壳达到足够的厚度、在坯壳与结晶器之间开始形成稳定的气隙。此时这种较大的内弯也同振痕一起被固定在坯壳上。因为渣圈对坯壳的挤压作用是连续不断的，所以形成的这种较大的内弯也是连续不断的，而这种连续不断的内弯就是我们所说的渣构。 并且提出此观点者还认为，渣沟或“冷疤”在经过一段连续化、密集化的渗漏后，会随着一个大渣块的出现而自行消失。此现象在我们厂并没有被重点观测，也不失为一个可以验证此观点的途径。 。出现渗漏的原因：渣沟内部的坯壳本身较簿．而且由于沟内存在振痕，振痕的谷底显然是渣沟缺陷中坯壳更薄弱的地方。当渣沟足够深即坯壳足够薄时，在这些更为薄弱的地方。钢水会突破坯壳与渣层的阻力渗出，特别是在结晶器与坯壳间形成稳定的气隙以后，气隙的形成致使渣道内空间增大，体积密度减小，渣层对坯壳的支撑减弱，这种渗漏出现的可能性进一步增大。渣沟中局部出现渗漏时，随着钢水的再次遇冷凝固，下渣的通道被堵塞，渣道内的压力上升，因而阻碍了渗漏的进一步发展，所以初期发生的渗漏是不连续和间断的，但是随着渣沟的进一步发展、进一步变宽变深，阻碍渗漏发生所需的压力会逐渐增加：当一处渗漏所形成的压力不足以抗拒钢水的静压力时，连续的渗漏就会发生。因此，渣沟发展到一定宽度和深度后，渗漏就会逐渐呈
连铸坯横裂产生的原因 横裂纹是位于铸坯内弧表面振痕的波谷处，通常是隐藏看不见的。经酸洗检查指出，裂纹深度可达7mm，宽度0.2mm。裂纹位于铁素体网状区，而网状区正好是初生奥氏体晶界。且晶界上有细小质点(如A1N)的沉淀。尤其是C—Mn—Nb(V)钢，对裂纹敏感性更强。 横裂产生的原因：1)振痕太深是横裂纹的发源地。2)钢中A1、Nb含量增加，促使质点(A1N)在晶界沉淀，诱发横裂纹。 3)铸坯在脆性温度900～700~C矫直。4)二次冷却太强。防止横裂发生的措施：结晶器采用高频率(200～400次／分)小振辐(2～4mm)是减少振痕深度的有效办法。2)二次冷却区采用平稳的弱冷却，使矫直时铸坯表面温度大于900℃。3)结晶器液面稳定，采用良好润滑性能、粘度较低的保护渣。4)用火焰清理表面裂纹。 1.连铸坯表面纵裂产生的原因及其防止方法有哪些? 连铸坯表面纵裂纹，会影响轧制产品质量。如长300mm、深2.5mm的纵裂纹在轧制板材上留下1125mm分层缺陷。纵裂纹严重时会造成拉漏和废品。 研究指出：纵裂纹发源于结晶器弯月面初生坯壳厚度的不均匀性。作用于坯壳拉应力超过钢的允许强度，在坯壳薄弱处产生应力集中导致断裂，出结晶器后在二次冷却区扩展。 纵裂产生的原因可归纳为：1)水口与结晶器不对中而产生偏流冲刷凝固壳。2)保护渣熔化性能不良、液渣层过厚或过薄导致渣膜厚薄不均，使局部凝固壳过薄。液渣层<10mm，纵裂纹明显增加。3)结晶器液面波动。液面波动>10㎜，纵裂发生几率30％。4)钢中S+P含量。钢中S>0.02％，P>0.017％，钢的高温强度和塑性明显降低，发生纵裂趋向增大。5)钢中C 在0.12～0.17％，发生纵裂倾向增加。
(单选题)1: 钢的高温塑性曲线是如何获得的，下面哪一种结论是对的？ A: 是模型计算获得； B: 实验测试获得； C: 经验积累获得； 正确答案: B (单选题)2: 用合金凝固动态曲线可以直接分析合金凝固过程的质量，此种说法对吗？ A: 对； B: 不对； 正确答案: A (单选题)3: 高碳钢和低碳钢相比，在结晶器凝固过程中，哪一种钢形成的气隙大一点？A: 低碳钢大一点； B: 高碳钢大一点； 正确答案: A (单选题)4: 一般情况下亚包晶钢连铸时结晶器冷却强度大好？还是小好？ A: 冷却强度大好； B: 冷却强度小好； 正确答案: B (单选题)5: 方坯结晶器传热与板坯结晶器传热有什么不同，下面分析哪一种是正确的？A: 方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，扳坯结晶器宽面更容易不均匀； B: 方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，方坯结晶器换热强度更大； C: 方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，板坯结晶器的液面释放热量更大； 正确答案: A (单选题)6: 二冷区的水流密度越高传热过程中的换热系数越大此种论述是否正确？ A: 正确； B: 不正确； 正确答案: A (单选题)7: 金属凝固动态曲线是把凝固体的断面上不同位置的点在不同时间达到相同温度的点的连线，此种叙述是否准确？ A: 不准确； B: 准确； 正确答案: B (单选题)8: 连铸坯结晶器凝固传热过程下面哪一种分析是正确的？ A: 结晶器凝固传热过程中90%以上热量是通过结晶器的冷却水带走的； B: 结晶器凝固传热过程中30%以上热量是通过结晶器液面释放的； 正确答案: A (单选题)9: 方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是下面哪一种叙述？① ② ③
连铸坯缺陷及预防措施 1、方坯晶间裂纹、 根源 ?Cu 、Ni、Sn、Nb 与Al等元素的影响； ?铸机表面凹限，即使轻微凹限也会引起裂纹； ?保护渣不合适； ?结晶器液面波动严重； ?菱变严重； ?结晶器锥度太小； 措施 减少杂质元素含量； 导致晶间裂纹的最主要原因是粗大晶粒结构以及沿晶粒边界的沉析，所以防止其产生的主要措施是在结晶器初始凝固阶段得以形成细小而均匀的结构； 防止产生凹馅； 用多水口代替直水口； 2、气泡及针孔 铸坯皮下通气孔称为针孔，而皮下闭气孔称为气泡 根源 ?脱氧不好，氢、氮含量高； ?润滑过度，油中含水； ?保护渣中含水； ?中间塞棒吹氩过度；结晶器波动 措施 ?有效地脱氧； ?注流及钢液面进行有效保护； ?加热润滑油及保护渣； ?采用EMS可有效减少针孔与铸坯表面皮下气泡的数量； ?减少结晶器液面波动 3、铸坯表面夹渣 根源 ?钢水脱氧不够； ?钢水中氧化铝含量高，SiO2、MnO与FeO含量低（铝镇静钢）； ?耐火材料质量差；结晶器喂铝线； ?中包水口及结晶器中形成的块渣进入钢水。 措施 ?采用无渣出钢； ?对钢水进行有效脱氧，采用保护浇注； ?中间包碱性覆盖剂； ?加深中包，增大中包钢液深度； ?中包采用挡堰； ?采用能快速吸收钢水夹杂的保护渣（高碱度）； ?加大保护渣的用量； ?减少结晶器液面波动，水口侵入深度必须100-150mm 4、横向裂纹
横向裂纹通常出现在角部，但中部区域也会出现，横向裂纹一般出现在振痕的底部。 1、因热脆而形成的表面裂纹 ?C含量0.17-0.25%； ?S含量高； ?随合金元素含量增加，如：Al、Nb、V 及大于1%Mn，裂纹数量增加； ?Al、Nb、N及C沉析于晶粒表面； ?二冷区冷却不挡导致晶粒粗大； ?二冷区支撑辊对中不好； ?保护渣选择不当； ?负滑脱时间过长。 2、横向角部裂纹 角部冷却过度； ?结晶器冷却不当； ?结晶器和支撑辊对中不好； ?矫直温度过低； ?高如：Al、Nb、V 及大于1%Mn含量钢水非常敏感，加入钛能有效降低裂纹的程度；?二冷区冷却不均或冷却过度； ?保护渣不合适； ?铜管弯月面区域变形过大； ?钢水温度过低； ?结晶器锥度过大。 措施： ?使S含量<0.020%； ?拉矫机区域温度保持在900℃以上； ?采用多点矫直； ?如果在奥氏体晶粒面存在AlN，加入0.02-0.04%Ti，降低可溶性N含量则可有效减少横向裂纹； ?准确控制结晶器及其锥度、变形和磨损等； ?严格控制结晶器震动； ?调整好二冷区冷却及支撑辊。 5、纵向表面裂纹 纵向裂纹的源头在结晶器，但在整个工艺过程中由于热应力及机械应力，裂纹会长大。该类型的裂纹大多数出现在含1%Mn，0.03%Nb及V的高强度钢种中，与S、P一样，高铝和氮含量也会有影响。 根源： ?高Al、Nb、V、Mn、N、S、P含量； ?变化拉速和增加拉速； ?结晶器液面波动； ?浸入式水口对中不好； ?浇注温度过高； ?结晶器状况不佳；结晶器振动不规则； ?保护渣不合适； ?出结晶器后及喷淋段上部冷却过度；结晶器与足辊对中不好。
连铸坯在凝固过程中形成裂纹的原因[终稿] 随着市场竞争的日趋激烈，产品的质量已经成为占有市场的主要砝码，连铸坯作为炼钢厂的终端产品，其质量直接影响着轧材单位的产量和轧材质量，据统计炼钢厂连铸坯质量缺陷中约70%为连铸坯裂纹，连铸坯裂纹成为影响连铸坯产量和质量的重要缺陷之一，下面将对铸坯在凝固过程中裂纹的形成做简要分析: 一、铸坯凝固过程的形成 铸坯在连铸机内的凝固可看成是一个液相穴很长的钢锭，而凝固是沿液相穴的固液界面在液固相温度区间把液体转变为固体把潜热释放出来的过程。在固液界面间刚凝固的晶体强度和塑性都非常小，当作用于凝固壳的热应力、鼓肚力、矫直力、摩擦力、机械力等外力超过所允许的外力值时，在固液界面就产生裂纹，这就形成了铸坯内部裂纹。而已凝固的坯壳在二冷区接受强制冷却，由于铸坯线收缩，温度的不均匀性，坯壳鼓肚、导向段对弧形不准，固相变引起质点如(,,,)在晶界的沉淀等，容易使外壳受到外力和热负荷间歇式的突变，从而产生裂纹就是表面裂纹。 二、连铸坯裂纹形态和影响因素 连铸坯裂纹形态分为表面裂纹和内部裂纹，表面裂纹有纵向、横向角部裂纹、表面横裂和纵裂、网状裂纹和凹陷等，内部裂纹有中间、中心和矫直裂纹等。 连铸坯裂纹的影响因素: 连铸坯表面裂纹主要决定于钢水在结晶器的凝固过程，它是受结晶器传热、振动、润滑、钢水流动和液面稳定性所制约的，铸坯内部裂纹主要决定于二冷区凝固冷却过程和铸坯支撑系统(导向段)的对弧准确性。铸坯凝固过程坯壳形成裂纹，从工艺设备和钢凝固特性来考虑影响裂纹形成的因素可分为: ,、连铸机设备状态方面有:
,)结晶器冷却不均匀 ,)结晶器角部形状不当。 ,)结晶器锥度不合适。 ,)结晶器振动不良。 ,)二冷水分布不均匀(如喷淋管变形、喷嘴堵塞等)。 ,)支承辊对弧不准和变形。 ,、工艺参数控制方面有: ,)化学成份控制不良(如C、Mn\S)。 ,)钢水过热度高。 ,)结晶器液面波动太大。 ,)保护渣性能不良。 ,)水口扩径。 ,)二次冷却水分配不良，铸坯表面温度回升过大。 ,)铸坯带液芯矫直。 ,)铸坯在脆性区(700~900?)矫直。 ,、钢的凝固特性方面有: ,)凝固冷却过程的相变。 ,)铸坯凝固结构(柱状晶与等轴晶的比例)。 ,)凝固壳高温力学行为。 ,)凝固过程的偏析。 三、连铸坯裂纹形成原因分析 表面裂纹起源于结晶器钢水的凝固过程中，在二冷区加速了裂纹的扩展，而内部裂纹起源液相穴固液交界面并伴随有偏析线。 ,、纵裂纹
连铸坯内部缺陷 连铸坯的内部质量，主要取决与其中心致密度。而影响连铸坯中心致密度的缺陷是各种内部裂纹、中心偏析和中心疏松，以及铸坯内部的宏观非金属夹杂物。连铸坯的内裂、中心偏析和疏松这些内部缺陷的产生，在很大程度上和铸坯的二次冷却以及自二冷区至拉矫机的设备状态有关。 1）内部裂纹形成的原因 各种应力（包括热应力、机械应力等）作用在脆弱的凝固界面上产生的裂纹成为内部裂纹。通常认为内裂纹是在凝固的前沿发生的，大都伴有偏析的存在，因而也把内裂纹称为偏析裂纹。还有一种说法是内裂纹是在凝固前沿发生的，其先端和凝固界面相连接，所以内裂纹也可以称为凝固界面裂纹。除了较大的裂纹，一般内裂纹可在轧制中焊合。 连铸坯的内部裂纹是指从铸坯表面一下直至铸坯中心的各种裂纹，其中包有中间裂纹、对角线裂纹、矫直弯曲裂纹、中心裂纹、角部裂纹。无论内裂文的类型如何，其形成过程大都经过三个阶段：1 拉伸力作用到凝固界面；2 造成柱状晶的晶界见开裂；3 偏析元素富集的钢液填充到开裂的空隙中。内裂发生的一般原因，是在冷却、弯曲和矫直过程中，铸坯的内
部变形率超过该刚中允许的变形率。通常在压缩比足够大的情况下，且钢的纯净度较高时，内裂纹可以在轧制中焊合，对一般用途的钢不会带来危害；但是在压缩比小，钢水纯净度较低，或者对铸坯心部质量有严格要求的铸坯，内裂就会使轧制材性能变坏并降低成材率。 2）中心裂纹 铸坯中心裂纹在轧制中不能焊合，在钢板的断面上会出现严重的分层缺陷，在钢卷或薄板的表面呈中间波浪形缺陷，在轧制中还会发生断带事故，给成品材的轧制和使用带来影响 A裂纹的成因分析 铸坯裂纹的形成时传热、传质和应力相互作用的结果。带液芯的高温铸坯在铸机内运行过程中，各种力的作用是产生裂纹的外因，而钢对裂纹的敏感性是产生裂纹的内因。铸坯是否产生裂纹决定于钢高温力学性能、凝固冶金行为和铸机运行状态，板坯中心裂纹是由于凝固末端铸坯鼓肚或中心偏析、中心凝固收缩产生的。 1 控制铸机的运行状态 刚的高温力学性能与铸坯裂纹有直接关系，铸坯凝固过程固、液及诶按承受的应力（如热应力、鼓肚
第二篇连铸板坯缺陷(AA)
第二篇连铸板坯缺陷(AA) (1) 2.1 表面纵向裂纹(AA01) (3) 2.2 表面横裂纹(AA02) (4) 2.3 星状裂纹(AA03) (5) 2.4 角部横裂纹(AA04) (6) 2.5 角部纵裂纹(AA05) (7) 2.6 气孔(AA06) (8) 2.7 结疤(AA07) (9) 2.8 表面夹渣(AA08) (10) 2.9 划伤(AA09) (11) 2.10 接痕(AA13) (12) 2.11 鼓肚(AA11) (13) 2.12 脱方(AA10) (14) 2.13 弯曲(AA12) (15) 2.14 凹陷(AA14) (16) 2.15 镰刀弯(AA15) (17) 2.16 锥形(AA16) (18) 2.17 中心线裂纹(AA17) (19) 2.18 中心疏松(AA18) (20) 2.19 三角区裂纹(AA19) (21) 2.20 中心偏析(AA20) (22) 2.21中间裂纹(AA21) (23)
2.1表面纵向裂纹(AA01) 图2-1-1 1、缺陷特征 表面纵向裂纹沿浇注方向分布在连铸板坯上下表面，裂纹深度一般为2mm～15mm，裂纹部位伴有轻微凹陷。在连铸浇注过程中，当连铸板坯坯壳在结晶器内所受到的应力超过了坯壳所能承受的抗拉强度时，即产生表面纵向裂纹。表面纵向裂纹缺陷在结晶器内产生，出结晶器后若二次冷却不良，裂纹将进一步加剧。 2、产生原因及危害 产生原因： ①钢中碳含量处于裂纹敏感区内； ②结晶器钢水液面异常波动。当结晶器钢水液面波动超过10mm时，表面纵向裂纹缺陷易于产生； ③结晶器保护渣性能不良。保护渣液渣层过厚、过薄或渣膜厚薄不均，使连铸板坯凝固壳局部过薄而产生表面纵向裂纹； ④中间包浸入式水口与结晶器对中不良，钢水产生偏流冲刷连铸板坯凝固壳，而产生表面纵向裂纹。 危害：轻微的表面纵裂纹经火焰清理后均能消除；表面纵向裂纹严重时可能会造成漏钢；表面纵 向裂纹若送热轧进行轧制可能导致热轧产品出现分层、开裂缺陷。 3、预防及消除方法 ①控制好钢中碳含量，使钢中碳含量不在裂纹敏感区； ②减少结晶器钢水液面异常波动，将结晶器钢水液面波动控制在±5mm 以内； ③选择合适的结晶器保护渣； ④保证中间包浸入式水口与结晶器对中，防止钢水出浸入式水口侧孔后出现偏流。 4、检查判断 肉眼检查，必要时用钢卷尺测量裂纹长度及其分布位置； 表面纵向裂纹一般通过火焰清理可以消除，火焰清理不合格的表面纵向裂纹缺陷坯判废。
连铸坯的质量控制系统 专业： 班级： 姓名：XXX
目录 1连铸坯纯净度与产品质量 (1) 1.1纯净度与质量的关系 (1) 1.2提高纯净度的措施 (2) 2连铸坯质量 (3) 2.1 连铸坯的几何形状质量 (3) 2.1.1 铸坯形状缺陷类型 (4) 2.1.2 铸坯形状缺陷产生原因及防止措施 (4) 2.1.3 铸坯鼓肚 (4) 2.1.4 铸坯菱变 (4) 2.1.5 铸坯变成梯形坯 (5) 2.2 连铸坯表面质量 (5) 2.2.1 连铸坯表面振痕 (5) 2.2.2 振痕形成机理 (5) 2.2.3 振痕对铸坯质量的影响 (6) 2.2.4 影响振痕深度的因素 (6) 2.2.5 减少振痕深度的措施 (7) 2.2.6 铸坯表面裂纹 (7) 2.2.7 表面纵裂纹 (8) 2.2.8 铸坯角部纵裂纹 (11) 2.2.9 表面横裂纹 (12) 2.2.10 角部横裂纹 (13) 2.2.11 铸坯表面星状和网状裂纹 (15) 2.2.12 铸坯表面夹渣（杂） (16)
2.2.13 铸坯气孔和气泡 (17) 2.2.14 铸坯表面凹陷 (17) 2.2.15 铸坯表面增碳和偏析 (18) 2.2.16 重皮和重结及结疤 (18) 2.3 连铸坯内部质量 (19) 2.3.1 铸坯内部裂纹 (19) 2.3.2 皮下裂纹 (19) 2.3.3 中间裂纹 (20) 2.3.4 矫直裂纹 (21) 2.3.5 压下裂纹 (21) 2.3.6 断面裂纹----中心线裂纹 (22) 2.3.7三角区裂纹 (23) 2.3.8角部附近的裂纹 (24) 2.3.9白点及发纹 (25) 2.3.10铸坯中心偏析、疏松和缩孔 (25) 2.3.11铸坯内部夹渣（杂） (26) 3连铸坯星状缺陷 (27) 3.1 鼓肚变形 (27) 3.2 菱形变形 (28) 3.3 圆铸坯变形 (29) 致谢 (30)
作者简介:加志勇(1967-),男(汉族),山西人,山西新临钢炼钢厂,工程师。 小方坯横裂的原因及对策 加志勇,张保师,唐宇翔 (山西新临钢炼钢厂,山西临汾041000) 摘 要:分析了小方坯横裂产生的原因,并提出相应措施,取得了较好的效果。关键词:小方坯;横裂;技术措施 中图分类号:TF777.3 文献标识码:B 文章编号:100221043(2004)022******* C ause to CC Cross Cracks and Counter Measures J IA Zhi 2yong ,ZHAN G Bao 2shi ,TAN G Yu 2xiang (Steelmaking Plant of Shanxi Lingang Steel Co.Linfen ,Shanxi 041000,China )Abstract :The present paper discusses the main causes to the cross cracks on the surface of CC billet ,and proposes some effective measures to prevent against formation of the crack.Remarkable results are already achieved. K ey w ords :Billet ;Cross cracks ;Technical measures 在铸坯表面,沿振动波纹的波谷处发生的横向开裂称为表面横向裂纹。横裂是小方坯的常见缺陷,一般的横裂造成横裂废品,严重的横裂导致横裂漏钢。山西新临钢炼钢厂R4/8m 三机三流方坯连铸机2001年产钢25.267万t ,铸坯一次合格率99.67%。在0.33%的废品中,横裂废品占1/5左右。文中通过分析横裂的产生原因,找出解决的措施,对同类型的铸机具有借鉴作用。 1 R4/8m 方坯连铸机主要技术参数 机型 全弧型铸机半径 4m 8m 主要生产断面 120mm ×120mm 中间罐公称容量 7t 振幅 4.2mm 振频 0～300c/min (最大322c/min )冶金长度 6.583m 流间距1200mm 机流数 3机3流负滑脱率 20%～40% 2 小方坯横裂的原因 (1)钢水成分[1] 钢中w (C )=0.08%～0.12%时,铸坯的 裂纹敏感性增加,包晶反应伴随较大线收缩,使 在结晶器内形成的初始坯壳厚度不均匀,铸坯出结晶器后受二冷喷水的急冷,热应力使坯壳的薄弱处产生裂纹,并在二冷区继续扩展,另外,钢中Cu 、Sn 、P 、S 等元素的富集,造成裂纹的加重。 (2)结晶器振动 我厂R4/8m 方坯连铸机采用短臂四连杆式正弦振动,实际生产中,若漏钢清理不彻底,残钢残渣进入振动机械部位,造成振动不平稳。残钢残渣进入板簧与台架之间,造成振动偏振,严重时导致板簧断裂。 由于板簧一侧固定在大梁上,一侧吊挂台架及结晶器,当使用周期较长时,板簧产生线性塑性延伸,结晶器内铜管弧线与铸机基本弧线不重合,造成拉钢时阻力过大,振动不平稳产生横裂。 (3)铸机类型 R4/8m 3机3流全弧型连铸机是罗克普改进 ?02? 2004年 4月 第20卷第2期炼 钢 Steelmaking Apr.2004Vol.20 No.2