连铸坯产生质量问题的原因
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防止连铸坯夹渣(杂)缺陷的措施及规定连铸质量及干净钢消费决定了提供连铸钢水的温度、成分和纯洁度都要进展操纵,同时平衡有节拍的为连铸机提供合格质量的钢水,也是保证连铸机消费顺利及质量保障的首要条件。
提高质量认识,标准质量行为,使炼钢-连铸消费过程的质量受控,是本规定的主旨。
1连铸坯夹渣(杂)缺陷的成因1.1定义:来自于炼钢和浇注过程中的物理化学产物、耐火材料侵蚀产物或卷入钢液的保护渣被称为非金属夹杂物。
非金属夹杂物在酸浸低倍试样上表现为暗黑色斑点。
而铸坯夹渣是夹杂物镶嵌于铸坯外表(形状不规那么)或皮下(深浅不一)的渣疤。
1.2成因:1.2.1钢水氧化性强、温度高、夹杂物多,流淌性不好,中包水口壁上高熔点的大块附着物忽然脱落进入结晶器钢水。
1.2.2保护渣功能不良,渣条多,渣条未捞净,以及中间包液面、结晶器液面急剧波动,造成中间包下渣、结晶器内卷渣并镶嵌于坯壳处。
1.2.3钢包底吹制度执行不好,造成脱氧产物上浮排除不充分。
1.2.4保护浇注执行不好,造成钢液被二次氧化。
1.2.5中包钢水过热度高,耐火材料质量差。
1.2.6中间包内吹氧、加调温料以及金属料等。
2连铸坯夹渣(杂)缺陷的危害2.1破坏了钢的连续性和致密性,轧制过程不能被焊合消除,对钢材质量造成危害。
2.2夹渣部位坯壳薄,容易破裂导致漏钢;夹渣铸坯轧制后,钢材外表遗留为结疤。
3钢水质量操纵措施及规定3.1在一定的消费条件下,要降低转炉终点溶解氧[O]溶,必须精确操纵终点钢水碳和温度。
3.1.1冶炼Q195及其他钢种,终点[C]操纵≥0.06%。
3.1.2开机第一炉及热换第一炉,终点温度操纵在1735~1755℃,出钢温度操纵在1715~1735℃。
特别情况下按机长要的温度操纵。
连浇时那么按温度制度规定操纵。
3.1.3提高转炉终点碳和温度的命中率,杜绝后吹。
挡渣出钢操纵下渣量。
3.1.4冶炼Q195,开机及热换第一炉,成品[Mn]按0.45%左右操纵,成品[Si]按0.15%左右操纵,锰硅比≥2.8;并按3.0左右操纵。
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:⑴无渣出钢。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进一、引言连铸是现代钢铁生产中常用的一种工艺。
它可以提高生产效率、降低能耗、改善工作环境、减少劳动强度,因此被广泛应用。
在连铸过程中,一些夹杂物的产生会导致产品质量下降、生产效率降低,并严重影响设备寿命。
如何减少夹杂物的产生,提高产品质量,成为生产中亟需解决的问题。
二、夹杂物产生原因分析1.原料质量不稳定连铸坯的原料主要是钢水,而钢水的质量直接影响夹杂物的产生。
如果原料中含有较多的杂质、氧化物等,就会增加夹杂物的产生几率。
而且,原料的成分不稳定也是引起夹杂物产生的一个因素,一旦成分变化,就容易导致夹杂物出现。
2.连铸设备使用不当连铸设备的使用不当也是夹杂物产生的重要原因。
操作不规范、设备维护不到位、温度控制不稳定等都会导致夹杂物的产生。
当温度过高或过低时,容易使得钢水和坯料中的气体凝固,形成夹杂物。
3.连铸工艺参数不合理连铸过程中,工艺参数的设置直接影响了夹杂物的产生。
如果连铸速度过快或者过慢,结晶器冷却不均匀等,都会导致夹杂物产生。
结晶器振动频率、结晶器倾斜角度、结晶器冷却水温度等参数的选择也会影响夹杂物的产生。
4.人为因素在连铸过程中,人为操作失误也是夹杂物产生的一个主要原因。
操作工不熟练、设备检查不到位等都可能导致夹杂物的产生。
而且,人为因素不可控因素多,所以造成夹杂物的产生很容易。
三、改进措施1.原料质量监控首先要保证原料的质量稳定,及时清洁处理原料,确保原料的成分合理、纯净。
加强对原料的把控,对于原料中可能含有的杂质要及时剔除,确保连铸坯的质量。
2.加强设备维护连铸设备是关键的生产装备,要加强对设备的维护。
定期检查、保养设备,确保设备各项功能正常,减少因为设备问题导致的夹杂物的产生。
3.优化连铸工艺对于工艺参数的设置要进行优化,选择合适的连铸速度、结晶器振动频率、结晶器倾斜角度、结晶器冷却水温度等参数,保证连铸坯的质量。
要对工艺参数进行严格的控制,确保温度、速度等参数的稳定。
连铸坯表面质量缺陷及处理措施【摘要】对于连铸板坯而言,振痕和裂纹是其主要的质量缺陷问题。
虽然这个缺陷在大多数情况下对连铸坯的质量影响不大,但是如果不及时有效的处理调还会带来很多附加的质量问题。
尤其是在生产不锈钢和高强度钢品种时,这种质量缺陷所带来的弊端更加明显。
【关键词】连铸坯;振痕;质量影响1振痕形成机理在连铸坯生产中,振痕和裂纹是两种最为常见的质量缺陷问题,主要是由于弯月面顶端溢流造成的,该缺陷形成以后会附带其他质量缺陷一并产生。
2振痕对铸坯质量的影响振痕对连铸坯的质量影响会导致后期出现列裂纹,包括横裂纹、角部横裂纹及矫直裂纹。
如果连铸坯内掺杂的杂质较多,会导致大规模网状裂纹的出现,甚至出现穿钢现象。
如果在连铸坯出现振痕的地方晶粒很大,就会产生晶间裂纹现象,在这样的情况下需要对连铸坯修磨,从而提高成材率。
3影响振痕深度的因素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;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;.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。
4减少振痕深度的措施采用小振幅(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;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;采用渣耗量低,粘度高的保护渣,可以使振痕深度变浅。
采用保温性能好和能增加弯月面半径的保护渣可以减少振痕深度;提高不锈钢、钢液的过热度,尤其是含钛和含铝的不锈钢对减少该钢表面振痕深度是有效的。
提高结晶器进出冷却水的温差,对减少振痕深度是有利的。
5铸坯表面裂纹5.1表面纵裂纹铸坯表面纵裂纹是铸坯最主要表面缺陷,对铸坯质量影响极大,特别是板坯和圆坯最为突出,报废量和整修量很大。
5.1.1纵裂纹类型铸坯表面沟槽纵裂纹。
201管理及其他M anagement and other连铸产品缺陷的原因分析及改进马 昆(唐钢型线事业部,河北 唐山 063000)摘 要:市场经济的日臻成熟以及生产工艺的不断提升使得客户对于产品质量提出了更高的要求,因铸坯缺陷而导致的质量问题也日益凸显,质量纠纷层出不穷,严重危害到企业的信誉,并由此而造成一定的经济损失。
当前,市场竞争益发激烈,要想满足市场及客户对连铸产品的需求,就必须提高铸坯的质量,进而打破企业经营困境,提升企业竞争实力。
为此,本文着重分析导致连铸产品缺陷的原因,并提出针对性改进措施。
关键词:连铸;缺陷;措施中图分类号:TG335.9 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2019)07-0201-2收稿日期:2019-07作者简介:马昆,男,生于1981年,唐山人,工程师,本科,研究方向:冶金工程。
当前,我国经济已步入快速发展的轨道,国家基本建设逐步加快,极大地推动了工业企业的发展,并由此而拉动了钢铁行工业的快速发展。
当前,无论是钢铁的生产还是钢铁的消费,我国都排在世界首列。
连铸连轧作为一门综合技术是由炼钢、连铸及轧制等各个流程整合而来的,当前日臻成熟的技术优势能够有效提升整个轧材生产过程的工艺质量,还有助于工艺流程的优化和缩短,使得轧材生产系统进一步简化,进而使得能耗降低,生产成本得以有效节约。
就生产工艺而言,无需对连铸生产的板坯进行冷却和精整处理,只需直接用轧机对其热装热送后材料进行轧制即可。
如此一来,为确保连铸连轧具有较高的协调性和紧凑型,必须对连铸板坯从铸机到轧机之间的时间间隔进行有效控制。
相比较于其他板材的生产工艺,连铸连轧工艺中可以用来对铸坯质量问题进行检测和处理的时间十分有限,因此必须在生产过程中加大对铸坯表面及内部质量的控制力度,而要实现这一目的,就必须加快确立无缺陷铸坯制造技术。
然而,在具体实践中,连铸板坯需要经历一个相当复杂的生产流程,其产品质量受到各个环节生产工艺的影响,而现有连铸设备及工艺水平还有待提升,使得连铸板坯的生产很难有效避免裂纹、气泡、夹杂、中心缺陷等问题的出现,严重的甚至影响接下来的轧制工艺。
方坯铸坯缺陷产生原因及预防措施1.前言由于连铸坯质量问题多发于连铸,因此对连铸质量缺陷进行了分析,总结出发生原因,以减少连铸坯质量问题的发生。
2.铸坯主要有以下几种缺陷:2.1卷渣2.1.1表面卷渣(见图1)2.1.2内部卷渣(见图2)图1 图22.2裂纹2.2.1表面裂纹:头部表面裂纹(图3 )、尾部表面裂纹(见4)。
图3 图42.2.2内部裂纹(见图5)图52.3气泡缺陷(见图6、见图7)图6 图73、缺陷产生原因及预防措施3.1卷渣产生原因及预防措施3.1.1表面卷渣产生原因及预防措施产生原因:(1)结晶器内形成渣条,当结晶器内钢液面波动量大于熔渣层厚度时、或挑渣条未挑净时、或在挑渣条过程中将渣条带入结晶器坯壳上时形成卷渣。
(2)在换包或等包降速过程中,由于操作不当造成中包液位较浅,导致中包内钢液形成涡流将中包渣卷进结晶器内,在上浮过程中被坯壳捕作形成卷渣。
(3)调整渣线高度超过液渣层厚度、或有渣条未挑净、等原因时造成颗粒渣被卷到坯壳上而形成卷渣。
(4)在开浇升速前液渣厚度未达到标准,造成颗粒渣或予熔层的保护渣直接与钢液接触,升速过程中在结晶器内造成钢液面发生波动,导致保护渣被卷入到坯壳上,形成卷渣。
(5)中包掉料或有杂物,开浇过程中被钢水冲到结晶器内,从而形成卷渣。
(6)中包内钢液面剧烈波动时,造成中包内覆盖剂被卷入中包钢液中,此时被卷入的覆盖剂受两个力作用:向上的钢水的浮力和向下的钢流股吸力作用,当向下的钢流股吸力大于向上钢水的上浮力时,卷入的覆盖剂就被卷入到结晶器内,在钢流流股的作用下,如被坯壳捕作而形成皮下卷渣,如被向下流股带入液相穴深处而形成内部卷渣。
(7)挑渣条用8#钢线(或细铁线),在钢线上结钢瘤或渣块,有钢瘤的8#线熔断到结晶器钢液内部,如被坯壳捕作到而形成皮下卷渣,如进入液相穴深处而形成内部卷渣。
(8)拉速波动,特别是在升速或降速过程,由于拉矫机电机转速发生变化,从而造成结晶器液面波动,从而形成渣条,形成的渣条被卷入结晶器坯壳上形成卷渣。
连铸坯质量控制连铸坯质量控制概述连铸坯是铸造工序中的一项重要环节,其质量直接影响到后续热加工和成形过程中的产品质量。
因此,对于连铸坯的质量控制十分关键。
本文将介绍连铸坯质量控制的主要内容和方法,并阐述其重要性及影响因素,匡助读者更好地理解和应用质量控制方法。
重要性连铸坯的质量控制对于保证最终产品的质量和性能具有重要意义。
一方面,优质的连铸坯可以减少缺陷的产生,提高产品的表面光洁度和机械性能;另一方面,良好的质量控制可以减少生产中的浪费和成本,提高生产效率,增加企业的竞争力。
影响因素连铸坯的质量受到多种因素的影响,包括:1. 原料成份和纯度2. 浇注温度和浇注速度3. 结晶器结构和冷却水温度4. 结晶器护盖的材质和形状5. 连铸速度和拉速6. 过度超熔度和段距这些因素的合理控制和调整,可以有效地提高连铸坯的质量。
质量控制方法质量控制步骤连铸坯质量控制主要包括以下几个步骤:1. 原料质量检验:对原料的成份、纯度及其它关键指标进行检验,确保原料的质量符合要求。
2. 浇注质量控制:合理控制浇注温度和速度,以避免过热或者过冷引起的坯体缺陷。
3. 结晶器质量控制:结晶器的结构和冷却水温度对坯体的结晶质量有直接影响,因此需加强结晶器的质量控制。
4. 连铸速度和拉速控制:坯体的连铸速度和拉速会影响坯体的晶粒细化程度和坯体的机械性能,需要进行合理的控制。
5. 坯体表面质量控制:通过加强护盖材料和形状的选取,合理调整过度超熔度和段距,以提高坯体表面的光洁度。
质量控制指标连铸坯的质量控制需要依据具体产品的要求和标准来制定相应的指标。
普通来说,常见的质量控制指标包括:1. 外观质量:包括表面光洁度、无裂纹、无疤痕等;2. 坯体几何尺寸:包括宽度、厚度、长度等;3. 结晶质量:包括坯体的晶粒细化程度、晶界清晰度等;4. 坯体力学性能:包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等;以上指标应根据产品要求,通过实验和测试方法进行监控和评估。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物是指钢铁连铸过程中在浇注的过程中,因为一些原因混杂进去的杂质,
这些杂质会影响钢铁的质量和成材率。
夹杂物主要包括氧化物、硫化物、氮化物、矽夹杂等,这些夹杂物可能来自于原料、工艺流程、设备和人为因素等多个方面。
1.原料原因:原料中可能含有硅、锰、硫等杂质,在钢水中形成相应的氧化物、氮化物、硫化物等夹杂物。
2.钢水的气体夹杂:钢水中可能残留气体,当钢水在浇注时,气泡被涡流或不良的结
晶生长引起了空穴,形成气体夹杂物。
3.脱气工艺问题:连铸坯在脱气过程中,如果处理不良,残留大量的气体就会在浇注
过程中形成大量气体夹杂物。
4.连铸工艺问题:浇注工艺不正确,液相氧化被带到坯子内部形成氧化物,结晶器收
缩率不同,产生结合夹杂物。
或者结晶器壁面不平整或有损伤,发生较强的涡流,夹杂物
就会被带进钢水中。
针对夹杂物产生的原因,改进措施如下:
1.原料优化:原料筛选、预处理,降低杂质含量,保证原料的质量。
2.脱气处理:改进脱气工艺,通过增加脱氧剂和还原剂的投加量,在改善气体脱出的
同时,减少气体再进入钢液的可能性。
3.连铸工艺优化:优化连铸工艺,增加浇注速度,减少在坯子内部形成的氧化夹杂物。
4.设备维护:定期对连铸设备进行检查和维护,确保连铸设备的完好性和稳定性,避
免设备问题引起的夹杂物问题。
5.加强管理:加强对人工操作的监管,培训工人正确操作流程,提高工人的专业技能,降低人为因素造成的夹杂物产生率。
总之,针对夹杂物产生原因,可以从原料、工艺、设备和人力资源等多个方面进行改进,进一步提高钢铁的品质和成材率。
影响连铸坯质量的因素及对策赵长忠(石横特钢集团有限公司,山东泰安271612)摘要:在直接轧制连铸坯或是连铸坯热送热装时都需要保证其高质量和零缺陷,但具体生产中很难保证连铸坯不出现质量缺陷,从而工厂生产时应重视这一问题。
文章将围绕连铸坯存在的质量缺陷进行分析,探讨其缺陷出现的原因,并制定相应的预防对策,以供参考。
关键词:连铸坯;质量;因素Metallurgy and materials作者简介:赵长忠,(1973-),男,山东昌乐人,主要研究方向:连铸工艺及连铸坯质量控制。
应用连铸技术将连铸比提高的过程中,应该重视连铸坯的质量将其存在的缺陷消除,连铸坯存在的质量缺陷会对钢材轧制质量产生重大影响,甚至会浪费大量钢材。
连铸坯的高质量主要体现在其洁净度、表面质量、内部质量等方面。
在钢水进入结晶器前,应维持钢水洁净程度,钢水在结晶器中凝固过程会对连铸坯表面质量有直接影响,在结晶器中凝固也会影响铸坯内部质量。
现阶段连铸钢种越来越多,加上连铸连轧越来越高的要求着连铸坯质量提高,在生产中应保证铸坯生产无缺陷,从而达到后续轧制要求。
1连铸坯质量缺陷及成因1.1夹渣缺陷夹渣是漂浮在结晶器内具有高自燃点和较差流动性的浮渣,被咬入铸坯表面之后残留的熔渣;浸水式水口剥落和溶损、中间包和钢包的耐火材料内衬与覆盖剂都能够成为浮渣;结晶器保护渣没有熔融时被咬入会变成夹渣;结晶器液面中漂浮的夹杂物,没有熔化或是溶解吸附,被结晶器钢液咬入成为夹渣;不具备合理精炼、冶炼及脱氧等条件,钢水洁净度差将会增加夹渣。
1.2气泡缺陷铸坯在凝固过程中钢中气体生成压力超过大气压力与钢水静压力总和,由此构成气泡,若无法及时溢出就会残留下来,从而出现气泡缺陷。
形成气泡的主要原因是没有足够脱氧;钢中碳和硅含量会对生成气泡造成影响;使用的原材物料含有较高水分也会造成气泡缺陷。
1.3表面裂纹缺陷在铸坯断面尺寸、工作表面状况以及结晶器结构、铸机浇注条件、冶炼工艺条件、浇注钢种具备的化学成分等工艺因素下连铸坯可能出现裂纹情况、在增加板坯宽度和减小厚度条件下,会将表面纵裂倾向加大。
连铸坯质量的控制
一、引言
连铸是钢铁生产过程中的重要环节,其连铸坯的质量影响着钢质的稳定性、物
理性能和化学成分等方面。
因此,连铸坯质量控制一直是钢铁生产中的关键技术之一。
二、连铸坯质量的影响因素
1.原料质量:包括钢水、氧化渣等的质量;
2.坯型结构和尺寸:坯型结构和尺寸的设计直接影响坯料的冷却效果和
内部应力状态;
3.坯料表面状态:表面缺陷会在浇铸过程中暴露出来,影响坯料的质量;
4.坯料内部缺陷:坯料内部缺陷会影响钢材的使用寿命和物理性能;
5.连铸工艺参数:包括浇注速度、结晶器温度和冷却水流量等。
三、连铸坯质量控制的措施
为了控制连铸坯质量,需要在生产过程中采取以下措施:
1.加强原料质量控制:保证钢水、氧化渣等原料的质量,避免对坯料质
量的不利影响;
2.优化坯型设计:通过设计合理的坯型结构和尺寸,使坯料均匀冷却、
内部应力均匀分布;
3.改进坯料清理技术:减少表面缺陷的产生;
4.加强坯料表面处理:处理坯料表面缺陷,消除缺陷部位;
5.控制连铸工艺参数:调整浇注速度和结晶器温度等工艺参数控制坯料
成分,改善坯料品质。
四、
通过加强原料质量控制、优化坯型设计、改进坯料清理技术、加强坯料表面处
理和控制连铸工艺参数等措施,可以有效地控制连铸坯质量。
同时,连铸坯质量控制也是钢铁生产中不可或缺的环节,对于提高钢材质量和降低成本都具有非常重要的意义。
23.什么是连铸坯的质量问题?最终钢材产品的质量取决于连铸坯的质量。
所谓连铸坯的质量是指得到合格钢材产品所允许的铸坯缺陷的严重程度。
我们关心的是,哪些连铸坯的质量问题可以通过电磁搅拌来解决,这就一定会涉及质量问题产生的原因。
24.铸坯质量问题主要有哪些?(1)铸坯的纯净度(夹杂物数量、形态、分布等);(2)铸坯的表面缺陷(裂纹、夹渣、气孔等);(3)铸坯内部缺陷(裂纹、偏析、夹杂、疏松和缩孔等)。
铸坯的纯净度主要取决于钢水进入结晶器之前的处理过程,即在浇注前把钢水搞“干净”些;同时浇铸时要控制工艺,不让夹杂物随钢水下行。
铸坯纯净度的控制是从熔炼开始(电炉、转炉)到炉外精炼、中间包冶金、保护浇注以及电磁搅拌工艺的全过程控制。
铸坯的表面缺陷主要取决于钢水在结晶器内的凝固过程,它与结晶器内坯壳的形成过程、结晶器液面波动、浸入式水口设计、保护渣性能等因素有关。
必须控制影响表面质量的各参数在目标值以内,从而生产无缺陷的铸坯,这是热送和直接轧制的前提。
铸坯的内部缺陷包括内部裂纹、疏松与缩孔,主要取决于在二次冷却区铸坯冷却过程和铸坯支撑系统。
合理的二次冷却水分布,支承辊的对中,防止铸坯鼓肚等是提高铸坯内部质量的前提。
铸坯内部元素偏析,是与全过程有关的。
因此,为了获得良好的铸坯质量,可以根据钢种和产品的不同要求,在连铸的不同阶段,如钢包、中间包、结晶器和二冷区采用不同的工艺技术(包括电磁搅拌),对铸坯质量进行有效的控制。
25.连铸坯中非金属夹杂物有哪些类型?连铸坯中非金属夹杂物,按其生成方式可分为内生夹杂和外来夹杂。
内生夹杂,主要是指出钢时,加铁合金的脱氧产物和浇注过程中钢水和空气的二次氧化产物,如铝的氧化物。
外来夹杂,主要是冶炼和浇铸过程中带入的夹杂物,如钢包、中间包耐火材料的浸蚀物,卷入的包渣和保护渣、水口被冲刷的残留物等。
连铸坯中最后凝固的夹杂物的数量、分布和粒度,是受中间包内钢水的纯净度、结晶器内注流的冲击深度以及注流的运动状态等制约的。
对弧形连铸机来说,在离内弧面1/4厚度处夹杂物有聚集现象,这是一个严重缺点。
电磁搅拌可以控制结晶器内钢水的运动,并排除夹杂物,因此我们要认真研究杂质的产生和运动规律。
26.如何区分夹杂物的大小?夹杂物粒度的大小,是根据铸坯被加工为成品时,是否影响加工性能而分为微细夹杂和大型夹杂两种。
一般认为,夹杂物粒度小于50μm的叫微细夹杂,粒度大于50μm的叫大型夹杂。
27.连铸坯中夹杂物来自哪里?在连铸坯中发现的夹杂物组成复杂,形态各异。
从夹杂物的成分来判断,大致可以知道夹杂物的来源。
(1)夹杂物中含有弱脱氧元素较多,且SiO2+MnO含量大于60%以上,尺寸大于50μm,可以判定夹杂物是空气与钢水二次氧化所致;(2)夹杂物组成与耐火材料组成相近,且形状特殊、尺寸较大,可以判定为耐火材料的侵蚀物;(3)夹杂物中含有钾、钠等元素,说明是由于结晶器保护渣卷入钢水中所致。
28.弧形连铸机铸坯内夹杂物聚集有何特点?截至2000年,我国已建成大小方坯弧形铸机1039流,圆坯专用弧形铸机23流,总计1062流,其中不少方坯铸机可同时兼拉圆坯。
夹杂物在内弧聚集对圆坯穿管极为有害。
弧形铸机由于结构上的原因,铸坯中大颗粒夹杂物是比较严重的,而且聚集在内弧面1/4处,其成因如图2—1所示。
夹杂物随钢流冲向结晶器下部,拉速越快,冲击越深。
由于比重的原因,夹杂物有一个上浮的趋势。
钢流运动是一个圆弧轨迹,与上浮力(垂直方向)合成,杂质便向铸坯内弧侧运动,至凝固前沿,被黏稠区所俘获。
这种质量问题,无论是方坯、圆坯、板坯的弧形铸机,都是存在的,不得不采取多种方法,如在弧形机上加电磁搅拌,在板坯机上加电磁制动来解决。
日本川崎水岛钢厂和日本钢管福山厂甚至将弧形板坯铸机改为立弯式铸机,使上段有3m以上的垂直段,以利于夹杂物上浮,对于大多数弧型圆坯铸机来说,一个性能良好的结晶器电磁搅拌是必须的。
电磁搅拌所产生的旋转力,使钢液在下行过程中,作强烈的圆周运动,这种运动会使钢液(比重大)产生离心力,向坯壳压缩,而夹杂(比重轻)则向心运动,聚集起来,高温的夹杂集合会使颗粒增大而更趋于上浮,避免了向内弧移动。
而电磁旋转力的作用,减轻了钢液注流冲击深度,也有利于夹杂物上浮。
29.按影响成品加工性能分,夹杂物有哪些类型?按夹杂物变形能力可分为脆性夹杂、塑性夹杂和半塑性夹杂。
脆性夹杂物一般指那些不具备塑性变形能力的简单氧化物、复杂和复合氧化物,氮化物和不变形的球状、点状夹杂物。
由于钢丝是经钢坯热轧成盘条后再经拉拔而形成的,要求变形量很大,所以A1203、尖晶石等不变形脆性夹杂对线材的危害是很大的。
塑性夹杂物在钢经受加工变形时具有良好的塑性,沿着钢的流变方向延伸成长条状,属于这类的有SiO2含量较低的铁硅酸盐、硫化铁、锰(Fe、Mn)S等。
半塑性的夹杂物一般指各种复合的铝硅酸盐类夹杂物。
钢中非金属夹杂物的变形行为比较复杂,不仅取决于夹杂物的类型,而且与夹杂物的成分及变形温度密切相关。
30.裂纹的种类有哪些?连铸坯表面缺陷是影响连铸机产量和质量的重要缺陷。
据统计,各类缺陷中裂纹占50%。
铸坯出现裂纹,重者会导致拉漏或形成废品,轻者要进行精整,这样既影响连铸机生产率,又影响产品质量,增加了成本。
连铸坯裂纹的种类见表2—1。
表2—1连铸坯裂纹的种类铸坯裂纹种类对各种裂纹产生的原因进行分析,目的是研究电磁搅拌工艺对裂纹的影响。
虽然到目前为止,学术界尚未认可电磁搅拌器对裂纹肯定有什么影响,但是,一些连铸专家曾认为,结晶器搅拌器对铸坯角部裂纹有抑制作用,而我们通过F—EMS的研究,发现搅拌器对铸坯局部裂纹有明显的控制作用。
31.表面纵裂纹有什么危害?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会留下1125mm分层缺陷。
研究表明,纵裂纹发源于结晶器弯月面初生坯壳的不均匀性,作用于坯壳的热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。
32.表面纵裂纹产生的原因有哪些?水口与结晶器不对中、保护渣溶化性能不良、液渣层过厚或过薄导致渣膜不均等、结晶器液面波动、钢中S+P含量超过允许值等。
以上原因会造成凝壳厚薄不匀或使局部凝固壳过薄容易发生裂纹;液渣层过薄、液面波动过大,纵裂纹明显增加;S+P含量超标,钢的高温性能和塑性明显降低,易发生纵向裂纹。
33.电磁搅拌对表面纵裂纹有什么影响?连铸工艺上防止纵裂纹的措施有:水口和结晶器对中;结晶器液面波动稳定在±10mm;合适的浸入式水口插入深度;合适的结晶器锥度;结晶器与二冷区上部对弧要准;合适的保护渣性能等。
M—EMS产生的旋转磁场,使钢液沿凝固前沿不停地冲刷,因而有理由认为,它能使初生坯壳均匀化,从而减轻纵裂。
在使用结晶器电磁搅拌时要注意强度,过强的搅拌,会使液面波动过大,反而引发裂纹。
34.表面横裂纹产生的原因及防止方法有哪些?横裂纹位于铸坯内弧表面振痕的波谷处,通常是隐藏不见的,裂纹深度可达7mm,宽度0.2mm。
裂纹位于铁索体网状区。
产生的原因一般是连铸工艺控制失常所引起。
比如:振痕太深、钢中Al、N含量增加,促使质点(A1N)在晶界沉淀,诱发横裂纹;钢坯在脆性温度700~900℃区间矫直;二冷太强等。
连铸工艺方面防止横裂的措施一般有:结晶器采用高频小振幅;二次冷却采用平稳的弱冷却,并使矫正时铸坯表面温度大于900℃;结晶器液面稳定,并采用有良好润滑性能、黏度较低的保护渣。
一般来说,M—EMS对横裂影响甚微,但末端电磁搅拌(F—EMS)可以使铸坯表面温度回升,可使因振痕引起的横裂(细小)在下行时,特别是空冷区内,不致受力而继续扩大,特别是对矫直温度可能低于900℃的铸机工艺来说,更有降级的效果。
35.表面网状裂纹和铸坯角部裂纹产生的原因有哪些?表面网状裂纹:高温铸坯表面吸收了结晶器的铜,以及表面铁的选择性氧化。
解决的办法是结晶器铜板加镀层。
电磁搅拌不能改善网状裂纹。
连铸坯角部裂纹:角部纵向或横向裂纹主要原因是结晶器结构和安装不对称所造成。
经验证明,过强的M—EMS搅拌,会使角部裂纹加重。
36.连铸坯的内部裂纹有哪些?根据《连续铸钢500问》的定义,内部裂纹是从结晶器拉出来的带液芯的铸坯,在弯曲、矫直或辊子压力的作用下,在正在凝固的、非常脆弱的固液交界面产生的裂纹,叫内部裂纹,它的种类大致分为8种:(1)矫直裂纹:是带液芯的铸坯在进行矫正时受到超过允许的变形率造成的。
(2)压下裂纹:由于拉辊压力太大,于正在凝固的铸坯固液两相区中产生的。
(3)中间裂纹:主要是由于铸坯通过二次冷却区时冷却不均匀,温度回升大而产生的热应力造成的。
另外铸坯鼓肚或不对中造成外力,也可产生这种裂纹。
(4)角部裂纹:由于结晶器冷却不均所造成的。
(5)皮下裂纹:离表面3~10㎜范围内,细小裂纹的产生主要是铸坯表层温度反复多次变化而发生相变,裂纹沿两种组织交界面扩展而形成。
因为3~10mm纯粹是在结晶器内生成,因此M—EMS 可以有效地控制其生成。
(6)中心线裂纹:在板坯横断面中心可见的裂隙,并伴随有S、P的正偏析,它是凝固末期铸坯鼓肚造成的。
(7)星状裂纹:方坯横断面中心裂纹呈放射状。
二冷区冷却太强,随后温度回升而引起凝固层鼓肚,使铸坯中心黏稠区受到拉应力破坏所致。
(8)对角形裂纹:二次冷却不均,使铸坯产生菱形变形所致。
裂纹发生的力学原理是,凝固界面的晶体强度非常小(仅1—3N/mm2)、由变形到断裂的应变为0.2%~0.4%。
因此铸坯受到外力(如鼓肚力、矫直力、热应力等)超过上述临界值,就在固液界面产生裂纹,并沿柱状晶扩展,直到凝固壳能抵抗外力为止。
从上述各处裂纹来看,多数在结晶器内发生的表面裂纹、气泡、针孔等,可以通过M—EMS来抑制。
中间裂纹也可以通过电磁感应的办法来控制,只是目前尚未为此而专门设置这种装置。
至少,在板坯的四角因冷却过速,在矫直时会发生裂纹,因而已有专门的电磁感应加热装置使其均温而改善裂纹的例子。
事实上,电磁感应加热与电磁搅拌器是同一种结构,只不过一种是利用电磁推力,而另一种是利用电磁感应涡流发热和磁滞发热而已。
电磁感应能改善铸坯局部裂纹,已经有了一定数量的实验数据,至于工业推广,还需要机会。
37.连铸坯皮下气泡是如何产生和受控的?在位于铸坯表皮以下,有直径和长度各在1mm和10mm以上的向柱状晶方向生长的大气泡,这些气泡如裸露在外的叫表面气泡,没有裸露的叫皮下气泡,比气泡小的呈密集状的小孔叫针孔。
电磁搅拌可以冲刷初生壳凝固前沿,旋转的钢液有强的离心力,压迫坯壳,使气泡分离上浮。
因此是一种有效的工艺手段。
38.连铸坯的内部质量主要指哪些?连铸坯的内部质量主要指中心元素偏析、中心疏松和缩孔。