板坯缺陷原因
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轧钢质量缺陷、产生原因心得
轧钢产生质量缺陷这一问题,我对此有所体会。
我认为轧钢质量缺陷产生的原因主要是:
1.板坯加热制度不合理或加热操作不当生成较厚且较致密的铁皮,除鳞时难以除尽,轧制时被压入钢板表面上。
2.由于高压除鳞水压力低、水咀堵塞、水咀角度安装不合理或操作不当等原因,使钢坯上的铁皮未除尽,轧制时被压入到钢板表面上。
3.氧发生较多,含硅化铁皮在沸腾钢中较高的钢中易产生红铁皮。
4.轧辊表面粗糙。
5.辊形曲线不合理,轧辊磨损不均匀。
6.压下量分配不合理。
7.轧辊辊缝调整不良或轧件跑偏。
8.轧辊冷却不均。
9.轧件温度不均。
10.卷取机前的侧导板开口度过小等。
11.板坯上原有的裂缝、针状气孔等缺陷未清理干净,轧制后残
留在轧件表面上。
12.含铜钢因加热温度控制不当,易产生网裂。
13.因轧辊受热不均、冷却不当及疲劳破坏等,造成轧辊产生裂纹,轧制后在轧件表面上呈凸起的龟纹。
对于轧钢质量问题我总结出以上可能造成的原因,我相信,只要合理规避这些问题,就能很好地解决轧钢质量缺陷的问题。
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。
钢板常见质量缺陷及原因分析一、热轧钢板1辊印:是一组具有周期性、大小形状基本一致的凹凸缺陷,并且外观形状不规则。
原因:1)一方面由于辊子疲劳或硬度不够使辊面一部分掉肉边凹;另一方面可能是辊子表面粘有异物,使表面部分呈凸出状;2)轧钢或精整加工时,压入钢板表面形成凹凸缺陷。
2表面夹杂:在钢板表面有不规则的点状块状或车条状的非金属夹杂物,其颜色一般呈红棕色、黄褐色、灰白色或灰黑色。
原因:1)板坯皮下夹杂轧后暴露,或板坯原有的表面夹杂轧后残留在钢板表面上;2)加热炉耐火材料及泥沙等非金属物落在板坯表面上,轧制时压入板面。
3氧化铁皮:氧化铁皮一般粘附在钢板表面,分布于板面的局部或全部,呈黑色或红棕色;铁皮有的疏松脱落,有的压入板面不易脱落;根据外观形状不同有:红铁皮、块状铁皮、条状铁皮、线状铁皮、木纹状铁皮、流星状铁皮、纺锤状铁皮、拖曳状铁皮和散状铁皮等,其压入深度有深有浅。
原因:1)压入氧化铁皮的生成取决于板坯加热条件,加热时间逾长,加热温度愈高,氧化气氛愈强,生成氧化铁皮就愈多,而且不容易脱落,产生一次铁皮难于除尽,轧制时被压入钢板表面上;2)大立辊设定不合理,铁皮未挤松,难于除掉;3)由于高压除鳞水管的水压低,水咀堵塞,水咀角度不对及使用不当等原因,使钢板表面的铁皮没有除尽,轧制后被压入到钢板表面;4)氧化铁皮在沸腾钢中发生较多,在含硅较高的钢中容易产生红铁皮。
4厚薄不均:钢板各部分厚度不一致称厚薄不均,凡厚度不均匀的钢板,一般为偏差过大,局部钢板厚度超过规定的允许偏差。
原因:1)辊缝的调整和辊型的配置不当;2)轧辊和轧辊两侧的轴瓦磨损不一样;3)板坯加热温度不均。
5麻点:钢板表面呈现有局部或连续的凹坑叫麻点,其大小不同,深度不等。
原因是加热过程中,板坯氧化严重,轧制时铁皮压入表面,脱落后形成细小的凹坑。
6气泡:钢板表面上有无规律分布的圆形凸包,有时呈蚯蚓式的直线状,其外缘比较光滑,内有气体;当气泡轧破后,呈现不规则的细裂纹;某些气泡不凸起,经平整后,表面光亮,剪切断面呈分层状。
钢材常见缺陷及原因、圆钢1划伤特征:一般呈直线型沟痕,可见沟底,长度由肉眼刚刚可见到几毫米不等,长度自几毫米至几米不等,可断续分布,也可能通长分布。
原因:导卫表面不光滑,有毛刺或磨损严重;滚动导轮不转或磨损严重;翻钢板表面不光滑刮伤;在运输过程中辊道盖板等刮伤。
2折叠特征:沿轧制方向呈直线状分布,外形似裂纹,边缘有时呈锯齿状,连续或断续分布,深浅不一,内有氧化铁皮,在横断面上看,一般呈折角。
原因:前某一道次出耳子;前某道次产生划伤、轴错、轧槽损坏或磨损严重、飞边等;原料表面有尖锐棱角或裂纹。
3结疤特征:一般呈舌形或指甲形,宽而厚的一端和基体相连;有时其外形呈一封闭的曲线,嵌在钢材表面上。
原因:前一孔型轧槽损坏破损或磨损严重;外界金属落在轧件上被带入孔型,压入钢材表面;前一道次轧件表面有深度较大的凹坑。
4耳子特征:出现于成品的两旁辊缝处,呈平行于轴线的突起条状。
有两侧耳子、单侧耳子、全长出耳、局部出耳和周期出耳等。
原因:孔型设计不良,宽展估计过小;成品前料型高度较大;成品孔辊缝小;终轧温度低,宽展增加;成品导板安装不正、尺寸大或磨损严重;横梁或导板盒松动;轧槽更换错误或轧机轴承损坏。
5弯曲特征:有头部弯曲、局部弯曲、全长弯曲等。
原因:出口导卫安装过高或过低;温度不均;上下辊径差过大;冷床不平,成品在冷床上排列不齐,移动速度不一致,翻钢设备不良;冷却水分布不均匀,成品冷却不均;精整操作不良。
6翘皮特征:呈鱼鳞状或分层翘起的薄皮,大部分是生根的,也有不生根的。
原因:导卫装置加工或安装不良,围盘有尖锐棱角,刮伤了轧件表面,再轧后,引起翘皮;输送辊道表面粗糙,刮起伤了轧件表面,再轧后造成翘皮;轧件带有薄耳子;轧槽磨损严重,轧件在孔型内打滑;连铸坯内部有较大的皮下气泡,轧后破裂形成翘皮。
7表面夹杂特征:一般呈点状、条状或块状分布,其颜色有暗红、暗黄、灰白等,机械地粘结在成品表面上,不易剥落,且有一定的深度。
防止连铸板坯中的夹渣(杂)缺陷的措施和规定连铸质量和纯净钢生产决定了钢水的温度、成分和纯净度都要进行控制,同时均衡有节奏的为连铸机提供合格质量的钢水,也是保证连铸机生产顺利及质量保障的首要条件。
提高质量意识,规范质量行为,使炼钢-连铸生产过程的质量受控,是本规定的宗旨。
1连铸板坯中的夹渣(杂)缺陷的起源1.1释义:来自于炼钢和浇注过程中的物理化学产物、钢液中涉及的耐火材料或保护渣的腐蚀产物称为非金属夹杂物。
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表面(形状不规则)或皮下(深浅不一)的渣疤。
1.2起源:1.2.1钢水氧化性强、温度高、夹杂物多,流动性不好,中间包水口壁上高熔点的大附着物突然脱落,进入结晶器的钢水。
1.2.2保护渣性能不良,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、熔渣在结晶器中轧制并嵌入外壳中。
1.2.3钢包底吹制度执行不好,导致脱氧产物上浮去除不足。
1.2.4保护浇注执行不好,导致钢水二次氧化。
1.2.5中间包钢水过热度高,耐火材料质量差。
1.2.6中间包内吹氧、增加温度调节器和金属材料等。
2连铸板坯中的夹渣(杂)缺陷的危害2.1钢材的连续性和紧密性被破坏,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,钢表面有结疤。
3钢水质量控制措施和规定3.1在一定的生产条件下,要降低转炉终点溶解氧[O]溶,必须精确控制终点处钢水的碳和温度。
3.1.1冶炼Q195和其他钢种,终点[C]控制≥0.06%。
3.1.2开机第一炉及热换第一炉,终点温度控制在1735~1755℃,出钢温度控制在1715~1735℃。
在特殊情况下,应根据船长要求的温度进行控制。
连浇时则按温度制度规定控制。
3.1.3提高转炉端碳命中率和炉温,杜绝后吹。
挡渣出钢控制下渣量。
3.1.4冶炼Q195,第一炉启动和换热,成品[Mn]按0.45%左右控制,成品[Si]按0.15%左右控制,锰硅比≥2.8;并按3.0左右控制。
热轧钢板成型开裂原因
热轧钢板成型开裂的原因可以有多种。
以下列举了一些常见的原因:
1. 压力不均匀:在热轧过程中,如果板坯的变形过程中施加的压力不均匀,可能会导致应力集中,在局部区域产生开裂。
2. 温度不均匀:热轧过程中,如果板坯的温度分布不均匀,可能会导致板坯内部的应力不均匀,进而产生开裂。
3. 缺陷存在:热轧钢板在生产过程中可能存在各种缺陷,如夹杂物、气泡等。
这些缺陷会削弱钢板的强度和韧性,容易导致开裂。
4. 冷却速度过快:热轧后,钢板需要冷却。
如果冷却速度过快,可能会导致钢板内部产生应力,从而引发开裂。
5. 压辊问题:热轧过程中,如果压辊的表面磨损或凹陷,可能会在板坯上留下凸起或凹陷的痕迹,进而导致开裂。
这些是热轧钢板成型开裂的一些常见原因,通过加强生产工艺控制、提高材料质量和完善设备维护,可以有效降低开裂的风险。
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、鼓肚力、矫直力等)和由此产生的塑性变形超过允许的高温强度和临界应变值,则形成树枝晶间裂纹,柱状晶越发达,越有利于裂纹的扩展。
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板坯夹杂成因及控制措施为了优化产品的质量,就要对钢材的纯净度予以关注,借助板坯铸坯处理工作,结合影响因素了解对应的管理要点,在过程化控制中优化改进方式。
本文分析了板坯夹杂成因,并集中讨论了控制措施,仅供参考。
标签:板坯夹杂;成因;控制措施在钢材应用使用条件全面提升的背景下,用户对于钢材的质量有了更加明确的认知,夹杂物对于钢材力学性能以及工艺性能的影响,针对塑性、韧性以及疲劳性能等落实对应的管理方针。
一、板坯夹杂成因(一)转炉操作对于板坯的应用管理,要对转炉终点控制予以约束,因为终点控制是夹杂物的根本,在钢水达到终点较差时,钢水中的氧元素含量就会增大,因此,为了避免钢水中氧含量超标,往往会加入较多的含铝的脱氧剂,此时就会产生三氧化二铝,若是进入钢水中就会在化学作用下形成硅酸盐亦或是铝酸盐,这些夹杂就是常见的板坯夹杂物。
基于此,钢水终点氧含量本身就是下形成脱氧产物的根本,所以吹氩操作能有效减少夹杂物的上浮,避免夹杂物在钢种中分布,提升质量水平。
(二)中间包液面控制较差目前,中包的深度为800mm,在正常浇筑液面的情况下,能维持在600mm 到700mm,此时就能减少夹杂的产生,若是页面的深度在400mm以下,则会出现夹杂量明显增多的问题。
究其原因,主要是因为底页面时中包塞棒的位置会形成不规则的涡流,液面上的渣滓就会被钢水卷入钢液的内部,必然会对整体应用效果产生影响。
另外,在大包衔接过程中,正是因为液面控制效果不足,使得钢包不能及时达到台面,液面必然会降低,这就使得下一次开包过程中会因为撞击较为猛烈出现液面内部结晶效果不足的问题,形成表面夹杂的现象[1]。
(三)浇注不当在板坯制作的过程中,浇注过程非常关键,低倍检验过程能对40%的非金属夹杂物进行分析和处理判定,为了减少钢液在浇筑过程中接触大气产生二次氯化,会借助保护套管对大包注流下形成保护作用,若是不能按照标准化处理工序完成对应操作,就会造成氯化严重,形成夹杂物。
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。
板坯缺陷之二—《中厚板质量工程师手稿》—陈定乾(2011-06-07 19:45:19)转载分类:中厚板质量工程师手稿标签:杂谈板坯缺陷2、板坯裂纹据现场经验,铸坯表面存在深1㎜、长10㎜的裂纹,会在后面的轧制工序中引起质量问题。
YB/T2012-2004《连续铸钢板坯》的表面质量规定为:1、连铸板坯表面不得有目视可见的重接、重叠、翻皮、结疤、夹杂、深度或高度大于3㎜的划痕、压痕、擦伤、气孔、冷溅、皱纹、凸坑、凹坑和深度大于2㎜的裂纹,不得有高度大于5㎜的火焰切割瘤。
2、连铸板坯横截面不得有影响使用的缩孔、皮下气泡、裂纹。
3、连铸板坯表面如存在上述缺陷,应沿轧制方向清除,清除处应圆滑无棱角。
清除宽度不得小于深度的6倍,长度不得小于深度的10倍。
表面清除的深度,单面不得大于连铸板坯厚度的10%,两相对面清除深度之和不得大于厚度15%。
清除深度自实际尺寸算起。
4、如果清除深度大于厚度的4%,而清除处又不在连铸坯宽度方向的中部1/3内时,可在连铸板坯同一面上与长度方向的中心轴线对称位置修磨相应的面积和深度。
5、经供需双方协商,连铸板坯表面质量要求可在适当范围内调整。
板坯表面裂纹主要有:表面纵裂或角部纵裂、表面横裂或角部横裂、星裂。
资料显示:钢的温度与裂纹有关系,称之为“钢的高温性能”。
⑴钢可分为三个延性区:Ⅰ区凝固脆性区(Tm-1350℃),Ⅱ区高温塑性区(1300-1000℃),Ⅲ区低温脆化区(900-700℃),Ⅰ区使铸坯产生内裂纹,Ⅲ区使铸坯产生表面裂纹。
⑵外力作用为:结晶器坯壳与铜板摩擦力、钢水静压力产生鼓肚、喷水冷却不均匀产生热应力、铸坯弯曲或矫直力、支承辊不对中产生的机械力、相变应力,当这些力作用在高温铸坯表面或凝固前沿产生的应力或应变量超过钢的σ临或ε临时就产生裂纹,然后在二冷区裂纹进一步扩展。
⑶工艺性能为:浇注过热度、杂质元素含量( S 、Mn/S 、P 、Cu 、Sn 、Zn……)、二冷水量和铸坯表面温度分布、坯壳与结晶器铜板良好的润滑性、结晶器液面的稳定性、结晶器内坯壳均匀生长。
设备性能:结晶器锥度、结晶器的振动(振动频率f,振幅S,负滑脱时间tN)、气水喷雾冷却、对弧准确,防止坯壳变形(对弧误差[0.5mm])、在线检测支承辊开口度([0.5mm])、支承辊变形、多点矫直或连续矫直、多节辊、压缩浇注等。
外力、钢的高温性能、工艺性能和设备性能共同作用下产生缺陷。
⑴表面纵向裂纹(见图8)连铸坯表面纵裂纹是指在铸坯长度方向的裂纹。
资料表明:纵裂一般发生在铸坯内弧,长度有几十毫米到几百毫米,有的甚至贯穿,裂纹长度不小于100㎜,深有几毫米,一般出现在铸坯宽面中部,经常在Q235B等钢种中出现,裂纹处有初次树枝晶,一般可以通过按标准进行修磨(可参考YB/T2012)给予去除。
尺寸较小的裂纹,长度不大于20~30㎜,深度不大于1㎜,随机出现在铸坯宽面中部到1/4宽处,可用手砂轮修磨掉,如果不进行处理,钢板上面会有裂纹,大多数可以轻微修磨消除。
包晶钢容易出现此种裂纹,从现场的实践来看,〔C〕=0.15~0.16的钢为多。
技术人员认为纵裂纹有以下组织特点:与无裂纹部位相比,裂纹区的激冷层越薄,裂纹深度越大。
产生原因是:图8 连铸坯表面纵裂纹⑵表面横裂纹(见图9)横裂纹可位于铸坯面部或角部。
横裂纹与振痕共生,深度2~4mm,可达7mm,裂纹深处生成FeO。
不易剥落,热轧板表面出现条状裂纹。
振痕深,柱状晶异常,形成元素的偏析层,轧制板上留下花纹状缺陷。
铸坯横裂纹常常被FeO 覆盖,只有经过酸洗后,才能发现。
横裂纹产生于结晶器初始坯壳形成振痕的波谷处,振痕越深,则横裂纹越严重。
振痕波谷处,奥氏体晶界脆性增大,为裂纹产生提供了条件。
铸坯运行过程中,受到外力(弯曲,矫直,鼓肚,辊子不对中等)作用时,刚好处于低温脆性区的铸坯表面处于受拉伸应力作用状态,如果坯>1.3%,在振痕波谷处就产生裂纹。
C=0.08~0.15%,坯壳厚度不均壳所受的ε临匀性强,振痕深,表面易产生凹陷或横裂纹;生产实践表明,C=0.15~0.18%或0.15~0.20%时,振痕浅了,铸坯边部横裂减少;降低钢中[N],防止氮化物沉淀。
结晶器振动频率f增加,振痕变浅,横裂纹减少。
负滑脱时间增加,振痕深度增加。
结晶器液面波动增加,横裂纹加重。
保护渣耗量增加,横裂纹减少。
调整二冷水分布,在矫直前铸坯温度>900℃,避开脆性区,合适二冷水量并降低铸坯横向温度差,尤其是角部温度。
图9 表面横裂纹⑶表面星状裂纹(见图10)表面星状裂纹指在连铸坯表面呈星状或网状(也称鸡爪形),一般深度小于10㎜,有时陷藏于氧化铁皮下不容易被发现,板坯入库目测检查只容易发现大纵裂、边部横裂纹,星裂往往被放过去,案例中采用六西格玛分析方法,对裂纹的判断进行了一些讨论,也许对今后的工作有所裨益。
星裂经酸洗或喷丸后才出现在铸坯表面。
星裂可能会引发钢板表面的龟裂、星裂等形式的裂纹。
星裂可以通过钢坯清理、钢板表面修磨消除。
金相观察表明,裂纹沿初生奥氏体晶界扩展。
裂纹中充满FeO,轧制成品板材表面裂纹走向不规则,成弥散分布,细若发丝,深度很浅,最深达1.1mm。
形成原因是:在摩擦力作用下,高温凝固坯壳与结晶器铜板接触,铜元素吸附在高温坯壳上,Cu熔点是1040℃,并在坯壳表面氧化铁皮下的某一区域集,在1100℃下,其中有一部分液体。
铜熔化沿着开裂的奥氏体晶界渗入,铸坯出结晶器后受应力后被脆化。
在裂纹里发现有铜(Cu=1.6%)。
钢中含Cu=0.05~0.2%,高温铸坯由于Fe氧化,在FeO皮下形成含Cu的富集相(70% Cu,15%Ni,10%Sn,5�)熔点低,形成液相沿晶界穿行,在高温时(1100~1200℃)具有最大的裂纹敏感性。
结晶器内和出结晶后的强冷会产生应力,使裂纹更重,即使没有铜元素,保护渣的变化也会导致裂纹(见案例4)。
对于高强度钢中含有Al、V和Nb等元素,形成氮化物沉淀以及硫化物在晶界沉淀。
资料认为由于降低了晶界的强度,引起晶界脆化,导致星状裂纹产生。
表面网状裂纹也有不含Cu也不含保护渣,当钢水中[H]>5.5ppm出现网状裂纹废品,当[H]>10-11ppm,网状裂纹废品增加,降低钢中[H],降低[S],提高Mn/S比,可使网状裂纹明显减少。
树枝晶间富集S→奥氏体晶界富集有(Fe,Mn)S (Mn28-29%,Fe 34-35%,S 36%),熔点980-1000℃,晶界形成硫化物液体薄膜,在外力作用下形成网状裂纹。
降低[S],提高Mn/S比,延长加热时间,提高加热温度,使晶界(Fe,Mn)S转变为MnS,轧制板材无裂纹。
图10 星状裂纹⑷表面凹坑(见图11)铸坯表面的凹坑,是在结晶器内产生的,有两种可能:一是保护渣熔化效果不好,导致结团,出结晶器后脱落导致;二是浇钢工在浇注过程中,挑保护渣条不当导致。
图11 表面凹坑3、气泡气泡一般分成两种,一种是针孔状气泡,另一种是蜂窝状气泡。
针孔状气泡形貌特征是,铸坯酸浸试面或硫印图上呈现针孔状黑斑,由于钢液裹入气体而形成;蜂窝状泡形貌特征是,铸坯酸浸试面或硫印图上角部呈现方向垂直铸坯表面的条状和椭圆状气孔,因钢液脱氧不良或浇铸系统潮湿而产生。
如果在轧制中不能焊合,形成中间裂纹,造成钢板探伤不合及分层,或切削加工后出现裂纹。
一般认为钢水脱氧不足是产生气泡的主要原因,从碳的氧势图中看,随着温度的降低,碳氧反应的平衡会发和生移动,钢中C-O平衡被破坏,由C-O反应生成一氧化碳气体,当一氧化碳气体的分压大于钢液静压力与大气压力之和时,就产生一氧化碳气泡。
在钢液的凝固过程中,这些气泡被树枝晶捕集或受到已凝固表面层的阻碍而不能从钢坯中逸出,就会在钢坯中富集,凝固时就会形成铸坯皮下气泡。
另外,钢水中的气体含量高(尤其是氢)也是生成气泡的一个重要原因,这些通过各种方式溶解在钢液中的气体,随着钢水温度的降低,在钢中溶解度下降,就会从钢液中析出,产生气泡。
气泡的严重程度与钢水中气体含量多少有关。
钢中气体含量少时常常产生铸坯皮下不足1mm的皮下针孔。
仅仅分布于铸坯皮下深约15mm的范围内。
钢中气体含量大时则出现直径较大的大气泡,并且分布在整个铸坯断面上,甚至于裸露于铸坯表面。
图12 20CrMnTi与表面相通的两个皮下气泡金相形态,弧形白色区为高温氧化铁素体图14 钢板上的气泡连铸气泡原因分析及预防措施在铸坯坯表皮以下,沿柱状晶方向生长的孔洞称为气泡。
接近于铸坯表面,相对比较小的气泡且密集分布的称之气孔。
根据气泡位置,将露出表面的称之为表面气泡,不漏出表面的称之为皮下气泡。
钢水脱落不良是产生气泡的主要原因,而钢中气体含量高(主要是氢)也是形成气泡的一个重要原因。
另外出钢、浇注过程空气、水分的带入也会产生气泡。
由于发生的位置不同,通常把露出铸坯表面的气泡称为表面气泡;把潜伏在铸坯表面下边而又靠近表面的称为皮下气泡。
前者在未经清理的铸坯表面即可观察到,而后者只有在对铸坯表面进行清理之后才可观察到。
当气泡直径较小但密集在一定面积时称为针孔。
当连铸坯有气泡缺陷时,在进一步轧制过程中,会在轧材表面形成鳞状折叠缺陷,因此对有气泡缺陷的铸坯应进行修磨处理。
铸坯表面气泡形成的原因,一般是在凝固过程中,钢中的氧、氢、氮和碳等元素在凝固界面富集。
当其生成的CO,H2,N2等气体的总压力大于钢水静压力和大气压力之和时,就会有气泡形成。
如果这些气泡不能及时从钢中逸出,就会存在于铸坯表面或皮下成为气泡缺陷。
连铸坯脱氧不足(钢中残铝量小于0.0015%)往往是生成铸坯表面或皮下气泡的重要原因。
此外操作因素对气泡缺陷也有一定影响,如在冶炼末期终点控制不当,钢水过氧化,或者出钢时间长,浇注温度高,以钢包和耐火材料烘烤不良等,都会使钢中溶解的气体增加,并导致形成铸坯气泡的危险。
为了防止铸坯表面气泡孔的生成,首要条件是控制钢中总的气体含量。
为避免发生表面和皮下气泡,钢中氧的活度应小于一极限值。
当钢中含炭量一定时,此极限值和钢中含[H]量与含[N]量有关。
随着钢中[H]和[N]的增加,此极限值降低。
因此加强限制和控制钢中[H]和[N]的含量,对生产无气泡缺陷的铸坯是必要的。
控制结晶器中钢液面的波动,对减少铸坯针孔也很重要。
在自动控制液面情况下,铸坯的针孔数比手动浇注情况下大为减少。
近年来发展的结晶器电磁搅拌技术(M--EMS),可以促使气体从凝固界面逸出,因而可减少铸坯表面和皮下气泡的形成。
a在实际生产中,产生气泡的常见原因⑴脱氧不良,当钢中溶解铝大于0.008%就可防止CO气泡产生。
(2)钢水过热渡大。
(3)两次氧化,空气中水汽吸入。
⑷保护渣水分超标。
⑸结晶器上口渗水。
⑹结晶器润滑油过量。
⑻中间包衬(绝热板)潮湿。