连铸坯的缺陷与控制技术

连铸坯的缺陷与控制技术内容摘要：

同时，鼓肚的板坯中心偏析加重，形成中心裂纹，严重危害了产品质量。 鼓肚变形 鼓肚缺陷是指铸坯表面凝壳受到钢液静压力的作用而鼓胀成凸面的现象。 鼓肚产生的原因 1. 结晶器倒锥度过小或结晶器 下口磨损严重，铸坯过早脱离结晶器壁； 2. 粉渣流动性过好，冷却强度过低； 3. 二冷夹辊间距过大，或刚度不够，或辊径中心调整不准； 4. 拉速过快，二冷控制不当。 采取的措施 1. 合适的俩辊间距，鼓肚量是与辊间距的 4 次方成正比，间距越大越容易鼓肚，因此要控制好俩辊间距； 2. 辊子一要保持良好的刚性，防止变形； 3. 要有足够的二次冷却强度，一增加凝固壳厚度； 4 拉速变化时，特别是又慢变快时二次冷却水量也相应增加； 5. 辊子对中要好； 6. 在生产中可采取低液相深 度，加大冷却强度； 7. 实行辊密排缩小辊间距，调整辊列系统的精度和提高夹辊的刚性等措施。 菱形变形（脱方） 在方坯横断面上俩个对角线长度不相等，即断面上两队角度大于或小于 90 5 度成为菱变，俗称脱方，它是方坯特有的缺陷，菱形变形或脱方往往伴有內裂。 脱方形状有时双边，有时单边，菱变的大小用 R 来表示： %100)( ba ?? ? baR ...............................(1) 式中 a、 b 分别是俩条对角线 长度，如果 R3%,方坯钝角处导出热量少，角部温度高，坯壳较薄，在拉力的作用下会产生角部裂纹；如果 R6%，在加热炉内推钢时，会发生堆钢或轧制时咬入孔型困难，因此应控制菱变在 3%以下。 脱方成因 脱方发生的主要原因是在结晶器中坯壳冷却不均匀，厚度差别大，在结晶器和二冷区内，引起坯壳不均匀收缩，厚坯壳收缩量大，薄坯壳收缩量小；在冷却强度大的角部或俩个面之间形成锐角，在冷却强度小的角部或俩个面之间形成钝角，这就形成了方坯的脱方缺陷。 布里马科姆用结晶器冷面上的不同步间歇沸腾来说明脱方的形成，认为脱方源于铸坯的 4 个冷却面冷却不均匀。 这也可以解释脱方为何会周期性地转换方向。 减少脱方的措施 1. 结晶器采用窄水缝、高水速。 可以使弯月面处的热面温度降低，减小液面波动对脱方的影响； 2. 减少液面波动。 液面波动与铸流扰动有关。 为了减少扰动，中间包应用流动控制装置；除开浇和更换钢包时外，拉速要稳定在一定范围。 为此，定径水口材质、钢水温度和脱氧程度都要控制在合适范围内；中间罐液面不宜过低否则钢包铸流冲击波将带入中间罐铸流，引起结晶器内液面波动；用塞棒控制液面优于拉速控制液面，前者使液面波动减少；用侵入 式水口保护浇注取代敞开浇注，可以使液面波动减少。 3. 控制负滑动时间 t=~，当 t 时，振痕深，对脱方有不利影响。 4. 中间包水口对准结晶器中心，润滑油流量合适且分布均匀，水缝均匀，结晶器壁厚度均匀且四面的锥度一致等措施都有利于减少脱方。 5. 结晶器以下的 600mm 距离要严格对弧，以确保二冷区的均匀冷却。 6. 结晶器冷却水用软水。 如果水质好，结晶器水缝冷却水流速在 5~6m/s， 6 可以抑制间歇沸腾，而且出水温度还可以高一些，进出水温度差以不大于 12℃为宜；倘若冷却水质差，水速大 于 10m/s 才能抑制间歇沸腾，但出水温度不能高。 7. 在结晶器下口设足辊或冷却板，以加强对铸坯的支撑。 8. 加强设备的检查与管理。 9. 控制好钢液成分。 经过实验得出， W（ C） =%~%，菱变 2%~3%时，随钢中 W（ C）的增加菱变趋于缓和，并且 W(Mn)/W(S)30 时有利于减少菱变。 圆铸坯变形 椭圆形变形 椭圆形变形是圆铸坯生产常见的缺陷，它是圆形变为椭圆形的一种现象。 1. 连铸圆坯变成椭圆形的原因 1）圆形结晶器变形； 2) 二次冷却水分布不均匀； 3）拉矫机加紧力调整不当，过分压下； 4）铸机下部对弧不良； 5）圆坯直径越大，变成椭圆倾向越严重。 2. 防止措施 1）为增加矫直时坯壳强度，可适当降低拉速； 2）检查或更换变形的结晶器； 3）检查二次冷却使其喷淋均匀； 4）铸机下部严格对弧。 不规则变形 圆坯断面不是圆形而变成多角不规则形状的现象。 1. 圆坯断面不是圆形而变成多角不规则形状的原因 1）结晶器变形使凝固壳与铜壁不均匀接触造成优先冷却； 2）二次冷却区喷水冷却不均匀。 2. 圆坯断面不是圆形而变成多角不规则形状的防止方法 1）检查结晶器磨损状态； 2）二次冷却喷嘴布置和喷水的均匀性。 [2] 7 2 连铸坯的表面质量控制 连铸坯的表面缺陷主要表现为振动痕迹、表面裂纹、表面夹渣。 图 1 为连铸坯表面缺陷： 图 1 连铸坯表面缺陷 振动痕迹 为了避免坯壳与结晶器之间粘结，很早就提出了结晶器振动的概念。 但结晶器上下运动的结果在铸坯表面上造成了周期性的沿整个周边的横纹模样的痕迹，称之为振动痕迹。 为了减少振痕，现在很多铸机上采用所谓的小幅高频振动模式。 此外，对裂纹 敏感的钢种有点在结晶器液面附近加导热性差的材料做的插件，即所谓热顶结晶器的办法，也对减轻振痕深度有效果。 表面裂纹 连铸坯裂纹是是最常见的和数量最多的一种缺陷，其形成原因一方面取决于坯壳和凝固界面的受力情况，另一方面取决于钢在高温下的塑形和强度。 表面纵裂纹 表面纵裂纹是铸坯表面沿轴向形成的裂纹，多发生在板坯的宽面中央部位，方坯出现在面部严重时裂纹将高达 10mm 以上。 发生纵裂是由于初生坯壳厚度不 8 均匀，在坯壳薄的地方应力集中，当应力超过其抗拉强度时，产生裂纹。 坯壳承受的应力包括： 由于坯壳内 外，上下存在温度差产生的热应力；钢水静压力阻碍坯壳凝固收缩产生的应力；坯壳与结晶器壁不均匀接触而产生的摩擦力。 以上这些应力的总和超过了钢的高温强度，致使铸坯薄弱部位产生裂纹。 1. 造成纵裂的常见原因及预防措施 1）结晶器的质量及磨损、变形。 结晶器合适的倒锥度对减少热纵裂、提高拉速、避免漏钢起一定作用。 因为合适的倒锥度，可以避免出现不均匀的气隙和不均匀冷却。 为了防止结晶器变形，大断面的结晶器不宜过长，铜壁要适当加厚。 当结晶器内型尺寸偏差超过 177。 2~4mm 以及结晶器上部有严重损伤时则应进行更换和 检修。 2）成结晶器和坯壳之间局部流入渣子过多，减慢了传热，使局部凝壳变薄产生纵裂。 相反，合适的保护渣的熔化层，对结晶器壁有润滑作用，使拉坯阻力减少，对纵裂很有效。 3）结晶器内液面波动过大，直接影响坯壳的均匀性。 由于浸入式水口钢液。