连铸坯质量控制

连铸坯质量控制

摘要:连铸坯得表面质量,主要就是指连铸坯表面就是否存在裂纹、夹渣及皮下气泡等缺陷。连铸坯这些表面缺陷主要就是钢液在结晶器内坯壳形成生长过程中产生得,与浇注温度、拉坯速度、保护渣性能、浸入式水口得设计,结晶式得内腔形状、水缝均匀情况,结晶器振动以及结晶器液面得稳定因素有关。连铸坯得内部质量,就是指连铸坯就是否具有正确得凝固结构,以及裂纹、偏析、疏松等缺陷程度。二冷区冷却水得合理分配、支撑系统得严格对中就是保证铸坯质量得关键。

关键词:连铸坯、质量、控制

正文:

(一)连铸坯纯净度度与产品质量

1、纯净度与质量得关系

纯净度就是指钢中非金属夹杂物得数量、形态与分布。与模铸相比,连铸得工序环节多,浇注时间长,因而夹杂物得来源范围广,组成也较为复杂;

夹杂物从结晶器液相穴内上浮比较困难,尤其就是高拉速得小方坯夹杂物更难于排除。夹杂物得存在破坏了钢基体得连续性与致密性。大于50μm得大型夹杂物往往伴有裂纹出现,造成连铸坯低倍结构不合格,板材分层,并损坏冷轧钢板得表面等,对钢危害很大。夹杂物得大小、形态与分布对钢质量得影响也不同,如果夹杂物细小,呈球形,弥散分布,对钢质量得影响比集中存在要小些;当夹杂物大,呈偶然性分布,数量虽少对钢质量得危害也较大。

例如:从深冲钢板冲裂废品得检验中发现,裂纹处存在着100~300μm不

规则得CaO-Al

2O

3

与Al

2

O

3

得大型夹杂物。

再如,由于连铸坯皮下有Al

2O

3

夹杂物得存在,轧成得汽车薄板表面出现

黑线缺陷,导致薄板表面涂层不良。

还有用于包装得镀锡板,除要求高得冷成型性能外,对夹杂物得尺寸与数量也有相应要求。国外生产厂家指出,对于厚度为0、3mm得薄钢板,在1m2面积内,粒径小于50μm得夹杂物应少于5个,才能达到废品率在0、05%以下,即深冲2000个DI罐,平不到1个废品。可见减少连铸坯夹杂物数量对提高深冲薄板钢质量得重要性。

对于极细得钢丝(如直径为0、01~0、25mm得轮胎钢丝)与极薄钢板(如厚度为0、025mm得镀锡板)中,其所含夹杂物尺寸得要求就可想而知了。此外,夹杂物得尺寸与数量对钢质量得影响还与铸坯得比表面积有关。一般板坯与方坯单位长度得表面积(S)与体积(V)之比在0、2~0、8。随着薄板与薄带技术得发展,S/V可达10~50,若在钢中得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,对生产薄板材质量得危害也越大。所以降低钢中夹杂物就更为重要了。

2、提高纯净度得措施

提高钢得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得污染,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。转炉应挡渣出钢;电炉采用偏心炉底出钢,阻止钢渣进入盛钢桶。

⑵根据钢种得需要选择合适得精炼处理方式,以纯净钢液,改善夹杂物得形态。

⑶采用无氧化浇注技术。经过精炼处理后得钢液氧含量已降到20×10-6以下;在盛钢桶→中间罐→结晶器均采用保护浇注;中间罐使用双层渣覆盖剂,钢液与空气隔绝,避免钢液得二次氧化。

⑷充分发挥中间罐冶金净化器得作用。采用吹Ar搅拌,改善钢液流动状况,消除中间罐死区;加大中间罐容量与加深熔池深度,延长钢液在中间罐停留时间,促进夹杂物上浮,进一步净化钢液。

⑸)连铸系统选用耐火度高,融损小,高质量得耐火材料,以减少钢中外来夹杂物。

⑹充分发挥结晶器得钢液净化器与铸坯表面质量控制器得作用。选用得浸入式水口应有合理得开口形状与角度,控制注流得运动,促进夹杂物得上浮分离;并辅以性能良好得保护渣,吸收溶解上浮夹杂净化钢液。

⑺采用电磁搅拌技术,控制注流得运动。计算指出,在静止状态下,大于1mm得渣粒上浮速度约100~200cm/s;而注流向下流动速度为60~10cm/s;可见结晶器液相穴内注流流股冲击区域夹杂物上浮就是有困难得;有部分夹杂物很可能被凝固得树枝晶所捕集。实际上在铸坯表面以下10~20cm处往往夹

杂物含量较高。安装电磁制动器可以抑制注流得运动,促进夹杂物上浮,提高钢液得纯净度。

二)连铸坯得表面质量

连铸坯表面质量得好坏决定了铸坯在热加工之前就是否需要精整,也就是影响金属收得率与成本得重要因素,还就是铸坯热送与直接轧制得前提条件。连铸坯表面缺陷形成得原因较为复杂,但总体来讲,主要就是受结晶器内钢液凝固所控制。

1、表面裂纹

表面裂纹就其出现得方向与部位,可以分为面部纵裂纹与横裂纹;角部纵裂纹与横裂纹;星状裂纹等。

2、纵向裂纹

纵向裂纹在板坯多出现在宽面得中央部位,方坯多发生在棱角处。表面纵裂纹直接影响钢材质量。若铸坯表面存在深度为2、5mm,长度为300mm得裂纹,轧成板材后就会形成1125mm得分层缺陷。严重得裂纹深度达10mm以上,将造成漏钢事故或废品。

其实早在结晶器内坯壳表面就存在细小裂纹,铸坯进入二冷区后,微小裂纹继续扩展形成明显裂纹。由于结晶器弯月面区初生坯壳厚度不均匀,其承受得应力超过了坯壳高温强度,在薄弱处产生应力集中致使纵向裂纹。坯壳厚度不均匀还会使小方坯发生菱变,圆坯表面产生凹陷,这些均就是形成纵裂纹得决定因素。

影响坯壳生长不均匀得原因很多,但关键仍然就是弯月面初生坯壳生长得均匀性,为此应采用以下措施:

⑴结晶器采用合理得倒锥度。坯壳表面与器壁接触良好,冷却均匀,可以

避免产生裂纹与发生拉漏。

⑵选用性能良好得保护渣。在保护渣得特性中粘度对铸坯表面裂纹影响

最大,高粘度保护渣使纵裂纹增加。

⑶浸入式水口得出口倾角与插入深度要合适,安装要对中,以减轻注流

对铸坯坯壳得冲刷,使其生长均匀,可防止纵裂纹得产生。

⑷根据所浇钢种确定合理得浇注温度及拉坯速度。

⑸保持结晶器液面稳定。