连铸坯的缺陷与控制技术(2)

0.5(a b) 100%...............................(1)

式中a、b分别是俩条对角线长度，如果R>3%,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R>6%，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。

1.2.1 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。

1.2.2 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=0.12~0.16s，当t>0.16s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，

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）=0.08%~0.12%，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。

1.3 圆铸坯变形

1.3.1 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。

1.3.2 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]

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

2.1 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。

2.2 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。

2.2.1 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

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±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面下浇注，减轻了注流对坯壳的冲刷作用，能在结晶器内形成厚薄均匀的坯壳。

4）浇注中的注温、注速。为了保证铸坯出结晶器时有足够的坯壳厚度，在操作时注温、注速不宜过高。对于一定的注温，有一个不产生纵裂的最高拉速，在保证铸坯质量又提高拉速的前提下，要求有合适的浇注温度。还有在操作中注流要对正结晶器中心。

5）二次冷却强度及足辊的影响。二冷主要表现在局部过冷产生纵向凹陷。在连铸生产中，发生连续的纵向裂纹是由于结晶器工况不佳所致，出现断续的纵向裂纹，则是与操作因素及工艺条件的突变有关。[1]

2.2.2 表面横裂纹

在铸坯表面沿振动波峰谷所发生的开裂，称为表面横向裂纹。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；铸坯运行过程中,受到外力(弯曲、矫直、鼓肚及辊子不对中等)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,如果坯壳所受的ε临>1.3%,在振痕波谷处就会产生裂纹；微合金化钢有较大的形成裂纹倾向。横向裂纹常常出现在振痕处或表面凹陷处；裂纹总是沿着异常原始奥氏体晶界扩展。

国内外通常将碳含量在0.08%~0.18%范围内的钢称之为裂纹敏感性钢,由于这类钢凝固过程中发生包晶反应,产生相变,导致热裂纹形成,从而恶化铸坯表面

质量,连铸坯表面出现的横裂纹常会引起轧材的纵向裂纹。这类裂纹可出现在所有类型的大方坯、方坯、板坯、圆坯及异型坯的表面。这类短又细的裂纹在长又粗糙的有氧化铁皮的钢坯表面是很难发现的。虽然不能作为规律,但横裂纹常在连铸坯的角部出现。因此改善结晶器内坯壳的传热条件,促进坯壳均匀生长,是防止裂纹产生的关键。[3]

连铸坯表面横裂纹主要有以下特征：横裂纹可位于铸坯面部或棱边；横裂纹与振痕共生,深度2~4mm,有时可达7mm,裂纹深处生成FeO且不易剥落,对于热轧板而言,表面会出现条状裂纹。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 …… 此处隐藏：2925字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……