连续铸钢质量篇.pptx
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1、9.4 质质 量量 篇篇 9.4.1 连铸坯结构特征连铸坯结构特征 9.4.2 连铸坯缺陷连铸坯缺陷 9.4.3 连铸坯质量检查和操作连铸坯质量检查和操作9.4.1 连铸坯结构特征连铸坯结构特征1.连铸坯内部结构及检验连铸坯内部结构及检验l内部结构内部结构用用硫印硫印或或酸浸酸浸的方法在铸坯横断面或的方法在铸坯横断面或纵断面上显示出来的内部组织结构。纵断面上显示出来的内部组织结构。l观察铸坯内部观察铸坯内部偏析偏析及及硫化物硫化物的分布情况。的分布情况。内部组织与一般钢锭内部组织与一般钢锭相似,也由相似,也由边缘等轴晶边缘等轴晶区区、柱状晶区柱状晶区和和中心等中心等轴晶区轴晶区三个结晶区组成。
2、三个结晶区组成。9.4.1连铸坯结构特征连铸坯结构特征2.2.偏析偏析“小钢锭凝固模型小钢锭凝固模型”l枝晶枝晶“搭桥搭桥”,把正在凝固中,把正在凝固中的铸坯分隔成假设干小的区域;的铸坯分隔成假设干小的区域;l在小钢锭底部,由于结晶沉积在小钢锭底部,由于结晶沉积产生产生正偏析和缩孔正偏析和缩孔 3.“V”型偏析型偏析 纵剖面上的中心等轴晶区出现纵剖面上的中心等轴晶区出现“V”偏析,是由两相区浓化钢水偏析,是由两相区浓化钢水流动引起,也叫流动引起,也叫点状偏析点状偏析或或半宏半宏观偏析观偏析。内部凝固结构的操作内部凝固结构的操作1.1.影响连铸坯凝固组织及偏析的因素影响连铸坯凝固组织及偏析的因素
3、 1 1)浇注条件的影响)浇注条件的影响2 2)钢中含)钢中含C C量的影响量的影响3)连铸机机型的影响)连铸机机型的影响4 4)铸坯尺寸的影响)铸坯尺寸的影响小断面铸坯小断面铸坯枝晶容易枝晶容易“搭桥搭桥”,柱状晶兴旺;,柱状晶兴旺;大断面铸坯大断面铸坯枝晶不易枝晶不易“搭桥搭桥”,柱状晶区比例相对较小。,柱状晶区比例相对较小。内弧侧柱状晶长度内弧侧柱状晶长度外弧侧外弧侧1-内弧侧2-外弧侧内部凝固结构的操作内部凝固结构的操作 2.2.扩大等轴晶的方法扩大等轴晶的方法 1 1)低温浇注或)低温浇注或“零零”过过热度浇注热度浇注 2 2)添加抗生剂,如)添加抗生剂,如FeFe粉粉或钢丝、稀土、
4、钴或钢丝、稀土、钴-硼酸硼酸盐等。盐等。3 3)调整二冷水量)调整二冷水量 4 4)电磁搅拌技术的应用)电磁搅拌技术的应用内部凝固结构的操作内部凝固结构的操作3.降低连铸坯中心偏析、疏松降低连铸坯中心偏析、疏松和和V型偏析的方法型偏析的方法1)电磁搅拌)电磁搅拌2)轻压下技术)轻压下技术压下量用于补偿铸坯最后凝压下量用于补偿铸坯最后凝固时的收缩,防止浓化钢液固时的收缩,防止浓化钢液的流动。的流动。3)连续锻压技术)连续锻压技术使液相穴末端形成致密的固使液相穴末端形成致密的固相,防止浓化钢液的流动。相,防止浓化钢液的流动。4)“零零”过热度浇注过热度浇注等轴等轴晶率提高晶率提高小方坯中心疏松的改
5、善小方坯中心疏松的改善轻压下对中心偏析面积的影响轻压下对中心偏析面积的影响轻压下对中心偏析面积的影响轻压下对中心偏析面积的影响9.4.2 连铸坯缺陷连铸坯缺陷1.连铸坯质量特征连铸坯质量特征l四项指标:四项指标:几何形状几何形状、外表质量外表质量、内部组织致密性内部组织致密性、钢的钢的清洁性清洁性l连铸的特点:连铸的特点:过程可控过程可控2.连铸坯缺陷分类连铸坯缺陷分类1)外表缺陷)外表缺陷2)内部缺陷内部缺陷3)形状缺陷形状缺陷 1-横向角部裂纹横向角部裂纹 2-纵向角部裂纹纵向角部裂纹 3-横向裂纹横向裂纹 4-纵向裂纹纵向裂纹 5-星形裂纹星形裂纹 6-深振痕深振痕 7-针孔针孔 8-宏
6、观夹杂宏观夹杂外表纵裂纹外表纵裂纹l连铸板坯外表中心部连铸板坯外表中心部发生最多;发生最多;l长度长度30mm-10m;l深度深度2-70mm;l铸坯铸坯“黑皮黑皮”状态即状态即容易发现。容易发现。外表纵裂纹的形成原因外表纵裂纹的形成原因外表纵裂纹的形成原因外表纵裂纹的形成原因外表纵裂纹的形成原因外表纵裂纹的形成原因纵裂纹的形成原因纵裂纹的形成原因外表纵裂纹与碳含量的关系外表纵裂纹与碳含量的关系含碳含碳0.09-0.17%的亚包晶钢连铸的亚包晶钢连铸板坯纵裂纹发生率明显高于其它板坯纵裂纹发生率明显高于其它碳含量的钢种。碳含量的钢种。纵裂纹防止要点及对策纵裂纹防止要点及对策外表横裂纹(振痕裂纹)
7、外表横裂纹(振痕裂纹)角部横裂纹角部横裂纹横裂纹的成因及防止对策横裂纹的成因及防止对策横裂、角横裂的成因:横裂、角横裂的成因:l振痕(缺口效应、杂质富集);振痕(缺口效应、杂质富集);l钢中钢中AlAl、N N、V V等碳、氮化物析出,增加钢的脆性;等碳、氮化物析出,增加钢的脆性;l二冷温度操作模式不当,铸坯外表温度进入脆性温度区;二冷温度操作模式不当,铸坯外表温度进入脆性温度区;l矫直应力。矫直应力。防止横裂、角横裂的对策:防止横裂、角横裂的对策:n减小振痕深度,增大振痕曲率半径;减小振痕深度,增大振痕曲率半径;n减小结晶器钢水液面波动;减小结晶器钢水液面波动;n减小结晶器铸坯摩擦力;减小结
8、晶器铸坯摩擦力;n提高铸机对弧、对中精度;提高铸机对弧、对中精度;n减少钢中氮含量,操作碳、氮化物析出;减少钢中氮含量,操作碳、氮化物析出;n采用适宜的二冷温度模式;采用适宜的二冷温度模式;n矫直温度避开钢的脆性温度区。矫直温度避开钢的脆性温度区。星形裂纹星形裂纹星形裂纹的成因及防止对策星形裂纹的成因及防止对策针孔缺陷针孔缺陷针孔的成因及防止对策针孔的成因及防止对策外表夹渣外表夹渣外表夹渣的成因及防止对策外表夹渣的成因及防止对策连铸坯内部缺陷连铸坯内部缺陷 1-内部角裂内部角裂 2-侧面中间裂纹侧面中间裂纹 3-中心线裂纹中心线裂纹 4-中心线偏析中心线偏析 5-疏松疏松 6-中间裂纹中间裂纹
9、 7-非金属夹杂物非金属夹杂物 8-皮下鬼线皮下鬼线 9-缩孔缩孔 10-中心星状裂纹中心星状裂纹 对角线裂纹对角线裂纹 11-针孔针孔 12-半宏观偏析半宏观偏析连铸坯内部缺陷连铸坯内部缺陷1.1.内部裂纹内部裂纹l发生在凝固前沿,也称发生在凝固前沿,也称“凝固裂纹凝固裂纹”,又称,又称“偏析裂纹偏析裂纹”形成过程形成过程:1 1)拉伸应力作用到凝固界面上;)拉伸应力作用到凝固界面上;2 2)造成沿一次枝晶或等轴晶的晶界开裂;)造成沿一次枝晶或等轴晶的晶界开裂;3 3)浓化的钢液填充到开裂的空隙中。)浓化的钢液填充到开裂的空隙中。l原因:铸坯在冷却、弯曲和矫直过程中,其内部变形率超原因:铸坯
10、在冷却、弯曲和矫直过程中,其内部变形率超过该钢种的允许变形率(过该钢种的允许变形率(13401340,=0.2%=0.2%)u中间裂纹中间裂纹l原因:原因:铸坯外表温度上升;铸坯外表温度上升;钢水过热度太大;钢水过热度太大;含含C C量及量及Mn/SMn/S比;比;l措施:措施:操作二冷强度操作二冷强度(弱冷弱冷);操作浇注温度;操作浇注温度;采用电磁搅拌。采用电磁搅拌。连铸坯内部裂纹连铸坯内部裂纹u板坯中心线裂纹(断面裂纹)板坯中心线裂纹(断面裂纹)l原因:凝固末期铸坯芯部收缩产生原因:凝固末期铸坯芯部收缩产生张应力张应力;板坯鼓肚;过热度太大;浇注太快,二冷过激,造成板坯鼓肚;过热度太大;
11、浇注太快,二冷过激,造成“枝晶搭枝晶搭桥桥”;H10ppm。l防止措施:防止措施:保持平滑的液相穴形状,使坯壳均匀生长;保持平滑的液相穴形状,使坯壳均匀生长;调整辊列系统;调整辊列系统;防止凝固末期剧烈冷却;防止凝固末期剧烈冷却;保持适宜的过热度;保持适宜的过热度;降低钢中含降低钢中含H量。量。u对角线裂纹(角部裂纹)对角线裂纹(角部裂纹)l原因:方坯脱方(菱形变形)原因:方坯脱方(菱形变形)l防止措施:防止措施:选用适宜的结晶器锥度;选用适宜的结晶器锥度;结晶器与夹辊准确对中;结晶器与夹辊准确对中;加强出结晶器铸坯的冷却。加强出结晶器铸坯的冷却。连铸坯内部缺陷连铸坯内部缺陷u矫直与弯曲裂纹矫
12、直与弯曲裂纹l原因原因:铸坯内部受张应力作:铸坯内部受张应力作用的一侧。用的一侧。l防止措施防止措施:采用多点矫直技术;采用多点矫直技术;压缩浇铸技术。压缩浇铸技术。u非金属夹杂物非金属夹杂物 50 m 宏观夹杂宏观夹杂。连铸坯形状缺陷连铸坯形状缺陷 1)菱形变形(脱方)菱形变形(脱方)当脱方量大于当脱方量大于3%,原因:结晶器锥度不当,冷却不均匀,坯壳厚度原因:结晶器锥度不当,冷却不均匀,坯壳厚度不均匀,产生不均匀收缩。不均匀,产生不均匀收缩。2)鼓肚变形)鼓肚变形 鼓肚量的大小与鼓肚量的大小与钢水静压力钢水静压力、夹辊间距夹辊间距、冷却冷却强度强度等因素有关。等因素有关。大于大于6%时,时
13、,连铸坯质量检查和操作连铸坯质量检查和操作l连铸是一个可控过程,通过对凝固过程的检查和操作可获连铸是一个可控过程,通过对凝固过程的检查和操作可获得质量操作。得质量操作。l了解连铸条件与铸坯缺陷之间的相互关系就可能预先判定了解连铸条件与铸坯缺陷之间的相互关系就可能预先判定产品质量。产品质量。l质量检查的内容质量检查的内容:1 1)钢水成分(目标成分、微量元素、气体含量等)钢水成分(目标成分、微量元素、气体含量等)2 2)铸坯外形尺寸(断面、长度等)铸坯外形尺寸(断面、长度等)3 3)外表质量(裂纹、气孔等)外表质量(裂纹、气孔等)4 4)内部质量(清洁性、裂纹、偏析等)内部质量(清洁性、裂纹、偏
14、析等)1.1.钢水质量钢水质量l中间包取样、测温(连续)、保护渣消耗、成分变化、液中间包取样、测温(连续)、保护渣消耗、成分变化、液渣层厚度、耐火材料衬的剥落、吹氩等操作。渣层厚度、耐火材料衬的剥落、吹氩等操作。连铸坯质量检查和操作连铸坯质量检查和操作2.铸坯质量检查铸坯质量检查l铸坯几何尺寸检测(红外辐射法、激光法)铸坯几何尺寸检测(红外辐射法、激光法)l超声波测内部质量超声波测内部质量l深度酸浸或硫印检查铸坯宏观组织、宏观偏析和清洁性。深度酸浸或硫印检查铸坯宏观组织、宏观偏析和清洁性。3.外表检查和清理外表检查和清理 1)根据外表直接辐射的光学系统;)根据外表直接辐射的光学系统;2)用外来
15、光源的光学系统;)用外来光源的光学系统;3)涡流系统;)涡流系统;4)超声波法;)超声波法;5)感应加热法;)感应加热法;4.铸机状况检查铸机状况检查l铸机对中状态、结晶器几何形状、二冷喷嘴堵塞情况。铸机对中状态、结晶器几何形状、二冷喷嘴堵塞情况。9.5 综综 合合 篇篇9.5.1 连铸坯热装和直接轧制连铸坯热装和直接轧制9.5.2 薄板坯(带)连铸薄板坯(带)连铸9.5.3 连铸过程的检测和自动操作连铸过程的检测和自动操作9.5.4 连铸电磁搅拌技术连铸电磁搅拌技术9.5.5 连铸的技术经济指标连铸的技术经济指标9.5.1 连铸坯热装和直接轧制连铸坯热装和直接轧制1.热装和直接轧制的工艺流程
16、和优点热装和直接轧制的工艺流程和优点1)工艺流程)工艺流程2)优点比较)优点比较工程工程冷装冷装CC-CCR热装热装CC-HCR直接热装直接热装CC-DHCR连轧连轧CCDR轧钢所需燃耗轧钢所需燃耗105kJ/t1.3380.8780.3850烧损烧损/%1-20.5-0.70.2-0.80从出钢到轧制成成品从出钢到轧制成成品所需时间所需时间/h30-405-101-20.5-1连铸铸坯冷却表面清理检验部分清理加热炉轧制直接轧制热装连铸与轧钢间衔接模式连铸与轧钢间衔接模式1100CC-DR700-1000CC-DHCR处于处于()区)区CC-HCR400-700CC-HCR冷装冷装CC-CCR
17、连铸坯热装和直接轧制连铸坯热装和直接轧制2.实现热装和直接轧制的技术关键实现热装和直接轧制的技术关键1)无缺陷铸坯)无缺陷铸坯生产技术生产技术2)高温连铸坯生产技术)高温连铸坯生产技术 高温出坯技术高温出坯技术缓冷缓冷 铸坯保温技术铸坯保温技术保温罩保温罩 铸坯边角部温度补偿技术铸坯边角部温度补偿技术感应加热感应加热、煤气烧嘴加热煤气烧嘴加热 热轧程序中负荷的最正确安排热轧程序中负荷的最正确安排 3.3.提高铸坯直送率技术提高铸坯直送率技术 实现生产一体化,轧钢生产方案必须按连铸的出实现生产一体化,轧钢生产方案必须按连铸的出坯顺序制定。如坯顺序制定。如连铸连轧连铸连轧时,采用时,采用板坯宽度可
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