大圆坯表面质量.pptVIP

大圆坯表面质量;

连铸圆坯表面质量

及其控制技术

百日质量攻关竞赛活动交流材料

总工办张庆武

20123.30

电话：0517邮箱：619833687@qq;目录

1、表面质量的内容

2、表面纵裂纹

3、表面横裂纹

4、渣沟（凹坑）

5、典型案例分析

6、后续待解决的圆坯质量缺陷

;主要内容

铸坯的表面质量：主要决定于钢水在结晶器的凝固过程。它是与结晶器坯壳形成、结晶器液面波动、浸入式水口设计与使用、保护渣性能等因素有关的。必须控制影响表面质量各参数在目标值以内，以生产无缺陷铸坯，这是热送和直接轧制的前提。;

一、圆坯表面纵裂纹控制

;1、表面纵裂纹特征

坯壳在弯月面下50~100mm区域坯壳厚度生长不均匀

坯壳周向在收缩力的作用下，在坯壳的薄弱处产生向圆心的凹陷，严重时萌生纵裂纹

凹陷处常伴有保护渣出现

圆周上只有一处纵裂纹

在裂纹边缘出现有一定的脱碳层，说明裂纹是在高温下形成扩展的。

所以，弯月面的坯壳均匀生长，抑制凹陷的产生，是防止纵裂纹产生的关键。;2、典型圆坯表面纵向裂纹

;3、表面纵裂纹原因分析

圆坯表面纵裂纹来源于结晶器弯月面区凝固坯壳生长不均匀，在坯壳薄弱点，正处于凝固脆性温度区，在外力作用（收缩力、钢水静压力、摩擦力）下超过钢的允许强度（1~3N/mm2)和允许应变（ε=0.2-0.4%）萌生裂纹，出二冷区继续扩展。

由右图可知，结晶器弯月

面区初生坯壳（激冷层）是

极不均匀的，坯壳薄弱处就

会成为裂纹源。

;4、影响表面纵裂纹产生的因素

4.1钢水成分-重要影响因素

4.1.1[C]=0.09～0.15%，纵裂纹产生严重;在1495℃，包晶相变钢δ→γ（体心立方向面心立方-致密度变大，体积变小）转变，收缩大，气隙过早形成，坯壳褶皱，结晶器热流不稳定，坯壳厚度生长不均匀性加重。;4.1.2其它钢水成分对裂纹的影响

[S]0.015%，纵裂纹增加；影响程度小

Mn/S升高，纵裂纹降低；影响程度小

Cu+As+（低熔点元素）含量的总量大于0.10％时，纵裂指数明显升高，生产中很难发生大于0.10%的情况。

;4.2拉速-主要影响因素

拉速的波动和增大都会导致铸坯产生纵裂,拉速增大导致凝固初期结晶器钢水凝固推迟和坯壳表面平均温度升高;拉速增大保护渣渣膜厚度减少，铸坯转热加快，单位时间内凝固应力增大。;4.3钢水温度-一般因素

钢水在结晶器内凝固过程中释放的热量有钢水过热、凝固潜热和坯壳显热,钢水过热度高,导致钢水凝固推迟、坯壳厚度薄且平均温度高,在应力不变情况下,坯壳温度向钢的第Ⅰ脆性区移动,使纵裂倾向加重。;4.4结晶器冷却-重要因素

结晶器内传热不均匀导致坯壳厚度不均匀而造成纵裂。对于亚包晶钢的纵裂,研究者提出这类钢浇注时,结晶器应缓冷。结晶器进出水温差、进水温度及进水流量对纵裂也存在影响,减小结晶器内冷却水流量或提高进出水温差,可以使导热减小,由此可以减小纵裂。

;4.5浸入式水口插入深度及液面波动-重要因素

浸入式水口插入浅,液面波动大;而浸入式水口插入过深,弯月面处热量不足,结晶器上部钢水温度偏低,使弯月面处初生坯壳增厚,加重凝固的不均匀,另外保护渣熔化不足,液渣层过薄,流入不均匀,在坯壳较薄弱处产生微细纵裂纹。

液面波动大,阻碍液渣均匀流入,导致坯壳凝固不均匀,引起表面纵裂;液面波动大,钢水溢过渣圈,液渣流入空隙后形成厚的渣膜,导致坯壳厚度不均匀,引起表面纵裂。;液位波动对纵裂纹的影响;4.6保护渣-很重要因素

液态保护渣流入坯壳与结晶器壁间形成渣膜利于改善润滑和结晶器传热。坯壳与结晶器壁间的保护渣是由液渣层、烧结层、和粉渣层构成。亚包晶钢连铸用保护渣要合理调配三个渣层的物性,合适液渣层的粘度来满足润滑防止纵裂及拉漏,同时使保护渣具有适当的凝固温度和结晶温度以增加烧结层和粉渣层的比例减缓传热,抑制表面裂纹的产生。保护渣的熔化速度也很重要,合适的熔化速度才能保证坯壳与结晶器壁间存在均匀且合适的保护渣层。所以对于裂纹敏感钢种倾向于使用较低粘度、较高凝固温度的保护渣。;4.6.1保护渣液渣层的厚度;4.6.2保护渣结晶比率;4.6.3保护渣粘度与拉速

通常采用拉速与保护渣粘度的乘积（ηVc或和ηVc2）来代表铸坯润滑和传热的状态。研究认为ηVc=1~3.5P?m/min时可以保证结晶器均匀的传