矩形坯工艺及质量

1、矩形坯工艺及质量控制 4#机 尹峰 2021.6. 简介：什麽是矩形坯？ 方坯宽厚比是1，板坯宽厚比普通是3，介于两者之间的就是矩形坯。4#机消费3个断面规格，宽厚比分别是：1.5625；1.3818；1.26125。由于宽厚比较小，所以也叫大方坯。矩形坯的特点：兼具小方坯与板坯的特点。如：从消费事故方面来说，既有小方坯的角裂漏钢，又有板坯的宽面中心纵裂和粘结漏钢。 . 目录：连铸钢水的温度和成分 温度重要性及碳等成分连铸钢水的凝固 重要点位和工艺控制中心思绪确实立矩形坯工艺控制 工艺控制中心思绪在操作过程中的详细实施维护渣操作 维护渣的机理及现场断定，操作过程中的本卷须知. 连铸钢水的温度与

2、成分 .钢水温度良好的钢水温度会有效提高铸机消费率，保证铸机消费的稳定性；同时，由于较低的过热度能有效抑制柱状晶的生长连铸钢水凝固，扩展与提高等轴晶的比例，从而获得良好的铸坯质量。并且在实践操作中，过热度的降低，可以保证较高的中包任务液面，促进了钢水中夹杂与气体的充分上浮，提高了钢水纯真性。因此，适宜的钢水温度是连铸顺行的前提，又是获得良好铸坯质量的根底。.钢水成分 碳是钢中最根本的，也是对组织性能影响最大的元素。当c在0.08-0.12%时，钢的热裂纹敏感性添加，随着c添加，钢的裂纹敏感性逐渐添加。当c到达0.17-0.22%时，钢的总延伸率和塑性延伸率最低，直至为零碳素钢。因此，c在0.1

3、7-0.22%时，钢的热裂纹敏感性最大碳素钢，ss400)。所以c应尽量控制在下限区域，即低于0.20%，可有效降低热裂纹敏感性。如c大于0.17%，应控制好过热度及拉速，减小-的相变体积收缩，防止角裂漏钢的产生。综合思索，观念较多. 硫硫对钢的热裂纹敏感性有较大影响。硫在钢中的存在方式主要为FeS和MnS。s添加时，钢的延伸率大大降低。Mn/S ，小方坯普通不小于15，大方坯不小于20，板坯不小于25。连铸作业过程中，应严禁出现高温、高硫、高拉速的存在，这极易导致消费事故工艺控制详细讨论危害作用过程机理。硫高时应留意过热度与拉速的控制，适当降低拉速，保证消费与质量的平安性和稳定性。 .锰、硅

4、含量采用锰硅脱氧时，如Mn/si小于2.5，其脱氧产物多为固态的SiO2，所以钢水较粘，流动性差。当Mn/Si大于2.5时，脱氧产物为液态的硅酸锰，流动性好，夹杂易上浮。.铌铌能细化晶粒，提高强度。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀才干。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀景象。 高温条件下，会降低钢的高温塑性，使铸坯产生横裂。铸坯内凝固前沿所产生的热应力，会导致内裂的产生。.连铸钢水的凝固. 铁在不同的温度范围内有不同的晶体构造。室温铁是体心立方晶格点阵，称为铁Fe。温度升高到912时，铁转变为面心立方晶格，称为铁Fe。温度升高到4时，铁转变为体

5、心立方晶格，称为铁Fe，Fe不断坚持到1538 变为液体 。铁的“同素异构L 相变应变形变裂纹.相图.包晶反响 钢水温度降到液相线温度时，从液体中结晶出的固体为Fe，并以柱状晶？方式长大，温度继续降低时，发生包晶反响Fe+LFe，即：围绕Fe构成Fe包层，构成了Fe+Fe+L三个相界面。不合理与合理性. 温度继续降低， 相长大是由碳原子经过相界面分散，使相和液体耗费殆尽，全部变成相奥氏体。奥氏体的晶界析出L 相变应变形变裂纹.柱状晶图片.柱状晶图片. 钢水中，Fe与FeS的共晶体Fe-FeS，其熔点只需985。在凝固过程中，由于选分结晶的作用，Fe-FeS被隔离柱状晶间，在轧制过程中，加热炉温

6、度超越1100，就会熔化，轧材出现断、裂景象。硫危害的机理. 钢水脱氧不良或过氧化，会加剧这种景象的发生：过多的FeO与FeS构成了熔点更低的FeS-FeO共晶体940。添加Mn的含量，可以提高钢水中Mn/S，降低硫的危害。加强了脱氧，减少了FeS-FeO的生成。.加热重熔膨胀毛细虹吸脆弱区聚集.糊状晶糊状晶是钢水在凝固过程中，当强度和塑性为“0时的两温度区内钢的物理形状。如：铸坯在凝固过程中，当温度降至1504时，高温强度为“0。温度降至1452时，高温塑性为“0时，在此两温度区间即是糊状晶区域，也叫粘稠区。固相率糊状晶受机械应力和热应力作用。糊状晶在二冷区域存在时，易产生内裂；在铸坯中心区

7、域出现凝固末端时，伴随中心裂纹、疏松、偏析等缺陷的产生。方法糊状晶与浇注温度、二次冷却、钢种元素含量等有关。S355K2，1.0m/min 1.2m/min；345B的T .高温区1300 到固相线以下50 在此区，钢的高温塑性和强度明显降低，特别是s.p等偏析元素的存在，在枝晶间析出液相薄膜未凝，使钢的脆性添加，这是固液界面容易产生裂纹的根本缘由。中温区1300-900 在此区，钢处于奥氏体相区。它的强度决议于晶界析出的硫化物、氧化物的数量和外形。低温区900-700 这个脆性区存在的相变，并在晶界上有AIN和Nb、Tic，n等质点沉淀，使延性降低，加剧了裂纹的构成与扩展。 钢的三个高温脆性

8、区.高温脆性曲线.工艺控制中心思绪获得良好的柱状晶环带“控制住状晶良好柱状晶环带的特征： 1.足以包裹液芯钢水，不至于产生工艺事故。 2.柱状晶细生成条件、固液界面的生长； 晶间间隙小，组织致密；晶界析出弥散相对，相变应力小事故、质量两方面影响 。.连铸坯的组织构造.柱状晶生长简示图.矩形坯工艺及质量控制. 分工序进展交流。主要从实践操作角度出发，着重引见矩形坯工艺控制中心思绪的实施细节。由于连铸是个系统控制问题，所以中间会有部分内容相互交叉。如大包浇注涉及到拉钢和二冷控制，二冷控制受大包浇注和拉钢过程的影响等。.大包工序 中间包注流的特点多流铸机：中间包包形多为T形或三角形，中间包中间注流所

9、遭到的温度、大包注流的冲击强度以及夹杂、气体上浮的有效时间等任务环境要素要比两侧注流差。. 大包、中间包的钢水温度分布及浇注温度曲线“两低一高. 1、中包液面的“两高一低：延缓、抑制中包浇注温度的上升，平缓浇注温度曲线。 2、中包拉速的“两高一低：中间注流的平安性，减弱大包注流的冲击、扰动强度，延伸了夹杂、气体的上浮时间 。 800mm两高一低.高液面操作：实验阐明，夹杂物在中间包上浮所需最短时间大约是5min。延伸滞留时间，可使夹杂物充分上浮，气体聚集排出，降低结晶器钢水温度，钢水均质。污染钢水的分布：大包、中间包. 正常形状： 恒定、匀速下降、匀速上升； 动摇平缓，不能急升骤降或忽快忽慢。

10、 缘由：二冷关系中间包任务液面定径二冷简示.高温的控制 开浇后，任务液面相对低点800mm不等-t钢/min，收窄一高范围，抑制T，改换滑块中间、本钱，不能牺牲液面柱状晶，晶间间隙与气体、夹杂充填，角部凹陷的后患，质量或事故。阶梯状包衬吸热由来.两个矛盾：液面、拉速“两高一低的滑块配置消费节拍一个原那么：近满包时匹配消费节拍方法一：细化滑块内径 不同的中间包运用周期方法二：添加中间包溶池深度一个思索：优秀的大包工不一定是适宜的班机长，但班机长必需是优秀的大包工小结.拉钢工序 结晶器的冷却： 纵向、横向； 角部、面部； 改善结晶器冷却的两种思绪 高结晶率、低粘度维护渣.纵向横向.为什麽角部容易漏

11、钢？微观与宏观凹陷，简单扩展至二冷角部漏钢的要素：正常消费中随时能够遇到的要素 结晶偏析倾向大，晶界脆化关于拉钢操作过程中其他问题在维护渣操作部分交流讨论。.12341：注册表 2：跟踪 3、调理阀 4、检测 闭环与开路二冷部分.铸坯在冷却收缩过程中，假设坯壳所受温差过大会导致坯壳产生裂纹并呵斥铸坯内部柱状晶兴隆，甚至构成搭桥景象。二冷水强度和分布非常重要。二次冷却都应遵照以下几个原那么：. 1、上强下弱。铸坯出结晶器后，在二冷上段坯壳薄、热阻小、坯壳收缩产生的应力亦小，有利于强冷，减少漏钢事故。随着铸坯不断地向二冷下段运动，坯壳逐渐加厚，热阻增大，为防止铸坯外表因应力过大而产生裂纹，要逐渐减

12、小冷却强度亦称比水量：即每千克钢耗水量L/kg。适宜的冷却强度可以减轻或防止铸坯的裂纹、中心疏松等缺陷。. 2、保证铸坯外表均匀冷却。铸坯角部冷却不宜过大，要求拉坯方向外表温差小于200/m，横向外表温差小100/m 。 3、 控制铸坯外表回温在允许范围内。防止凝固前沿的拉应力过大而导致内裂纹，应控制二次冷却空冷段铸坯外表的回温速度小于100/m 。 4、耗水量要能灵敏调理，由于冷却强度随钢种而变。某些热敏感性强的钢种冷却强度还要低一些。 5、防止在脆性区700-900矫直。 6、冷却效率要高，以加速热量的传送。.提问：1、为什麽冷却强度大、浇注温度高柱状晶粗大？晶间疏松 析出集聚2、为什麽冷

13、却强度小、浇注温度低柱状晶细小？晶间致密 相对弥散. 图解：高温、高硫、高拉速三高的消费危害机理 高温钢水凝固特点； 硫危害的机理； 高拉速坯壳组织特点。.高硫的控制：弱冷，降低坯壳的不均匀生长，柱状晶细、短，晶间间隙小，减少硫的低温共晶体的生存空间，挤压到液芯中去。二冷总体控制思绪：结晶器弱冷，零段、段冷却适当强冷方式：Q、F，、弱冷回熔枝晶雨。总强度减弱16%，18%，19%，生成“光斑火切工序的铸坯在线断定。.火切工序 铸坯经火焰切割工序切割后，在铸坯切断面构成一定特征，这些特征可判别铸坯凝固情况，从而为拉钢的平安性、质量的稳定性效力。并可根据特征对铸坯进展在线调整，顺应长消费周期的要求

14、喷嘴堵塞、走漏等，影响冷却通腔。.坯面覆盖均匀、细碎的氧化铁皮矩形坯、小方坯的不同“光斑居中，直径5070mm，“光斑辐射区面积占铸坯切断面的50-60%。飘移外形尺寸良好，无凹陷等外形缺陷重点判别漏钢良好铸坯特征.工艺控制小结闭环控制火切工序大包工序拉钢工序二冷部分.维护渣操作.连铸维护渣是以CaO-SiO2-AI2O3为基料，NaO、CaF2等为熔剂，碳质组分为骨架资料的一种硅酸盐资料。维护渣的工艺性能：铺展性、透气性、保温性、烧结及渣团渣条.碱度为CaO/SiO2。它对于维护渣的结晶特性影响很大，因此影响维护渣的导热性和光滑性能。维护渣的碱度普通为0.61.4，当维护渣的碱度小于1.0时

15、为酸性渣，凝固后呈玻璃体，光滑性很好，导热性能很好。当碱度大于1.0时为碱性渣，能提高凝固温度，促使结晶化，带来缓慢冷却，有助于防止纵裂纹的发生。提高熔渣碱度，可使熔渣粘度降低，使分散速度加快，因此有利于加快吸收速度。所以提高碱度是提高熔渣吸收三氧化二铝夹杂物速度的有效手段。碱度.粘度维护渣的粘度主要是由温度和化学成分决议的。温度升高，粘度减小。随着维护渣中SiO2、Al2O3含量的升高及碱度(CaO/SiO2)的降低，粘度升高。另外，网状组织抑制元素,例如氟化物(NaF、CaF2 )，强碱Na2O、K2O)和碱金属氧化物(CaO、 MgO、BaO可降低维护渣的粘度。维护渣粘度普通用粘度测定安装测出。.维护渣作用过程机理：图示温度分布：40-600-1250-1530液渣厚度：液面起伏高度3-4倍振幅？驻波高度.渣圈厚度的影响要素：结晶器热面温度、维护渣粘度、钢水温度、维护渣厚度、维护渣熔点温度等， 渣圈薄，振痕浅图示：粘结漏钢的机理 渣圈较厚缘由：粘度、冷却、操作等，堵塞甚至封死了液渣流入气隙的通道，呵斥了光滑传热不良，产生粘结漏钢；渣圈未挑净，小渣圈被带入气隙中(或钢液面动摇将其卷入)，隔绝了液渣的光滑传热，呵斥光滑传热不良，产生粘结漏钢如被带入渣圈较大，那么构成出结晶器口的渣漏。.液渣层厚度稳定，随渣厚的变化不大。渣面适度“活泼，结