安钢小方坯脱方成因.ppt

安钢小方坯脱方成因分析与防止措施,1前言2脱方成因分析3影响脱方的工艺因素4影响脱方的设备因素5减少脱方的措施,1前言,安钢连铸小方坯断面为120mm120rmn，投产初期，时常发生脱方还伴有角部裂纹，严重时会由裂纹扩展而导致漏钢事故。当方坯横截面上两个对角线长度不相等时称脱方(又叫菱形变形)。脱方的程度通常用两个对角线之差与两个对角线平均值之比来表示，即：R=(ab)(a十b)2100当R值大于标准值时即判为菱形废品。当R3标准值时，在铸坯钝角处常出现裂纹；若R6标准值时，则造成加热炉内推钢不便和轧钢时不能咬入。,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两个面之间形成锐角，在冷却强度小的角部或两个面之间形成钝角，这就形成了方坯的脱方缺陷。脱方初始形成在弯月面以下约50mm的范围内，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。脱方在弯月面处形成，但铸坯在出结晶器之前，受到结晶器的遏制，脱方不会有很大发展。出结晶器后，即便喷淋水在铸坯4个面上冷却均匀，脱方也会进一步发展。这是因为在结晶器出口处锐角的坯壳厚度大于钝角，因而锐角被水喷淋的冷却速度将大于钝角。因此，如果小方坯在弯月面处的4个角和4个面都能均匀冷却，就可以消除脱方。,3影响脱方的工艺因素,1)浇注温度和拉坯速度浇注温度高、拉速快容易引起结晶器内冷却水的间歇沸腾和坯壳变形。致使坯壳厚度减薄，坯壳的强度和刚度降低。这些都会使初生坯壳在不均衡力作用下产生变形，助长脱方的发生。2)中间罐水口偏斜或注流不对中当注流偏斜时，易使该区域坯壳减薄，而相对区域坯壳相应加厚，使坯壳的不均匀性加剧。3)钢水脱氧程度4)化学成分,3)钢水脱氧程度,钢水的纯净度及氧化性影响坯壳在结晶器内凝固的均匀性和坯壳厚度。当钢中A10.006时，容易产生水口结瘤，用氧枪烧眼后易造成注流偏斜，这些都将使结晶器内坯壳的生长不均匀。,(1)钢中C含量安钢小方坯生产的低合金钢(HRB335)要求C=0.0170.23。实践表明，当C0.2时最容易脱方。这是由于钢在此碳含量时，结晶器的热导偏高、钢的凝固区间偏短。二者的共同影响使得这种碳含量的钢脱方最大。实验统计结果见表1。(2)钢中P含量钢中P高时，可以减少坯壳在结晶器内的有效厚度，使弯月面以下2050mm处的热流增加，容易产生间歇沸腾，也就容易脱方。与低碳钢相比，P更容易使高碳钢脱方。安钢生产的小方坯属低碳钢，所以P含量对其脱方的影响不明显。(3)钢中S含量钢中S30时，有利于减缓脱方。,表1钢的碳含量对脱方的影响,4影响脱方的设备因素,1)结晶器振动结晶器振动不平稳、液面起伏过大，使铸坯在结晶器内受力不均匀，增加铸坯与结晶器铜壁之间气隙的不均匀程度，导致不均匀传热，加剧坯壳厚度的不均匀性，加剧脱方。2)结晶器铜管锥度锥度大，脱方程度减轻。3)铜管的使用情况铜管磨损严重、镀铬层不规则剥落及变形达到一定程度等因素，都可能造成结晶器内初生坯壳厚度不均匀，致使在拉坯过程中，因气隙较大、冷却不均匀而产生脱方并加剧。4)结晶器冷却水质结晶器冷却水质影响铜壁温度和铜管变形。从冷却水中沉积到铜管外壁上的水垢会引起铜壁局部热阻升高，加剧间歇沸腾和铜管变形，促使铸坯脱方。5)结晶器水套,如果结晶器铜管周边的冷却水流速不均匀，铜管四壁的热流密度不同，就会使坯壳冷却不均匀，导致脱方。水套通常用软钢(08F)制造以降低成本，但软钢易受腐蚀并变形严重，影响水缝尺寸。若水套角部不是圆角，角部的水流间隙就比面部大，这就局部降低了水流的阻力，使水优先流向角部，从而减少面部水流速度。一般来说，角部承受的冷却是足够的，而面部要求有高的水流速度来减少铜管变形。此外，在角部开口的水流间隙有把相邻两个面的水流隔开的作用，因此水流人口处的速度不均匀且不能调整。要保证均匀的水缝就必须要求水套的圆角与铜管的圆角同心。6)导向段,导向段磨损及变形可使铸坯偏离弧线，使铸坯与铜管之间受力不均匀，导致坯壳与铜管之间的气隙不均匀，影响局部传热的不均匀，加剧脱方。另外，若结晶器和二冷段不对中，喷嘴有堵塞、脱落或喷嘴设计不当也将加剧脱方程度。7)拉矫机拉矫机压力过大，会造成铸坯呈矩形；拉矫辊不平行也将造成脱方。,5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，中间罐应用流动控制装置。(1)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。(2)中间罐液面不宜过低，否则钢包铸流冲击波将带人中间罐铸流，引起结晶器内液面波动。(3)用塞棒控制液面优于用拉速控制液面，前者使液面波动减少。(4)用浸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tn应=0.120.16stn0.16s时，振痕深，对脱方有不利影响。4）,4)中间罐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4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。7)在结晶器下