连续铸钢质量篇

9.4质量篇9.4.1连铸坯结构特征9.4.2连铸坯缺陷9.4.3连铸坯质量检查和控制9.4..1连连铸坯结结构特征征1.连铸铸坯内部部结构及及检验内部结构构——用硫印或酸浸的方法在在铸坯横横断面或或纵断面面上显示示出来的的内部组组织结构构。观察铸坯坯内部偏析及硫化物的分布情情况。内部组织织与普通通钢锭相相似，也也由边缘等轴轴晶区、柱状晶区区和中心等轴轴晶区三个结晶晶区组成成。9.4..1连铸铸坯结构构特征2.偏析—“小钢锭凝凝固模型型”枝晶“搭搭桥”，，把正在在凝固中中的铸坯坯分隔成成若干小小的区域域；在小钢锭锭底部，，由于结结晶沉积积产生正偏析和和缩孔3.“V”型偏偏析纵剖面上上的中心心等轴晶晶区出现现“V”偏析，是是由两相相区浓化化钢水流流动引起起，也叫叫点状偏析析或半宏观偏偏析。内部凝固固结构的的控制1.影响连铸铸坯凝固固组织及及偏析的的因素1）浇注条条件的影影响2）钢中含含C量的影响响3）连铸铸机机型型的影响响4）铸坯尺尺寸的影影响小断面铸铸坯枝晶容易易“搭桥桥”，柱柱状晶发发达；大断面铸铸坯枝晶不易易“搭桥桥”，柱柱状晶区区比例相相对较小小。内弧侧柱柱状晶长长度>外外弧侧1-内弧侧2-外弧侧内部凝固固结构的的控制2.扩大等轴轴晶的方方法1）低温浇浇注或““零”过过热度浇浇注2）添加抗抗生剂，，如Fe粉或钢丝丝、稀土土、钴-硼酸盐等等。3）调整二二冷水量量4）电磁搅搅拌技术术的应用用内部凝固固结构的的控制3.降低低连铸坯坯中心偏偏析、疏疏松和V型偏析析的方法法1）电磁搅搅拌2）轻压压下技术术压下量用用于补偿偿铸坯最最后凝固固时的收收缩，防防止浓化化钢液的的流动。。3）连续续锻压技技术使液相穴穴末端形形成致密密的固相相，防止止浓化钢钢液的流流动。4）“零零”过热热度浇注注——等轴轴晶率提提高小方坯中心疏松的改善轻压下对对中心偏偏析面积积的影响响9.4..2连连铸坯缺缺陷1.连铸铸坯质量量特征四项指标标：几何形状状、表面质量量、内部组织织致密性性、钢的清洁洁性连铸的特特点：过程可控控2.连铸铸坯缺陷陷分类1）表面面缺陷2）内部缺陷陷3）形状缺陷陷1-横向向角部裂裂纹2-纵向向角部裂裂纹3-横向向裂纹4-纵向向裂纹5-星形形裂纹6-深振振痕7-针孔孔8-宏观观夹杂表面纵裂裂纹连铸板坯坯表面中中心部发发生最多多；长度30mm--10m;深度2--70mm;铸坯““黑皮””状态即即容易发发现。表面纵裂裂纹的形形成原因因表面纵裂裂纹的形形成原因因表面纵裂裂纹的形形成原因因纵裂纹的的形成原原因表面纵裂裂纹与碳碳含量的的关系含碳0..09--0.17%的的亚包晶晶钢连铸铸板坯纵纵裂纹发发生率明明显高于于其它碳碳含量的的钢种。。纵裂纹防防止要点点及对策策表面横裂裂纹（振振痕裂纹纹）角部横裂裂纹横裂纹的的成因及及防止对对策横裂、角角横裂的的成因：：振痕（缺缺口效应应、杂质质富集））；钢中Al、N、V等碳、氮氮化物析析出，增增加钢的的脆性；；二冷温度度控制模模式不当当，铸坯坯表面温温度进入入脆性温温度区；；矫直应力力。防止横裂裂、角横横裂的对对策：减小振痕痕深度，，增大振振痕曲率率半径；；减小结晶晶器钢水水液面波波动；减小结晶晶器铸坯坯摩擦力力；提高铸机机对弧、、对中精精度；减少钢中中氮含量量，控制制碳、氮氮化物析析出；采用合适适的二冷冷温度模模式；矫直温度度避开钢钢的脆性性温度区区。星形裂纹纹星形裂纹纹的成因因及防止止对策针孔缺陷陷针孔的成成因及防防止对策策表面夹渣渣表面夹渣渣的成因因及防止止对策连铸坯内内部缺陷陷1-内部部角裂2-侧面面中间裂裂纹3-中心心线裂纹纹4-中心心线偏析析5-疏松松6-中间间裂纹7-非金金属夹杂杂物8-皮下下鬼线9-缩孔孔10-中中心星状状裂纹对角线裂裂纹11-针针孔12-半半宏观偏偏析连铸坯内内部缺陷陷1.内部裂纹纹发生在凝凝固前沿沿，也称称“凝固裂纹纹”，又称称“偏析裂纹纹”形成过程程：1）拉伸应应力作用用到凝固固界面上上；2）造成沿沿一次枝枝晶或等等轴晶的的晶界开开裂；3）浓化的的钢液填填充到开开裂的空空隙中。。原因：铸坯在冷冷却、弯弯曲和矫矫直过程程中，其其内部变变形率超超过该钢钢种的允允许变形形率（1340℃，ε=0..2%）中间裂纹纹原因：①铸坯表表面温度度回升；；②钢水过过热度太太大；③含C量及Mn/S比；措施：①控制制二冷强强度(弱冷)；②控制浇浇注温度度；③采用电电磁搅拌拌。连铸坯内内部裂纹纹板坯中心心线裂纹纹（断面面裂纹））原因：凝固末期期铸坯芯芯部收缩缩产生张应力；板坯鼓肚肚；过热热度太大大；浇注注太快，，二冷过过激，造造成“枝枝晶搭桥桥”；[H]>10ppm。防止措施施：①保持平平滑的液液相穴形形状，使使坯壳均均匀生长长；②调整辊辊列系统统；③防止凝凝固末期期剧烈冷冷却；④保持合合适的过过热度；；⑤降低钢钢中含H量。对角线裂裂纹（角角部裂纹纹）原因：方坯脱方方（菱形形变形））防止措施施：①选用合合适的结结晶器锥锥度；②结晶器器与夹辊辊准确对对中；③加强出出结晶器器铸坯的的冷却。。连铸坯内内部缺陷陷矫直与弯弯曲裂纹纹原因：铸坯内部部受张应应力作用用的一侧侧。防止措施施：①采用多点点矫直技技术；②压缩浇铸铸技术。。非金属夹夹杂物<1μm超微观夹夹杂；1-5μm微观夹杂杂；>50μm宏观夹杂杂。连铸坯形形状缺陷陷1）菱形变变形（脱脱方）当脱方量量大于3%，原因：结晶器器锥度不不当，冷冷却不均均匀，坯坯壳厚度度不均匀匀，产生生不均匀匀收缩。。2）鼓肚变变形鼓肚量的的大小与与钢水静压压力、夹辊间距距、冷却强度度等因素有有关。大于6%时，连铸坯质质量检查查和控制制连铸是一一个可控控过程，，通过对对凝固过过程的检检查和控控制可获获得质量量控制。。了解连铸条件件与铸坯坯缺陷之间的相相互关系系就可能能预先判判定产品品质量。。质量检查查的内容容：1）钢水成成分（目目标成分分、微量量元素、、气体含含量等））2）铸坯外外形尺寸寸（断面面、长度度等）3）表面质质量（裂裂纹、气气孔等））4）内部质质量（清清洁性、、裂纹、、偏析等等）1.钢水质量量中间包取取样、测测温（连连续）、、保护渣渣消耗、、成分变变化、液液渣层厚厚度、耐耐火材料料衬的剥剥落、吹吹氩等操操作。连铸坯质质量检查查和控制制2.铸坯质量量检查铸坯几何何尺寸检检测（红红外辐射射法、激激光法））超声波测测内部质质量深度酸浸浸或硫印印检查铸铸坯宏观观组织、、宏观偏偏析和清清洁性。。3.表面检查查和清理理1）根据表表面直接接辐射的的光学系系统；2）用外来来光源的的光学系系统；3）涡流系系统；4）超声波波法；5）感应加加热法；；4.铸机状况况检查铸机对中中状态、、结晶器器几何形形状、二二冷喷嘴嘴堵塞情情况。9.5综综合合篇9.5..1连铸坯热热装和直直接轧制制9.5..2薄板坯（（带）连连铸9.5..3连铸过程程的检测测和自动动控制9.5..4连铸电磁磁搅拌技技术9.5..5连铸的技技术经济济指标9.5..1连连铸坯热热装和直直接轧制制1.热装装和直接接轧制的的工艺流流程和优优点1）工艺流流程2）优点比比较项目冷装CC-CCR热装CC-HCR直接热装CC-DHCR连轧CCDR轧钢所需燃耗×105kJ/t1.3380.8780.3850烧损/%1-20.5-0.70.2-0.80从出钢到轧制成成品所需时间/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轧钢间衔衔接模式式1100℃CC-DR700--1000℃CC-DHCR处于（））区CC-HCR400--700℃CC-HCR冷装CC-CCR连铸坯热热装和直直接轧制制2.实现现热装和和直接轧轧制的技技术关键键1）无缺陷陷铸坯生产技术术2）高温连连铸坯生生产技术术高温出坯坯技术——缓冷铸坯保温温技术——保温罩铸坯边角角部温度度补偿技技术——感应加热热、煤气烧嘴嘴加热热轧程序序中负荷荷的最佳佳安排3.提高铸坯坯直送率率技术实现生产产一体化化，轧钢钢生产计计划必须须按连铸铸的出坯坯顺序制制定。如如连铸连轧轧时，采用用板坯宽度度可调技术，缓缓和连铸铸和热轧轧机工序序之间的的矛盾。。质量控制制的工艺技术术转炉钢厂钢包脱气中间包结晶器二冷铸坯导辊矫直火焰切割质量检查减少夹杂防止脱氧产物少渣吹炼脱氧大断面气孔焊接超声波探伤浮游分离SCR法T型中包大弧形半径挡渣墙防止不纯洁保护气体密封液面调节防止表面缺陷均匀冷却高频振动缓匀冷却热态检查防止脆化调整结晶器冷却高温矫直防止中间偏析偏析分布电磁搅拌在线取样板坯样品防止突起模拟冷却调节防止内部裂纹减小内应力多点弯曲压缩浇注连铸机和和热轧机机的直接接连接技技术薄板坯（（带）连连铸ConventionalProcessrouteNear-net-shapecastingtechniqueMoltensteelSlabcasterSlabSlabconditioningReheatingfurnaceRoughermillSheetbarFinishermillHotstripproductColdstripproductColdrollinglThinslabcasterStripcasterThinstripcaster1-5mmthick20-40mmthick20-500μm150-350mmthick薄板坯（（带）连连铸1.CSP(CompactStripProduction))生产工工艺——紧凑凑式带钢钢生产线线CSP工工艺结晶晶器特征征连铸机结结晶器为漏斗状状，并配配一个可防防二次氧氧化的异形形浸入式式水口。顶视图剖视图薄板坯（带）连连铸2.ISP（In-lineStripProduction）生产工艺艺——在线带钢钢生产线线特点：1）采用立立弯式结结晶器；；2）采用薄薄壁收缩缩式长水口；3）采用铸铸轧工艺艺。薄形浸入入式水口口薄板坯（（带）连连铸3.同步结晶晶器浇注注薄板坯坯工艺1)Twin--beltthinslabcastersTwin-beltthinslabcastersHorizontalthinslabcastersHorizontalthinslabcasters同步结晶晶器浇注注薄板坯坯工艺2）Pilot-scalethinslabcasters带钢及薄薄带钢连连铸工艺艺1）Twin--rollstripcastersTwin-rollstripcastersUnequaldiametertwinrollsstripcasters带钢及薄薄带钢连连铸工艺艺2）Single-rollstripcasters带钢及薄薄带钢连连铸工艺艺3）SpraycastingtechniquesSprayrollingequipment连铸过程程的检测测和自动动控制1.过程程检测传传感器及及仪表1)钢水重量量、温度度及含氧氧量检测测仪表①钢水重量量有起重机机吊钩称称重法和和钢包回回转台设设置称重重传感器器两种方方法。应变片传传感器原原理为：：桥路输出出电压：：连铸过程程检测传传感器及及仪表②钢水温度度测量采用快速速测温头头，用Pt-Rh-Pt10分度号为S的热电偶偶，测量精度度较高。。测量原理理见下图图。逻辑判断断和数据据处理温度曲线线平台连铸过程程检测传传感器及及仪表③钢水含氧氧量测量量采用氧浓浓差电池池，浓差电池池的电动动势计算公式式为：连铸过程程检测传传感器及及仪表④中间包连连续测温温连铸过程程检测传传感器及及仪表2）钢水水液面测测量①中间包液液面测量量a.称重法到达设定定重量关关闭钢包包水口，，低于设设定值打打开水口口，使中中间包钢钢水波动动在1t左右。b.电磁感应应法装有发送送和接受受线圈，，液面高高阻挡磁磁力线就就较多，，液面低低阻挡磁磁力线就就少。连铸过程程检测传传感器及及仪表②结晶器液液位测量量1）热电偶偶测量法法2）涡流测测量法3）超声波波测量法法4）红外测测量法5）激光测测量法6）放射性性同位素素测量法法寻找黑点点射线接受受器，强强度与脉脉冲信号号大小有有关连铸机漏漏钢预报报装置连铸二冷冷水控制制钢包浸入入式水口口熔渣检检测连铸坯表表面缺陷陷在线检检测1）工业电视视摄象法法2）涡流检检测法当表面有有缺陷时时，涡流流的路线线加长电导率率降低磁通发发生变化化线圈圈阻抗改改变测测出表面面缺陷。辊间距检检测1）无线电电式辊间间距测定定装置差动变压压器装在在引锭杆杆头部带变送器器的传感感器2）激光光法辊间间距测定定装置连铸生产产过程计计算机控控制数据的连连接指令令和实际际操作操作人员员对操作作控制数数据的指指导微型计算算机和程程序装置置之间的的连接操作和技技术数据据分析大型连铸铸机计算算机系统统连铸电磁磁搅拌1.搅拌模式式根据它们们在冶金金长度上上的不同同位置大大致有：：1）结晶器器电磁搅搅拌（M-EMS）①结晶器电电磁搅拌拌（M-EMS）②跨于结晶晶器和足足辊之间间的电磁磁搅拌（（M-IEMS）2）二冷区电电磁搅拌拌（S-EMS）①结晶器下下口电磁磁搅拌（（SM-EMS）②足辊电磁磁搅拌（（I-EMS）③二冷区或或铸流电电磁搅拌拌（S-EMS）3）凝固末端端电磁搅搅拌（F-EMS）连铸电磁磁搅拌2.连铸电磁磁搅拌工工艺选择择钢的含碳量钢种连铸坯表面和内部质量要求表面和表层质量凝固组织和中心疏松中心偏析＜0.1%超低碳和伪齿轮钢M-EMS0.1-0.3%低碳钢M-EMSS-EMS0.3-0.6%中碳钢和低合金钢M-EMSS-EMSM+S-EMSS1+S2-EMS0.6-0.9%高碳钢M-EMSS1+S2-EMSM+F-EMSS+F-EMS＞0.9%非常高的碳钢M+S+F-EMS连铸电磁磁搅拌3.连铸电磁磁搅拌的的冶金作作用1）对铸坯坯等轴晶晶带的作作用；2）对铸坯坯表层质质量改善善的作用用；3）对铸坯坯中夹杂杂分布的的作用；；4）对铸坯坯中心偏偏析的作作用；5）对铸坯坯中心缩缩孔疏松松改善的的作用；；6）对铸坯坯搅拌带带树枝晶晶形态的的作用；；连铸的技技术经济济指标连铸坯的的产量连铸比连铸坯合合格率连铸坯收收得率连铸坯成成材率连铸机作作业率连浇炉数数连铸机达达产率溢漏率浇成率连铸坯的的产量连铸坯产产量是指指在某一一规定的的时间内内合格铸铸坯的产产量。一一般以月月、季、、年为时时间计算算单位。。连铸坯产产量（t）=生产铸坯坯总量-检验后废废品量-轧后或用用户退回回废品连铸比连铸比是是炼钢生生产工艺艺水平和和效益的的重要标标志之一一，反映映企业连连铸生产产状况。。连铸坯合合格率连铸坯合合格率是是产品质质量标准准。一般般以月、、年为时时间统计计单位。。连铸坯总总检验量量包括连连铸坯合合格产量量、冶炼炼废品量量、浇注注废品量量和退废废量的总总和。连铸坯切切头切尾尾、中间间罐更换换接头量量、中间间罐300mm以下高高度的余余钢量不不计在废废品之内内。连铸坯收收得率铸坯收得得率也称称连铸坯坯的金属属收得率率。它比比较精确确地反映映了连铸铸生产消消耗和钢钢液收得得情况。。浇注连铸铸坯钢水水量=连连铸坯合合格量++废品量量+中间间罐更换换接头总总量+中中间罐余余钢量++钢包开开浇后回回炉钢液液总量++钢包注注余钢液液总量++引流溢溢出钢液液总量++中间罐罐粘钢总总量+切切头切尾尾总量++浇注过过程及火火焰切割割时氧化化损失钢钢的总量量铸坯收得得率与断断面大小小有关，，铸坯断断面小收收得率低低些。连铸坯成成材率如果铸坯坯是两火火成材时时，可用用分步成成材率相相乘积作作为全过过程的成成材率。