冶金专业毕业论文 浅议连铸坯质量控制

1、完成专业课主题名称：连续板质量控制系统的探讨学号名字专业课指导教师2014年3月9日列表记录物.1挑选.2连铸坯的纯度和产品质量.31.1纯度和质量的关系.31.2提高纯度的措施.3连铸坯的表面质量.42.1表面裂纹.42.2表面渣.52.3皮下气泡和气孔.连铸坯内部质量.63.1分离中心.63.2中心松散.73.3内部裂纹.7飑连铸坯的形状.84.1鼓的变形.84.2钻石变形.84.3圆板变形.9摘褥子连铸板坯的质量决定了最终产品的质量。从广义上说，所谓的连铸板坯质量是合格产品所允许的连铸板坯缺陷的严重性，在连铸板坯缺陷允许范围内的合格产品。连铸板坯的质量从以下几个方面进行了评估：(1)连铸

2、坯的纯度：表示钢中夹杂物的含量、形态和分布。(2)连铸板坯的表面质量：主要指示板坯表面是否有裂纹、渣和皮下气泡等缺陷。连铸坯的这种表面缺陷主要发生在模具内坯料的形成生长过程中，与浇注温度、坯料速度、模具通量的性能、浸入式喷嘴的设计、结晶的内腔形状、水缝均匀的条件、模具振动和模具表面的稳定性因素有关。(3)连铸板坯内部质量：指出连铸板坯是否有准确的凝固结构，以及裂纹、分离、松散的缺陷程度。冷球冷却水的合理分配，支撑系统的严格配对是保证板质量的关键。(4)连铸板坯的形状：指明连铸板坯的几何尺寸是否符合规定要求。与模具母模仁尺寸和表面状态以及冷却均匀性有关。本文从以上四个方面阐述了在实际生产中对连铸

3、板坯质量控制采取的措施。连铸板坯纯度和产品质量1.1纯度和质量的关系纯度是指钢中非金属夹杂物的数量、形态和分布。与铸造相比，连铸的工序和浇注时间较长，所以夹杂物的来源广，构成复杂。夹杂物在模具液相店更难致富。特别是拉速度高的比利包德更难排除。夹杂物的存在破坏了钢基体的连续性和致密性。大于50m的夹杂物出现裂纹，连铸坯的低倍结构不合格，板层形成，冷轧钢板表面受损等，对钢造成了很大损失。夹杂物的大小、形态和分布对钢材质量的影响也不同，夹杂物小、球形，分散分布对钢材的影响小于集中。夹杂物大，偶然性分布时，数量少对钢材质量的危害也很大。例如：在深冲钢板的裂纹废料检查中发现的100300m不规则Cao-

4、Al2O3和al2o 3的大型夹杂物。另外，连铸坯的皮下有Al2O3夹杂物，轧制汽车板材表面出现黑线缺陷，板材表面涂层不良。包装中使用的镀锡板除了具有苛刻的冷弯性能外，对夹离合器的尺寸和数量还有要求。外国生产企业指出，厚度为0.3mm的薄钢板，在1mm的面积内，颗粒大小小于50m的夹杂物要小于5个，废品率低于0.05%，2，000个DI罐就可以深挖，进入1个以下的废品。表明，减少连铸坯中夹杂物的数量对提高深冲薄板钢质量具有重要意义。您可以看到包含在非常薄的钢板中的夹杂物大小的要求，例如直径为0.010.25mm的轮胎钢丝，以及厚度为0.025mm的镀锡钢板。此外，夹杂物的大小和数量对钢质量的影

5、响也与板的比表面积有关。表面积(s)和体积(v)与普通平板和坯的单位长度之比为0.2到0.8。随着薄板和带材技术的发展，S/V可以达到1050，如果钢中的夹杂含量相同，则意味着薄板薄带钢在生产薄板表面更近、薄板材质量方面存在更大的风险。因此，减少钢的夹杂物更为重要。1.2提高纯度的措施要提高钢的纯度，必须在钢进入模具之前，在每个工序中尽量减少对钢的污染，并允许夹杂物从钢中排除。为此，必须采取以下措施：无渣钢。转换器必须防止钢渣中的钢铁。电炉使用偏心炉底防止钢渣进入钢鼓。根据钢型的需要，选择合适的精炼处理，用纯钢液改善夹杂物的形态。没有氧化铸造技术。精炼钢液氧含量下降到2010-6以下。盛钢桶中

6、间罐模具均使用保护铸造。中间罐使用双渣罩，钢水与空气隔离，避免钢水的二次氧化。充分发挥中间罐冶金净化器的作用。吹Ar搅拌，改善钢水流量，消除中间罐死区；增加中间罐容量，加深熔池深度，延长中间罐中钢水的停留时间，促进夹杂物上升，进一步净化钢水。(5)连铸系统具有耐化学性、低熔性、高质量耐火材料，减少钢的外部夹杂物。充分发挥模具的钢水净化器和板坯表面质量控制器的作用。可选浸没喷嘴以合理的开放形状和角度，控制注入流动，促进夹杂物浮动分离，用性能优良的保护渣补充，吸收浮动夹杂物以净化钢水。另外，在模具内投入核心合金线，实现模具内微合金化，不仅提高了合金吸收率，还能精确控制钢水组成，调整凝固结构，改善夹

7、杂物形态，有利于钢的质量。使用电磁搅拌技术控制输液流动行为。静态状态下大于1mm的矿渣颗粒的浮动速度约为100 200cm/s。注射流动速度为60 10cm/s。模具液体的注射流动股票冲击区域中，夹杂物悬浮可能很困难。部分夹杂物很可能被凝固的树枝晶体捕获。实际上，在基板表面下1020cm处，夹杂物含量很高的情况很多。安装电磁刹车可以抑制注入的运动，促进夹杂物上浮，提高钢水的纯度。连铸板坯表面质量连铸坯表面质量的好坏决定了板的热加工前是否需要精细化，是影响金属产率和成本的重要因素，还是板的传热和直接轧制的前提。连铸坯表面缺陷的形成原因较为复杂，但整体主要由模具内的钢水凝固控制。2.1表面裂纹表面

8、裂纹位于脸纵向裂纹和横向裂纹可分为的方向和部位。角度纵向裂纹和横向裂纹；星形裂纹等。2.1.1纵向裂纹纵向裂纹出现在板较宽的面的中心部分，出现了很多边。表面纵向裂纹直接影响钢的质量。如果板表面有深度为2.5mm、长度为300mm的裂缝，则向板滚动会形成1125mm的分层缺陷。严重的裂纹深度超过10mm，可能会发生拆解事故或废品。模具的壳体表面已经有了小裂纹，板的二次冷却区域进入后，小裂纹继续扩散，形成了相当大的裂纹。在模具基体区域中，主要壳体的厚度不均匀，其应力超出了壳体的高温强度，在弱部分应力集中导致纵向裂纹。此外，不均匀的壳体厚度会导致圆形表面的凹处等形成纵向裂纹的决定因素。影响钢坯不均匀

9、增长的原因有很多，但关键仍然是弯刀的平均增长均匀性，为此必须采取以下措施：模具使用合理的反向锥度。壳体表面与装置壁接触良好，冷却良好，可以防止裂纹或拉伸泄漏。选择性能优良的矿渣。保护渣的特性中，粘度对板表面裂纹的影响最大，高粘度保护渣增加纵向裂纹。浸入式喷嘴的出口倾斜角和插入深度适当，应缓解注射流对板壳的侵蚀，以均匀增长防止纵向裂纹。根据浇注钢确定合理的浇注温度和铸坯速度。保持模具液面稳定。钢的化学成分应控制在适当的范围内。2.1.2角裂纹边缘垂直裂纹往往发生在板角1015mm，边缘，在板宽面和窄面的边界边缘附近，由于边缘是二维传热，模具边缘钢水的凝固速度比其他部分快，初级坯料早收缩，形成边缘

10、不均匀的气隙，热阻增加，影响壳体生长，其弱点经不起应力作用，形成边缘垂直裂纹。边缘纵向裂纹的关键在于模具。实验指出，在纵向加工模具窄铜片内壁的情况下，以圆弧形形式存在，使边缘壳体在一半模具高度强制接触模具壁，使热流增加70%，毛坯均匀生长，防止平板凹陷和角纵向裂纹。此外，还发现，当板宽度显示为鼓肚变形时，板的窄面可能一起出现轻微凹陷，从而导致没有边缘的纵向裂纹。这可能是因为窄面的凹面在宽面凸起时缓解了对角线部分的拉伸应力。钢坯的菱形会引起边角的纵向裂纹。为此，模具水接缝内的冷却流动分布必须均匀，保持模具腔的正态形状、正确尺寸、合理锥度和圆角半径及规格操作工艺，防止拐角裂纹。2.1.3侧裂纹产生

11、大量横向裂纹的板的内弧横向振动标记通常隐藏在看不见的地方。金相检验表明，裂纹深度为7毫米，宽度为0.2毫米，铁氧体网状区域，也是原生奥氏体晶界。晶界有AlN或Nb(CN)的粒子沉淀，降低晶界的结合力，导致横向裂纹的产生。奥氏体晶界沉淀粒子变粗、稀疏分布时，基板横向裂纹引起的废品减少。钢坯拉直后，内部弧侧作为拉应力，振动标记缺陷效应导致应力集中，正值使温度区脆性，有助于振动标记山谷中的横向裂纹生成。板表面有星形龟裂时，由于拉直应力的作用，这些小裂纹扩展到水平裂纹。当小乌龟裂纹位于角落时，形成角横向裂纹。如果浇注高碳钢和高磷硫钢，模具不润滑，摩擦力稍大的话，毛坯可能会横向开裂。横向裂纹减少可以从以

12、下方面开始：模具高频，小幅度振动；振动频率为200400次，振幅为24mm，是减少振动标记深度的有效方法。振动痕和横向裂纹往往是共生的，减少振动痕的深度会减少横向裂纹的产生。 2冷区使用柔和、弱的冷却，避免拉直时板的表面温度高于或低于颗粒沉淀温度 转换温度的延展性。通过降低钢中s、o、N的含量或添加Ti、Zr、Ca等元素，抑制C-N化合物和硫化物在晶界的析出，或使C-N化合物的颗粒变形，提高奥氏体晶粒的热延展性。选择性能优良的矿渣；保持模具表面的稳定性。横向裂纹经常沿着板表皮下较厚的奥氏体晶界分布，因此通过二次冷却，可以微调板表面层的奥氏体晶粒，减少对裂纹的敏感性，减少横向裂纹的形成。2.1.

13、4星形裂纹星形裂纹通常发生在晶界的小裂纹上，是星形或网状的。经过酸洗或短打后，藏在铁皮下的东西往往很难找到。主要是铜的表面层晶界渗透或AlN、BN或硫化物沉淀在晶界，因此晶界强度降低，晶界脆性发生裂纹。减少基板表面星形裂纹的措施：模具铜板的表面必须镀铬或镀镍，以减少铜的渗透。降低Cu、Zn等原含量，控制钢中残留成分 (Cu) 40，可以消除星形裂纹。控制钢的Al，n含量。选取适当的次要冷却系统。2.2表面渣表面夹渣在板表皮下2 10毫米处镶嵌大渣，也称为皮下夹渣。从其渣的组成来看，锰硅酸盐系夹杂物的外观颗粒大而浅；Al2O3系夹杂物小而深。如果不去除，成品的表面缺陷可能会提高产品的废品率。渣的

14、热导率低于钢，渣中坯料生长缓慢，凝固壳体弱，经常引起渗漏拉，普通渣的熔点高，容易形成表面渣。模具等级不稳定，铸造模具通量时，产生模具通量的根本原因。因此，排气口的造型、大小变更、插入深度、Ar气流吹得多少、塞失控、拉伸速度突然变更，会导致模具表面波动，从而在严重的情况下产生锁模熔渣。光看渣内容，就有未熔化的粉末保护渣，也有从液体渣中吸收未吸收的Al2O3夹杂物、溶解的高熔点Al2O3等的内容。如果皮下渣深度小于2mm，则可以在加热过程中去除板。如果皮下夹杂深度为2-5mm，则在热加工之前必须对毛坯进行表面光洁度。消除板坯表面渣需要采取的措施包括：为了最小化模具液位波动，最好进行较小的调节，保持液位稳定。浸入式喷嘴插入深度应控制在(12525)mm的最佳位置。浸入式喷嘴排气口的倾斜应根据出口流量股不搅动弯沉渣层的原则进行适当选择；适当调整罐塞杆Ar风量，防止气泡上浮，强烈搅动钢渣界面，翻转。性能优良的矿渣选择和(Al2O3)原始含量必须低于10%，并控制一定厚度的液态渣层。2.3皮下气泡和气孔在板表皮下，直径约1毫米，长度约10毫米，沿柱状生长方向分布的气泡被称为气泡。这种泡沫暴露在平板表面，被称为表面泡