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連鑄坯的表面質(zhì)量
1. 表面裂紋
1)表面縱裂紋
連鑄坯表面縱裂紋,會影響軋制產(chǎn)品質(zhì)量。如長300mm、深2.5mm的縱裂紋在軋制板材上留下1125mm的分層缺陷??v裂紋嚴(yán)重時會造成拉漏和廢品。
研究指出:縱裂紋發(fā)源于結(jié)晶器初生坯殼厚度的不均勻。作用于坯殼拉應(yīng)力超過鋼的允許強度,在坯殼薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致斷裂,出結(jié)晶器后在二次冷卻區(qū)擴展。
產(chǎn)生縱裂紋的原因有:
A. 水口與結(jié)晶器不對中而產(chǎn)生偏流沖刷凝固殼;
B. 保護渣熔化性能不良、液渣層過厚或過薄導(dǎo)致渣膜厚薄不均,使局部凝固 殼過薄。液渣層<10mm,縱裂紋明顯增加;
C. 結(jié)晶器液面波動。液面波動>10mm,縱裂發(fā)生幾率30%;
D. 鋼中S+P含量。鋼中S>0.02%,P>0.017%,鋼的高溫強度和塑性明顯降低,發(fā)生縱裂趨向增大;
E. 鋼中C在0.12-0.17%,發(fā)生縱裂傾向增大。
防止措施有:
A. 水口與結(jié)晶器要對中;
B. 結(jié)晶器液面波動穩(wěn)定在±10mm;
C. 合適的浸入式水口插入深度;
D. 合適的結(jié)晶器錐度;
E. 結(jié)晶器與二次冷卻區(qū)上部對弧要準(zhǔn);
F. 合適的保護渣性能;
G. 采用熱頂結(jié)晶器;
H. 根據(jù)所澆鋼種確定合理的澆注溫度及拉坯速度;
I. 鋼的化學(xué)成分應(yīng)控制在合適的范圍。
2)表面橫裂紋
橫裂紋是位于鑄坯內(nèi)弧表面振痕的波谷處,通常是隱藏看不見的。
原因有:
A. 振痕太深是橫裂紋的發(fā)源地;
B. 鋼中Al、Nb含量增加,促使質(zhì)點(AlN)在晶界沉淀,誘發(fā)橫裂紋;
C. 鑄坯在脆性溫度900-700℃矯直;
D. 二次冷卻太強。
防止措施有:
A. 結(jié)晶器采用高頻率(200-400次/分)、小振幅(2-4mm)振動;
B. 二次冷卻區(qū)采用平穩(wěn)的弱冷卻,使矯直時鑄坯表面溫度大900℃;
C. 結(jié)晶器液面穩(wěn)定,采用良好潤滑性能、粘度較低的保護渣;
D. 用火焰清理表面裂紋。
3)星狀裂紋(網(wǎng)狀裂紋)
星狀裂紋一般發(fā)生在晶間的細小裂紋,呈星狀或網(wǎng)狀。通常是隱藏在氧化鐵皮之下難于發(fā)現(xiàn),經(jīng)酸洗或噴丸后才出現(xiàn)在鑄坯表面。
原因有:
A. 高溫鑄坯表面吸收了結(jié)晶器的銅,而銅變成液體再沿奧氏體晶界滲透所致;
B. 鑄坯表面鐵的選擇性氧化,使鋼中殘余元素(如Cu、Sn等)殘留在表面沿晶界滲透形成裂紋。
防止辦法有:
A. 結(jié)晶器表面鍍Cr或Ni以增加硬度;
B. 合適的二次冷卻水量;
C. 控制鋼中殘余元素如Cu<0.2%;
D. 控制Mn/S>40;
E. 控制鋼中的Al含量。
2. 表面加渣
指鑄坯表皮下2-10mm鑲嵌有大塊的渣子。
鑄坯表面夾渣,若不及時清除,往往會造成成品的表面缺陷,另外,渣子的導(dǎo)熱性差,在夾渣處的凝固殼較薄,會引起拉漏事故。
防止措施:
(1) 要盡量減小結(jié)晶器液面波動;
(2) 浸入式水口插入深度應(yīng)控制在(125±25)mm的位置;
(3) 浸入式水口出孔的傾角要選擇得當(dāng),以出口流股不致攪動彎月面渣層為原則;
(4) 選用性能良好的保護渣。
3. 皮下氣泡與氣孔
在鑄坯表皮以下,直徑約1mm,長度在10mm左右,沿柱狀晶生長方向分布的氣泡稱為皮下氣泡。這些氣泡如裸露在外面的叫表面氣泡。沒有裸露的叫皮下氣泡,比氣泡小呈密集的小孔叫皮下針孔。在加熱爐內(nèi)鑄坯皮下氣泡表面被氧化,軋制過程不能焊合,產(chǎn)品形成裂紋。
原因:鋼液中氧、氫含量高。
防止措施:
(1) 強化脫氧;
(2) 凡是入爐的一切材料,與鋼液直接接觸的所有耐火材料,如鋼包、中間包及保護渣、覆蓋劑等必須干燥,以減少氫的來源;
(3) 采用全程保護澆注;
(4) 采用合適的精煉方式降低鋼中含氣量。
4. 雙澆
鋼液澆鑄中斷,在彎月面處產(chǎn)生凝殼,且不易與再澆鑄的鋼液相融,在鑄坯四周產(chǎn)生的連續(xù)痕跡叫“重接”或“雙澆”。
原因:水口堵塞、更換浸入式水口等造成的鋼液澆鑄中斷。
防止措施:減少鋼流中斷時間。
5. 重皮
在鑄坯表面呈現(xiàn)橫向不連續(xù)性,有明顯的不完全焊合的痕跡叫重皮。
原因:
(1) 結(jié)晶器的注流突然停澆,或瞬間停止拉坯;
(2) 鋼水太粘、溫度太低、水口堵塞、注流偏離等都可能引起重皮。