冶金專業(yè)畢業(yè)論文正稿

1、 畢 業(yè) 課 題課題名稱： 連 鑄 坯 質(zhì) 量 控 制 學(xué)號(hào)姓名專業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師2014年 06 月 21 日摘 要連鑄坯質(zhì)量決定著最終產(chǎn)品的質(zhì)量。從廣義來說所謂連鑄坯質(zhì)量是得到合格產(chǎn)品所允許的連鑄坯缺陷的嚴(yán)重程度，連鑄坯存在的缺陷在允許圍以，叫合格產(chǎn)品。連鑄坯質(zhì)量是從以下幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)的：(1)連鑄坯的純凈度：指鋼中夾雜物的含量，形態(tài)和分布。(2)連鑄坯的表面質(zhì)量：主要是指連鑄坯表面是否存在裂紋、夾渣與皮下氣泡等缺陷。連鑄坯這些表面缺陷主要是鋼液在結(jié)晶器坯殼形成生長過程中產(chǎn)生的，與澆注溫度、拉坯速度、保護(hù)渣性能、浸入式水口的設(shè)計(jì)，結(jié)晶式的腔形狀、水縫均勻情況，結(jié)晶器振動(dòng)以與結(jié)晶器液面的穩(wěn)定

2、因素有關(guān)。(3)連鑄坯的部質(zhì)量：是指連鑄坯是否具有正確的凝固結(jié)構(gòu)，以與裂紋、偏析、疏松等缺陷程度。二冷區(qū)冷卻水的合理分配、支撐系統(tǒng)的嚴(yán)格對(duì)中是保證鑄坯質(zhì)量的關(guān)鍵。(4)連鑄坯的外觀形狀：是指連鑄坯的幾何尺寸是否符合規(guī)定的要求。與結(jié)晶器腔尺寸和表面狀態(tài)與冷卻的均勻程度有關(guān)。本文從以上四個(gè)方面對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中連鑄坯的質(zhì)量控制采取的措施進(jìn)行說明。關(guān)鍵詞：連鑄坯、質(zhì)量、控制AbstractCasting billet quality determines the quality of the final product. From the generalized casting billet qualit

3、y is for so-called get qualified products allowed by the severity of casting billet defects, the defects of continuous casting slab in allowing scope, call of qualified products. Casting billet quality from the following several aspects to evaluate:(1) Is dramatically: refers to the continuous casti

4、ng slab in steel inclusion content, form and distribution.(2) The surface of continuous casting slab quality: mainly refers to the existence of casting billet surface cracks, slag inclusion and subcutaneous bubble etc defects. These surface defects casting billet is mainly in the crystallizer liquid

5、 steel solidified shell produces in the process of forming growth, and pouring temperature, throwing speed, protection of slag, into the design, crystallization type spout the inner chamber shape, water, seam uniform mould oscillation and mould the liquid surface stability factors.(3)The internal qu

6、ality of casting billet: refers to whether has the correct casting billet solidification structure, and crack, segregation, loose defects such as degree. Two cold district cooling water rationing, supporting system for the strict is the guarantee of billet quality in the key.(4)The appearance of con

7、tinuous casting slab shape: refers to the geometric size of casting billet compliance with requirements. And the mould cavity dimensions and within the uniform cooling surface state and depend on.This article from the above four aspects to actual production of casting billet quality control measures

8、 taken for instructions.Keywords: casting billet, quality, control12 / 13目 錄摘 要.1目 錄.3 連鑄坯純凈度與產(chǎn)品質(zhì)量.41.1純凈度與質(zhì)量的關(guān)系.41.2提高純凈度的措施.4連鑄坯的表面質(zhì)量.5 2.1表面裂紋.5 2.2表面夾渣.6 2.3皮下氣泡與氣孔.7連鑄坯部質(zhì)量.7 3.1中心偏析.7 3.2中心疏松.8 3.3部裂紋.8連鑄坯的外觀形狀.9 4.1鼓肚變形.9 4.2菱形變形.9 4.3圓鑄坯變形.10參靠文獻(xiàn). 11連鑄坯純凈度度與產(chǎn)品質(zhì)量1.1純凈度與質(zhì)量的關(guān)系純凈度是指鋼中非金屬夾雜物的數(shù)量、形態(tài)

9、和分布。與模鑄相比，連鑄的工序環(huán)節(jié)多，澆注時(shí)間長，因而夾雜物的來源圍廣，組成也較為復(fù)雜；夾雜物從結(jié)晶器液相穴上浮比較困難，尤其是高拉速的小方坯夾雜物更難于排除。夾雜物的存在破壞了鋼基體的連續(xù)性和致密性。大于50m的大型夾雜物往往伴有裂紋出現(xiàn)，造成連鑄坯低倍結(jié)構(gòu)不合格，板材分層，并損壞冷軋鋼板的表面等，對(duì)鋼危害很大。夾雜物的大小、形態(tài)和分布對(duì)鋼質(zhì)量的影響也不同，如果夾雜物細(xì)小，呈球形，彌散分布，對(duì)鋼質(zhì)量的影響比集中存在要小些；當(dāng)夾雜物大，呈偶然性分布，數(shù)量雖少對(duì)鋼質(zhì)量的危害也較大。例如：從深沖鋼板沖裂廢品的檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，裂紋處存在著100300m不規(guī)則的CaO-Al2O3和Al2O3的大型夾雜物。

10、再如，由于連鑄坯皮下有Al2O3夾雜物的存在，軋成的汽車薄板表面出現(xiàn)黑線缺陷，導(dǎo)致薄板表面涂層不良。還有用于包裝的鍍錫板，除要求高的冷成型性能外，對(duì)夾雜物的尺寸和數(shù)量也有相應(yīng)要求。國外生產(chǎn)廠家指出，對(duì)于厚度為0.3mm的薄鋼板，在1m2面積，粒徑小于50m的夾雜物應(yīng)少于5個(gè)，才能達(dá)到廢品率在0.05%以下，即深沖2000個(gè)DI罐，平不到1個(gè)廢品。可見減少連鑄坯夾雜物數(shù)量對(duì)提高深沖薄板鋼質(zhì)量的重要性。對(duì)于極細(xì)的鋼絲（如直徑為0.010.25mm的輪胎鋼絲）和極薄鋼板（如厚度為0.025mm的鍍錫板）中，其所含夾雜物尺寸的要求就可想而知了。此外，夾雜物的尺寸和數(shù)量對(duì)鋼質(zhì)量的影響還與鑄坯的比表面積有

11、關(guān)。一般板坯和方坯單位長度的表面積（S）與體積（V）之比在0.20.8。隨著薄板與薄帶技術(shù)的發(fā)展，S/V可達(dá)1050，若在鋼中的夾雜物含量一樣情況下，對(duì)薄板薄帶鋼而言，就意味著夾雜物更接近鑄坯表面，對(duì)生產(chǎn)薄板材質(zhì)量的危害也越大。所以降低鋼中夾雜物就更為重要了。1.2提高純凈度的措施提高鋼的純凈度就應(yīng)在鋼液進(jìn)入結(jié)晶器之前，從各工序著手盡量減少對(duì)鋼液的污染，并最大限度促使夾雜物從鋼液中排除。為此應(yīng)采取以下措施：無渣出鋼。轉(zhuǎn)爐應(yīng)擋渣出鋼；電爐采用偏心爐底出鋼，阻止鋼渣進(jìn)入盛鋼桶。根據(jù)鋼種的需要選擇合適的精煉處理方式，以純凈鋼液，改善夾雜物的形態(tài)。采用無氧化澆注技術(shù)。經(jīng)過精煉處理后的鋼液氧含量已降到2

12、0×10-6以下；在盛鋼桶中間罐結(jié)晶器均采用保護(hù)澆注；中間罐使用雙層渣覆蓋劑，鋼液與空氣隔絕，避免鋼液的二次氧化。充分發(fā)揮中間罐冶金凈化器的作用。采用吹A(chǔ)r攪拌，改善鋼液流動(dòng)狀況，消除中間罐死區(qū)；加大中間罐容量和加深熔池深度，延長鋼液在中間罐停留時(shí)間，促進(jìn)夾雜物上浮，進(jìn)一步凈化鋼液。）連鑄系統(tǒng)選用耐火度高，融損小，高質(zhì)量的耐火材料，以減少鋼中外來夾雜物。充分發(fā)揮結(jié)晶器的鋼液凈化器和鑄坯表面質(zhì)量控制器的作用。選用的浸入式水口應(yīng)有合理的開口形狀和角度，控制注流的運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)夾雜物的上浮分離；并輔以性能良好的保護(hù)渣，吸收溶解上浮夾雜凈化鋼液。另外，還可以向結(jié)晶器喂入包芯合金線，實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器微合

13、金化，這不僅提高了合金的吸收率，而且能精確控制鋼液成分，調(diào)整凝固結(jié)構(gòu)，改善夾雜物形態(tài)，有利于鋼的質(zhì)量。采用電磁攪拌技術(shù)，控制注流的運(yùn)動(dòng)。計(jì)算指出，在靜止?fàn)顟B(tài)下，大于1mm的渣粒上浮速度約100200cm/s；而注流向下流動(dòng)速度為6010cm/s；可見結(jié)晶器液相穴注流流股沖擊區(qū)域夾雜物上浮是有困難的；有部分夾雜物很可能被凝固的樹枝晶所捕集。實(shí)際上在鑄坯表面以下1020cm處往往夾雜物含量較高。安裝電磁制動(dòng)器可以抑制注流的運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)夾雜物上浮，提高鋼液的純凈度。連鑄坯的表面質(zhì)量連鑄坯表面質(zhì)量的好壞決定了鑄坯在熱加工之前是否需要精整，也是影響金屬收得率和成本的重要因素，還是鑄坯熱送和直接軋制的前提條

14、件。連鑄坯表面缺陷形成的原因較為復(fù)雜，但總體來講，主要是受結(jié)晶器鋼液凝固所控制。2.1表面裂紋表面裂紋就其出現(xiàn)的方向和部位，可以分為面部縱裂紋與橫裂紋；角部縱裂紋與橫裂紋；星狀裂紋等。2.1.1縱向裂紋縱向裂紋在板坯多出現(xiàn)在寬面的中央部位，方坯多發(fā)生在棱角處。表面縱裂紋直接影響鋼材質(zhì)量。若鑄坯表面存在深度為2.5mm，長度為300mm的裂紋，軋成板材后就會(huì)形成1125mm的分層缺陷。嚴(yán)重的裂紋深度達(dá)10mm以上，將造成漏鋼事故或廢品。其實(shí)早在結(jié)晶器坯殼表面就存在細(xì)小裂紋，鑄坯進(jìn)入二冷區(qū)后，微小裂紋繼續(xù)擴(kuò)展形成明顯裂紋。由于結(jié)晶器彎月面區(qū)初生坯殼厚度不均勻，其承受的應(yīng)力超過了坯殼高溫強(qiáng)度，在薄弱

15、處產(chǎn)生應(yīng)力集中致使縱向裂紋。坯殼厚度不均勻還會(huì)使小方坯發(fā)生菱變，圓坯表面產(chǎn)生凹陷，這些均是形成縱裂紋的決定因素。影響坯殼生長不均勻的原因很多，但關(guān)鍵仍然是彎月面初生坯殼生長的均勻性，為此應(yīng)采用以下措施：結(jié)晶器采用合理的倒錐度。坯殼表面與器壁接觸良好，冷卻均勻，可以避免產(chǎn)生裂紋和發(fā)生拉漏。選用性能良好的保護(hù)渣。在保護(hù)渣的特性中粘度對(duì)鑄坯表面裂紋影響最大，高粘度保護(hù)渣使縱裂紋增加。浸入式水口的出口傾角和插入深度要合適，安裝要對(duì)中，以減輕注流對(duì)鑄坯坯殼的沖刷，使其生長均勻，可防止縱裂紋的產(chǎn)生。根據(jù)所澆鋼種確定合理的澆注溫度與拉坯速度。保持結(jié)晶器液面穩(wěn)定。鋼的化學(xué)成分應(yīng)控制在合適的圍。2.1.2角部裂

16、紋角部縱裂紋常常發(fā)生在鑄坯角部1015mm處，有的發(fā)生在棱角上，板坯的寬面與窄面交界棱角附近部位，由于角部是二維傳熱，因而結(jié)晶器角部鋼水凝固速度較其他部位要快，初生坯殼收縮較早，形成了角部不均勻氣隙，熱阻增加，影響坯殼生長，其薄弱處承受不住應(yīng)力作用而形成角部縱裂紋。角部縱裂紋產(chǎn)生關(guān)鍵在結(jié)晶器。通過試驗(yàn)指出，倘若將結(jié)晶器窄面銅板壁縱向加工成凹面，呈弧線狀，這樣在結(jié)晶器1/2高度上，角部坯殼被強(qiáng)制與結(jié)晶器壁接觸，由此熱流增加了70%，坯殼生長均勻，因而避免了鑄坯凹陷和角部縱裂紋。另外，還發(fā)現(xiàn)當(dāng)板坯寬面出現(xiàn)鼓肚變形時(shí)，若鑄坯窄面能隨之呈微凹時(shí)，則無角部縱裂紋發(fā)生；這可能是由于窄面的凹下緩解了寬面凸起

17、時(shí)對(duì)角部的拉應(yīng)力。小方坯的菱變會(huì)引起角部縱裂紋。為此結(jié)晶器水縫冷卻水流分布要均勻，保持結(jié)晶器腔的正規(guī)形狀、正確尺寸、合理倒錐度和圓角半徑與規(guī)的操作工藝，可以避免角部裂紋的發(fā)生。2.1.3橫向裂紋橫向裂紋多出現(xiàn)鑄坯的弧側(cè)振痕波谷處，通常是隱避看不見的。經(jīng)金相檢查指出，裂紋深7mm，寬0.2mm，處于鐵素體網(wǎng)狀區(qū)，也正好是初生奧氏體晶界。晶界處還有AlN或Nb（CN）的質(zhì)點(diǎn)沉淀，因而降低了晶界的結(jié)合力，誘發(fā)了橫裂紋的產(chǎn)生。當(dāng)奧氏體晶界沉淀質(zhì)點(diǎn)粗大，呈稀疏分布，板坯橫裂紋產(chǎn)生的廢品減少。鑄坯矯直時(shí)，弧側(cè)受拉應(yīng)力作用，由于振痕缺陷效應(yīng)而產(chǎn)生應(yīng)力集中，如果正值 脆化溫度區(qū)，促成了振痕波谷處橫裂紋的生成。

18、當(dāng)鑄坯表面有星狀龜裂紋時(shí)，由于受矯直應(yīng)力的作用，以這些細(xì)小的裂紋為缺口擴(kuò)展成橫裂紋；若細(xì)小龜裂紋處于角部，則會(huì)形成角部橫裂紋。還有，澆注高碳鋼和高磷硫鋼時(shí)，若結(jié)晶器潤滑不好，摩擦力稍有增加也會(huì)導(dǎo)致坯殼產(chǎn)生橫裂紋。減少橫裂紋可從以下幾方面著手：結(jié)晶器采用高頻率，小振幅振動(dòng)；振動(dòng)頻率在200400次 ，振幅24mm，是減少振痕深度的有效辦法。振痕與橫裂紋往往是共生的，減小振痕深度可降低橫裂紋的發(fā)生。二冷區(qū)采用平穩(wěn)的弱冷卻，矯直時(shí)鑄坯的表面溫度要高于質(zhì)點(diǎn)沉淀溫度或高于轉(zhuǎn)變溫度，避開低延性區(qū)。降低鋼中S、O、N的含量，或加入Ti、Zr、Ca等元素，抑制C-N化物和硫化物在晶界的析出，或使C-N化物的質(zhì)

19、點(diǎn)變相，以改善奧氏體晶粒熱延性。選用性能良好的保護(hù)渣；保持結(jié)晶器液面的穩(wěn)定。橫裂紋往往沿著鑄坯表皮下粗大奧氏體晶界分布，因此可通過二次冷卻使鑄坯表面層奧氏體晶粒細(xì)化，降低對(duì)裂紋的敏感性，從而減少橫裂紋的形成。2.1.4星狀裂紋星狀裂紋一般發(fā)生在晶間的細(xì)小裂紋，呈星狀或呈網(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。主要是由于銅向鑄坯表面層晶界的滲透，或者有AlN，BN或硫化物在晶界沉淀，這都降低了晶界的強(qiáng)度，引起晶界的脆化，從而導(dǎo)致裂紋的形成。減少鑄坯表面星狀裂紋的措施：結(jié)晶器銅板表面應(yīng)鍍鉻或鍍鎳，減少銅的滲透。精選原料，降低Cu、Zn等元素的原始含量，以控制鋼中殘余

20、成分（Cu）0.20%。降低鋼中硫含量，并控制（Mn）（S）40，有可能消除星狀裂紋?？刂其撝械腁l、N含量；選擇合適的二次冷卻制度。2.2表面夾渣表面夾渣是指在鑄坯表皮下210mm鑲嵌有大塊的渣子，因而也稱皮下夾渣。就其夾渣的組成來看，錳-硅酸鹽系夾雜物的外觀顆粒大而淺；Al2O3系夾雜物細(xì)小而深。若不清除，會(huì)造成成品表面缺陷，增加制品的廢品率。夾渣的導(dǎo)熱性低于鋼，致使夾渣處坯殼生長緩慢，凝固殼薄弱，往往是拉漏的起因，一般渣子的熔點(diǎn)高易形成表面夾渣。保護(hù)渣澆注時(shí)，夾渣的根本原因是由于結(jié)晶器液面不穩(wěn)定所致。因此水口出孔的形狀、尺寸的變化、插入深度、吹A(chǔ)r氣量的多少、塞棒失控以與拉速突然變化等均

21、會(huì)引起結(jié)晶器液面的波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致夾渣；就其夾渣的容來看，有未熔的粉狀保護(hù)渣，也有上浮未來得與被液渣吸收的Al2O3夾雜物，還有吸收溶解了的過量高熔點(diǎn)Al2O3等。皮下夾渣深度小于2mm，鑄坯在加熱過程中可以消除；皮下夾雜深度在25mm時(shí)，熱加工前鑄坯必須進(jìn)行表面精整。為消除鑄坯表面夾渣，應(yīng)該采取的措施為：要盡量減小結(jié)晶器液面波動(dòng)，最好控制在小于 ，保持液面穩(wěn)定；浸入式水口插入深度應(yīng)控制在（125±25）mm的最佳位置；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(dòng)彎月面渣層為原則；間罐塞棒的吹A(chǔ)r氣量要控制合適，防止氣泡上浮時(shí)，對(duì)鋼渣界面強(qiáng)烈攪動(dòng)和翻動(dòng)；選用性能良好的保護(hù)渣，并

22、且（Al2O3）原始含量應(yīng)小于10%，同時(shí)控制一定厚度的液渣層。2.3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；這些氣泡若裸露于鑄坯表面稱其為表面氣泡；小而密集的小孔叫皮下氣孔，也叫皮下針孔；在加熱爐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；若埋藏較深的氣泡，也會(huì)使軋后產(chǎn)品形成細(xì)小裂紋；鋼液中氧、氫含量高也是形成氣泡的原因。為此要采取以下措施：強(qiáng)化脫氧，如鋼中溶解（Al）0.008%，可以消除CO氣泡的生成。凡是入爐的一切材料，與鋼液直接觸所有耐火材料，如盛鋼桶、中間罐等與保護(hù)渣，覆蓋劑等必須干燥，以減少氫的來源。如不

23、銹鋼中含氫量大于6×10-6，鑄坯的皮下氣泡數(shù)量驟然大增。采用全程保護(hù)澆注，若用油作潤滑劑時(shí)應(yīng)控制合適的給油量。選用合適的精煉方式降低鋼中氣體含量。中間罐塞棒的吹 氣量不要過大，控制合適。 連鑄坯部質(zhì)量鑄坯的部質(zhì)量是指鑄坯是否具有正確的凝固結(jié)構(gòu)、偏析程度、部裂紋、夾雜物含量與分布狀況等。凝固結(jié)構(gòu)是鑄坯的低倍組織，即鋼液凝固過程中所形成的等軸晶和柱狀晶的比例。鑄坯的部質(zhì)量與二冷區(qū)的冷卻與支撐系統(tǒng)是密切相關(guān)的。3.1中心偏析鋼液在凝固過程中，由于溶質(zhì)元素在固液相中的再分配形成了鑄坯化學(xué)成分的不均勻性，中心部位（C）、（P）、（S）含量明顯高于其他部位，這就是中心偏析，中心偏析往往與中心疏

24、松和縮孔相伴存在的，從而惡化了鋼的力學(xué)性能，降低了鋼的韌性和耐蝕性，嚴(yán)重的影響產(chǎn)品質(zhì)量。中心偏析是由于鑄坯凝固末期，尚未凝固富集偏析元素的鋼液流動(dòng)造成的。鑄坯的柱狀晶比較發(fā)達(dá)，凝固過程常有“搭橋”發(fā)生。方坯的凝固末端液相穴窄尖，“搭橋”后鋼液補(bǔ)縮受阻，形成“小鋼錠”結(jié)構(gòu)。因而周期性，間斷地出現(xiàn)了縮孔與偏析。板坯的凝固末端液相穴寬平，盡管有柱狀晶“搭橋”，鋼液仍能進(jìn)行補(bǔ)充；當(dāng)板坯發(fā)生鼓肚變形時(shí)，也會(huì)引起液相穴富集溶質(zhì)元素的鋼液流動(dòng)，從而形成中心偏析。為減小鑄坯的中心偏析，可采取以下措施：降低鋼中易偏析元素（P）、（S）的含量。應(yīng)采用鐵水預(yù)處理工藝，或盛鋼桶脫硫，將（S）量降到0.01%以下。控制

25、低過熱度的澆注，減小柱狀晶帶的寬度，從而達(dá)到控制鑄坯的凝固結(jié)構(gòu)。采用電磁攪拌技術(shù)，消除柱狀晶“搭橋”，增大中心等軸晶區(qū)寬度，達(dá)到減輕或消除中心偏析，改善鑄坯質(zhì)量。防止鑄坯發(fā)生鼓肚變形，為此二冷區(qū)夾輥要嚴(yán)格對(duì)弧；寬板坯的夾輥?zhàn)詈貌捎枚喙?jié)輥，避免夾輥?zhàn)冃巍Ｔ阼T坯的凝固末端采用輕壓下技術(shù)，來補(bǔ)償鑄坯最后凝固的收縮，從而抑制殘余鋼水的流動(dòng)，減輕或消除中心偏析。在鑄坯的凝固末端設(shè)置強(qiáng)制冷卻區(qū)?？梢苑乐构亩?，增加中心等軸晶區(qū)，中心偏析大為減輕，效果不亞于輕壓下技術(shù)。強(qiáng)制冷卻區(qū)長度與供水量可根據(jù)澆注需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。3.2中心疏松在鑄坯的斷面上分布有細(xì)微的孔隙，這些孔隙稱為疏松。分散分布于整個(gè)斷面的孔隙稱為一般

26、疏松，在樹枝晶間的小孔隙稱為枝晶疏松；鑄坯中心線部位的疏松即中心疏松。一般疏松和枝晶疏松在軋制過程中均能焊合；惟有中心疏松伴有明顯的偏析，軋制后，完全不能焊合。如不銹鋼其斷面壓縮比雖達(dá)1:16，仍然不能消除中心疏松缺陷；若中心疏松和中心偏析嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致中心線裂紋；在方坯上還會(huì)產(chǎn)生中心星狀裂紋。中心疏松還影響著鑄坯的致密度。根據(jù)鋼種的需要控制合適的過熱度和拉坯速度；二冷區(qū)采用弱冷卻制度和電磁攪拌技術(shù)，可以促進(jìn)柱狀晶向等軸晶轉(zhuǎn)化，是減少中心疏松和改善鑄坯致密度的有效措施，從而提高鑄坯質(zhì)量。3.3部裂紋鑄坯從皮下到中心出現(xiàn)的裂紋都是部裂紋，由于是在凝固過程中產(chǎn)生的裂紋，也叫凝固裂紋。從結(jié)晶器下口

27、拉出帶液心的鑄坯，在彎曲、矯直和夾輥的壓力作用下，于凝固前沿薄弱的固液界面上沿一次樹枝晶或等軸晶界裂開，富集溶質(zhì)元素的母液流入縫隙中，因此這種裂紋往往伴有偏析線，也稱其為“偏析條紋”。在熱加工過程中“偏析條紋”是不能消除的，在最終產(chǎn)品上必然留下條狀缺陷，影響鋼的力學(xué)性能，尤其是對(duì)橫向性能危害最大。3.3.1皮下裂紋一般在距鑄坯表面20mm以，與表面相垂直的細(xì)小裂紋，都稱其為皮下裂紋。裂紋大都靠近角部，也有在菱變后沿?cái)嗝鎸?duì)角線走向形成的。主要是由于鑄坯表面層溫度反復(fù)變化導(dǎo)致相變，沿兩相組織的交界面擴(kuò)展而形成的裂紋。3.3.2矯直裂紋帶液心的鑄坯進(jìn)入矯直區(qū)，鑄坯的弧表面受應(yīng)力作用，矯直變形率超過了

28、凝固前沿固液界面的臨界允許值，從晶間裂開，形成裂紋。3.3.3壓下裂紋壓下裂紋是與拉輥壓下方向相平行的一種中心裂紋。當(dāng)壓下力過大時(shí)，既使鑄坯完全凝固也有可能形成裂紋。3.3.4中心裂紋在板坯橫斷面中心線上出現(xiàn)的裂紋，并伴有P、S元素的正偏析，也稱其斷面裂紋。在加熱過程中裂紋表面被氧化，將使板坯報(bào)廢。這種缺陷很少出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)危害極大。3.3.5中心星狀裂紋在方坯斷面中心出現(xiàn)呈放射狀的裂紋為中心星狀裂紋，其形成原因主要是：由于凝固末期液相穴殘余鋼液凝固收縮，而周圍的固體阻礙其收縮產(chǎn)生拉應(yīng)力，中心鋼液凝固又放出潛熱而加熱周圍的固體而使其膨脹，在兩者綜合作用下，使中心區(qū)受到破壞而導(dǎo)致放射性裂紋。為減

29、少鑄坯部裂紋應(yīng)采取以下措施：對(duì)板坯連鑄機(jī)可采用壓縮澆鑄技術(shù)，或者應(yīng)用多點(diǎn)矯直技術(shù)、連續(xù)矯直技術(shù)均能避免鑄坯部裂紋發(fā)生。二冷區(qū)夾輥輥距要合適，要準(zhǔn)確對(duì)弧，支撐輥間隙誤差要符合技術(shù)要求。二冷區(qū)冷卻水分配要適當(dāng)，保持鑄坯表面溫度均勻。拉輥的壓下量要合適，最好用液壓控制機(jī)構(gòu)。連鑄坯形狀缺陷4.1鼓肚變形帶液心的鑄坯在運(yùn)行過程中，于兩支撐輥之間，高溫坯殼在鋼液靜壓力作用下，發(fā)生鼓脹成凸面的現(xiàn)象，稱之為鼓肚變形。板坯寬面中心凸起的厚度與邊緣厚度之差叫鼓肚量，用以衡量鑄坯鼓肚變形程度。高碳鋼在澆鑄大、小方坯時(shí)，于結(jié)晶器下口側(cè)面有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生鼓肚變形，同時(shí)還可能引起角部附近的皮下晶間裂紋。板坯鼓肚會(huì)引起液相穴富

30、集溶質(zhì)元素鋼液的流動(dòng)，從而加重鑄坯的中心偏析；也有可能形成部裂紋，給鑄坯質(zhì)量帶來危害。鼓肚量的大小與鋼液靜壓力、夾輥間距、冷卻強(qiáng)度等因素有密切關(guān)系。鑄坯液相穴高度越高，鋼液的靜壓力越大。例如澆鑄200mm厚的板坯，拉坯速度在1.2m/min，立式連鑄機(jī)最終凝固鋼水靜壓力是弧形連鑄機(jī)的1.5倍。鼓肚量隨輥間距的4次方而增加，隨坯殼厚度的3次方而減小，即鼓肚量（輥間距）4/（坯殼厚度）3。為減少鼓肚應(yīng)采取以下措施：降低連鑄機(jī)的高度，也就是降低了液相穴高度，減小了鋼液對(duì)坯殼的靜壓力；二冷區(qū)夾輥采用小輥距密排列；鑄機(jī)從上到下輥距應(yīng)由密到疏布置；支撐輥要嚴(yán)格對(duì)中；加大二冷區(qū)冷卻強(qiáng)度，以增加坯殼厚度和坯殼

31、的高溫強(qiáng)度；防止支撐輥的變形，板坯的支撐輥?zhàn)詈眠x用多節(jié)輥。4.2菱形變形菱形變形也叫脫方。是大、小方坯特有的缺陷。菱形變形是指鑄坯的一對(duì)角小于90°另一對(duì)角大于90°；兩對(duì)角線長度之差稱為脫方量。用兩對(duì)角線長度之差與對(duì)角線平均長度之比的百分?jǐn)?shù)來對(duì)角線平均長度衡量菱形變形程度。倘若脫方量小于3%時(shí)，方坯的鈍角處導(dǎo)出的熱量少，角部溫度高，坯殼較薄，在拉力的作用下會(huì)引起角部裂紋；如果脫方量大于6%時(shí)，鑄坯在加熱爐推鋼會(huì)發(fā)生堆鋼現(xiàn)象，或者軋制時(shí)咬入孔型困難，易產(chǎn)生折疊缺陷。因此鑄坯的脫方量控制在3%以下。從結(jié)晶器到二冷區(qū)，鑄坯的菱變還會(huì)定期輪換方向，即在一定周期由原來的鈍角轉(zhuǎn)換成銳角。鑄坯發(fā)生菱形變形主要是由于結(jié)晶器四壁冷卻不均勻，因而形成的坯殼厚度不均勻，引起收縮的不均勻，這一系