連續(xù)鑄鋼(質量篇)課件

9.4質量篇9.4.1連鑄坯結構特征9.4.2連鑄坯缺陷9.4.3連鑄坯質量檢查和控制9.4質量篇9.4.1連鑄坯結構特征19.4.1連鑄坯結構特征1.連鑄坯內部結構及檢驗內部結構——用硫印或酸浸的方法在鑄坯橫斷面或縱斷面上顯示出來的內部組織結構。觀察鑄坯內部偏析及硫化物的分布情況。內部組織與普通鋼錠相似，也由邊緣等軸晶區(qū)、柱狀晶區(qū)和中心等軸晶區(qū)三個結晶區(qū)組成。9.4.1連鑄坯結構特征1.連鑄坯內部結構及檢驗內29.4.1連鑄坯結構特征2.偏析—“小鋼錠凝固模型”枝晶“搭橋”，把正在凝固中的鑄坯分隔成若干小的區(qū)域；在小鋼錠底部，由于結晶沉積產生正偏析和縮孔3.“V”型偏析縱剖面上的中心等軸晶區(qū)出現(xiàn)“V”偏析，是由兩相區(qū)濃化鋼水流動引起，也叫點狀偏析或半宏觀偏析。9.4.1連鑄坯結構特征2.偏析—“小鋼錠凝固模型”3.“V3內部凝固結構的控制1.影響連鑄坯凝固組織及偏析的因素1）澆注條件的影響2）鋼中含C量的影響3）連鑄機機型的影響4）鑄坯尺寸的影響小斷面鑄坯枝晶容易“搭橋”，柱狀晶發(fā)達；大斷面鑄坯枝晶不易“搭橋”，柱狀晶區(qū)比例相對較小。內弧側柱狀晶長度>外弧側1-內弧側2-外弧側內部凝固結構的控制1.影響連鑄坯凝固組織及偏析的因素2）鋼中4內部凝固結構的控制2.擴大等軸晶的方法1）低溫澆注或“零”過熱度澆注2）添加抗生劑，如Fe粉或鋼絲、稀土、鈷-硼酸鹽等。3）調整二冷水量4）電磁攪拌技術的應用內部凝固結構的控制2.擴大等軸晶的方法5內部凝固結構的控制3.降低連鑄坯中心偏析、疏松和V型偏析的方法1）電磁攪拌2）輕壓下技術壓下量用于補償鑄坯最后凝固時的收縮，防止?jié)饣撘旱牧鲃印?）連續(xù)鍛壓技術使液相穴末端形成致密的固相，防止?jié)饣撘旱牧鲃印?）“零”過熱度澆注——等軸晶率提高小方坯中心疏松的改善輕壓下對中心偏析面積的影響內部凝固結構的控制3.降低連鑄坯中心偏析、疏松和V型偏析的方69.4.2連鑄坯缺陷1.連鑄坯質量特征四項指標：幾何形狀、表面質量、內部組織致密性、鋼的清潔性連鑄的特點：過程可控2.連鑄坯缺陷分類1）表面缺陷2）內部缺陷3）形狀缺陷1-橫向角部裂紋2-縱向角部裂紋3-橫向裂紋4-縱向裂紋5-星形裂紋6-深振痕7-針孔8-宏觀夾雜9.4.2連鑄坯缺陷1.連鑄坯質量特征1-橫向角部裂紋7表面縱裂紋連鑄板坯表面中心部發(fā)生最多；長度30mm-10m;深度2-70mm;鑄坯“黑皮”狀態(tài)即容易發(fā)現(xiàn)。表面縱裂紋連鑄板坯表面中心部發(fā)生最多；8表面縱裂紋的形成原因表面縱裂紋的形成原因9表面縱裂紋的形成原因表面縱裂紋的形成原因10表面縱裂紋的形成原因表面縱裂紋的形成原因11縱裂紋的形成原因縱裂紋的形成原因12表面縱裂紋與碳含量的關系含碳0.09-0.17%的亞包晶鋼連鑄板坯縱裂紋發(fā)生率明顯高于其它碳含量的鋼種。表面縱裂紋與碳含量的關系含碳0.09-0.17%的亞包晶鋼連13縱裂紋防止要點及對策縱裂紋防止要點及對策14表面橫裂紋（振痕裂紋）表面橫裂紋（振痕裂紋）15角部橫裂紋角部橫裂紋16橫裂紋的成因及防止對策橫裂、角橫裂的成因：振痕（缺口效應、雜質富集）；鋼中Al、N、V等碳、氮化物析出，增加鋼的脆性；二冷溫度控制模式不當，鑄坯表面溫度進入脆性溫度區(qū)；矯直應力。防止橫裂、角橫裂的對策：減小振痕深度，增大振痕曲率半徑；減小結晶器鋼水液面波動；減小結晶器鑄坯摩擦力；提高鑄機對弧、對中精度；減少鋼中氮含量，控制碳、氮化物析出；采用合適的二冷溫度模式；矯直溫度避開鋼的脆性溫度區(qū)。橫裂紋的成因及防止對策橫裂、角橫裂的成因：17星形裂紋星形裂紋18星形裂紋的成因及防止對策星形裂紋的成因及防止對策19針孔缺陷針孔缺陷20針孔的成因及防止對策針孔的成因及防止對策21表面夾渣表面夾渣22表面夾渣的成因及防止對策表面夾渣的成因及防止對策23連鑄坯內部缺陷1-內部角裂2-側面中間裂紋3-中心線裂紋4-中心線偏析5-疏松6-中間裂紋7-非金屬夾雜物8-皮下鬼線9-縮孔10-中心星狀裂紋對角線裂紋11-針孔12-半宏觀偏析連鑄坯內部缺陷1-內部角裂24連鑄坯內部缺陷1.內部裂紋發(fā)生在凝固前沿，也稱“凝固裂紋”，又稱“偏析裂紋”形成過程：1）拉伸應力作用到凝固界面上；2）造成沿一次枝晶或等軸晶的晶界開裂；3）濃化的鋼液填充到開裂的空隙中。原因：鑄坯在冷卻、彎曲和矯直過程中，其內部變形率超過該鋼種的允許變形率（1340℃，ε=0.2%）中間裂紋原因：①鑄坯表面溫度回升；②鋼水過熱度太大；③含C量及Mn/S比；措施：①控制二冷強度(弱冷)；②控制澆注溫度；③采用電磁攪拌。連鑄坯內部缺陷1.內部裂紋25連鑄坯內部裂紋板坯中心線裂紋（斷面裂紋）原因：凝固末期鑄坯芯部收縮產生張應力；板坯鼓肚；過熱度太大；澆注太快，二冷過激，造成“枝晶搭橋”；[H]>10ppm。防止措施：①保持平滑的液相穴形狀，使坯殼均勻生長；②調整輥列系統(tǒng)；③防止凝固末期劇烈冷卻；④保持合適的過熱度；⑤降低鋼中含H量。對角線裂紋（角部裂紋）原因：方坯脫方（菱形變形）防止措施：①選用合適的結晶器錐度；②結晶器與夾輥準確對中；③加強出結晶器鑄坯的冷卻。連鑄坯內部裂紋板坯中心線裂紋（斷面裂紋）防止措施：26連鑄坯內部缺陷矯直與彎曲裂紋原因：鑄坯內部受張應力作用的一側。防止措施：①采用多點矯直技術；②壓縮澆鑄技術。非金屬夾雜物<1μm超微觀夾雜；1-5μm微觀夾雜；

>50μm宏觀夾雜。連鑄坯內部缺陷矯直與彎曲裂紋27連鑄坯形狀缺陷1）菱形變形（脫方）當脫方量大于3%，原因：結晶器錐度不當，冷卻不均勻，坯殼厚度不均勻，產生不均勻收縮。2）鼓肚變形鼓肚量的大小與鋼水靜壓力、夾輥間距、冷卻強度等因素有關。大于6%時，連鑄坯形狀缺陷1）菱形變形（脫方）原因：結晶器錐度不當，冷卻28連鑄坯質量檢查和控制連鑄是一個可控過程，通過對凝固過程的檢查和控制可獲得質量控制。了解連鑄條件與鑄坯缺陷之間的相互關系就可能預先判定產品質量。質量檢查的內容：1）鋼水成分（目標成分、微量元素、氣體含量等）2）鑄坯外形尺寸（斷面、長度等）3）表面質量（裂紋、氣孔等）4）內部質量（清潔性、裂紋、偏析等）1.鋼水質量中間包取樣、測溫（連續(xù)）、保護渣消耗、成分變化、液渣層厚度、耐火材料襯的剝落、吹氬等操作。連鑄坯質量檢查和控制連鑄是一個可控過程，通過對凝固過程的檢查29連鑄坯質量檢查和控制2.鑄坯質量檢查鑄坯幾何尺寸檢測（紅外輻射法、激光法）超聲波測內部質量深度酸浸或硫印檢查鑄坯宏觀組織、宏觀偏析和清潔性。3.表面檢查和清理1）根據表面直接輻射的光學系統(tǒng)；2）用外來光源的光學系統(tǒng)；3）渦流系統(tǒng)；4）超聲波法；5）感應加熱法；4.鑄機狀況檢查鑄機對中狀態(tài)、結晶器幾何形狀、二冷噴嘴堵塞情況。連鑄坯質量檢查和控制2.鑄坯質量檢查309.5綜合篇9.5.1

連鑄坯熱裝和直接軋制9.5.2

薄板坯（帶）連鑄9.5.3

連鑄過程的檢測和自動控制9.5.4連鑄電磁攪拌技術9.5.5

連鑄的技術經濟指標9.5綜合篇9.5.1連鑄坯熱裝和直接軋制319.5.1連鑄坯熱裝和直接軋制1.熱裝和直接軋制的工藝流程和優(yōu)點1）工藝流程2）優(yōu)點比較項目冷裝CC-CCR熱裝CC-HCR直接熱裝CC-DHCR連軋CCDR軋鋼所需燃耗×105kJ/t1.3380.8780.3850燒損/%1-20.5-0.70.2-0.80從出鋼到軋制成成品所需時間/h30-405-101-20.5-1連鑄鑄坯冷卻表面清理檢驗部分清理加熱爐軋制直接軋制熱裝9.5.1連鑄坯熱裝和直接軋制1.熱裝和直接軋制的工藝流程32連鑄與軋鋼間銜接模式1100℃CC-DR700-1000℃CC-DHCR處于（）區(qū)CC-HCR400-700℃CC-HCR冷裝CC-CCR連鑄與軋鋼間銜接模式1100℃700-1000℃處于（33連鑄坯熱裝和直接軋制2.實現(xiàn)熱裝和直接軋制的技術關鍵1）無缺陷鑄坯生產技術2）高溫連鑄坯生產技術

高溫出坯技術——緩冷鑄坯保溫技術——保溫罩鑄坯邊角部溫度補償技術——感應加熱、煤氣燒嘴加熱熱軋程序中負荷的最佳安排3.提高鑄坯直送率技術

實現(xiàn)生產一體化，軋鋼生產計劃必須按連鑄的出坯順序制定。如連鑄連軋時，采用板坯寬度可調技術，緩和連鑄和熱軋機工序之間的矛盾。連鑄坯熱裝和直接軋制2.實現(xiàn)熱裝和直接軋制的技術關鍵34質量控制的工藝技術轉爐鋼廠鋼包脫氣中間包結晶器二冷鑄坯導輥矯直火焰切割質量檢查減少夾雜防止脫氧產物少渣吹煉脫氧大斷面氣孔焊接超聲波探傷浮游分離SCR法T型中包大弧形半徑擋渣墻防止不純潔保護氣體密封液面調節(jié)防止表面缺陷均勻冷卻高頻振動緩勻冷卻熱態(tài)檢查防止脆化調整結晶器冷卻高溫矯直防止中間偏析偏析分布電磁攪拌在線取樣板坯樣品防止突起模擬冷卻調節(jié)防止內部裂紋減小內應力多點彎曲壓縮澆注質量控制的工藝技術轉爐鋼廠鋼包脫氣中間包結晶器二冷鑄坯導輥矯35連鑄機和熱軋機的直接連接技術連鑄機和熱軋機的直接連接技術36薄板坯（帶）連鑄ConventionalProcessrouteNear-net-shapecastingtechniqueMoltensteelSlabcasterSlabSlabconditioningReheatingfurnaceRoughermillSheetbarFinishermillHotstripproductColdstripproductColdrollinglThinslabcasterStripcasterThinstripcaster1-5mmthick20-40mmthick20-500μm150-350mmthick薄板坯（帶）連鑄ConventionalProcessr37薄板坯（帶）連鑄1.CSP(CompactStripProduction)生產工藝——緊湊式帶鋼生產線薄板坯（帶）連鑄1.CSP(CompactStripPr38CSP工藝結晶器特征連鑄機結晶器為漏斗狀，并配一個可防二次氧化的異形浸入式水口。頂視圖剖視圖CSP工藝結晶器特征連鑄機結晶器頂視圖剖視圖39薄板坯（帶）連鑄2.ISP（In-lineStripProduction）生產工藝——在線帶鋼生產線特點：1）采用立彎式結晶器；2）采用薄壁收縮式長水口；3）采用鑄軋工藝。薄板坯（帶）連鑄2.ISP（In-lineStripPr40薄形浸入式水口

薄形浸入式水口41薄板坯（帶）連鑄3.同步結晶器澆注薄板坯工藝1)Twin-beltthinslabcasters薄板坯（帶）連鑄3.同步結晶器澆注薄板坯工藝42Twin-beltthinslabcastersHorizontalthinslabcastersTwin-beltthinslabcastersHor43HorizontalthinslabcastersHorizontalthinslabcasters44同步結晶器澆注薄板坯工藝2）Pilot-scalethinslabcasters同步結晶器澆注薄板坯工藝2）Pilot-scalethin45帶鋼及薄帶鋼連鑄工藝1）Twin-rollstripcasters帶鋼及薄帶鋼連鑄工藝1）Twin-rollstripca46Twin-rollstripcastersUnequaldiametertwinrollsstripcastersTwin-rollstripcastersUnequal47帶鋼及薄帶鋼連鑄工藝2）Single-rollstripcasters帶鋼及薄帶鋼連鑄工藝2）Single-rollstrip48帶鋼及薄帶鋼連鑄工藝3）SpraycastingtechniquesSprayrollingequipment帶鋼及薄帶鋼連鑄工藝3）Spraycastingtech49連鑄過程的檢測和自動控制1.過程檢測傳感器及儀表1)鋼水重量、溫度及含氧量檢測儀表①鋼水重量有起重機吊鉤稱重法和鋼包回轉臺設置稱重傳感器兩種方法。應變片傳感器原理為：橋路輸出電壓：連鑄過程的檢測和自動控制1.過程檢測傳感器及儀表橋路輸出電壓50連鑄過程檢測傳感器及儀表②鋼水溫度測量采用快速測溫頭，用Pt-Rh-Pt10分度號為S的熱電偶，測量精度較高。測量原理見下圖。邏輯判斷和數據處理溫度曲線平臺連鑄過程檢測傳感器及儀表②鋼水溫度測量邏輯判斷和數據處理溫度51連鑄過程檢測傳感器及儀表③鋼水含氧量測量采用氧濃差電池，濃差電池的電動勢計算公式為：連鑄過程檢測傳感器及儀表③鋼水含氧量測量濃差電池的電動勢52連鑄過程檢測傳感器及儀表④中間包連續(xù)測溫連鑄過程檢測傳感器及儀表④中間包連續(xù)測溫53連鑄過程檢測傳感器及儀表2）鋼水液面測量①中間包液面測量a.稱重法到達設定重量關閉鋼包水口，低于設定值打開水口，使中間包鋼水波動在1t左右。b.電磁感應法裝有發(fā)送和接受線圈，液面高阻擋磁力線就較多，液面低阻擋磁力線就少。連鑄過程檢測傳感器及儀表2）鋼水液面測量54連鑄過程檢測傳感器及儀表

②結晶器液位測量1）熱電偶測量法2）渦流測量法3）超聲波測量法4）紅外測量法5）激光測量法6）放射性同位素測量法尋找黑點射線接受器，強度與脈沖信號大小有關連鑄過程檢測傳感器及儀表②結晶器液位測量尋找黑點射線接受器55連鑄機漏鋼預報裝置連鑄機漏鋼預報裝置56連鑄二冷水控制連鑄二冷水控制57鋼包浸入式水口熔渣檢測鋼包浸入式水口熔渣檢測58連鑄坯表面缺陷在線檢測1）工業(yè)電視攝象法2）渦流檢測法當表面有缺陷時，渦流的路線加長電導率降低磁通發(fā)生變化線圈阻抗改變測出表面缺陷。連鑄坯表面缺陷在線檢測1）工業(yè)電視攝象法59輥間距檢測1）無線電式輥間距測定裝置差動變壓器裝在引錠桿頭部帶變送器的傳感器2）激光法輥間距測定裝置輥間距檢測1）無線電式輥間距測定裝置差動變壓器裝在引錠桿頭部60連鑄生產過程計算機控制數據的連接指令和實際操作操作人員對操作控制數據的指導微型計算機和程序裝置之間的連接操作和技術數據分析連鑄生產過程計算機控制數據的連接指令和實際操作操作人員對操作61大型連鑄機計算機系統(tǒng)大型連鑄機計算機系統(tǒng)62連鑄電磁攪拌1.攪拌模式根據它們在冶金長度上的不同位置大致有：1）結晶器電磁攪拌（M-EMS）①結晶器電磁攪拌（M-EMS）②跨于結晶器和足輥之間的電磁攪拌（M-IEMS）2）二冷區(qū)電磁攪拌（S-EMS）①結晶器下口電磁攪拌（SM-EMS）②足輥電磁攪拌（I-EMS）③二冷區(qū)或鑄流電磁攪拌（S-EMS）

3）凝固末端電磁攪拌（F-EMS）連鑄電磁攪拌1.攪拌模式63連鑄電磁攪拌2.連鑄電磁攪拌工藝選擇鋼的含碳量鋼種連鑄坯表面和內部質量要求表面和表層質量凝固組織和中心疏松中心偏析＜0.1%超低碳和偽齒輪鋼M-EMS0.1-0.3%低碳鋼M-EMSS-EMS0.3-0.6%中碳鋼和低合金鋼M-EMSS-EMSM+S-EMSS1+S2-EMS0.6-0.9%高碳鋼M-EMSS1+S2-EMSM+F-EMSS+F-EMS＞0.9%非常高的碳鋼M+S+F-EMS連鑄電磁攪拌2.連鑄電磁攪拌工藝選擇鋼的含碳量鋼種連鑄坯表面64連鑄電磁攪拌3.連鑄電磁攪拌的冶金作用1）對鑄坯等軸晶帶的作用；2）對鑄坯表層質量改善的作用；3）對鑄坯中夾雜分布的作用；4）對鑄坯中心偏析的作用；5）對鑄坯中心縮孔疏松改善的作用；6）對鑄坯攪拌帶樹枝晶形態(tài)的作用；連鑄電磁攪拌3.連鑄電磁攪拌的冶金作用65連鑄的技術經濟指標

連鑄坯的產量連鑄比連鑄坯合格率連鑄坯收得率連鑄坯成材率連鑄機作業(yè)率連澆爐數連鑄機達產率溢漏率澆成率連鑄的技術經濟指標連鑄坯的產量連鑄比66連鑄坯的產量連鑄坯產量是指在某一規(guī)定的時間內合格鑄坯的產量。一般以月、季、年為時間計算單位。連鑄坯產量（t）=生產鑄坯總量-檢驗后廢品量-軋后或用戶退回廢品連鑄坯的產量連鑄坯產量是指在某一規(guī)定的時間內合格鑄坯67連鑄比連鑄比是煉鋼生產工藝水平和效益的重要標志之一，反映企業(yè)連鑄生產狀況。連鑄比連鑄比是煉鋼生產工藝水平和效益的重要標68連鑄坯合格率連鑄坯合格率是產品質量標準。一般以月、年為時間統(tǒng)計單位。

連鑄坯總檢驗量包括連鑄坯合格產量、冶煉廢品量、澆注廢品量和退廢量的總和。

連鑄坯切頭切尾、中間罐更換接頭量、中間罐300mm以下高度的余鋼量不計在廢品之內。連鑄坯合格率連鑄坯合格率是產品質量標準。一69連鑄坯收得率

鑄坯收得率也稱連鑄坯的金屬收得率。它比較精確地反映了連鑄生產消耗和鋼液收得情況。

澆注連鑄坯鋼水量=連鑄坯合格量+廢品量+中間罐更換接頭總量+中間罐余鋼量+鋼包開澆后回爐鋼液總量+鋼包注余鋼液總量+引流溢出鋼液總量+中間罐粘鋼總量+切頭切尾總量+澆注過程及火焰切割時氧化損失鋼的總量鑄坯收得率與斷面大小有關，鑄坯斷面小收得率低些。連鑄坯收得率鑄坯收得率也稱連鑄坯的金屬收70連鑄坯成材率如果鑄坯是兩火成材時，可用分步成材率相乘積作為全過程的成材率。連鑄坯成材率如果鑄坯是兩火成材時，可用分步成71連鑄機作業(yè)率連鑄機作業(yè)率反映連鑄機實際生產能力。一般按月、季、年統(tǒng)計計算。

連鑄機的實際作業(yè)時間=鋼包開澆起至切割完畢為止的時間+上引錠桿的時間+正常開澆等待的時間(<10min)未拉成鑄坯的上引錠桿時間計算為作業(yè)時間，設備只要開動一天，作業(yè)率即按全月考核。連鑄機作業(yè)率連鑄機作業(yè)率反映連鑄機實際生產72連澆爐數

連澆爐數是指同澆次中的爐數，或用裝一次引錠桿所澆鋼液的爐數。反映連鑄機的作業(yè)能力。平均連澆時間體現(xiàn)連鑄機連續(xù)作業(yè)的狀況。連澆爐數連澆爐數是指同澆次中的爐數，或用裝73連鑄機達產率

連鑄機的達產率是反映連鑄機生產管理水平和經濟效益的綜合指標。與作業(yè)率、連澆爐數、拉漏率等密切相關。連鑄機達產率連鑄機的達產率是反映連鑄機生產74溢漏率

溢鋼和漏鋼是連鑄生產過程的惡性事故，因此溢漏率是衡量連鑄機效益的關鍵性指標之一?？梢园丛?、季、年統(tǒng)計計算。溢漏率溢鋼和漏鋼是連鑄生產過程的惡性事故，因75澆成率

澆成率表示連鑄機澆鑄成功率的指標。與作業(yè)率、溢漏率、達產率等有直接關系。澆成率也有用澆注爐數來表示。澆成率澆成率表示連鑄機澆鑄成功率的指標。與作76思考題1.影響連鑄坯凝固組織及偏析的因素有哪些？2.擴大等軸晶的方法有哪些？3.降低連鑄坯中心偏析、疏松和V型偏析的方法有哪些？4.評價連鑄坯質量的特征是什么？5.連鑄坯的缺陷如何分類？6.什么是連鑄坯的內部裂紋，怎樣形成？原因為何？7.實現(xiàn)熱裝和直接軋制的技術關鍵是什么？8.近終形連鑄如何分類？9.連鑄電磁攪拌的冶金作用有哪些？思考題1.影響連鑄坯凝固組織及偏析的因素有哪些？779.4質量篇9.4.1連鑄坯結構特征9.4.2連鑄坯缺陷9.4.3連鑄坯質量檢查和控制9.4質量篇9.4.1連鑄坯結構特征789.4.1連鑄坯結構特征1.連鑄坯內部結構及檢驗內部結構——用硫印或酸浸的方法在鑄坯橫斷面或縱斷面上顯示出來的內部組織結構。觀察鑄坯內部偏析及硫化物的分布情況。內部組織與普通鋼錠相似，也由邊緣等軸晶區(qū)、柱狀晶區(qū)和中心等軸晶區(qū)三個結晶區(qū)組成。9.4.1連鑄坯結構特征1.連鑄坯內部結構及檢驗內799.4.1連鑄坯結構特征2.偏析—“小鋼錠凝固模型”枝晶“搭橋”，把正在凝固中的鑄坯分隔成若干小的區(qū)域；在小鋼錠底部，由于結晶沉積產生正偏析和縮孔3.“V”型偏析縱剖面上的中心等軸晶區(qū)出現(xiàn)“V”偏析，是由兩相區(qū)濃化鋼水流動引起，也叫點狀偏析或半宏觀偏析。9.4.1連鑄坯結構特征2.偏析—“小鋼錠凝固模型”3.“V80內部凝固結構的控制1.影響連鑄坯凝固組織及偏析的因素1）澆注條件的影響2）鋼中含C量的影響3）連鑄機機型的影響4）鑄坯尺寸的影響小斷面鑄坯枝晶容易“搭橋”，柱狀晶發(fā)達；大斷面鑄坯枝晶不易“搭橋”，柱狀晶區(qū)比例相對較小。內弧側柱狀晶長度>外弧側1-內弧側2-外弧側內部凝固結構的控制1.影響連鑄坯凝固組織及偏析的因素2）鋼中81內部凝固結構的控制2.擴大等軸晶的方法1）低溫澆注或“零”過熱度澆注2）添加抗生劑，如Fe粉或鋼絲、稀土、鈷-硼酸鹽等。3）調整二冷水量4）電磁攪拌技術的應用內部凝固結構的控制2.擴大等軸晶的方法82內部凝固結構的控制3.降低連鑄坯中心偏析、疏松和V型偏析的方法1）電磁攪拌2）輕壓下技術壓下量用于補償鑄坯最后凝固時的收縮，防止?jié)饣撘旱牧鲃印?）連續(xù)鍛壓技術使液相穴末端形成致密的固相，防止?jié)饣撘旱牧鲃印?）“零”過熱度澆注——等軸晶率提高小方坯中心疏松的改善輕壓下對中心偏析面積的影響內部凝固結構的控制3.降低連鑄坯中心偏析、疏松和V型偏析的方839.4.2連鑄坯缺陷1.連鑄坯質量特征四項指標：幾何形狀、表面質量、內部組織致密性、鋼的清潔性連鑄的特點：過程可控2.連鑄坯缺陷分類1）表面缺陷2）內部缺陷3）形狀缺陷1-橫向角部裂紋2-縱向角部裂紋3-橫向裂紋4-縱向裂紋5-星形裂紋6-深振痕7-針孔8-宏觀夾雜9.4.2連鑄坯缺陷1.連鑄坯質量特征1-橫向角部裂紋84表面縱裂紋連鑄板坯表面中心部發(fā)生最多；長度30mm-10m;深度2-70mm;鑄坯“黑皮”狀態(tài)即容易發(fā)現(xiàn)。表面縱裂紋連鑄板坯表面中心部發(fā)生最多；85表面縱裂紋的形成原因表面縱裂紋的形成原因86表面縱裂紋的形成原因表面縱裂紋的形成原因87表面縱裂紋的形成原因表面縱裂紋的形成原因88縱裂紋的形成原因縱裂紋的形成原因89表面縱裂紋與碳含量的關系含碳0.09-0.17%的亞包晶鋼連鑄板坯縱裂紋發(fā)生率明顯高于其它碳含量的鋼種。表面縱裂紋與碳含量的關系含碳0.09-0.17%的亞包晶鋼連90縱裂紋防止要點及對策縱裂紋防止要點及對策91表面橫裂紋（振痕裂紋）表面橫裂紋（振痕裂紋）92角部橫裂紋角部橫裂紋93橫裂紋的成因及防止對策橫裂、角橫裂的成因：振痕（缺口效應、雜質富集）；鋼中Al、N、V等碳、氮化物析出，增加鋼的脆性；二冷溫度控制模式不當，鑄坯表面溫度進入脆性溫度區(qū)；矯直應力。防止橫裂、角橫裂的對策：減小振痕深度，增大振痕曲率半徑；減小結晶器鋼水液面波動；減小結晶器鑄坯摩擦力；提高鑄機對弧、對中精度；減少鋼中氮含量，控制碳、氮化物析出；采用合適的二冷溫度模式；矯直溫度避開鋼的脆性溫度區(qū)。橫裂紋的成因及防止對策橫裂、角橫裂的成因：94星形裂紋星形裂紋95星形裂紋的成因及防止對策星形裂紋的成因及防止對策96針孔缺陷針孔缺陷97針孔的成因及防止對策針孔的成因及防止對策98表面夾渣表面夾渣99表面夾渣的成因及防止對策表面夾渣的成因及防止對策100連鑄坯內部缺陷1-內部角裂2-側面中間裂紋3-中心線裂紋4-中心線偏析5-疏松6-中間裂紋7-非金屬夾雜物8-皮下鬼線9-縮孔10-中心星狀裂紋對角線裂紋11-針孔12-半宏觀偏析連鑄坯內部缺陷1-內部角裂101連鑄坯內部缺陷1.內部裂紋發(fā)生在凝固前沿，也稱“凝固裂紋”，又稱“偏析裂紋”形成過程：1）拉伸應力作用到凝固界面上；2）造成沿一次枝晶或等軸晶的晶界開裂；3）濃化的鋼液填充到開裂的空隙中。原因：鑄坯在冷卻、彎曲和矯直過程中，其內部變形率超過該鋼種的允許變形率（1340℃，ε=0.2%）中間裂紋原因：①鑄坯表面溫度回升；②鋼水過熱度太大；③含C量及Mn/S比；措施：①控制二冷強度(弱冷)；②控制澆注溫度；③采用電磁攪拌。連鑄坯內部缺陷1.內部裂紋102連鑄坯內部裂紋板坯中心線裂紋（斷面裂紋）原因：凝固末期鑄坯芯部收縮產生張應力；板坯鼓肚；過熱度太大；澆注太快，二冷過激，造成“枝晶搭橋”；[H]>10ppm。防止措施：①保持平滑的液相穴形狀，使坯殼均勻生長；②調整輥列系統(tǒng)；③防止凝固末期劇烈冷卻；④保持合適的過熱度；⑤降低鋼中含H量。對角線裂紋（角部裂紋）原因：方坯脫方（菱形變形）防止措施：①選用合適的結晶器錐度；②結晶器與夾輥準確對中；③加強出結晶器鑄坯的冷卻。連鑄坯內部裂紋板坯中心線裂紋（斷面裂紋）防止措施：103連鑄坯內部缺陷矯直與彎曲裂紋原因：鑄坯內部受張應力作用的一側。防止措施：①采用多點矯直技術；②壓縮澆鑄技術。非金屬夾雜物<1μm超微觀夾雜；1-5μm微觀夾雜；

>50μm宏觀夾雜。連鑄坯內部缺陷矯直與彎曲裂紋104連鑄坯形狀缺陷1）菱形變形（脫方）當脫方量大于3%，原因：結晶器錐度不當，冷卻不均勻，坯殼厚度不均勻，產生不均勻收縮。2）鼓肚變形鼓肚量的大小與鋼水靜壓力、夾輥間距、冷卻強度等因素有關。大于6%時，連鑄坯形狀缺陷1）菱形變形（脫方）原因：結晶器錐度不當，冷卻105連鑄坯質量檢查和控制連鑄是一個可控過程，通過對凝固過程的檢查和控制可獲得質量控制。了解連鑄條件與鑄坯缺陷之間的相互關系就可能預先判定產品質量。質量檢查的內容：1）鋼水成分（目標成分、微量元素、氣體含量等）2）鑄坯外形尺寸（斷面、長度等）3）表面質量（裂紋、氣孔等）4）內部質量（清潔性、裂紋、偏析等）1.鋼水質量中間包取樣、測溫（連續(xù)）、保護渣消耗、成分變化、液渣層厚度、耐火材料襯的剝落、吹氬等操作。連鑄坯質量檢查和控制連鑄是一個可控過程，通過對凝固過程的檢查106連鑄坯質量檢查和控制2.鑄坯質量檢查鑄坯幾何尺寸檢測（紅外輻射法、激光法）超聲波測內部質量深度酸浸或硫印檢查鑄坯宏觀組織、宏觀偏析和清潔性。3.表面檢查和清理1）根據表面直接輻射的光學系統(tǒng)；2）用外來光源的光學系統(tǒng)；3）渦流系統(tǒng)；4）超聲波法；5）感應加熱法；4.鑄機狀況檢查鑄機對中狀態(tài)、結晶器幾何形狀、二冷噴嘴堵塞情況。連鑄坯質量檢查和控制2.鑄坯質量檢查1079.5綜合篇9.5.1

連鑄坯熱裝和直接軋制9.5.2

薄板坯（帶）連鑄9.5.3

連鑄過程的檢測和自動控制9.5.4連鑄電磁攪拌技術9.5.5

連鑄的技術經濟指標9.5綜合篇9.5.1連鑄坯熱裝和直接軋制1089.5.1連鑄坯熱裝和直接軋制1.熱裝和直接軋制的工藝流程和優(yōu)點1）工藝流程2）優(yōu)點比較項目冷裝CC-CCR熱裝CC-HCR直接熱裝CC-DHCR連軋CCDR軋鋼所需燃耗×105kJ/t1.3380.8780.3850燒損/%1-20.5-0.70.2-0.80從出鋼到軋制成成品所需時間/h30-405-101-20.5-1連鑄鑄坯冷卻表面清理檢驗部分清理加熱爐軋制直接軋制熱裝9.5.1連鑄坯熱裝和直接軋制1.熱裝和直接軋制的工藝流程109連鑄與軋鋼間銜接模式1100℃CC-DR700-1000℃CC-DHCR處于（）區(qū)CC-HCR400-700℃CC-HCR冷裝CC-CCR連鑄與軋鋼間銜接模式1100℃700-1000℃處于（110連鑄坯熱裝和直接軋制2.實現(xiàn)熱裝和直接軋制的技術關鍵1）無缺陷鑄坯生產技術2）高溫連鑄坯生產技術

高溫出坯技術——緩冷鑄坯保溫技術——保溫罩鑄坯邊角部溫度補償技術——感應加熱、煤氣燒嘴加熱熱軋程序中負荷的最佳安排3.提高鑄坯直送率技術

實現(xiàn)生產一體化，軋鋼生產計劃必須按連鑄的出坯順序制定。如連鑄連軋時，采用板坯寬度可調技術，緩和連鑄和熱軋機工序之間的矛盾。連鑄坯熱裝和直接軋制2.實現(xiàn)熱裝和直接軋制的技術關鍵111質量控制的工藝技術轉爐鋼廠鋼包脫氣中間包結晶器二冷鑄坯導輥矯直火焰切割質量檢查減少夾雜防止脫氧產物少渣吹煉脫氧大斷面氣孔焊接超聲波探傷浮游分離SCR法T型中包大弧形半徑擋渣墻防止不純潔保護氣體密封液面調節(jié)防止表面缺陷均勻冷卻高頻振動緩勻冷卻熱態(tài)檢查防止脆化調整結晶器冷卻高溫矯直防止中間偏析偏析分布電磁攪拌在線取樣板坯樣品防止突起模擬冷卻調節(jié)防止內部裂紋減小內應力多點彎曲壓縮澆注質量控制的工藝技術轉爐鋼廠鋼包脫氣中間包結晶器二冷鑄坯導輥矯112連鑄機和熱軋機的直接連接技術連鑄機和熱軋機的直接連接技術113薄板坯（帶）連鑄ConventionalProcessrouteNear-net-shapecastingtechniqueMoltensteelSlabcasterSlabSlabconditioningReheatingfurnaceRoughermillSheetbarFinishermillHotstripproductColdstripproductColdrollinglThinslabcasterStripcasterThinstripcaster1-5mmthick20-40mmthick20-500μm150-350mmthick薄板坯（帶）連鑄ConventionalProcessr114薄板坯（帶）連鑄1.CSP(CompactStripProduction)生產工藝——緊湊式帶鋼生產線薄板坯（帶）連鑄1.CSP(CompactStripPr115CSP工藝結晶器特征連鑄機結晶器為漏斗狀，并配一個可防二次氧化的異形浸入式水口。頂視圖剖視圖CSP工藝結晶器特征連鑄機結晶器頂視圖剖視圖116薄板坯（帶）連鑄2.ISP（In-lineStripProduction）生產工藝——在線帶鋼生產線特點：1）采用立彎式結晶器；2）采用薄壁收縮式長水口；3）采用鑄軋工藝。薄板坯（帶）連鑄2.ISP（In-lineStripPr117薄形浸入式水口

薄形浸入式水口118薄板坯（帶）連鑄3.同步結晶器澆注薄板坯工藝1)Twin-beltthinslabcasters薄板坯（帶）連鑄3.同步結晶器澆注薄板坯工藝119Twin-beltthinslabcastersHorizontalthinslabcastersTwin-beltthinslabcastersHor120HorizontalthinslabcastersHorizontalthinslabcasters121同步結晶器澆注薄板坯工藝2）Pilot-scalethinslabcasters同步結晶器澆注薄板坯工藝2）Pilot-scalethin122帶鋼及薄帶鋼連鑄工藝1）Twin-rollstripcasters帶鋼及薄帶鋼連鑄工藝1）Twin-rollstripca123Twin-rollstripcastersUnequaldiametertwinrollsstripcastersTwin-rollstripcastersUnequal124帶鋼及薄帶鋼連鑄工藝2）Single-rollstripcasters帶鋼及薄帶鋼連鑄工藝2）Single-rollstrip125帶鋼及薄帶鋼連鑄工藝3）SpraycastingtechniquesSprayrollingequipment帶鋼及薄帶鋼連鑄工藝3）Spraycastingtech126連鑄過程的檢測和自動控制1.過程檢測傳感器及儀表1)鋼水重量、溫度及含氧量檢測儀表①鋼水重量有起重機吊鉤稱重法和鋼包回轉臺設置稱重傳感器兩種方法。應變片傳感器原理為：橋路輸出電壓：連鑄過程的檢測和自動控制1.過程檢測傳感器及儀表橋路輸出電壓127連鑄過程檢測傳感器及儀表②鋼水溫度測量采用快速測溫頭，用Pt-Rh-Pt10分度號為S的熱電偶，測量精度較高。測量原理見下圖。邏輯判斷和數據處理溫度曲線平臺連鑄過程檢測傳感器及儀表②鋼水溫度測量邏輯判斷和數據處理溫度128連鑄過程檢測傳感器及儀表③鋼水含氧量測量采用氧濃差電池，濃差電池的電動勢計算公式為：連鑄過程檢測傳感器及儀表③鋼水含氧量測量濃差電池的電動勢129連鑄過程檢測傳感器及儀表④中間包連續(xù)測溫連鑄過程檢測傳感器及儀表④中間包連續(xù)測溫130連鑄過程檢測傳感器及儀表2）鋼水液面測量①中間包液面測量a.稱重法到達設定重量關閉鋼包水口，低于設定值打開水口，使中間包鋼水波動在1t左右。b.電磁感應法裝有發(fā)送和接受線圈，液面高阻擋磁力線就較多，液面低阻擋磁力線就少。連鑄過程檢測傳感器及儀表2）鋼水液面測量131連鑄過程檢測傳感器及儀表

②結晶器液位測量1）熱電偶測量法2）渦流測量法3）超聲波測量法4）紅外測量法5）激光測量法6）放射性同位素測量法尋找黑點射線接受器，強度與脈沖信號大小有關連鑄過程檢測傳感器及儀表②結晶器液位測量尋找黑點射線接受器132連鑄機漏鋼預報裝置連鑄機漏鋼預報裝置133連鑄二冷水控制連鑄二冷水控制134鋼包浸入式水口熔渣檢測鋼包浸入式水口熔渣檢測135連鑄坯表面缺陷在線檢測1）工業(yè)電視攝象法2）渦流檢測法當表面有缺陷時，渦流的路線加長電導率降低磁通發(fā)生變化線圈阻抗改變測出表面缺陷。連鑄坯表面缺陷在線檢測1）工業(yè)電視攝象法136輥間距檢測1）無線電式輥間距測定裝置差動變壓器裝在引錠桿頭部帶變送器的傳感器2）激光法輥間距測定裝置輥間距檢測1）無線電式輥間距測定裝置差動變壓器裝在引錠桿頭部137連鑄生產過程計算機控制數據的連接指令和實際操作操作人員對操作控制數據的指導微型計算機和程序裝置之間的連接操作和技術數據分析連鑄生產過程計算機控制數據的連接指令和實際操作操作人員對操作138大型連鑄機計算機系統(tǒng)大型連鑄機計算機系統(tǒng)139連鑄電磁攪拌1.攪拌模式根據它們在冶金長度上的不同位置大致有：1）結晶器電磁攪拌（M-EMS）①結晶器電磁攪拌（M-EMS）②跨于結晶器和足輥之間的電磁攪拌（M-IEMS）2）二冷區(qū)電磁攪拌（S-EMS）①結晶器下口電磁攪拌（SM-EMS）②足輥電磁攪拌（I-EMS）③二冷區(qū)或鑄流電磁攪拌（S-EMS）

3）凝固末端電磁攪拌（F-EMS）連鑄電磁攪拌1.攪拌模式140連鑄電磁攪拌2.連鑄電磁攪拌工藝選擇鋼的含碳量鋼種連鑄坯表面和內部質量要求表面和表層質量凝固組織和中心疏松中心偏析＜0.1%超低碳和偽齒輪鋼M-EMS0.1-0.3%低碳鋼M-EMSS-EMS0.3-0.6%中碳鋼和低合金鋼M-EMSS-EMSM+S-EMSS1+S2-EMS0.6-0.9%高碳鋼M-EMSS1+S2-EMSM+F-EMSS+F-EMS＞0.9%非常高的碳鋼M+S+F-EMS連鑄電磁攪拌2.連鑄電磁攪拌工藝選擇鋼的含碳量鋼種連鑄坯表面141連鑄