连铸坯质量控制-蔡开科

《连铸坯质量控制-蔡开科》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、1连铸坯质量控制北京科技大学冶金学院蔡开科2021/12/282目录连铸坯质量概念连铸坯洁净度连铸坯裂纹控制连铸坯内部缺陷控制连铸坯形状缺陷控制结论2021/12/2831.连铸坯质量概念铸坯洁净度：夹杂物数量、形状、尺寸和分布铸坯表面缺陷：纵裂纹、横裂纹、网状裂纹、夹渣、气孔连铸坯内部缺陷：裂纹、中心疏松、缩孔和偏析、非金属夹杂铸坯形状缺陷：鼓肚和脱方2021/12/2842.连铸坯夹杂物2.1钢中非金属夹杂物与产品质量钢中夹杂物评价金相法电解法硫印法总氧T[O]法，T[O]=[O]溶+[O]夹2021/12/285转炉吹炼终点：[O]夹→0，[O]溶=600～900ppm，此时T[O]=

2、[O]溶钢包脱氧合金化：[O]溶很低，T[O]=[O]夹用LECO仪分析的氧为T[O]量，T[O]越高，说明钢中氧化物夹杂就越多。如AL－K钢，钢中酸溶铝[Al]s=0.02～0.05%，由AL－O平衡图可知，[O]溶=3～7ppm.如连铸坯中测定T[O]＝20ppm,除去[O]溶外，氧化物夹杂中的氧[O]夹为13～17ppm，说明钢中已经很“干净”了。2021/12/286钢中夹杂物与产品缺陷钢中夹杂物数量、形状和尺寸决定于钢种和产品用途（表1和表2）2021/12/2872021/12/288高附加值产品对洁净度要求：钢中总氧T[O]要低（<20ppm）夹杂物数量少夹杂物尺寸要小（<50

3、μm）夹杂物形态要合适2021/12/2892.2连铸坯夹杂物分布特征铸坯厚度1/4处夹杂物集聚（图2－1)图2－1a铸坯内夹杂物分布2021/12/2810图2－11b连铸坯夹杂物聚积2021/12/2811图2－11c夹杂物扑捉面积与浸入深度关系2021/12/2812铸坯表层2～20mm夹杂物集聚（图2－2）图2－2铸坯表层下夹杂物分布2021/12/2813铸坯中偶然性夹杂物。如水口堵塞物，冲入液相穴而留在铸坯中（图2－3）；图2－3（a）在线硫印夹杂物在板坯厚度方向统计结果2021/12/2814图2－3（b）金相观察铸坯厚度方向上夹杂物的分布2021/12/2815铸坯表层下Ar

4、气泡＋Al2O3夹杂（图2－4）。连铸坯中夹杂物分布，导致轧制产品形成不同缺陷。图2－4气泡＋Al2O3夹杂聚合2021/12/28162.3连铸坯中夹杂物来源内生夹杂物：主要是脱氧产物，其特点是：[O]溶↑，脱氧产物增加；夹杂物尺寸细小<20μm；在钢包精炼搅拌，大部分夹杂物上浮；一般来说，对产品质量不构成大的危害；钢成分和温度变化时有新的夹杂物沉淀（<5μm）。2021/12/2817外来夹杂：钢水与环境（空气、包衬、炉渣、水口等）二次氧化产物，其特点是：夹杂物粒径>50μm，甚至几百μm；组成复杂；来源广泛；偶然性分布；对产品性能危害最大。生产洁净钢，就是要减少钢中夹杂物，尤其是要为减

5、少大颗粒夹杂物而奋斗。在连铸过程中夹杂来源于图2－5。2021/12/2818图2－5连铸过程中氧化物夹杂的来源2021/12/28192.4连铸坯夹杂物控制对策炼钢（1）终点[O]溶控制[O]溶=f([C]、(FeO)、T)。（2）出钢下渣量目标钢包渣层厚度50mm,下渣2kg/t。（3）钢包渣氧化性出钢渣中高（FeO+MnO）是渣子氧势量度。渣中（FeO+MnO）高，板坯中T[O]高，冷轧板卷缺陷增加渣氧化性控制方法：·渣稀释法：钢包加石灰、萤石或铝钒土造低熔点渣。·渣还原处理：出钢时加CaO+Al,可把渣中（FeO+MnO）降到<5%,铸坯中T[O]<15ppm，冷轧板缺陷大大降低。2

6、021/12/2820精炼（1）合适脱氧产物组成控制钢包脱氧合金化后，把钢中氧[O]溶转变为夹杂物中氧[O]夹，要减少钢中夹杂物,就是降低[O]夹，必须使脱氧产物上浮，它决定于：·形成低熔点的脱氧产物·夹杂物传输到钢渣界面·渣相吸收夹杂物就脱氧而言，分三种情况：1〕用Si+Mn脱氧如图2－6所示：形成脱氧产物有：纯SiO2（固体）；MnO·SiO2(液体)；MnO·FeO(固溶体)。控制合适Mn/Si比，得液相MnO·SiO2。2021/12/2821图2－6FeO-MnO-SiO2三元相图2021/12/28222〕用Si+Mn+Al脱氧如图2－7所示：形成的脱氧产物可能有：·蔷薇辉石（2

7、MnO·2Al2O3·5SiO2）；·硅铝榴石（3MnO·Al2O3·3SiO2）；·纯Al2O3(Al2O3>30%)。要把夹杂物成分控制在相图中的阴影区，则必须钢中[Al]<=0.006，钢中[O]溶可达20ppm而无Al2O3沉淀（图2-8），钢水可浇性好，不堵水口，铸坯又不产生皮下气孔。2021/12/2823图2－7MnO-SiO2-Al2O3相图2021/12/2824图2－8钢中〔Al〕与〔O〕