二冷比水量对铸坯质量的影响研究(附件)【字数：10083】
本文主要研究了二冷比水量对铸坯C偏析的影响。实验以国内某钢厂150mm2小方坯连铸机生产的82A钢为材料，选取浇次第3、4炉第十一流进行试验，连铸执行1.8m/min的拉速，中包过热度控制在30℃以下。将第11流关闭末端电磁搅拌，分别试验不同二冷比水量，各段配水比例，足辊段一段二段三段=26%41%21%12%。其它流次执行0.5L/Kg的比水量，使用末端电磁搅拌。发现比水量在0.4L/Kg和0.5L/Kg时，铸坯的中心偏析较轻，碳偏析值为1.07。且前者效果略微优于后者。此外，本文还通过热酸侵试验研究了比水量对低倍组织的影响。使用的是体积分数1:1的盐酸水溶液，将其加热到70℃，放入试样后保温20分钟，之后用水擦洗净表面，用吹风机快速吹干。然后用数码相机拍照后进行疏松、缩孔评级，并通过线比例计算等轴晶率。结果发现，铸坯其比水量的差异对中心疏松和缩孔影响较小。但等轴晶线比例对于比水量的差异较敏感。比水量增大，等轴晶线比例呈降低的趋势。关键词二冷比水量；C偏析；低倍组织；等轴晶率
目录
第一章文献综述 1
1.1连铸坯质量 1
1.1.1连铸坯的表面质量 1
1.1.2连铸坯内部质量 4
1.1.3连铸坯形状缺陷 7
1.2连铸坯质量要求 8
1.2.1连铸坯质量外观检验标准 8
1.2.2表面质量 9
1.2.3弯曲度 9
1.2.4边长测量 9
1.3二冷水对铸坯质量的影响 10
1.3.1二冷基本原理 10
1.3.2二冷控制 11
1.3.3二冷相关的铸坯质量问题 13
1.4国内外研究现状及分析 14
第二章 二冷比水量对中心偏析的影响 16
2.1实验方法 16
2.2实验结果 17
2.3分析数据 17
2.4本章小结 19
第三章二冷比水量对低倍组织的影响 20
3.1实验方法 20
3.2实验结果及分析 20
3.3本章小结 26
结论 27
致谢 28
参考文献 29 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
第一章文献综述
1.1连铸坯质量?
通常衡量铸坯质量标准如下：?
连铸坯表面质量；连铸坯内部质量；连铸坯形状缺陷。
1.1.1连铸坯的表面质量
铸坯表面质量的好坏既决定了铸坯在热加工前是否需要精整，同时也是影响金属收得率和成本的重要因素，还是铸坯直接轧制和热传送的前提条件[1]。虽然连铸坯表面缺陷形成的原因比较复杂，但总的来说，主要还是受结晶器内钢液凝固所控制。
1.1.1.1表面裂纹
表面裂纹根据其出现的方向以及部位，可分为面部横裂纹与纵裂纹；角部横裂纹与纵裂纹；星状裂纹等。
(1)纵向裂纹
在板坯宽面中部多有纵向裂纹出现，方坯在棱角处比较多。钢材质量受表面纵裂纹的影响。如果铸坯表面有深为2.5mm，长为300mm的裂纹，轧成板材后就会形成1125mm的分层缺陷。严重的裂纹深度达10mm以上，将造成漏钢事故或废品。在结晶器内坯壳表面其实就已经存在细小的裂纹，当铸坯进入二冷区后，裂纹将继续扩展形成明显裂纹。由于初生坯壳在结晶器弯月面区厚度不均匀，导致承受的应力超过了坯壳的极限，从而在薄弱的地方产生应力集中致使纵向裂纹。小方坯发生菱变也是由于坯壳厚度不均匀，圆坯表面产生凹陷，这些都是形成纵裂纹的决定性因素[2]。影响坯壳生长不均匀的因素很多，但弯月面初生坯壳生长是否均匀仍是该问题的关键所在，为此可以采取以下措施：
a.合理使用结晶器的倒锥度。为避免产生裂纹和发生拉漏，可以使坯壳表面与器壁接触良好，冷却均匀。
b.选用性能良好的保护渣。在保护渣的特性中粘度对铸坯表面裂纹影响最大，高粘度保护渣使纵裂纹增加。
c.浸入式水口合适的出口倾角和插入深度，安装要对中，这样可以减轻注流对铸坯壳的冲刷，防止纵裂纹的产生，使坯壳均匀生长。
d.根据所浇钢种确定合理的浇注温度及拉坯速度。
e.保持结晶器液面稳定。
f.钢的化学成分应控制在合适的范围。
(2)横向裂纹
铸坯内弧侧振痕波谷是横向裂纹的多发处，一般是看不见的。在铁素体网状区，同时也是初生奥氏体晶界。晶界处有质点沉淀，降低了晶界的结合力，从而诱发了横裂纹的产生。在奥氏体晶界沉淀质点粗大，分布稀疏时，板坯的横裂纹产生的废品减少。铸坯在矫直时，内弧侧由于拉应力的作用，因振痕缺陷效应产生了应力集中，如果此时正值脆化温度区，那么将促成振痕波谷处横裂纹的生成。当有星状龟裂纹在铸坯表面时，由于矫直应力的作用，这些星状龟裂纹会以其细小裂纹为缺口扩展成横裂纹；当细小龟裂纹位于角部时，就会形成角部横裂纹。另外，在高碳钢和高磷硫钢浇注过程中，若结晶器润滑不好，摩擦力稍有增加同样会导致坯壳产生横裂纹。以下为减少横裂纹的措施：
a.采用高频率、小振幅的结晶器；振动频率为200~400次，振幅2~4mm时，能有效减少振痕深度。横裂纹往往与振痕是一起发生的，振痕深度的减少能降低横裂纹的发生。
b.降低钢中S、O、N的含量，或加入Ti、Zn、Ca等元素，抑制CN化物和硫化物在晶界的析出，或使CN化物的质点变相，以改善奥氏体晶粒热延性。
c.选用性能良好的保护渣；保持结晶器液面的稳定。?
d.横裂纹一般分布在铸坯表皮下粗大奥氏体晶界处，由此可利用二次冷却使铸坯表面层奥氏体晶粒细化，使其降低对裂纹的敏感性，减少横裂纹的生成。
(3)角部裂纹
铸坯角部1015mm处一般会有角部纵裂纹，有的在棱角上，板坯宽窄面交界棱角附近，因为角部的二维传热，致使结晶器角部钢水凝固速度快于其他部位，初生坯壳收缩较早，使角部气隙不均匀，热阻增加，影响了坯壳的生长，其薄弱处承受不住应力作用而形成角部纵裂纹。结晶器是角部纵裂纹产生的关键因素。若将结晶器窄面铜板内壁纵向加工成凹面，这样在结晶器中部上，角部坯壳被强制与结晶器壁接触，热流增加70%，坯壳均匀生长，从而避免了铸坯凹陷和角部纵裂纹。此外，当板坯宽面出现鼓肚变形时，如果铸坯窄面随之微凹，则无角部纵裂纹发生；这大概是因为窄面的凹下缓解了宽面凸起时对角部拉应力的缘故吧。角部纵裂纹是由小方坯的菱变引起的。为此要保证结晶器水缝内冷却水流分布均匀，保持结晶器内腔的完好、正确尺寸、合理倒锥度和圆角半径及规范的操作工艺，避免发生角部裂纹。
目录
第一章文献综述 1
1.1连铸坯质量 1
1.1.1连铸坯的表面质量 1
1.1.2连铸坯内部质量 4
1.1.3连铸坯形状缺陷 7
1.2连铸坯质量要求 8
1.2.1连铸坯质量外观检验标准 8
1.2.2表面质量 9
1.2.3弯曲度 9
1.2.4边长测量 9
1.3二冷水对铸坯质量的影响 10
1.3.1二冷基本原理 10
1.3.2二冷控制 11
1.3.3二冷相关的铸坯质量问题 13
1.4国内外研究现状及分析 14
第二章 二冷比水量对中心偏析的影响 16
2.1实验方法 16
2.2实验结果 17
2.3分析数据 17
2.4本章小结 19
第三章二冷比水量对低倍组织的影响 20
3.1实验方法 20
3.2实验结果及分析 20
3.3本章小结 26
结论 27
致谢 28
参考文献 29 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
第一章文献综述
1.1连铸坯质量?
通常衡量铸坯质量标准如下：?
连铸坯表面质量；连铸坯内部质量；连铸坯形状缺陷。
1.1.1连铸坯的表面质量
铸坯表面质量的好坏既决定了铸坯在热加工前是否需要精整，同时也是影响金属收得率和成本的重要因素，还是铸坯直接轧制和热传送的前提条件[1]。虽然连铸坯表面缺陷形成的原因比较复杂，但总的来说，主要还是受结晶器内钢液凝固所控制。
1.1.1.1表面裂纹
表面裂纹根据其出现的方向以及部位，可分为面部横裂纹与纵裂纹；角部横裂纹与纵裂纹；星状裂纹等。
(1)纵向裂纹
在板坯宽面中部多有纵向裂纹出现，方坯在棱角处比较多。钢材质量受表面纵裂纹的影响。如果铸坯表面有深为2.5mm，长为300mm的裂纹，轧成板材后就会形成1125mm的分层缺陷。严重的裂纹深度达10mm以上，将造成漏钢事故或废品。在结晶器内坯壳表面其实就已经存在细小的裂纹，当铸坯进入二冷区后，裂纹将继续扩展形成明显裂纹。由于初生坯壳在结晶器弯月面区厚度不均匀，导致承受的应力超过了坯壳的极限，从而在薄弱的地方产生应力集中致使纵向裂纹。小方坯发生菱变也是由于坯壳厚度不均匀，圆坯表面产生凹陷，这些都是形成纵裂纹的决定性因素[2]。影响坯壳生长不均匀的因素很多，但弯月面初生坯壳生长是否均匀仍是该问题的关键所在，为此可以采取以下措施：
a.合理使用结晶器的倒锥度。为避免产生裂纹和发生拉漏，可以使坯壳表面与器壁接触良好，冷却均匀。
b.选用性能良好的保护渣。在保护渣的特性中粘度对铸坯表面裂纹影响最大，高粘度保护渣使纵裂纹增加。
c.浸入式水口合适的出口倾角和插入深度，安装要对中，这样可以减轻注流对铸坯壳的冲刷，防止纵裂纹的产生，使坯壳均匀生长。
d.根据所浇钢种确定合理的浇注温度及拉坯速度。
e.保持结晶器液面稳定。
f.钢的化学成分应控制在合适的范围。
(2)横向裂纹
铸坯内弧侧振痕波谷是横向裂纹的多发处，一般是看不见的。在铁素体网状区，同时也是初生奥氏体晶界。晶界处有质点沉淀，降低了晶界的结合力，从而诱发了横裂纹的产生。在奥氏体晶界沉淀质点粗大，分布稀疏时，板坯的横裂纹产生的废品减少。铸坯在矫直时，内弧侧由于拉应力的作用，因振痕缺陷效应产生了应力集中，如果此时正值脆化温度区，那么将促成振痕波谷处横裂纹的生成。当有星状龟裂纹在铸坯表面时，由于矫直应力的作用，这些星状龟裂纹会以其细小裂纹为缺口扩展成横裂纹；当细小龟裂纹位于角部时，就会形成角部横裂纹。另外，在高碳钢和高磷硫钢浇注过程中，若结晶器润滑不好，摩擦力稍有增加同样会导致坯壳产生横裂纹。以下为减少横裂纹的措施：
a.采用高频率、小振幅的结晶器；振动频率为200~400次，振幅2~4mm时，能有效减少振痕深度。横裂纹往往与振痕是一起发生的，振痕深度的减少能降低横裂纹的发生。
b.降低钢中S、O、N的含量，或加入Ti、Zn、Ca等元素，抑制CN化物和硫化物在晶界的析出，或使CN化物的质点变相，以改善奥氏体晶粒热延性。
c.选用性能良好的保护渣；保持结晶器液面的稳定。?
d.横裂纹一般分布在铸坯表皮下粗大奥氏体晶界处，由此可利用二次冷却使铸坯表面层奥氏体晶粒细化，使其降低对裂纹的敏感性，减少横裂纹的生成。
(3)角部裂纹
铸坯角部1015mm处一般会有角部纵裂纹，有的在棱角上，板坯宽窄面交界棱角附近，因为角部的二维传热，致使结晶器角部钢水凝固速度快于其他部位，初生坯壳收缩较早，使角部气隙不均匀，热阻增加，影响了坯壳的生长，其薄弱处承受不住应力作用而形成角部纵裂纹。结晶器是角部纵裂纹产生的关键因素。若将结晶器窄面铜板内壁纵向加工成凹面，这样在结晶器中部上，角部坯壳被强制与结晶器壁接触，热流增加70%，坯壳均匀生长，从而避免了铸坯凹陷和角部纵裂纹。此外，当板坯宽面出现鼓肚变形时，如果铸坯窄面随之微凹，则无角部纵裂纹发生；这大概是因为窄面的凹下缓解了宽面凸起时对角部拉应力的缘故吧。角部纵裂纹是由小方坯的菱变引起的。为此要保证结晶器水缝内冷却水流分布均匀，保持结晶器内腔的完好、正确尺寸、合理倒锥度和圆角半径及规范的操作工艺，避免发生角部裂纹。
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