安鋼小方坯脫方成因ppt課件

安鋼小方坯脫方成因分析與防止措施,1前言2脫方成因分析3影響脫方的工藝因素4影響脫方的設(shè)備因素5減少脫方的措施,1,1前言,安鋼連鑄小方坯斷面為120mm120rmn，投產(chǎn)初期，時(shí)常發(fā)生脫方還伴有角部裂紋，嚴(yán)重時(shí)會(huì)由裂紋擴(kuò)展而導(dǎo)致漏鋼事故。當(dāng)方坯橫截面上兩個(gè)對(duì)角線長(zhǎng)度不相等時(shí)稱脫方(又叫菱形變形)。脫方的程度通常用兩個(gè)對(duì)角線之差與兩個(gè)對(duì)角線平均值之比來(lái)表示，即：R=(ab)(a十b)2100當(dāng)R值大于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)即判為菱形廢品。當(dāng)R3標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，在鑄坯鈍角處常出現(xiàn)裂紋；若R6標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，則造成加熱爐內(nèi)推鋼不便和軋鋼時(shí)不能咬入。,2,脫方發(fā)生的主要原因是在結(jié)晶器中坯殼冷卻不均勻，厚度差別大，在結(jié)晶器和二冷區(qū)內(nèi)，引起坯殼不均勻收縮，厚坯殼收縮量大，薄坯殼收縮量小；在冷卻強(qiáng)度大的角部或兩個(gè)面之間形成銳角，在冷卻強(qiáng)度小的角部或兩個(gè)面之間形成鈍角，這就形成了方坯的脫方缺陷。脫方初始形成在彎月面以下約50mm的范圍內(nèi)，布里馬科姆用結(jié)晶器冷面上的不同步間歇沸騰來(lái)說(shuō)明脫方的形成，認(rèn)為脫方源于鑄坯的4個(gè)面冷卻不均勻。這也可以解釋脫方為何會(huì)周期性地轉(zhuǎn)換方向。脫方在彎月面處形成，但鑄坯在出結(jié)晶器之前，受到結(jié)晶器的遏制，脫方不會(huì)有很大發(fā)展。出結(jié)晶器后，即便噴淋水在鑄坯4個(gè)面上冷卻均勻，脫方也會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。這是因?yàn)樵诮Y(jié)晶器出口處銳角的坯殼厚度大于鈍角，因而銳角被水噴淋的冷卻速度將大于鈍角。因此，如果小方坯在彎月面處的4個(gè)角和4個(gè)面都能均勻冷卻，就可以消除脫方。,3,3影響脫方的工藝因素,1)澆注溫度和拉坯速度澆注溫度高、拉速快容易引起結(jié)晶器內(nèi)冷卻水的間歇沸騰和坯殼變形。致使坯殼厚度減薄，坯殼的強(qiáng)度和剛度降低。這些都會(huì)使初生坯殼在不均衡力作用下產(chǎn)生變形，助長(zhǎng)脫方的發(fā)生。2)中間罐水口偏斜或注流不對(duì)中當(dāng)注流偏斜時(shí)，易使該區(qū)域坯殼減薄，而相對(duì)區(qū)域坯殼相應(yīng)加厚，使坯殼的不均勻性加劇。3)鋼水脫氧程度4)化學(xué)成分,4,3)鋼水脫氧程度,鋼水的純凈度及氧化性影響坯殼在結(jié)晶器內(nèi)凝固的均勻性和坯殼厚度。當(dāng)鋼中A10.006時(shí)，容易產(chǎn)生水口結(jié)瘤，用氧槍燒眼后易造成注流偏斜，這些都將使結(jié)晶器內(nèi)坯殼的生長(zhǎng)不均勻。,5,(1)鋼中C含量安鋼小方坯生產(chǎn)的低合金鋼(HRB335)要求C=0.0170.23。實(shí)踐表明，當(dāng)C0.2時(shí)最容易脫方。這是由于鋼在此碳含量時(shí)，結(jié)晶器的熱導(dǎo)偏高、鋼的凝固區(qū)間偏短。二者的共同影響使得這種碳含量的鋼脫方最大。實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。(2)鋼中P含量鋼中P高時(shí)，可以減少坯殼在結(jié)晶器內(nèi)的有效厚度，使彎月面以下2050mm處的熱流增加，容易產(chǎn)生間歇沸騰，也就容易脫方。與低碳鋼相比，P更容易使高碳鋼脫方。安鋼生產(chǎn)的小方坯屬低碳鋼，所以P含量對(duì)其脫方的影響不明顯。(3)鋼中S含量鋼中S30時(shí)，有利于減緩脫方。,6,表1鋼的碳含量對(duì)脫方的影響,7,4影響脫方的設(shè)備因素,1)結(jié)晶器振動(dòng)結(jié)晶器振動(dòng)不平穩(wěn)、液面起伏過(guò)大，使鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)受力不均勻，增加鑄坯與結(jié)晶器銅壁之間氣隙的不均勻程度，導(dǎo)致不均勻傳熱，加劇坯殼厚度的不均勻性，加劇脫方。2)結(jié)晶器銅管錐度錐度大，脫方程度減輕。3)銅管的使用情況銅管磨損嚴(yán)重、鍍鉻層不規(guī)則剝落及變形達(dá)到一定程度等因素，都可能造成結(jié)晶器內(nèi)初生坯殼厚度不均勻，致使在拉坯過(guò)程中，因氣隙較大、冷卻不均勻而產(chǎn)生脫方并加劇。4)結(jié)晶器冷卻水質(zhì)結(jié)晶器冷卻水質(zhì)影響銅壁溫度和銅管變形。從冷卻水中沉積到銅管外壁上的水垢會(huì)引起銅壁局部熱阻升高，加劇間歇沸騰和銅管變形，促使鑄坯脫方。5)結(jié)晶器水套,8,如果結(jié)晶器銅管周邊的冷卻水流速不均勻，銅管四壁的熱流密度不同，就會(huì)使坯殼冷卻不均勻，導(dǎo)致脫方。水套通常用軟鋼(08F)制造以降低成本，但軟鋼易受腐蝕并變形嚴(yán)重，影響水縫尺寸。若水套角部不是圓角，角部的水流間隙就比面部大，這就局部降低了水流的阻力，使水優(yōu)先流向角部，從而減少面部水流速度。一般來(lái)說(shuō)，角部承受的冷卻是足夠的，而面部要求有高的水流速度來(lái)減少銅管變形。此外，在角部開(kāi)口的水流間隙有把相鄰兩個(gè)面的水流隔開(kāi)的作用，因此水流人口處的速度不均勻且不能調(diào)整。要保證均勻的水縫就必須要求水套的圓角與銅管的圓角同心。6)導(dǎo)向段,9,導(dǎo)向段磨損及變形可使鑄坯偏離弧線，使鑄坯與銅管之間受力不均勻，導(dǎo)致坯殼與銅管之間的氣隙不均勻，影響局部傳熱的不均勻，加劇脫方。另外，若結(jié)晶器和二冷段不對(duì)中，噴嘴有堵塞、脫落或噴嘴設(shè)計(jì)不當(dāng)也將加劇脫方程度。7)拉矯機(jī)拉矯機(jī)壓力過(guò)大，會(huì)造成鑄坯呈矩形；拉矯輥不平行也將造成脫方。,10,5減少脫方的措施,1)結(jié)晶器采用窄水縫、高水速可以使彎月面處的熱面溫度降低，減小液面波動(dòng)對(duì)脫方的影響。2)減少液面波動(dòng)液面波動(dòng)與鑄流擾動(dòng)有關(guān)。為了減少擾動(dòng)，中間罐應(yīng)用流動(dòng)控制裝置。(1)除開(kāi)澆和更換鋼包時(shí)外，拉速要穩(wěn)定在一定范圍。為此，定徑水口材質(zhì)、鋼水溫度和脫氧程度都要控制在合適范圍。(2)中間罐液面不宜過(guò)低，否則鋼包鑄流沖擊波將帶人中間罐鑄流，引起結(jié)晶器內(nèi)液面波動(dòng)。(3)用塞棒控制液面優(yōu)于用拉速控制液面，前者使液面波動(dòng)減少。(4)用浸入式水口保護(hù)澆注取代敞開(kāi)澆注，可以使液面波動(dòng)減少。3)控制負(fù)滑動(dòng)時(shí)間tn應(yīng)=0.120.16stn0.16s時(shí)，振痕深，對(duì)脫方有不利影響。4）,11,4)中間罐水口對(duì)準(zhǔn)結(jié)晶器中心，潤(rùn)滑油流量合適且分布均勻，水縫均勻，結(jié)晶器壁厚度均勻且4面的錐度一致等措施都有利于減少脫方。5)結(jié)晶器以下的600mm距離要嚴(yán)格對(duì)弧，以確保二冷區(qū)的均勻冷卻。6)結(jié)晶器冷卻水用軟水。7)在結(jié)晶器下口設(shè)