冶金工程毕业论文.doc

东北大学毕业设计(论文) 东北大学继续教育学院教务处
毕业设计(论文)
GRADUATE DESIGN (THESIS)
设计(论文)题目论如何减少连铸方坯脱方缺陷
学生万占成
教学中心伊犁经贸培训中心
专业冶金工程
指导教师陈敏

二〇一三年九月六日
目录
摘要 2
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参考文献 19
摘要:冶金行业生产过程中,铸坯质量是决定生产结果的关键,方坯形状缺陷中的脱方就是其中一个缺陷,对于小方坯脱方缺陷,在方坯连铸生产过程中很常见,对于它的危害,给后道轧钢工序带来的影响是相当严重的,不问具体论述一下实际生产过程中是如何消除脱方缺陷的。
关键词:冶金行业铸坯质量解决脱方缺陷

在炼钢连铸生产工序中,方坯脱方是连铸坯常见的形状质量缺陷,它的形成比较复杂但主要是由于钢水在结晶器内不均匀冷却,初生坯壳厚度不均匀造成的,它产生于结晶器内,在二冷区得以发展和壮大,所以体现在二冷区。方坯的脱方又称之为菱变,概念意义主要是方坯横断面上两条对角线的长度不相等,呈现菱形形状。脱方在连铸生产过程中很常见,尤其在高拉速状态下显得更加明显,控制不当还会造成漏钢等生产事故,脱方量大于10mm的铸坯,送往轧钢轧钢轧制工序中会影响轧机的咬入,造成轧制困难,出现堆钢等事故,而且脱方缺陷常伴有对角线裂纹,严重还发生漏钢事故,由于脱方给生产带来严重的影响,所以对于它产生的原因以及如何才能有效快捷的拒绝此缺陷的发生,是我们连铸生产人员当前必须解决的问题。

对于脱方,首先了解钢水在结晶器内的凝固特性,将钢水注入结晶器,钢水与铜壁接触形成一个半径很小的弯月面,在弯月面根部,由于冷却速度很快(100℃/s),凝固生成初生坯壳。正在形成的初生坯壳由于发生δ→γ相变而产生收缩,使坯壳脱离铜壁,形成气隙。而钢水静压力又使坯壳向外膨胀。此时坯壳的收缩力与钢水的静压力处于动态平衡。随着坯壳的下移,坯壳表面开始回热,坯壳温度升高,强度变低,钢水的静压力使得坯壳变形。在结晶器的角部区域,由于是二维传热,坯壳凝固最快,收缩最早,气隙首先形成,随后传热减慢,推迟了铸坯凝固。随着坯壳的下移,气隙从角部扩展到中心。铸坯面部中心部位的气隙比角部小,角部坯壳热流量最小,坯壳较薄,在钢水静压力的作用下,容易产生变形。脱方缺陷的形成有两种理论, 一种认为脱方与坯壳的四个面凝固不均匀有关, 另一种认为脱方与坯壳的四个角凝固不均匀有关。这两种理论的共同点是脱方都是在结晶器内热流最大的地方, 由于坯壳凝固不均匀形成的。脱方是结晶器内铸坯四个角部不均匀冷却所致。受结晶器四壁的约束, 铸坯呈方形, 由于结晶器冷却的不均匀, 坯壳的厚度也不均匀, 冷却强的角部形成锐角, 冷却弱的角部形成钝角。锐角附近坯壳较厚, 钝角附近坯壳较薄。在二冷区喷水冷却时,即使四个面冷却均匀, 但坯壳厚度不均匀造成的坯壳温度也不一致, 导致坯壳不均匀收缩, 从而促使脱方的进一步发展。脱方是结晶器内铸坯四个面不均匀冷却所致。结晶器四个面不同步的间歇沸腾造成坯壳四个面不均匀冷却而导致坯壳厚度不均匀, 而脱方的方向性决定于角部坯壳的薄弱程度。如某一时刻在结晶器弯月面区域, 相邻两个面冷却水处于沸腾状态, 而另两个相邻面冷却水处于不沸腾状态, 由于冷却强度不一样, 坯壳厚薄不一样, 结果冷却强的两个相邻面形成锐角, 冷却弱的两个相邻面形成钝角。在下一个时刻, 结晶器相邻两个面发生沸腾的转换, 导致脱方也相应变换方向。
。
,主要有以下四点:
,当钢水过热度高, 拉速高时小方坯容易产生脱方。因为这两种因素对结晶器水缝中水的间歇沸腾和坯壳变形起促进作用, 并使坯壳厚度减薄, 坯壳的强度和刚度降低, 容易在不均衡力作用下使初生坯壳产生变形。
,当注流偏斜时, 热中心偏移,容易使该区域凝固坯壳减薄, 而相对区域凝固坯壳相应加厚, 使坯壳的不均匀性加剧。
,钢水的纯净度及氧化性影响坯壳在结晶器内凝固的均匀性和坯壳厚度。当钢中〔AL<%, 脱氧不良时, 由于二次氧化, 结晶器内浮渣较多, 易使铸坯形成气孔,当钢水中AL>%,容易产生结瘤, 用氧枪烧眼后易造成注流偏斜, 这些都将造成结晶器内坯壳的生长不均匀。
,钢的收缩量决定于钢的含碳量和温度相变,高温坯壳的线收缩对脱方有直接影响。当C=%