論如何減少連鑄方坯脫方缺陷畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、northeastern university畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)graduate design (thesis)設(shè)計(jì)（論文題目論如何減少連鑄方坯脫方缺陷目錄摘要2 1. 脫方對生產(chǎn)的影響32 介紹脫方4 3 脫方的外在因素7 3. 1工藝因素83. 2設(shè)備因素114. 解決脫方的措施155. 結(jié)論17參考文獻(xiàn)19摘要：冶金行業(yè)生產(chǎn)過程中，鑄坯質(zhì)量是決定生產(chǎn)結(jié) 果的關(guān)鍵，方坯形狀缺陷中的脫方就是其中一個(gè)缺陷，對 于小方坯脫方缺陷，在方坯連鑄生產(chǎn)過程中很常見，對于 它的危害，給后道軋鋼工序帶來的影響是相當(dāng)嚴(yán)重的，不 問具體論述一下實(shí)際生產(chǎn)過程中是如何消除脫方缺陷的。關(guān)鍵詞：冶金行業(yè)鑄坯質(zhì)量解決 脫方

2、缺陷1 脫方對生產(chǎn)的影響在煉鋼連鑄生產(chǎn)工序中，方坯脫方是連鑄坯常見的形狀質(zhì)量缺陷，它的形成比較復(fù)雜但主要是由于鋼水在結(jié)品器內(nèi)不均勻冷卻，初生坯殼厚度不均勻造成的，它產(chǎn)生于結(jié)晶器內(nèi)，在二冷區(qū) 得以發(fā)展和壯大，所以體現(xiàn)在二冷區(qū)。方坯的脫方又稱之為菱變， 概念意義主要是方坯橫斷面上兩條對角線的長度不相等，呈現(xiàn)菱 形形狀。脫方在連鑄生產(chǎn)過程中很常見，尤其在高拉速狀態(tài)下顯 得更加明顯，控制不當(dāng)還會(huì)造成漏鋼等生產(chǎn)事故，脫方量大于 lonm的鑄坯，送往軋鋼軋鋼軋制工序中會(huì)影響軋機(jī)的咬入，造成 軋制困難，岀現(xiàn)堆鋼等事故，而且脫方缺陷常伴有對角線裂紋， 嚴(yán)重還發(fā)生漏鋼事故，由于脫方給生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的影響，所以對

3、于它產(chǎn)生的原因以及如何才能有效快捷的拒絕此缺陷的發(fā)生，是 我們連鑄豐產(chǎn)人員當(dāng)前必須解決的問題。2介紹脫方對于脫方，首先了解鋼水在結(jié)晶器內(nèi)的凝固特性，將鋼水注入結(jié)晶器，鋼水與銅壁接觸形成一個(gè)半徑很小的彎月面，在彎月 面根部，由于冷卻速度很快(100°c/s),凝固生成初生坯殼。正 在形成的初生坯売由于發(fā)生y相變而產(chǎn)生收縮，使坯売脫 離銅壁，形成氣隙。而鋼水靜壓力又使坯殼向外膨脹。此時(shí)坯殼 的收縮力與鋼水的靜壓力處于動(dòng)態(tài)平衡。隨著坯殼的下移，坯殼 表面開始回?zé)?，坯殼溫度升高，?qiáng)度變低，鋼水的靜壓力使得坯 殼變形。在結(jié)品器的角部區(qū)域，由于是二維傳熱，坯殼凝固最快， 收縮最早，氣隙首先形成，

4、隨后傳熱減慢，推遲了鑄坯凝固。隨 著坯殼的下移，氣隙從角部擴(kuò)展到中心。鑄坯面部中心部位的氣 隙比角部小，角部坯殼熱流量最小，坯殼較薄，在鋼水靜壓力的 作用下，容易產(chǎn)生變形。脫方缺陷的形成有兩種理論，一種認(rèn)為 脫方與坯殼的四個(gè)面凝固不均勻有關(guān)，另一種認(rèn)為脫方與坯殼 的四個(gè)角凝固不均勻有關(guān)。這兩種理論的共同點(diǎn)是脫方都是在結(jié) 品器內(nèi)熱流最大的地方，由于坯殼凝固不均勻形成的。脫方是結(jié) 晶器內(nèi)鑄坯四個(gè)角部不均勻冷卻所致。受結(jié)晶器四壁的約束，鑄 坯呈方形，由于結(jié)晶器冷卻的不均勻，坯殼的厚度也不均勻， 冷卻強(qiáng)的角部形成銳角，冷卻弱的角部形成鈍角。銳角附近坯殼 較厚，鈍角附近坯殼較薄。在二冷區(qū)噴水冷卻時(shí)，即使

5、四個(gè)而冷 卻均勻，但坯殼厚度不均勻造成的坯殼溫度也不一致，導(dǎo)致坯 殼不均勻收縮，從而促使脫方的進(jìn)一步發(fā)展。脫方是結(jié)晶器內(nèi)鑄 坯四個(gè)面不均勻冷卻所致。結(jié)晶器四個(gè)面不同步的間歇沸騰造成 坯殼四個(gè)面不均勻冷卻而導(dǎo)致坯殼厚度不均勻，而脫方的方向 性決定于角部坯殼的薄弱程度。如某一時(shí)刻在結(jié)晶器彎刀面區(qū)域, 相鄰兩個(gè)面冷卻水處于沸騰狀態(tài)，而另兩個(gè)相鄰面冷卻水處于 不沸騰狀態(tài)，rh于冷卻強(qiáng)度不一樣，坯売厚薄不一樣，結(jié)果冷 卻強(qiáng)的兩個(gè)相鄰面形成銳角，冷卻弱的兩個(gè)相鄰面形成鈍角。在 下一個(gè)時(shí)刻，結(jié)晶器相鄰兩個(gè)面發(fā)生沸騰的轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致脫方也 相應(yīng)變換方向。3脫方產(chǎn)生的外在因素有工藝因素和設(shè)備因素。3.1在工藝因素方

6、面，主要有以下四點(diǎn)：3. 1. 1澆注溫度和澆注速度對脫方的影響，當(dāng)鋼水過熱度高， 拉速高時(shí)小方坯容易產(chǎn)生脫方。因?yàn)檫@兩種因素對結(jié)晶器水縫中 水的間歇沸騰和坯殼變形起促進(jìn)作用，并使坯殼厚度減薄，坯 殼的強(qiáng)度和剛度降低，容易在不均衡力作用下使初豐坯殼產(chǎn)生 變形。3. 1. 2中間包水口偏斜對脫方的影響，當(dāng)注流偏斜時(shí)，熱中心偏移，容易使該區(qū)域凝固坯売減薄，而相對區(qū)域凝固坯売相應(yīng) 加厚，使坯殼的不均勻性加劇。3. 1. 3鋼水脫氧程度對脫方的影響，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ul<0. 005%,脫氧不良吋，由于二次氧化，結(jié)晶器內(nèi)浮渣較多, 易使鑄坯形

7、成氣孔，當(dāng)鋼水中al>0. 006%,容易產(chǎn)生結(jié)瘤，用氧 槍燒眼后易造成注流偏斜，這些都將造成結(jié)晶器內(nèi)坯殼的生長 不均勻。3. 1. 4化學(xué)成份對脫方的影響，鋼的收縮量決定于鋼的含碳 量和溫度相變，高溫坯殼的線收縮對脫方有直接影響。當(dāng)c二0. 1% 時(shí)，在結(jié)晶器內(nèi)坯殼的線收縮最大，也最容易產(chǎn)生脫方。高碳鋼 比低碳鋼容易產(chǎn)生脫方，這是因?yàn)樵趶澰旅嬉韵?(p50n)ni處,高碳鋼比低碳鋼的線收縮要小，熱流要大，容易引起銅管外壁間 歇沸騰，造成坯殼厚度不均勻，有效坯殼厚度變薄。鋼中p高時(shí)， 可減少坯殼在結(jié)晶器內(nèi)的有效厚度，使彎月面以下2050mm處熱 流增加，容易產(chǎn)生間歇沸騰，也就容易脫方。與

8、低碳鋼相比，p 更容易使高碳鋼脫方。因?yàn)楦咛间摫鹊吞间摰挠行鳉ず穸缺。?鋼水在凝固區(qū)間y-fe所占比例大，而p在丫-fe中的平衡分配 系數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)比a -fe中的小。鋼中s<0. 025%, mn/s>30 ,有 利于減緩脫方。3. 1. 5脫方是多種因素綜合作用的結(jié)果。因?yàn)殇撍^熱度的 波動(dòng)、中間包及結(jié)晶器液面的波動(dòng)、拉速的變化等造成鑄坯坯殼 不均勻。脫方有時(shí)嚴(yán)重，有時(shí)輕微，并沿拉坯方向無規(guī)律轉(zhuǎn)換角 度。因此僅從澆注溫度和拉速等工藝因素控制脫方是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠3.2在設(shè)備因素方面，結(jié)晶器是連鑄機(jī)的心臟，鋼水在結(jié)晶 器中凝固，若在結(jié)晶器中坯殼厚度不均勻，出結(jié)晶器時(shí)就產(chǎn)主了 脫方。從二

9、冷室觀察結(jié)晶器下口方壞的兩個(gè)角部有明顯的溫度差 異，一個(gè)角部呈黃白色，另一個(gè)對角呈暗黑色，黃白色的角部 冷卻強(qiáng)度小形成了鈍角，暗黑色的角部冷卻強(qiáng)度大形成了銳角 且出結(jié)晶器口處方坯角部顏色經(jīng)常發(fā)生變化?？梢?，脫方在結(jié)晶 器內(nèi)已經(jīng)形成，并在二冷區(qū)逐步加劇。結(jié)晶器的冷卻不均勻程度 和二冷區(qū)的冷卻不均勻程度是多變的，有可能抑制或加劇脫方。 設(shè)備因素對脫方的影響主要有以下幾方面：3. 2. 1結(jié)晶器銅管倒錐度越大，脫方程度越輕。3. 2. 2銅管的使用情況與脫方也是密不可分的。銅管磨損嚴(yán)重，鍍銘層不規(guī)則剝落，變形達(dá)到一定程度，這些因素都可造 成結(jié)晶器內(nèi)初生坯殼厚度不均勻，在拉坯過程中，由于氣隙較 大，冷

10、卻不均勻，容易產(chǎn)生脫方變形并加劇。3. 2. 3水套對脫方的影響。如果結(jié)晶器銅管周邊的冷卻水流 速度不均勻，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。一般來說，角部承受的冷卻是足夠的， 而面部要求有高的水流速度來減少銅管變形。此外，在角部開口 的水流間隙有把相鄰兩個(gè)面的水流隔開的作用，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。3.2.4結(jié)晶器冷

11、卻水質(zhì)的影響。結(jié)品器冷卻水質(zhì)嚴(yán)重影響銅 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，從而促使鑄坯 脫方。3. 2. 5振動(dòng)情況對脫方的影響。結(jié)晶器振動(dòng)不平穩(wěn)，會(huì)使鑄 坯在結(jié)晶器內(nèi)受力不均勻，增加鑄坯與結(jié)品器銅壁之間氣隙的 不均勻程度，從而導(dǎo)致不均勻傳熱，加劇坯殼厚度的不均勻性， 加劇了脫方。3. 2. 6導(dǎo)向段磨損及變形可使鑄坯偏離弧線，導(dǎo)致鑄坯與銅 管之間受力不均勻，導(dǎo)致坯殼與銅管之間氣隙不均勻，影響局 部傳熱的不均勻，加劇脫方。7脫方的鑄坯在進(jìn)入二冷區(qū)的最初時(shí)間內(nèi)發(fā)展很快。若二冷段對中不好，對弧不準(zhǔn)，噴咀有堵塞、脫落，將加劇脫方程度。

12、3. 2. 7拉矯機(jī)壓力過大，會(huì)造成鑄坯呈非方形矩形，拉矯醍 不平行，也將造成脫方。3. 2. 8冷卻段噴嘴支管的距離是否符合規(guī)定尺寸。3. 2. 10噴淋支架是否變形。4預(yù)防脫方，需做以下幾點(diǎn)工作：4. 1轉(zhuǎn)爐冶煉系統(tǒng)耍穩(wěn)定操作，減少后吹，維持好出鋼口， 避免下渣，確保為連鑄提供合格鋼水。4. 2必須保證連鑄鋼水爐爐吹氮?dú)?，以達(dá)到均勻大包鋼水溫 度，確保中間包鋼水溫度的相對穩(wěn)定。4. 3穩(wěn)定中間包液面和結(jié)晶器液面，穩(wěn)定拉速，并確保水口對中，結(jié)晶器液面采用自動(dòng)澆注。44加強(qiáng)結(jié)品器的制作、安裝、使用和維修工作。45加強(qiáng)振動(dòng)系統(tǒng)的點(diǎn)檢，確保檢修、安裝質(zhì)量。4. 6認(rèn)真做好二冷水過濾器的反沖、排污工作和二冷豎管的 定期排渣，加強(qiáng)二冷段的管理，確保二冷豎管對中對弧準(zhǔn)確、噴 咀無堵塞、無脫落。4.7經(jīng)常檢查導(dǎo)向段，確保鑄機(jī)正常弧度。4. 8定期檢查結(jié)晶器冷卻水質(zhì)，務(wù)必達(dá)到耍求。4. 9加強(qiáng)對液壓站及拉矯機(jī)的點(diǎn)檢，及時(shí)更換磨損嚴(yán)重的拉 矯車?yán)5結(jié)論:脫方是連鑄方坯常見的形狀缺陷，它是由工藝、設(shè)備因素等綜合作用的結(jié)果。脫方的根源是在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生的。可以說結(jié)晶 器是造成脫方的內(nèi)因，而工藝因素是影響脫方的外因