方坯內部質量的研究

1、方坯內部質量方坯內部質量講課人：余德河講課人：余德河w電話：電話E-mail :Yw余德河簡介：余德河簡介： 1、國家高級質量工程師、國家高級質量工程師 2、東北大學材料工程學士，北京科技大學、東北大學材料工程學士，北京科技大學冶金工程碩士。冶金工程碩士。 3、主要從事材料的物理分析、研發(fā)、工藝、主要從事材料的物理分析、研發(fā)、工藝開發(fā)及質量管理等工作。開發(fā)及質量管理等工作。w小故事：某小鎮(zhèn)有一加油站，有一天小故事：某小鎮(zhèn)有一加油站，有一天先后來了兩個外地人，都問到加油工先后來了兩個外地人，都問到加油工同一個問題：同一個問題：“這個鎮(zhèn)的人容易相處這個鎮(zhèn)的人容易相處嗎？嗎

2、？” 加油工并不是直接回答問題，加油工并不是直接回答問題，而是先問：而是先問：“你們那的人好相處嗎？你們那的人好相處嗎？” 第一個人回答說：第一個人回答說：“我們那的人不好我們那的人不好相處。相處。” 加油工則告訴他：加油工則告訴他：“我們這我們這的人也不好相處。的人也不好相處?！?當第二個人回答當第二個人回答時，他說：時，他說：“我們那的人很好相處。我們那的人很好相處?！?加油工的回答是：加油工的回答是：“我們這的人也很我們這的人也很好相處。好相處。” 方坯凝固組織方坯凝固組織方坯的主要內部缺陷方坯的主要內部缺陷 中心疏松和縮孔中心疏松和縮孔中心偏析形成機理中心偏析形成機理 “小鋼錠小鋼錠”

3、理論理論 內部缺陷對內部質量造成的危害內部缺陷對內部質量造成的危害 內部質量的控制內部質量的控制 1 1、鋼液成分的控制鋼液成分的控制 l碳含量的控制碳含量的控制 l鋁含量的控制鋁含量的控制 l減少易偏析元素的含量減少易偏析元素的含量 l增加細化晶粒的元素增加細化晶粒的元素 l降低液態(tài)鋼碳當量，消除馬氏體形成降低液態(tài)鋼碳當量，消除馬氏體形成0.511.522.53153045607590105從 左到 右距 離 m mCSiMnPS澆注溫度對鑄坯的結構及內部質量的影響澆注溫度對鑄坯的結構及內部質量的影響3、拉速的控制、拉速的控制 0.511.522.53CSiMnPS最大偏析比高中低0.70.

4、750.80.850.90.951CSiMnPS最小偏析比高中低4.14.24.34.44.54.64.74.8高拉速中拉速低拉速中心疏松級別 電磁攪拌對等軸晶帶的影響電磁攪拌對等軸晶帶的影響5 5、二次冷卻制度、二次冷卻制度 二冷水的分配二冷水的分配 二次水膜強冷裝置二次水膜強冷裝置 6 6、采用輕壓下技術、采用輕壓下技術 輕壓下率與偏析度的關系輕壓下率與偏析度的關系 7、中間包恒溫技術、中間包恒溫技術中間包恒溫技術是冶煉高品質鋼的關鍵技術，中間包恒溫技術是冶煉高品質鋼的關鍵技術，主要采用兩種方式主要采用兩種方式:1.等離子加熱恒溫技術等離子加熱恒溫技術2、電磁加熱恒溫技術、電磁加熱恒溫技術

5、目前我們國家使用較好的企業(yè)有寶鋼、興澄目前我們國家使用較好的企業(yè)有寶鋼、興澄鋼廠。鋼廠。主要內容w內部裂紋的形成機理內部裂紋的形成機理w鋼的高溫力學性能對內部裂紋的影響鋼的高溫力學性能對內部裂紋的影響w連鑄坯的凝固及傳熱對內部裂紋的影響連鑄坯的凝固及傳熱對內部裂紋的影響w連鑄坯變形對內部裂紋的影響連鑄坯變形對內部裂紋的影響內部裂紋分類鑄坯厚度的四分之一處鑄坯橫斷面中心區(qū)距側面2550mm左右鑄坯厚度的四分之一處鑄坯橫斷面中心區(qū)內部裂紋形成機理外因外因內因內因鋼鋼的高溫力學行為的高溫力學行為 w內部裂紋內部裂紋都發(fā)生在第都發(fā)生在第脆性溫度區(qū)，即固脆性溫度區(qū)，即固/液兩相區(qū)范圍內，其生成的液兩相區(qū)

6、范圍內，其生成的過程都是經過拉伸應力作用到凝固界面上，造成沿一次樹枝晶或等軸過程都是經過拉伸應力作用到凝固界面上，造成沿一次樹枝晶或等軸晶的晶界開裂，然后濃化鋼水填充到這些開裂的縫隙中這三個階段晶的晶界開裂，然后濃化鋼水填充到這些開裂的縫隙中這三個階段。鋼的高溫力鋼的高溫力學性能是內學性能是內部裂紋的內部裂紋的內因，決定著因，決定著高溫下坯殼高溫下坯殼所能承受的所能承受的臨界應變臨界應變/應力的大小。應力的大小。外外 臨界臨界 臨界應變的確定00 . 511 . 5200 . 20 . 40 . 60 . 811 . 2碳 當 量 ， w t %臨界應變，%M n / S 1 0M n / S

7、 2 5M n / S 2 5 二冷系統(tǒng)與鑄坯質量 超過鋼的超過鋼的臨界應變臨界應變 2003-3-7比水量增加，裂紋的發(fā)生頻率減小比水量增加，裂紋的發(fā)生頻率減小。鑄坯的鼓肚tSeEPl3324610100solmsoleTTTE鼓肚應變沿拉坯方向的分布w沿鑄坯長度方向，鼓肚量增大到一定程度后便不再增大，隨著鑄坯沿鑄坯長度方向，鼓肚量增大到一定程度后便不再增大，隨著鑄坯表面溫度的不斷降低以及坯殼厚度的不斷增大，坯殼抵抗鋼水靜壓表面溫度的不斷降低以及坯殼厚度的不斷增大，坯殼抵抗鋼水靜壓力的能力不斷增強，鼓肚應變呈不斷減小的趨勢。力的能力不斷增強，鼓肚應變呈不斷減小的趨勢。w在同一扇形段內，鼓肚量及鼓肚應變都是減小的。在同一扇形段內，鼓肚量及鼓肚應變都是減小的。 7 - 4 - 1 水 表0 . 0 00 . 0 50 . 1 00 . 1 50 . 2 00 . 2 50 . 3 00 . 05 . 01 0 . 01 5 . 02 0 . 02 5 . 03 0 . 0距 彎 液 面 的 距 離 ， m應變，%0 . 02 0 . 04 0 . 06 0 . 08 0 . 01 0 0 . 01 2 0 . 0連鑄坯