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矩形坯工艺及质量控制 4#机 尹峰 2010.6 简介： 什麽是矩形坯？ 方坯宽厚比是1，板坯宽厚比一般是3，介于两者之间的就是矩形坯。 4#机生产3个断面规格，宽厚比分别是：1.5625；1.3818；1.26125。由于宽厚比较小，所以也叫大方坯。 矩形坯的特点：兼具小方坯与板坯的特点。如：从生产事故方面来说，既有小方坯的角裂漏钢，又有板坯的宽面中心纵裂和粘结漏钢。 目录： 连铸钢水的温度和成分 温度重要性及碳等成分 连铸钢水的凝固 重要点位和工艺控制核心思路的确立 矩形坯工艺控制 工艺控制核心思路在操作过程中的具体实施 保护渣操作 保护渣的机理及现场判定，操作过程中的注意事项 连铸钢水的温度与成分 钢水温度 良好的钢水温度会有效提高铸机生产率，保证铸机生产的稳定性；同时，由于较低的过热度能有效抑制柱状晶的生长（连铸钢水凝固），扩大与提高等轴晶的比例，从而获得良好的铸坯质量。并且在实际操作中，过热度的降低，可以保证较高的中包工作液面，促进了钢水中夹杂与气体的充分上浮，提高了钢水纯净性。 因此，合适的钢水温度是连铸顺行的前提，又是获得良好铸坯质量的基础。 钢水成分 碳是钢中最基本的，也是对组织性能影响最大的元素。当[c]在0.08-0.12%时，钢的热裂纹敏感性增加，随着[c]增加，钢的裂纹敏感性逐步增加。当[c]达到0.17-0.22%时，钢的总延伸率和塑性延伸率最低，直至为零（碳素钢）。因此，[c]在0.17-0.22%时，钢的热裂纹敏感性最大（碳素钢，ss400)。所以[c]应尽量控制在下限区域，即低于0.20%，可有效降低热裂纹敏感性。如[c]大于0.17%，应控制好过热度及拉速，减小δ-γ的相变体积收缩，防止角裂漏钢的产生。（综合考虑，观点较多） 硫 硫对钢的热裂纹敏感性有较大影响。 硫在钢中的存在形式主要为[FeS]和[MnS]。 [s]增加时，钢的延伸率大大降低。 Mn/S ，小方坯一般不小于15，大方坯不小于20，板坯不小于25。 连铸作业过程中，应严禁出现高温、高硫、高拉速的存在，这极易导致生产事故（工艺控制详细讨论危害作用过程机理）。硫高时应注意过热度与拉速的控制，适当降低拉速，保证生产与质量的安全性和稳定性。 锰、硅含量 采用锰硅脱氧时，如Mn/si小于2.5，其脱氧产物多为固态的SiO2，所以钢水较粘，流动性差。当Mn/Si大于2.5时，脱氧产物为液态的硅酸锰，流动性好，夹杂易上浮。 铌 铌能细化晶粒，提高强度。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。 高温条件下，会降低钢的高温塑性，使铸坯产生横裂。 铸坯内凝固前沿所产生的热应力，会导致内裂的产生。 铁在不同的温度范围内有不同的晶体结构。室温铁是体心立方晶格（点阵），称为α铁（αFe）。温度升高到912℃时，α铁转变为面心立方晶格，称为γ铁（γFe）。温度升高到1394℃时，γ铁转变为体心立方晶格，称为δ铁（δFe），δFe一直保持到1538 ℃变为液体 。 相图 包晶反应 钢水温度降到液相线温度时，从液体中结晶出的固体为δFe，并以柱状晶（？）形式长大，温度继续降低时，发生包晶反应δFe+L→γFe，即：围绕δFe形成γFe包层，形成了δFe+γFe+L三个相界面。 温度继续降低， γ相长大是由碳原子通过相界面扩散，使δ相和液体消耗殆尽，全部变成γ相（奥氏体）。（奥氏体的晶界析出） 柱状晶图片 柱状晶图片 硫危害的机理 钢水中，Fe与FeS的共晶体Fe-FeS，其熔点只有985℃。在凝固过程中，由于选分结晶的作用，Fe-FeS被隔离柱状晶间，在轧制过程中，加热炉温度超过1100℃，就会熔化，轧材出现断、裂现象。 钢水脱氧不良或过氧化，会加剧这种现象的发生：过多的FeO与FeS形成了熔点更低的FeS-FeO共晶体（940℃）。增加Mn的含量，可以提高钢水中Mn/S，降低硫的危害。加强了脱氧，减少了FeS-FeO的生成。 糊状晶 糊状晶是钢水在凝固过程中，当强度和塑性为“0”时的两温度区内钢的物理状态。如：铸坯在凝固过程中，当温度降至1504℃时，高温强度为“0”。温度降至1452℃时，高温塑性为“0”时，在此两温度区间即是糊状晶区域，也叫粘稠区。（固相率） 糊状晶受机械应力和热应力作用。糊状晶在二冷区域存在时，易产生内裂；在铸坯中心区域出现（凝固末端）时，伴随中心裂纹、疏松、偏析等缺陷的产生。（方法） 糊状晶与浇注温度、二次冷却、钢种元素