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炼钢 23. 什么是连铸坯的质量问题? 最终钢材产品的质量取决于连铸坯的质量。所谓连铸坯的质量是指得到合格钢材产品所允许的铸坯缺陷的严重程度。我们关心的是, 哪些连铸坯的质量问题可以通过电磁搅拌来解决, 这就一定会涉及质量问题产生的原因。 24. 铸坯质量问题主要有哪些? (1) 铸坯的纯净度( 夹杂物数量、形态、分布等); (2) 铸坯的表面缺陷( 裂纹、夹渣、气孔等); (3) 铸坯内部缺陷( 裂纹、偏析、夹杂、疏松和缩孔等)。铸坯的纯净度主要取决于钢水进入结晶器之前的处理过程,即在浇注前把钢水搞“干净”些; 同时浇铸时要控制工艺, 不让夹杂物随钢水下行。铸坯纯净度的控制是从熔炼开始( 电炉、转炉) 到炉外精炼、中间包冶金、保护浇注以及电磁搅拌工艺的全过程控制。铸坯的表面缺陷主要取决于钢水在结晶器内的凝固过程,它与结晶器内坯壳的形成过程、结晶器液面波动、浸入式水口设计、保护渣性能等因素有关。必须控制影响表面质量的各参数在目标值以内,从而生产无缺陷的铸坯,这是热送和直接轧制的前提。铸坯的内部缺陷包括内部裂纹、疏松与缩孔,主要取决于在二次冷却区铸坯冷却过程和铸坯支撑系统。合理的二次冷却水分布, 支承辊的对中,防止铸坯鼓肚等是提高铸坯内部质量的前提。铸坯内部元素偏析,是与全过程有关的。因此,为了获得良好的铸坯质量,可以根据钢种和产品的不同要求, 在连铸的不同阶段, 如钢包、中间包、结晶器和二冷区采用不同的工艺技术( 包括电磁搅拌) ,对铸坯质量进行有效的控制。 25. 连铸坯中非金属夹杂物有哪些类型? 连铸坯中非金属夹杂物,按其生成方式可分为内生夹杂和外来夹杂。内生夹杂,主要是指出钢时,加铁合金的脱氧产物和浇注过程中钢水和空气的二次氧化产物,如铝的氧化物。外来夹杂,主要是冶炼和浇铸过程中带入的夹杂物,如钢包、中间包耐火材料的浸蚀物, 卷入的包渣和保护渣、水口被冲刷的残留物等。连铸坯中最后凝固的夹杂物的数量、分布和粒度,是受中间包内钢水的纯净度、结晶器内注流的冲击深度以及注流的运动状态等制约的。对弧形连铸机来说,在离内弧面 1/4 厚度处夹杂物有聚集现象, 这是一个严重缺点。电磁搅拌可以控制结晶器内钢水的运动, 并排除夹杂物,因此我们要认真研究杂质的产生和运动规律。 26. 如何区分夹杂物的大小? 夹杂物粒度的大小,是根据铸坯被加工为成品时,是否影响加工性能而分为微细夹杂和大型夹杂两种。一般认为,夹杂物粒度小于 50μm 的叫微细夹杂,粒度大于 50μm 的叫大型夹杂。 27. 连铸坯中夹杂物来自哪里? 在连铸坯中发现的夹杂物组成复杂,形态各异。从夹杂物的成分来判断,大致可以知道夹杂物的来源。(1) 夹杂物中含有弱脱氧元素较多,且 SiO2+MnO 含量大于 60 %以上,尺寸大于 50μm ,可以判定夹杂物是空气与钢水二次氧化所致; (2) 夹杂物组成与耐火材料组成相近,且形状特殊、尺寸较大,可以判定为耐火材料的侵蚀物; (3) 夹杂物中含有钾、钠等元素, 说明是由于结晶器保护渣卷入钢水中所致。 28. 弧形连铸机铸坯内夹杂物聚集有何特点? 截至 2000 年,我国已建成大小方坯弧形铸机 1039 流,圆坯专用弧形铸机 23 流,总计 1062 流,其中不少方坯铸机可同时兼拉圆坯。夹杂物在内弧聚集对圆坯穿管极为有害。弧形铸机由于结构上的原因, 铸坯中大颗粒夹杂物是比较严重的, 而且聚集在内弧面 1/4 处,其成因如图 2—1 所示。夹杂物随钢流冲向结晶器下部,拉速越快,冲击越深。由于比重的原因, 夹杂物有一个上浮的趋势。钢流运动是一个圆弧轨迹, 与上浮力( 垂直方向) 合成, 杂质便向铸坯内弧侧运动, 至凝固前沿, 被黏稠区所俘获。这种质量问题,无论是方坯、圆坯、板坯的弧形铸机, 都是存在的, 不得不采取多种方法, 如在弧形机上加电磁搅拌, 在板坯机上加电磁制动来解决。日本川崎水岛钢厂和日本钢管福山厂甚至将弧形板坯铸机改为立弯式铸机,使上段有 3m 以上的垂直段,以利于夹杂物上浮, 对于大多数弧型圆坯铸机来说, 一个性能良好的结晶器电磁搅拌是必须的。电磁搅拌所产生的旋转力, 使钢液在下行过程中,作强烈的圆周运动,这种运动会使钢液( 比重大) 产生离心力,向坯壳压缩, 而夹杂( 比重轻) 则向心运动, 聚集起来, 高温的夹杂集合会使颗粒增大而更趋于上浮, 避免了向内弧移动。而电磁旋转力的作用,减轻了钢液注流冲击深度,也有利于夹杂物上浮。 29. 按影响成品加工性能分,夹杂物有哪些类型? 按夹杂物变形能力可分为脆性夹杂、塑性夹杂和半塑性夹杂。脆性夹杂物一般指那些不具备塑性变形能力的简单氧化物、复杂和复合氧化物, 氮化物和不变形的球状、点状夹杂物。由于钢丝是经钢坯热轧成盘条后再经拉拔而形成的, 要求变形量很大, 所以 A1203 、尖