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连铸坯中的非金属夹杂物、气体含量研究,冶金工程论文

2019-05-15

  原标题:170mm170mm连铸非稳态铸坯洁净度的研究    摘要:连铸过程中,中间包液位低于500mm、浸入式水口出现裂纹、水口堵塞冲水口等非稳态浇铸情况下,生产出非稳态铸坯。

采用气体检测、金相法、扫描电镜及高频水浸C扫描自动探伤等对非稳态铸坯进行研究,结果发现:非稳态连铸坯中大颗粒夹杂物含量较高,铸坯洁净度变差,不能用于正常生产。     关键词:连铸;非稳态铸坯;洁净度    连铸是1个整体连贯连续不断变化的过程,根据生产可将连铸浇注过程分为稳态连铸和非稳态连铸。 稳态浇注是指连铸浇注过程中,中间包、结晶器液面、钢水流动状态、拉速、温度等均在工艺控制范围内的浇注,浇注的连铸坯满足产品标准和用户要求。

非稳态浇铸是指连铸的开浇、换包、浇注结束、连铸过程拉速突然变化等不符合工艺控制的浇注,非稳态浇铸时期由于钢水受到二次污染,导致钢中夹杂物增多,钢水纯净度变差,从而影响钢材质量。

    在连铸过程中,引起浇注过程不稳定的因素比较多,有时往往是多种因素综合作用的结果。 研究的非稳态是指连铸工艺发生较大变化的状态,如:浇铸过程保护浇注失效(长水口、浸入式水口);中间包液面过低;结晶器液面波动超出±5mm(手动操作时或设备故障时)。

针对以上情况,对170mm170mm小方坯非稳态下的连铸坯中的非金属夹杂物、气体含量进行定量研究。

    1研究内容及方法    试验工艺    试验工艺为65t氧气顶吹转炉70tLF精炼炉5机5流170mm170mm小方坯连铸18架小型连轧机。     检验方法    扫描电镜:对每个夹杂物试样中不同形态、颜色的夹杂物进行电镜扫描、定量、定性分析。     高频水浸C扫描自动探伤:连铸坯产材后切取长度250mm的试样,920℃正火,表面精车,采用MUCT-L1000多轴运动控制器的水浸超声C扫描系统进行水浸探伤检验,该系统基于USIP40仪器平台,使用USIP40软件进行探伤仪的设置,用K-Scan软件进行扫描路径的设定,运动控制,数据采集、成像控制及C扫描图像后处理等,对圆棒进行超声检测并形成C扫描图像,可根据SEP1921和ASTME588标准对检测结果进行洁净度评价。 钢材高频水浸探伤后,定位取夹杂物样,进行高倍、扫描电镜等分析。

    根据探伤高、中、低级指示信号的次数,加权统计单位体积各级夹杂物数量,计算公式如下:        式中:S为单位体积上夹杂物个数,个/cm3;NI为记录的低级信号次数;Nm为记录的中级信号次数;Nn为记录的高级信号次数;V为检验材料的体积,cm3.    取样方案    试验过程根据非稳态识别点进行现场取样。 5机5流170mm170mm非稳态连铸坯根据非稳态浇注时间,定位取连铸坯,经18架小型连轧机轧制成50mm,每1m连铸坯取钢材试样1支,钢材试样长度500mm.检验气体、夹杂物的取样位置见图1.        2试验结果及分析    中间包低液位浇铸连铸坯洁净度    试验条件    实际生产中,连铸正常浇铸液位700mm,更换钢包时,经常出现大包水口引流、吊包时间晚等因素造成中间包液位低于500mm.试验取连铸中包液位在400mm和500mm的铸坯进行铸坯洁净度验证。

钢种45号钢,拉速/min,轧制50mm.根据连铸坯长度确定取样位置,依次取检验试料进行水浸探伤、气体、夹杂物等检测。     气体分析    从气体含量趋势(图2)可以看出,当中间包液位低于400,500mm时,铸坯气体含量均不稳定,波动较大,且与正常材相比较,氧含量偏高。

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