冶金工程毕业论文东教北务大处学毕业设计, ()论GRADUATE DESIGN (THESIS) 文,设计(论文)题目论如何减少连铸方坯脱方缺陷东学生万占成北教学中心伊犁经贸培训中心大学专业冶金工程继续指导教师陈敏教育学二〇一三年九月六日院目录摘要 2 1.脱方对生产的影响 3 2.介绍脱方 4 3.脱方的外在因素 73.1工艺因素 83.2设备因素 114.解决脱方的措施 155.结论 17 参考文献 19东北大学继续教育学院毕业设计，论文，摘要:冶金行业生产过程中，铸坯质量是决定生产结果的关键，方坯形状缺陷中的脱方就是其中一个缺陷，对于小方坯脱方缺陷，在方坯连铸生产过程中很常见，对于它的危害，给后道轧钢工序带来的影响是相当严重的，不问具体论述一下实际生产过程中是如何消除脱方缺陷的。

关键词:冶金行业铸坯质量解决脱方缺陷东北大学继续教育学院毕业设计，论文， 1.脱方对生产的影响在炼钢连铸生产工序中，方坯脱方是连铸坯常见的形状质量缺陷，它的形成比较复杂但主要是由于钢水在结晶器内不均匀冷却，初生坯壳厚度不均匀造成的，它产生于结晶器内，在二冷区得以发展和壮大，所以体现在二冷区。

方坯的脱方又称之为菱变，概念意义主要是方坯横断面上两条对角线的长度不相等，呈现菱形形状。

脱方在连铸生产过程中很常见，尤其在高拉速状态下显得更加明显，控制不当还会造成漏钢等生产事故，脱方量大于10mm的铸坯，送往轧钢轧钢轧制工序中会东北大学继续教育学院毕业设计，论文，影响轧机的咬入，造成轧制困难，出现堆钢等事故，而且脱方缺陷常伴有对角线裂纹，严重还发生漏钢事故，由于脱方给生产带来严重的影响，所以对于它产生的原因以及如何才能有效快捷的拒绝此缺陷的发生，是我们连铸生产人员当前必须解决的问题。

2.介绍脱方对于脱方，首先了解钢水在结晶器内的凝固特性，将钢水注入结晶器，钢水与铜壁接触形成一个半径很小的弯月面，在弯月面根部，由于冷却速度很快(100?/s)，凝固生成初生坯壳。

正在形成的初生坯壳东北大学继续教育学院毕业设计，论文，由于发生δ?γ相变而产生收缩，使坯壳脱离铜壁，形成气隙。

而钢水静压力又使坯壳向外膨胀。

此时坯壳的收缩力与钢水的静压力处于动态平衡。

随着坯壳的下移，坯壳表面开始回热，坯壳温度升高，强度变低，钢水的静压力使得坯壳变形。

在结晶器的角部区域，由于是二维传热，坯壳凝固最快，收缩最早，气隙首先形成，随后传热减慢，推迟了铸坯凝固。

随着坯壳的下移，气隙从角部扩展到中心。

铸坯面部中心部位的气隙比角部小，角部坯壳热流量最小，坯壳较薄，在钢水静压力的作用下，容易产生变形。

脱方缺陷的形成有两种理论,东北大学继续教育学院毕业设计，论文，一种认为脱方与坯壳的四个面凝固不均匀有关, 另一种认为脱方与坯壳的四个角凝固不均匀有关。

这两种理论的共同点是脱方都是在结晶器内热流最大的地方, 由于坯壳凝固不均匀形成的。

脱方是结晶器内铸坯四个角部不均匀冷却所致。

受结晶器四壁的约束, 铸坯呈方形, 由于结晶器冷却的不均匀, 坯壳的厚度也不均匀, 冷却强的角部形成锐角, 冷却弱的角部形成钝角。

锐角附近坯壳较厚, 钝角附近坯壳较薄。

在二冷区喷水冷却时,即使四个面冷却均匀, 但坯壳厚度不均匀造成的坯壳温度也不一致, 导致坯壳不均匀收缩, 从而促使脱东北大学继续教育学院毕业设计，论文，方的进一步发展。

脱方是结晶器内铸坯四个面不均匀冷却所致。

结晶器四个面不同步的间歇沸腾造成坯壳四个面不均匀冷却而导致坯壳厚度不均匀, 而脱方的方向性决定于角部坯壳的薄弱程度。

如某一时刻在结晶器弯月面区域, 相邻两个面冷却水处于沸腾状态, 而另两个相邻面冷却水处于不沸腾状态, 由于冷却强度不一样, 坯壳厚薄不一样, 结果冷却强的两个相邻面形成锐角, 冷却弱的两个相邻面形成钝角。

在下一个时刻, 结晶器相邻两个面发生沸腾的转换, 导致脱方也相应变换方向。

东北大学继续教育学院毕业设计，论文， 3.脱方产生的外在因素有工艺因素和设备因素。

3.1在工艺因素方面，主要有以下四点:3.1.1浇注温度和浇注速度对脱方的影响，当钢水过热度高, 拉速高时小方坯容易产生脱方。

因为这两种因素对结晶器水缝中水的间歇沸腾和坯壳变形起促进作用, 并使坯壳厚度减薄, 坯壳的强度和刚度降低, 容易在不均衡力作用下使初生坯壳产生变形。

3.1.2中间包水口偏斜对脱方的影响，当注流偏斜时, 热中心偏移，容易使该区域凝固坯壳减薄, 而相对区域凝固坯壳相应加厚, 使坯壳的不均匀性加剧。

东北大学继续教育学院毕业设计，论文，3.1.3钢水脱氧程度对脱方的影响，钢水的纯净度及氧化性影响坯壳在结晶器内凝固的均匀性和坯壳厚度。

当钢中〔AL<0.005%, 脱氧不良时, 由于二次氧化, 结晶器内浮渣较多,易使铸坯形成气孔，当钢水中AL>0.006%，容易产生结瘤, 用氧枪烧眼后易造成注流偏斜, 这些都将造成结晶器内坯壳的生长不均匀。

3.1.4化学成份对脱方的影响，钢的收缩量决定于钢的含碳量和温度相变,高温坯壳的线收缩对脱方有直接影响。

当C=0.1%时, 在结晶器内坯壳的线收缩最大,也最容易产生脱方。

高碳钢比低碳钢容易产生脱方, 这东北大学继续教育学院毕业设计，论文，是因为在弯月面以下20~50mm处,高碳钢比低碳钢的线收缩要小, 热流要大, 容易引起铜管外壁间歇沸腾,造成坯壳厚度不均匀, 有效坯壳厚度变薄。

钢中P高时, 可减少坯壳在结晶器内的有效厚度, 使弯月面以下20~50mm处热流增加, 容易产生间歇沸腾, 也就容易脱方。

与低碳钢相比, P更容易使高碳钢脱方。

因为高碳钢比低碳钢的有效坯壳厚度薄, 钢水在凝固区间γ-Fe所占比例大, 而P在γ-Fe中的平衡分配系数和扩散系数比α-Fe中的小。

钢中[S]<0.025%,Mn/S>30 , 有利于减缓脱方。

东北大学继续教育学院毕业设计，论文，3.1.5脱方是多种因素综合作用的结果。

因为钢水过热度的波动、中间包及结晶器液面的波动、拉速的变化等造成铸坯坯壳不均匀。

脱方有时严重, 有时轻微, 并沿拉坯方向无规律转换角度。

因此仅从浇注温度和拉速等工艺因素控制脱方是远远不够的。

3.2在设备因素方面，结晶器是连铸机的心脏, 钢水在结晶器中凝固,若在结晶器中坯壳厚度不均匀, 出结晶器时就产生了脱方。

从二冷室观察结晶器下口方坯的两个角部有明显的温度差异, 一个角部呈黄白色, 另一个对角呈暗黑色, 黄白色的角部冷却强度小形成东北大学继续教育学院毕业设计，论文，了钝角, 暗黑色的角部冷却强度大形成了锐角且出结晶器口处方坯角部颜色经常发生变化。

可见, 脱方在结晶器内已经形成, 并在二冷区逐步加剧。

结晶器的冷却不均匀程度和二冷区的冷却不均匀程度是多变的, 有可能抑制或加剧脱方。

设备因素对脱方的影响主要有以下几方面:3.2.1结晶器铜管倒锥度越大, 脱方程度越轻。

3.2.2铜管的使用情况与脱方也是密不可分的。

铜管磨损严重, 镀铬层不规则剥落, 变形达到一定程度, 这些因素都可造成结晶器内初生坯壳厚度不均匀, 在东北大学继续教育学院毕业设计，论文，拉坯过程中, 由于气隙较大, 冷却不均匀, 容易产生脱方变形并加剧。

3.2.3水套对脱方的影响。

如果结晶器铜管周边的冷却水流速度不均匀, 铜管四壁的热流密度不同,就会使坯壳冷却不均匀, 导致脱方。

水套通常用软钢制造以降低成本, 但软钢易受腐蚀并变形严重, 影响水缝尺寸。

若水套角部不是圆角, 角部的水流间隙就比面部大, 这就局部降低水流的阻力,使水优先流向角部, 从而减少面部水流速度。

一般来说, 角部承受的冷却是足够的, 而面部要求有高的水流速度来减少铜管变形。

此外, 在东北大学继续教育学院毕业设计，论文，角部开口的水流间隙有把相邻两个面的水流隔开的作用, 因此水流人口处的速度不均匀且不能调整。

要保证均匀的水缝就必须要求水套的圆角与铜管的圆角同心。

3.2.4结晶器冷却水质的影响。

结晶器冷却水质严重影响铜壁温度和铜管变形。

从冷却水中沉积到铜管外壁上的水垢会引起铜壁局部热阻升高, 加剧间歇沸腾和铜管变形, 从而促使铸坯脱方。

3.2.5振动情况对脱方的影响。

结晶器振动不平稳, 会使铸坯在结晶器内受力不均匀, 增加铸坯与结晶器铜壁之间气隙的不均匀程度, 从而导致不均匀传热, 东北大学继续教育学院毕业设计，论文，加剧坯壳厚度的不均匀性, 加剧了脱方。

3.2.6导向段磨损及变形可使铸坯偏离弧线, 导致铸坯与铜管之间受力不均匀, 导致坯壳与铜管之间气隙不均匀, 影响局部传热的不均匀, 加剧脱方。

7.脱方的铸坯在进入二冷区的最初时间内发展很快。

若二冷段对中不好, 对弧不准, 喷咀有堵塞、脱落, 将加剧脱方程度。

3.2.7拉矫机压力过大, 会造成铸坯呈非方形矩形,拉矫辊不平行, 也将造成脱方。

3.2.8冷却段喷嘴支管的距离是否符合规定尺寸。

东北大学继续教育学院毕业设计，论文，3.2.10喷淋支架是否变形。

4.预防脱方,需做以下几点工作:4.1转炉冶炼系统要稳定操作, 减少后吹, 维持好出钢口, 避免下渣, 确保为连铸提供合格钢水。

4.2必须保证连铸钢水炉炉吹氩气, 以达到均匀大包钢水温度, 确保中间包钢水温度的相对稳定。

4.3稳定中间包液面和结晶器液面, 稳定拉速,并确保水口对中，结晶器液面采用自动浇注。

4.4加强结晶器的制作、安装、使用和维修工作。

4.5加强振动系统的点检, 确保检修、安装质量。

东北大学继续教育学院毕业设计，论文，4.6认真做好二冷水过滤器的反冲、排污工作和二冷竖管的定期排渣, 加强二冷段的管理, 确保二冷竖管对中对弧准确、喷咀无堵塞、无脱落。

4.7经常检查导向段, 确保铸机正常弧度。

4.8定期检查结晶器冷却水质, 务必达到要求。

4.9加强对液压站及拉矫机的点检, 及时更换磨损严重的拉矫辊。

5.结论:脱方是连铸方坯常见的形状缺陷, 它是由工艺、设备因素等综合作用的结果。

脱方的根源是在结晶器内产东北大学继续教育学院毕业设计，论文，生的。

可以说结晶器是造成脱方的内因, 而工艺因素是影响脱方的外因。

通过加强对结晶器的管理和设备的维护, 完善工艺结构, 严格工艺纪律, 是能够有效地预防脱方的发生，现阶段我所在的炼钢工厂采取以上措施后，效果明显，有效的解决了脱方缺陷的产生，为提高生产节奏创造了良好的条件。

东北大学继续教育学院毕业设计，论文，参考文献:1.《浇注与凝固》蔡开科主编北京钢铁学院1987年11月第一版2.《新编连续铸钢工艺及设备》王雅贞王岩主编北京冶金工业出版社2007年1月第一版第三章、第八章3.参考网络下载资料。