连铸坯表面质量控制.pptx

数智创新变革未来连铸坯表面质量控制1.连铸坯表面缺陷的形成机制1.连铸坯表面质量控制的工艺措施1.连铸坯表面裂纹的预防与控制1.连铸坯表面气泡的成因与防治1.连铸坯表面夹杂物的成因与消除1.连铸坯表面氧化皮的控制方法1.连铸坯表面划痕的产生机理与对策1.连铸坯表面质量检测与评价技术Contents Page目录页 连铸坯表面缺陷的形成机制连铸连铸坯表面坯表面质质量控制量控制连铸坯表面缺陷的形成机制连铸坯表面缺陷的结晶缺陷1.二次枝晶和树枝晶的形成：由于过冷度大，晶核形核和生长速度快，形成大量不规则的二次枝晶和树枝晶，导致表面粗糙2.结晶取向的影响：晶粒取向不同导致组织结构差异，影响表面质量例如，100取向晶粒的表面粗糙度较高3.外部因素的影响：结晶器振动、电磁搅拌等外部因素可影响晶体生长，导致表面缺陷，如波浪纹、结疤连铸坯表面缺陷的壳层缺陷1.壳层厚度控制不当：壳层过薄易破裂，过厚会降低导热效率，影响整体凝固过程2.壳层开裂：由于热应力、液芯收缩或气体析出，壳层可能会发生开裂，造成表面缺陷如纵裂、横裂3.壳层夹杂：由于浇注操作不当或保护渣管理不善，夹杂物可能粘附在壳层表面，形成夹渣或夹杂缺陷。

连铸坯表面缺陷的形成机制连铸坯表面缺陷的气泡缺陷1.溶解气体的析出：结晶过程中，溶解在钢液中的气体析出形成气泡，聚集在壳层与液芯交界面，形成气泡缺陷2.铸流夹气：由于浇注过程中的紊流或保护渣保护不当，空气或水蒸气可能被夹带到铸流中，形成气泡3.气泡上浮和偏析：气泡在液芯中上浮，并在铸坯的特定区域聚集，形成气泡偏析缺陷，影响坯料性能连铸坯表面缺陷的冶金缺陷1.钢水成分偏析：由于凝固过程中元素分布不均匀，导致表面局部成分偏析，形成夹杂物或偏析带，影响力学性能2.疏松和麻面：由于凝固收缩或气体析出，表面出现疏松或麻面缺陷，降低坯料质量3.元素偏析引起的相变异常：特殊合金钢在凝固过程中，成分偏析可能导致相变异常，形成表面缺陷连铸坯表面缺陷的形成机制连铸坯表面缺陷的保护渣缺陷1.保护渣的流动性：保护渣流动性差，难以覆盖铸坯表面，导致空气或异物侵入，形成保护渣不覆盖缺陷2.保护渣的保护能力：保护渣保护能力不足，无法有效隔离铸坯与空气，导致氧化或氮化缺陷3.保护渣的起泡和崩解：保护渣起泡或崩解，破坏了渣层保护，导致表面缺陷连铸坯表面缺陷的设备缺陷1.结晶器的几何缺陷：结晶器表面凹凸不平或有划痕，直接影响铸坯表面质量。

2.振动系统的异常：振动系统振幅或频率异常，会导致铸坯表面波动或形成波浪纹3.冷却环节的缺陷：冷却喷淋不均匀或不足，导致铸坯表面温差过大，形成裂纹或表面粗糙连铸坯表面质量控制的工艺措施连铸连铸坯表面坯表面质质量控制量控制连铸坯表面质量控制的工艺措施连铸坯表面质量控制中的化学措施1.精炼技术：采用炉外精炼技术（VD，VOD等），降低坯料中杂质含量，提高钢水纯净度2.熔剂处理：使用中性炉渣，避免渣系与钢坯反应产生表面缺陷；优化熔剂成分和用量，控制钢渣界面张力和流动性，减少渣系夹杂3.保护气氛控制：使用惰性气体保护钢水浇注过程，防止钢坯表面氧化，降低缺陷形成风险连铸坯表面质量控制中的机械措施1.优化浇注工艺：合理设置浇注速度、流量等参数，确保钢水平稳、均匀地进入铸模，减少流速不均造成的表面缺陷2.稳定连铸过程：采用自动浇注控制系统，稳定浇注速度和温度，防止钢坯表面产生拉痕、皱纹等缺陷3.改进铸模设计：优化铸模的形状和尺寸，减少钢坯与铸模的摩擦，避免表面划伤和拉痕连铸坯表面质量控制的工艺措施1.润滑技术：在铸模表面涂抹耐高温润滑剂，降低钢坯与铸模的摩擦系数，减少表面划伤和粘连缺陷2.电磁搅拌：利用电磁场对钢坯进行搅拌，抑制结晶组织柱状晶生长，改善坯料的内部组织结构，减少表面开裂和气孔缺陷。

3.超声波处理：利用超声波的振动能量，消除钢水中的气泡和夹杂，改善钢水纯净度，降低表面缺陷的发生率连铸坯表面质量控制中的热力措施1.二次冷却控制：根据钢坯表面的冷却特性，优化二次冷却水的流量、温度和喷淋方式，控制钢坯的冷却速率，防止表面过热或过冷造成裂纹、拉痕等缺陷2.结晶器温度控制：合理设定结晶器的温度分布，使钢坯表面形成稳定的凝固壳，避免结晶器贴壳和表面开裂3.掩模技术：使用掩模材料（如陶瓷粉体）覆盖钢坯表面，控制钢坯冷却速度，抑制表面回火氧化，降低表面缺陷的产生连铸坯表面质量控制中的物理措施连铸坯表面质量控制的工艺措施连铸坯表面质量控制中的检测技术1.红外测温技术：采用红外热像仪实时监测钢坯表面温度，及时发现温度异常，并根据温度分布调整工艺参数，防止表面过热或过冷2.超声波检测技术：利用超声波探伤，检测钢坯内部是否存在气泡、夹杂等缺陷，及时排除不合格坯料3.视觉检测技术：利用工业相机和图像识别算法，检测钢坯表面缺陷，实现缺陷的自动分类和识别连铸坯表面裂纹的预防与控制连铸连铸坯表面坯表面质质量控制量控制连铸坯表面裂纹的预防与控制1.连铸过程中的热应力不均匀，导致坯壳脆性断裂2.二次冷却水的不合理分配，造成局部急冷，形成热应力集中区域。

3.拉伸应力作用下，铸坯表面易产生裂纹，特别是结晶器和铸坯过渡段连铸坯表面裂纹的检测1.超声检测：利用超声波探伤技术，实时监测坯壳厚度和表面缺陷2.离线涡流检测：利用涡流效应，检测铸坯表面裂纹、划痕等缺陷3.人工目测：由人工对铸坯表面进行目测检查，发现表面裂纹、结疤等缺陷连铸坯表面裂纹的成因连铸坯表面裂纹的预防与控制连铸坯表面裂纹的预防1.优化工艺参数：控制浇铸温度、结晶速度和二次冷却强度，减小热应力2.优化冷却系统：合理分配冷却水流量，避免局部急冷3.使用高导热材料：采用导热性好的材料作为结晶器护套，加快坯壳冷却连铸坯表面裂纹的修复1.气弧焊补：利用气体保护电弧焊，对表面裂纹进行焊接修复2.等离子焊补：采用等离子弧焊技术，提高熔池穿透力，改善焊缝质量3.碳弧气刨：利用碳弧气刨设备，将表面裂纹刨除，再进行焊补连铸坯表面裂纹的预防与控制1.监测与预警：采用传感器和人工智能技术，实时监测裂纹生成过程，及时预警2.智能控制系统：利用大数据和机器学习，优化工艺参数，主动控制裂纹生成连铸坯表面裂纹的控制趋势 连铸坯表面气泡的成因与防治连铸连铸坯表面坯表面质质量控制量控制连铸坯表面气泡的成因与防治连铸坯表面气泡的形成机理1.气体夹杂物的析出和聚集：熔融钢水中的溶解气体，如氢、氮、氧等，在凝固过程中会析出形成气泡。

这些气体主要来自以下途径：炼钢过程中残留的溶解气体；还原剂和合金添加时的化学反应释放的气体；渣材和熔剂中的气体污染2.气泡的生长与迁移：析出的气泡受惯性力和表面张力的影响，不断生长并向上迁移气泡的生长速度受气体扩散速率、液体的粘度和表面张力等因素的影响气泡的迁移路线受钢水流动速度、凝固速度、钢水成分等因素的影响连铸坯表面气泡的防治措施1.精炼除气：通过真空脱气、氩气吹扫等精炼工艺，去除熔融钢水中的溶解气体真空脱气可有效降低氢、氮等气体的含量；氩气吹扫则可通过置换反应，降低氧气的含量2.优化浇注条件：通过控制浇注速度、浇注温度、浇注角度等浇注条件，减少气泡的产生和迁移适当的浇注速度可避免钢水过快凝固，为气泡析出和迁移提供足够的时间合理的浇注温度可降低钢水的流动阻力，有利于气泡的上浮适当的浇注角度可减少气泡与钢水接触的时间，降低气泡被夹杂的风险连铸坯表面夹杂物的成因与消除连铸连铸坯表面坯表面质质量控制量控制连铸坯表面夹杂物的成因与消除熔池冶金措施1.加强熔池精炼，采用各种精炼技术去除金属液中的氧、氮、硫、磷等杂质，减轻钢水中气体含量和夹杂物含量2.优化熔池形状和流动组织，减少二次氧化和夹杂物生成，降低熔池中夹杂物的含量。

3.控制熔池温度和化学成分，避免生成过量的夹杂物钢包处理措施1.采用钢包保护渣覆盖，减少钢液二次氧化和夹杂物的生成2.利用钢包电磁搅拌技术，促进钢液快速均匀流动，防止夹杂物上浮至钢液表面3.设置中间包，扩大钢液容积，进一步降低钢液中的夹杂物含量，提高钢液纯净度连铸坯表面夹杂物的成因与消除浇注工艺措施1.优化浇注系统设计，采用保溫浇注系统，减少钢液在浇注过程中的降温，避免形成初生夹杂物2.精确控制浇注速度和结晶速度，防止钢液中夹杂物被夹带至坯壳中3.采用结晶器振动技术，促进坯壳中夹杂物的排出，降低坯壳表面夹杂物的含量连铸机设备设施措施1.加强连铸机设备维护，确保浇注系统、结晶器、二冷段等关键部位正常运行，防止夹杂物产生和堆积2.采用监测系统，实时监测钢液洁净度和连铸坯表面质量，及时发现和解决夹杂物问题3.推广低氮、高洁净度的耐火材料，减少设备设施带来的夹杂物污染连铸坯表面夹杂物的成因与消除工艺参数优化1.优化连铸工艺参数，包括浇注速度、过冷度、保护渣成分等，控制坯壳生长速度和二次氧化，减少夹杂物生成2.探索新工艺技术，如软还原法、超低过冷度连铸等，从根本上抑制夹杂物生成3.采用数学模型和人工智能技术，建立连铸坯表面质量控制模型，实现工艺参数的智能优化。

其他措施1.原料品质控制，严格把控原料中的杂质含量，减少夹杂物的来源2.优化物流管理，减少运输和存储过程中夹杂物污染3.加强成品检验，对连铸坯表面质量进行严格把控，及时发现和处理不合格产品，防止后续工序产生不良影响连铸坯表面氧化皮的控制方法连铸连铸坯表面坯表面质质量控制量控制连铸坯表面氧化皮的控制方法连铸坯表面氧化皮的控制方法1.合理控制成分和熔炼工艺：-严控S、P等杂质元素的含量，降低钢水中的氧化物夹杂物优化熔炼工艺，控制熔池温度和氧化气氛，减少钢水中溶解氧的含量2.优化浇铸工艺：-采用水口砖或喷雾装置控制浇铸速度，避免钢水在包内停留时间过长导致氧化优化浇铸温度，降低钢水中氧化物的溶解度和扩散速率3.表面喷涂保护剂：-使用金属基或陶瓷基喷涂剂，在连铸坯表面形成一层保护膜，阻隔空气与钢水接触喷涂后，通过激光切割或等离子切割等方式去除表面氧化皮，得到高质量的坯面连铸坯表面裂纹的控制方法1.优化浇铸温度和速度：-控制连铸坯的浇铸温度，避免温度过高导致晶粒粗大，降低坯面抗裂性调整浇铸速度，避免浇铸速度过快导致连铸坯表面凝固过快，产生裂纹2.控制水口设计和浇铸方式：-优化水口形状和尺寸，减少钢水冲击力造成的表面损伤。

采用分流浇铸、单板式浇铸等方式，控制钢水流向和浇铸压力3.表面涂层和冷却条件：-在连铸坯表面涂覆抗裂剂，形成保护膜，减少氧化和裂纹的产生优化冷却条件，控制冷却速度和温度梯度，避免坯面急剧冷却产生裂纹连铸坯表面划痕的产生机理与对策连铸连铸坯表面坯表面质质量控制量控制连铸坯表面划痕的产生机理与对策结晶器型貌与划痕1.结晶器工作面非理想，如存在粗糙度、沟槽、台阶等缺陷，会导致铸坯表面产生划痕2.结晶器内表面温度分布不均，局部过热会导致局部凝固，形成结晶器与铸坯粘连，产生划痕3.结晶器振动或摆动幅度过大，会引起铸坯与结晶器接触不良，产生划痕铸坯凝固行为与划痕1.铸坯凝固速度不均匀或过快，导致铸坯表面收缩不一致，产生应力集中和划痕2.铸坯二次冷却水分布不均或过强，导致铸坯表面局部快速冷却收缩，产生划痕3.铸坯结晶方式不同（柱状晶、等轴晶），导致铸坯表面晶粒粗细不一，产生划痕连铸坯表面划痕的产生机理与对策炉渣与划痕1.炉渣成分不合适，如含氧化铝过高，会在铸坯表面形成硬质渣层，划伤结晶器工作面2.炉渣流动性差，会导致炉渣堆积在结晶器内，增加铸坯与结晶器的摩擦，产生划痕3.炉渣温度过低，导致炉渣粘度增大，不易流动，增加与铸坯的摩擦，产生划痕。

钢水成分与划痕1.钢水中含硫过高，会导致硫化物析出，在铸坯表面形成划痕2.钢水中含氧过高，会导致氧化物析出，在铸坯表面形成划痕3.钢水中含氢过高，会导致氢气泡析出，在铸坯表面形成气孔或划痕连铸坯表面划痕的产生机理与对策拉坯机与划痕1.拉坯机导辊表面不平整或有异物，会导致铸坯表面产生划痕2.拉坯机导辊冷却不良，导致导辊。