教材连铸坯低倍检验标准及在生产中的应用

连铸坯低倍检验标准及在生产中的应用目录（Ctrl＋鼠标左键可以浏览相应内容）本次讲课的目的（）第一章连铸坯的低倍检验1.1、连铸坯的低倍结构（）1.2、连铸坯宏观检验方法及酸蚀原理（）1.3、连铸坯低倍检验标准（）1.4、连铸坯低倍各类缺陷的形貌特征（）1.5、连铸坯低倍缺陷评定方法及级别界定（）1.6、试验报告（）17、练习题（）第二章连铸坯低倍检验在生产中的指导作用2.1.、连铸坯凝固过程及特点（）2.2、连铸坯低倍缺陷产生原因及控制方法（）2.2.1、连铸坯中心疏松产生原因及控制方法（）2.2.2、连铸坯缩孔产生原因及控制方法（）2.2.3、连铸坯裂纹产生原因及控制方法（）2.2.4连铸坯中心偏析产生原因及控制方法（）2.2.5、连铸坯气泡产生原因及控制方法（）2.2.6、连铸坯非金属夹杂产生原因及控制方法（）2.2.7、连铸坯夹渣产生原因及控制方法（）2.2.8练习题（）本次讲课的目的自炼钢成立至今已经十年，我们和炼钢共同走过了十年的风风雨雨，这十年中我们炼钢人从零做起发展成为一个年产200多万吨的钢铁企业，而我们一起见证了炼钢在这十年中的发展壮大。在这十年坎坷中我们走出了一条由向规模要效益到由向质量要效益之路。现在随着公司改革的不断深入和二次创业号召的提出，公司及厂部对我们的生产经营提出了要求更严、目标更高的要求；特别是现在随国家经济政策的调整及市场不断的发展变化，更要求我们在生产中不能仅仅停留在提高产品的外观质量这一低层次上，而是要以提高产品的内在质量，不断适应市场需求为最终目标。产品质量的好坏除了生产中严格贯彻标准化操作及不折不扣的执行工艺纪律外，还需要对产品进行外观及内在质量检验，通过质量检验结果进一步对工艺进行改进、优化及完善，而铸坯低倍检验是一个快捷、经济的检验铸坯内在质量的检验方法。通过本次授课希望大家能够基本掌握以下内容：1、了解铸坯低倍检验方法及检验标准；2、掌握铸坯低倍组织缺陷类型、缺陷产生原因及在生产中控制不良品的方法。第一章连铸坯的低倍检验1.1、连铸坯的低倍结构一、连铸坯的凝固过程决定了铸坯的低倍组织连铸坯的低倍组织结构是由铸坯的冷却凝固决定的：连铸坯凝固可以看做是分阶段的连续凝固过程，凝固过程经历了三个阶段，即：1、钢水遇到结晶器壁形成初生坯壳；2、带液芯的铸坯在冷却中快速凝固；3、带液芯的铸坯在冷却中稳定生长直至完全凝固。正是以上凝固过程特点决定了铸坯组织结构。二、铸坯的低倍结构1、铸坯低倍结构定义：从完全凝固的铸坯上取下一块横断面试样，经过磨光酸洗后用肉眼所观察到的组织叫低倍组织。它是用肉眼或不大于十倍的放大镜检查金属表面、断口或宏观组织及其缺陷的方法。2、连铸坯的低倍组织构成：连铸坯的典型低倍组织是由三部分组成：（1）、靠近表皮的细小等轴晶带，其特点是：细小致密厚度小，其厚度一般为5~10mm。（2）、其次是树枝晶带（柱状晶带），其特点是：形状象树枝状其方向垂直于铸坯表面。（3）、中间是粗大等轴晶。铸坯的典型低倍组织见图：（加工图片\典型低倍机构组织.jpg）酸蚀低倍检验的作用连铸是一个可以控制的传热过程，通过对凝固过程的检查和控制可以获得良好的铸坯质量。从这个意义讲，了解连铸条件与最终产品缺陷之间的相互关系就可能预先判定产品的质量，这是实现计算机质量控制的基础。酸蚀低倍检验的最终目的是得到一定工艺条件下所希望的铸坯质量，并根据检查结果适当调整工艺参数。3、酸蚀低倍检验的作用主要有：1）对铸坯质量进行监控，对为改善铸坯质量进行的工艺参数调整可行性进行判定。2）开发试制新钢种时，根据不同的工艺条件（中包温度高低、拉速快慢、比水量大小等）切取铸坯样进行酸洗低倍检验进行分析，以验证、修订工艺控制参数。3）根据低倍组织中反馈出来的各种具体缺陷种类、形状和位置，结合钢种凝固特点、凝固条件，对连铸工艺参数、浇铸操作和设备运行状况存在的问题做出判断，采取相应的措施，改善并提高铸坯质量。4）为实现计算机质量控制做基础工作。4、生产中对铸坯低倍结构的要求：连铸坯的低倍组织对钢材的机械性能及加工性能都有很大影响：除某些特殊用途要求柱状晶组织外绝大部分都希望得到等轴晶带大的组织，例如我厂对Qst32－3等钢种的等轴晶要求是≥40mm，因此提高铸坯等轴晶带是提高铸坯质量的一个重要任务，在生产中我们甚至可以通过铸坯低倍结构来分析冷却工艺制度缺陷及改进方案，由此可见铸坯低倍检验在生产中的重要性。1.2、连铸坯宏观检验方法及酸蚀原理一、连铸坯宏观检验方法连铸坯宏观检验方法有：酸蚀、硫印、塔形车削以及无损控伤等方法和断口分析等。酸蚀宏观检验方法在以上方法中因为检验手段简单、费用较低所以得到应用较广。二、酸洗检验低倍原理钢中的许多缺陷如夹杂、偏析、疏松及气孔等因为尺寸较小，或由于塑性变形使其和钢基体相连，难以用肉眼辨认。通过选用适当的腐蚀剂，由于缺陷和钢基体浸蚀程度的差别，可以使缺陷和钢基体产生选择浸蚀作用，从而使缺陷在试样上表现出来。三、铸坯低倍浸蚀方法低倍组织浸蚀方法分为热酸浸蚀法、冷酸浸蚀法和电解腐蚀法三种，我公司以冷酸浸蚀法检验低倍冷酸浸蚀操作要点如下：(1)根据材料种类选用合适的和一定配比的浸蚀液。如：1:1的盐酸和氯化铜溶液(2)试样检验面的光洁度应在7以上，酸蚀前应将检验面擦净，去除油污。(3)用擦蚀法时，将酸液慢慢倒在置地耐酸盆中的试样同上，然后用刷子将酸液刷匀，直至清晰显示出低倍组织和缺陷为止。(4)浸蚀好后，用水冲掉酸液，并用碱水中和，然后用再热水冲洗，立即吹干。1.3、连铸坯低倍检验标准我公司铸坯低倍检验标准以YB/T266－1991为基础并结合我厂工艺装备水平及市场需求进行了更严格的细化，其标准适用于100－300mm的方坯和矩形坯。以下是某厂铸坯低倍检验执行的标准：除焊条芯用及软钢线材用坯外，方坯应进行低倍组织检查。在其酸浸低倍试片上不得有肉眼可见的气泡、白点、裂缝、翻皮、夹杂、残余缩孔。按GB1979进行评级的合格级别为:低倍组织要求：一般疏松≤3级、中心疏松≤3级、偏析≤3级我公司根据我厂工艺装备水平及市场对不同钢种的加工要求制订了如下铸坯低倍检验标准：连铸坯低倍检验标准钢种缩孔（mm)中心裂纹（级）中间裂纹（级）中心疏松（级）一般疏松（级）皮下裂纹（级）皮下气孔（级）表面针孔等轴晶纵表面针孔ML08ALSWRCH8ASWRCH6ASWRCH10A≤3≤15mm0≤2.0≤2.0≤1.0≤10SWRCH6A-KL≤3≤1.5≤1.5≤3.0≤2.0≤0.5≥40≤8SWRCH15A-KL≤3≤1.0≤2.0≤0.5≤2.0≤0.5≥70≤8SWRCH15ASWRCH18ASWRCH22A≤200≤2.5≤2.0≤3.0≤0.5≤10ML35SWRCH35K≤100≤3.0≤2.0≤3.0SCM435ML40Gr0级00≤2.0≤1.5≤2.0S20C≤2≤2.0≤2.5≤2.0≤3.0≤1.0≤10S45C45≤30≤1.0≤2.5≤2.0≤3.0≤1.0≤1060#65#70#≤300≤2.5≤2.0≤3.0SWRH77B≤200≤2.5≤1.5≤2.530MnSiB≤100≤2.5≤1.5≤3.0ER70S-6≤3≤1.00≤1.5≤2.5≤2.0H08A≤4≤1.50≤2.0≤3.00≤2.5≤60Q195LY-3≤4≤1.50≤2.5≤3.0≤1.0≤2.0≤40LS≤2≤2.0≤0.5≤3.0≤3.0≤2.0≤2.5≤80Qst32-3≤3≤1.5≤1.5≤3.0≤2.0≤0.5≥40≤81.4、连铸坯低倍各类缺陷的形貌特征经过酸洗后的铸坯试样由于缺陷和钢基体分离，我们可以通过肉眼或10倍左右的放大镜进行观察。铸坯低倍的缺陷种类及形貌特征如下；1、中心疏松在酸洗试样上集中在中心的空隙和暗点（加工图片\疏松.jpg）2、缩孔在酸洗试样的中心部位呈现不规则的空洞（加工图片\缩孔（中包温高）.jpg）3、皮下裂纹在酸洗试样的边部细小等轴晶于树枝晶的交界处产生并沿树枝晶向内部扩展的裂纹（加工图片\皮下裂纹.jpg）4、内部裂纹（1）、中心裂纹在酸洗试样中心出现的裂纹（加工图片\中心裂纹.jpg）（2）、中间裂纹在酸洗试样上裂纹在树枝晶区出现并沿树枝晶扩展（加工图片\中间裂纹（中包温高温高）.jpg）应注意其与皮下裂纹的区别5、中心偏析在酸洗试样的中心部位呈现腐蚀较深的暗斑，有时在暗斑周围有灰白色带及疏松（加工图片\中心偏析.jpg）5、铸坯的气孔在酸洗试样皮下沿树枝晶方向呈现分散或簇状分布的细长裂缝或椭圆形气孔（加工图片\皮下气泡2.jpg）6、非金属夹杂在酸洗试样上呈现不同规则和不同颜色的非金属颗粒或非金属颗粒浸蚀剥落后留下的坑。它们在酸浸试片上以镶嵌的形式存在，并保持其固有的各种颜色，常见的有灰白色、米黄色和暗灰色等。有些低倍夹杂在制片时可能脱落，而表面为空洞。空洞的特点区别于气泡是它的边缘不整齐，呈海绵状。7、夹渣在酸洗试样上呈现不同形状和不同颜色的块状或颗粒（加工图片\夹渣.jpg）以上是常见铸坯低倍缺陷种类，另外还有如：白亮带、翻皮及异金属夹杂等留有以后再探讨。1.5、连铸坯低倍缺陷评定方法及级别界定一、评级图片冶金标准在评级标准图片中将需要评级的缺陷各分为四级不需要评级的缺陷只列一张图片，评级试样为边长（直径）100mm，疏松缺陷评级图（加工图片\中心疏松第一评级图.jpg、加工图片\中心疏松第二评级图.jpg）其他缺陷评级图因篇幅原因这里不再累述。二、评定方法评定各级缺陷以肉眼可见为限，根据严重程度依据评级图进行比较分别评定。当其严重程度介与相邻两级之间时可评半级。在评定其他尺寸的连铸坯缺陷时可以根据缺各陷级评级图按比例进行放大或缩小。1.6、试验报告铸坯试样经过低倍检验后必须按标准进行试验报告填写，填写内容有：1、委托单位。2、检验牌号。3、检验试样的冶炼炉号。4、试样编号。5、连铸坯规格。6、检验结果：缺陷类型、评定级别和应说明的情况等。7、检验者、审核者及检验日期等1.7、练习题1、什么是铸坯的低倍组织？铸坯的低倍组织有哪些构成？其特点是什么？2、铸坯的低倍组织缺陷有哪些？3、简述铸坯低倍缺陷皮下裂纹、皮下气孔的形貌特征4、生产中对铸坯低倍结构的要求是什么？第二章连铸坯低倍检验在生产中的指导作用2.1、连铸坯凝固过程及特点一、连铸坯凝固的条件及钢水结晶过程要了解连铸坯的凝固必须弄清以下几个概念：〕1、过热度：钢水实际温度与液相线温度的差值2、凝固温度：钢由液体状态变成固体状态的温度为凝固温度。3、过冷度：钢液实际温度低于凝固温度的度数，它是钢水凝固必备的两个条件之一。4、结晶核：液体金属中存在的许多体积很小、近程有序排列的原子集团形成的胚胎晶核，它也是钢水凝固必备的两个条件之一。钢水注入到结晶器后先从结晶器壁开始形成结晶核，这些结晶核相互连接发展逐渐形成凝固前沿。由于钢水中各种元素在钢液与钢固体的溶解度不同，造成随凝固进行固相中钢水中元素析出，使固液界面处液相中溶解元素的浓度高于原来液相中的浓度，从而造成该处液相线温度的降低。当液相钢水实际温度高于固液界面温度时热量从钢水传向凝固前沿。但是当凝固前沿钢水温度低到液相线温度以下时该处液相已经处于过冷状态，这样凝固前沿发生晶体长大以消除局部过冷。一旦凝固后又发生过冷和结晶长大，这就是凝固前沿发生的实际结晶生长二、连铸坯的凝固过程连铸坯铸坯的凝固过程是热量传递过程：钢水进入结晶器边传热、边凝固、边运行。在形成了一个液相穴很长的钢锭，而凝固是沿液相穴的固液界面在液固相温度区间把液体转变为固体把潜热释放出来的过程。连铸坯凝固是分阶段的凝固过程：1、钢水遇到结晶器壁形成初生坯壳；2、带液芯的铸坯在冷却中快速凝固；3、带液芯的铸坯在冷却中稳定生长直至完全凝固在固液界面间刚凝固的晶体强度（1-3N/mm2）和塑性都非常小，当作用于凝固壳的热应力、鼓肚力、矫直力、摩擦力、机械力等外力超过所允许的外力值时，在固液界面就产生裂纹，这就形成了铸坯内部裂纹。而已凝固的坯壳在二冷区接受强制冷却，由于铸坯线收缩，温度的不均匀性，