连铸坯中的非金属夹杂物、气体含量研究

　　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。下面由学术堂为大家整理出一篇题目为“连铸坯中的非金属夹杂物、气体含量研究”的冶金工程论文，供大家参考。
　　
　　原标题：170 mm × 170 mm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500 mm、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± 5 mm（ 手动操作时或设备故障时）。针对以上情况，对170 mm × 170 mm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
　　
　　1. 1试验工艺
　　
　　试验工艺为65 t氧气顶吹转炉→70 t LF精炼炉→5机5流170 mm × 170 mm小方坯连铸→18架小型连轧机。
　　
　　1. 2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250 mm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ASTM E588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.
　　
　　1. 3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170 mm × 170 mm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Φ50 mm,每1 m连铸坯取钢材试样1支，钢材试样长度500 mm.检验气体、夹杂物的取样位置见图1.
　　 　　
　　2试验结果及分析
　　
　　2. 1中间包低液位浇铸连铸坯洁净度
　　
　　2. 1. 1试验条件
　　
　　实际生产中，连铸正常浇铸液位700 mm,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500 mm.试验取连铸中包液位在400 mm和500 mm的铸坯进行铸坯洁净度验证。钢种45号钢，拉速1. 61 m/min,轧制Φ50 mm.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。
　　
　　2. 1. 2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400,500 mm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。