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毕业设计模板1

重庆科技学院

毕业设计（论文）

题目板坯产品质量缺陷及产品质量控制

院（系）冶金与材料工程学院

专业班级无机普2006-02

学生姓名闫娜学号2006440443

指导教师周书才职称

评阅教师职称

2010年6月8日

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

3）其它

学生毕业设计（论文）原创性声明

本人以信誉声明：

所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。

与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

毕业设计（论文）作者（签字）：

年月日

摘要

板坯质量缺陷主要有：

表面缺陷、内部缺陷、形状缺陷等。

连铸坯表面质量的好坏决定了铸坯在热加工之前是否需要精整，也是影响金属收得率和成本的重要因素，还是铸坯热送和直接轧制的前提条件。

连铸坯表面缺陷形成的原因较为复杂，但总体来讲，主要是受结晶器内钢液凝固所控制。

铸坯的内部质量是指铸坯是否具有正确的凝固结构、偏析程度、内部裂纹、夹杂物含量及分布状况等。

凝固结构是铸坯的低倍组织，即钢液凝固过程中所形成的等轴晶和柱状晶的比例。

铸坯的内部质量与二冷区的冷却及支撑系统是密切相关的。

本文将从板坯表面缺陷、内部缺陷、形状缺陷等几个地方来论述影响连铸坯质量的因素，及一些预防措施。

关键词：

板坯质量缺陷表面缺陷内部缺陷形状缺陷预防措施

Ⅰ

ABSTRACT

slabqualityblemishbasicallyhave:

surfacedefect,internaldefects,shapedefects,etc.Thestandorfallofcastingbilletsurfacequalitydetermineswhetherslabinahot-workingbeforefinishing,alsoneedaffectmetalretrievalrateandtheimportantfactors,orcostofbillethotdeliveryanddirectlyrolledtheprerequisite.Continuouscastingslabsurfacedefectsreasonsisrelativelycomplex,butgenerallyspeaking,bythecrystallizerismainlycontrolledbytheliquidsteelsolidification.Slabofinternalqualityreferstowhetherhasthecorrectbilletsolidificationstructure,segregationdegree,internalcrack,impuritycontentanddistribution,etc.Solidificationstructureisthelowbilletorganization,knownasthemoltensteelsolidificationprocessbytheformationoftheequiaxialcrystalandcolumnarcrystalratio.Slaboftheinternalqualityandtwocoolingandsupportingsystemofcoldarecloselyrelated.Thispaperfromtheslabsurfacedefect,internaldefects,shapedefectsdiscussesseveralareaswhereinfluencefactorsofcastingbilletquality,andsomepreventivemeasures.

Keywords:

slabqualitydefectssurfacedefectinternaldefectsshapedefectspreventionmeasures

Ⅱ

目录

摘要…………………………………………………………………………………………I

ABSTRACT……………………………………………………………………………………II

1绪论……………………………………………………………………………………7

2板坯质量缺陷………………………………………………………………………………8

2.1表面缺陷……………………………………………………………………………8

2.1.1表面裂纹…………………………………………………………………………8

2.1.2表面夹渣…………………………………………………………………………8

2.1.3皮下气泡与气孔…………………………………………………………………8

2.2内部缺陷……………………………………………………………………………8

2.2.1中心偏析…………………………………………………………………………8

2.2.2中心疏松…………………………………………………………………………9

2.2.3内部裂纹…………………………………………………………………………9

2.3形状缺陷……………………………………………………………………………9

2.3.1鼓肚变形…………………………………………………………………………9

2.3.2菱形变形…………………………………………………………………………9

2.3.3圆铸坯变形………………………………………………………………………10

3板坯质量缺陷预防措施……………………………………………………………………11

4结论…………………………………………………………………………………………12

参考文献……………………………………………………………………………………13

致谢…………………………………………………………………………………………14

附录1………………………………………………………………………………………15

附录2………………………………………………………………………………………16

附录3………………………………………………………………………………………17

1绪论

经过六五到九五三大技术规模造，在技术改造和工艺技术攻关方面积累了大量的经验。

钢产量逐年提高，板坯质量稳定在一个较好的水平，不仅实现了全部模铸向连铸生产方式的转化，并根据市场需要，不断开发。

随着后续轧钢系统技术的进一步完善，品种扩大和质量提高，连铸坯的质量要求会越来越高，连铸机控制板坯表面和内部质量的技术也有待进一步完善提高。

近年来钢铁材料技术的发展与应用使冶金工程遇到了极大的挑战。

除了成分范围要求窄外，常常要求极低的硫、氧、磷、氮、氢、碳。

描述这些钢用“清洁钢”、“高纯净钢”或“低残余元素钢”，也有“超纯钢”之说。

现代炼钢已将铁水预处理和钢水精炼独立于初炼炉（转炉或电炉）之外，电炉和转炉只进行熔炼和部分精炼，出钢后在精炼炉内进行温度、成分调整、夹杂物的去除及改变形态、变性处理。

从而解放了初炼炉，优化了工艺流程，使冶金容器分工更加合理，同时钢的质量大大提高，实现了生产“清洁钢”或“超纯钢”。

例如，在转炉流程中，由于硫、磷在入转炉前已大部分预先脱除，减轻了转炉脱磷、脱硫的繁重任务，使转炉发挥了脱碳和提温的优势，实现了少渣操作；后续的精炼技术可以做到深脱硫、深脱氧、脱氢、氮，能生产超低碳钢，达到冶炼洁净钢的目的。

这样，不仅优化了转炉的生产过程，而且提高了生产稳定性和钢的质量。

在电炉流程中，传统电炉炼钢经历.个阶段：

熔化、氧化、精炼，都是在同一个炉内完成的，冶炼时间长，氧化阶段把有害气体氢、氮、磷脱除到较低，但在精炼期又吸气、回磷，所有这些努力都白费了，钢水质量无法提高，更谈不上“洁净钢”了。

如果把电炉只当做初炼炉，只完成熔化、脱磷、提温功能，其余脱硫、脱氧、调整成分与温度、去除夹杂物及变性处理在炉后精炼炉内完成，则实现电炉快速出钢，与连铸匹配，也实现了“洁净钢”的生产。

2板坯质量缺陷

2.1表面缺陷

2.1.1表面裂纹

表面裂纹就其出现的方向和部位，可以分为面部纵裂纹与横裂纹；角部纵裂纹与横裂纹；星状裂纹等。

（1）纵向裂纹

纵向裂纹在板坯多出现在宽面的中央部位，方坯多发生在棱角处。

表面纵裂纹直接影响钢材质量。

若铸坯表面存在深度为2.5mm，长度为300mm的裂纹，轧成板材后就会形成1125mm的分层缺陷。

严重的裂纹深度达10mm以上，将造成漏钢事故或废品。

其实早在结晶器内坯壳表面就存在细小裂纹，铸坯进入二冷区后，微小裂纹继续扩展形成明显裂纹。

由于结晶器弯月面区初生坯壳厚度不均匀，其承受的应力超过了坯壳高温强度，在薄弱处产生应力集中致使纵向裂纹。

（2）横向裂纹

横向裂纹多出现铸坯的内弧侧振痕波谷处，通常是隐避看不见的。

经金相检查指出，裂纹深7mm，宽0.2mm，处于铁素体网状区，也正好是初生奥氏体晶界。

当奥氏体晶界沉淀质点粗大，呈稀疏分布，板坯横裂纹产生的废品减少。

铸坯矫直时，内弧侧受拉应力作用，由于振痕缺陷效应而产生应力集中.

2.1.2表面夹渣

表面夹渣是指在铸坯表皮下2-10mm镶嵌有大块的渣子，因而也称皮下夹渣。

若不清除，会造成成品表面缺陷，增加制品的废品率。

夹渣的导热性低于钢，致使夹渣处坯壳生长缓慢，凝固壳薄弱，往往是拉漏的起因。

2.1.3皮下气泡与气孔

在铸坯表皮以下，直径约1mm，长度在10mm左右，沿柱状晶生长方向分布的气泡称为皮下气泡；这些气泡若裸露于铸坯表面称其为表面气泡；小而密集的小孔叫皮下气孔，也叫皮下针孔；在加热炉内铸坯皮下气泡表面被氧化，轧制过程不能焊合，产品形成裂纹；若埋藏较深的气泡，也会使轧后产品形成细小裂纹；钢液中氧、氢含量高也是形成气泡的原因。

2.2内部缺陷

铸坯的内部质量是指铸坯是否具有正确的凝固结构、偏析程度、内部裂纹、夹杂物含量及分布状况等。

凝固结构是铸坯的低倍组织，即钢液凝固过程中所形成的等轴晶和柱状晶的比例。

铸坯的内部质量与二冷区的冷却及支撑系统是密切相关的。

2.2.1中心偏析

钢液在凝固过程中，由于溶质元素在固液相中的再分配形成了铸坯化学成分的不均匀性，中心部位c、p、s含量明显高于其他部位，这就是中心偏析。

中心偏析往往与中心疏松和缩孔相伴存在的，从而恶化了钢的力学性能，降低了钢的韧性和耐蚀性，严重的影响产品质量。

中心偏析是由于铸坯凝固末期，尚未凝固富集偏析元素的钢液流动造成的。

铸坯的柱状晶比较发达，凝固过程常有“搭桥”发生。

2.2.2中心疏松

在铸坯的断面上分布有细微的孔隙，这些孔隙称为疏松。

分散分布于整个断面的孔隙称为一般疏松，在树枝晶间的小孔隙称为枝晶疏松；铸坯中心线部位的疏松即中心疏松。

若中心疏松和中心偏析严重时，还会导致中心线裂纹；在方坯上还会产生中心星状裂纹。

中心疏松还影响着铸坯的致密度。

根据钢种的需要控制合适的过热度和拉坯速度；二冷区采用弱冷却制度和电磁搅拌技术，可以促进柱状晶向等轴晶转化，是减少中心疏松和改善铸坯致密度的有效措施，从而提高铸坯质量。

2.2.3内部裂纹

铸坯从皮下到中心出现的裂纹都是内部裂纹，由于是在凝固过程中产生的裂纹，也叫凝固裂纹。

从结晶器下口拉出带液心的铸坯，在弯曲、矫直和夹辊的压力作用下，于凝固前沿薄弱的固液界面上沿一次树枝晶或等轴晶界裂开，富集溶质元素的母液流入缝隙中，因此这种裂纹往往伴有偏析线，也称其为“偏析条纹”。

在热加工过程中“偏析条纹”是不能消除的，在最终产品上必然留下条状缺陷，影响钢的力学性能，尤其是对横向性能危害最大。

2.3形状缺陷

带液心的铸坯在运行过程中，于两支撑辊之间，高温坯壳在钢液静压力作用下，发生鼓胀成凸面的现象，称之为鼓肚变形。

板坯宽面中心凸起的厚度与边缘厚度之差叫鼓肚量，用以衡量铸坯鼓肚变形程度。

高碳钢在浇铸大、小方坯时，于结晶器下口侧面有时也会产生鼓肚变形，同时还可能引起角部附近的皮下晶间裂纹。

2.3.1鼓肚变形

板坯鼓肚会引起液相穴内富集溶质元素钢液的流动，从而加重铸坯的中心偏析；也有可能形成内部裂纹，给铸坯质量带来危害。

鼓肚量的大小与钢液静压力、夹辊间距、冷却强度等因素有密切关系。

2.3.2菱形变形

菱形变形也叫脱方。

是大、小方坯特有的缺陷。

菱形变形星指铸坯的一对角小于90度，另一对角大于90度；两对角线长度之差称为脱方量。

铸坯发生菱形变形主要是由于结晶器四壁冷却不均匀，因而形成的坯壳厚度不均匀，引起收缩的不均匀，这一系列的不均匀导致了铸坯的菱形变形。

在结晶器内由于四壁的限制铸坯仍然能保持方形；可一旦出了结晶器，如果二次冷却仍然不够均匀，支撑又不充分，那么铸坯的菱变会进一步地发展，更为严重；既便是二冷能够均匀冷却，由于坯壳厚度的不均匀造成的温度不一致，坯壳的收缩仍然是不均匀的。

菱形变形也会有发展。

2.3.3圆铸坯变形

圆坯变形成椭圆形或不规则多边形。

圆坯直径越大，变成椭圆的倾向越严重。

形成椭圆变形的原因有：

（1）圆形结晶器内腔变形；

（2）二冷区冷却不均匀；

（3）连铸机下部对弧不准；

（4）拉矫辊的夹紧力调整不当，过分压下。

针对以上形成的原因可采取相应措施，及时更换变形的结晶器，连铸机要严格对弧，二冷区均匀冷却，也可适当降低拉速，以增加坯壳强度，避免变形。

3板坯质量缺陷预防措施

最终产品质量决定于所提供的铸坯质量。

保证铸坯质量合格，是生产过程质量控制的主要目标之一。

从广义来说，所谓铸坯质量是指得到合格产品所允许的铸坯缺陷的严重程度，它主要包括：

（1）铸坯的纯净度（夹杂物含量、形态、分布）；

（2）铸坯表面缺陷（裂纹、夹渣、皮下气泡等）；

（3）铸坯内部缺陷（裂纹、偏析等）。

铸坯的纯净度主要决定于钢水进入结晶器之前的处理过程，也就是说要使钢水“干净”，必须在钢水进入结晶器之前的各工序上下功夫，如选择合适的炉外精炼工艺，钢包—中间包—结晶器的保护浇铸等。

铸坯的表面缺陷主要决定于钢水在结晶器的凝固过程。

它与结晶内坯壳的形成、结晶振动、保护渣性能、浸入式水口设计与钢液面稳定性等因素有关。

必须将影响表面质量的各参数严格控制在合理的目标值以内，才能生产无缺陷的铸坯，这是热送和直接轧制的前提。

铸坯内部质量主要决定于铸坯在二冷区的凝固冷却过程和铸坯的支撑系统的精度。

合理的二冷水流分布、支承辊的严格对中、防止铸坯鼓肚变形等，是提高内部质量的关键。

连铸过程中，钢水注入结晶器，经过结晶器冷却水的间接冷却，周边形成由细小等轴晶组成的激冷层，其后形成柱状晶，柱状晶的方向与散热方向平行。

出结晶器后的连铸坯，直接喷水冷却，或喷气雾冷却，凝固速度变快，柱状晶生长加速，直到中心等轴晶区形成，柱状晶的形成才被迫终止。

由于连铸坯是在基本相同的条件下凝固，因此在整个铸坯长度方向的质量是均匀的。

另外，由于冷却速度快、连续拉坯，浇铸条件可控而且稳定，因此，铸坯内部组织均匀、致密，偏析小，用连铸板坯轧成板材，横向性能优于钢锭轧成的板材，深冲性能也好，其他性能指标也优于钢锭轧成的板材。

在连铸过程中，由于钢水不纯净、二次氧化、夹杂上浮不充分，以及由于铸坯本身的凝固特征，高温铸坯要经受冷却、弯曲和拉矫等方面的热应力和机械应力，铸坯可能存在一些缺陷，如含夹杂物、中心缩孔、偏析和裂纹等。

有缺陷的板坯只能用于不重要的应用场合，如平台板和不需焊接的钢结构。

对于重要用途的钢，如机器、桥梁和造船用钢，则要求良好的抗拉强度、韧性和焊接性能。

因此，连铸板坯必须偏析小、内部致密度高和不变形夹杂含量低。

对于汽车用钢板，要求高的冷成形性和非常均匀的材料性能，板坯表面和皮下要有最小的夹杂含量。

为了满足最终产品用途对铸坯质量的要求，同时为了使生产成本最低，使铸坯符合一定的质量标准，以致在轧制前不需表面清理，可采用热装炉轧制和直接轧制技术。

在此，必须了解连铸板坯各种缺陷的形貌、形成原因、影响因素，以便在连铸过程中采取必要的技术措施、正确地控制连铸过程，生产出无缺陷铸坯。

结论

连铸板坯质量缺陷的产生是由连铸设备、工艺、操作及维护、钢水质量等几方面综合作用的结果。

当连铸坯受到的各种应力、应变之和超过了铸坯高温强度时必然产生内部裂纹,只有减少各种产生应力的主要因素的影响,尽可能提高铸坯高温强度,使综合应力、应变低于钢的高温强度,才能从根本上解决连铸板坯内部裂纹问题。

设备结构的合理性和可靠性是最重要的因素,管理是攻关效果的重要保证。

参考文献

[1]宝鸡有色金属研究所.粉末冶金多孔材料（上、下册）〔M〕.

北京:

冶金工业出版社,1970.

[2]秦国友.定量金相〔M〕.成都:

四川科学技术出版社,1987.

[3]佚名.金属多孔质材料の市场动向〔J〕.机能材料（日）,

1991.11（8）:

60-65.

[4]杨思一,张卫东.铸造泡沫金属现状及泡沫铝的研究〔J〕.江

苏冶金,1989.6:

8-10.

[

致谢

大学生活一晃而过，回首走过的岁月，心中倍感充实，当我写完这篇毕业论文的时候，有一种如释重负的感觉，感慨良多。

首先诚挚的感谢我的论文指导老师（。

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老师）。

他在忙碌的教学工作中挤出时间来审查、修改我的论文。

还有教过我的所有老师们，你们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。

通过论文的撰写，使我能够更系统、全面地学习有关钢铁行业的、先进的前沿理论知识，并得以借鉴众多专家学者的宝贵经验，这对于我今后的工作和我为之服务的企业，无疑是不可多得的宝贵财富。

由于本理论水平比较有限，论文中的有些观点以及对企业示例的归纳和阐述难免有疏漏和不足的地方，欢迎老师指正。

感谢三年中陪伴在我身边的同学、朋友，感谢他们为我提出的有益的建议和意见，有了他们的支持、鼓励和帮助，我才能充实的度过了三年的学习生活。

附录1

连铸坯表面缺陷示意图

1——脚部横裂纹2——脚部纵裂纹

3——表面横向裂纹4——宽面纵向裂纹

5——星状裂纹6——振动痕迹

7——气孔8——大型夹杂物

附录2

板坯内部缺陷示意图

1——内部角裂2——侧面中心裂纹

3——中心线裂纹4——中心线偏析

5——疏松6——中间裂纹

7——非金属夹杂物8——皮下鬼线

9——缩孔10——中心星状裂纹

11——针孔12——半宏观偏

附录3

铸坯鼓肚变形示意图