脫方 (Out of squareness)也叫菱變，是指方形和矩形軋件因四個角不成90°，演變為平行四邊形、梯形或菱形的一種超差缺陷。脫方的軋件角度不易測量，故一般用對角線之差和邊長之差來度量軋件脫方的程度。
基本介紹
- 中文名：脫方
- 外文名：Take off the party
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 別稱：菱變
- 度量：對角線之差和邊長之差
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基本信息
脫方(也叫菱變)是小方坯的一種常見缺陷。其特徵就是鑄坯橫截面對角線之差超標(國標要求≤7mm)。它的危害性主要有以下幾點：
(1)脫方誘發鑄坯內部裂紋，尤其是對角線裂紋；
(2)脫方並伴隨一定程度的鼓肚，會產生漏鋼事故⋯，影響鑄機正常生產；
(3)脫方會造成加熱爐推鋼倒鋼現象，鑄坯難以咬人軋機孔型，給軋制帶來一定的困難。
針對小方坯的脫方現象，結合生產實踐，從工藝方面探討小方坯產生脫方的原因和工藝改進措施。
機理
高溫鋼水注入結晶器內進行強制冷卻。在鋼水凝固過程中，結晶器角部區域是二維傳熱，此處坯殼凝固最快，較早收縮同時較早形成氣隙，氣隙使得坯殼傳熱受阻。當坯殼出結晶器時，角部最薄，也最容易誘發變形，這是小方坯容易脫方的前提條件。當結晶器彎月面初生坯殼在結晶器中各個面冷卻不均勻時，坯殼生長不均勻，出結晶器後由於凝固收縮不同和鋼水靜壓力作用而脫方⋯。如果鑄坯進入二冷區冷卻不均勻，會加劇鑄坯脫方；另外的情況是即使初生坯殼在結晶器中各個面冷卻均勻，如果鑄坯進入二冷區冷卻不均勻，鑄坯同樣也容易產生脫方。
總之，小方坯脫方的根本原因是因為初生坯殼在結晶器中冷卻不均勻和鑄坯在二冷區冷卻不均勻。
工藝因素
1結晶器
（1）結晶器材質
結晶器材質的選擇對結晶器的使用壽命有較大的影響，如果結晶器超壽命作業，會引起鑄坯脫方等一系列問題。cu作為結晶器的母材，其熱導率高，但純cu的屈服應力和軟化抗力低，通常加入微量元素(如P、缸、Cr、zr等)來提高cu的再結晶溫度，既改善cu的屈服應力和軟化抗力又不顯著降低熱導率。我廠小方坯結晶器採用P—cu材質，但P、缸元素對提高cu的屈服應力和軟化抗力不如cr、zr等元素u J。為了提高結晶器的使用壽命，從工藝角度應選用cr—Zr—Cu材質。
（2）結晶器銅管磨損
結晶器銅管磨損大，會改變結晶器局部錐度，破壞連續錐度，影響結晶器的正常傳熱，同時易引起銅管永久性變形．造成鑄坯脫方或漏鋼。我廠對小方坯結晶器投入探測儀來監控銅管的使用情況，脫方後弧面、脫方後直面顯示了結晶器銅管的變形程度，這是澆鑄HRB335時下線結晶器取得的數據，所對應鑄坯脫方。
2水口對中
浸入式水習不對中會造成坯殼在結晶囂中不均勻和生長不均勻，鑄坯脫方。一種情況是由於操作責任引起水口偏；另外的情況是振動台偏振或錯位引起水口偏。
3噴嘴堵塞、噴淋條不對中
噴嘴堵塞會造成噴嘴噴水弱或不噴水和噴水失去角度，鑄坯在二冷區冷卻不均勻，鑄坯因此而脫方。我廠小方坯二冷噴嘴採用60°和46°兩種角度的唼嘴，噴水角度覆蓋鑄坯表面距角部分別為7mm和9．26mm。如果噴淋條不對中，噴水偏向角部，鑄坯在二冷區冷卻極其不均勻，鑄坯會加劇脫方。
4過熱度和拉速控制
過熱度偏高，拉速和過熱度不匹配，會加劇鑄坯脫方，並伴隨鑄坯鼓肚。這點在實際生產中巳證實。
5鋼種的影響
由於鋼種不同，凝固線收縮不同，脫方程度也不同。低碳鋼的凝固線收縮大於中、高碳鋼，所以低碳鋼的脫方率大於中、高碳鋼。
工藝措施
(1)建立結晶器檔案，跟蹤其使用情況；根據結晶器的過鋼量，檢測對應銅管錐度變化，摸索出結晶器銅管的最大過鋼量；對超過鋼量的結晶器及時下線。
(2)開澆之前要認真檢查設備和二冷室，主要包括振動系統、結晶器銅管、上引錠時測量噴淋條對中和檢查結晶器對弧以及噴嘴狀況；開澆後保證浸入式水口對中，並觀察二冷室的噴水情況和鑄坯表面顏色，以此判斷鑄坯冷卻的均勻性。
(3)對出現脫方的鑄流，可適當調整拉速。
總結
通過生產實踐表明，小方坯脫方的工藝因素是綜合因素，但結晶器過鋼量高和噴淋條不對中或噴嘴堵塞是常見的工藝因素，因此在實際生產過程中要加強這方面的設備檢查和監控。
