Các khuyết tật bề mặt phải được kiểm tra, phát hiện càng sớm càng tốt trong quá trình sản xuất, ví dụ ngay khi phôi còn chạy trên bàn con lăn.
Khuyết tật bề mặt thường sinh ra bởi nứt, khi đó những vấn đề về chất lượng nảy sinh, như khi chúng oxy hóa do ảnh hưởng của không khí. Chúng không thể liền lại trong suốt quá trình cán vì vậy chúng thường không được loại bỏ cho tới sản phẩm cuối cùng.
Nứt bề mặt gây tiêu hao kim loại, vì vật liệu này sẽ được sử dụng như phế liệu hoặc sản phẩm loại 2.
Khi những vết nứt này xuất hiện, hộp kết tinh và hệ thống dẫn dòng liên quan phải được kiểm tra và bảo trì một cách cẩn thận.
Chúng ta phân biệt các loại khuyết tật sau: - Các vết nứt dọc góc
- Các vết nứt ngang góc - Các vết nứt ngang - Các vết nứt dọc - Nứt chân chim
- Các nếp nhăn do rung không đều - Rỗ khí bề mặt - Lẫn tạp chất - Méo hình thoi - Phồng thỏi - Bám xỉ Các khuyết tật bề mặt:
Các vết nứt dọc góc.
Hay xảy ra dưới hộp kết tinh, gây ra do sự phát triển vỏ phôi không đồng đều, ở bên trong hoặc gần các cạnh của phôi, có thể phát hiện thấy như những vết đen.
Nguyên nhân Cách khắc phục
Hình thành khe hở ở góc do độ côn của khuôn không đủ.
Kiểm tra độ côn của hộp kết tinh.
Phần đáy hộp kết tinh bị ăn mòn. Thay hộp kết tinh. Khe hở giữa các mặt của hộp kết
tinh khác nhau.
Thay hộp kết tinh. Nhiệt độ thép ở thùng trung gian quá
cao.
Giảm tốc độ đúc. Đúc với tốc độ quá cao. Giảm tốc độ đúc. Hàm lượng C cùng tinh cao, hàm
lượng S, P cao.
Thay đổi thành phần hoá học. Các vết nứt ngang góc.
Xuất hiện ở dạng vết nứt nhỏ ở dưới đáy của hộp kết tinh, trong vùng làm nguội thứ cấp hoặc trong vùng uốn hoặc nắn thẳng. Sinh ra do ứng suất kéo.
Nguyên nhân Cách khắc phục
Lực ma sát trong các góc hộp kết tinh lớn do độ côn lớn.
Kiểm tra độ côn của hộp kết tinh. Tốc độ làm nguội ở góc phôi quá lớn. Giảm nước làm nguội ở các béc góc. Gradien nhiệt độ ở vùng làm nguội thứ
cấp quá cao.
Giảm nước làm nguội thứ cấp. Bộ/dầu bôi trơn hộp kết tinh không đủ. Thay bột/thêm dầu bôi trơn.
Rung không đều. Kiểm tra sự di chuyển của máy rung. Mực nước thép trong hộp kết tinh không
ổn định.
Kiểm tra sự làm việc của máy rung. Thành hộp kết tinh và bộ phận dẫn dòng
không thẳng hàng.
Căn thẳng lại máy đúc. Nhiệt độ của phôi khi tới máy kéo nắn
quá thấp.
Nên thấp nhất là 900oC. Có nguyên tố nhạy cảm nứt P, S …vv Thay đổi thành phần hóa học.
Các vết nứt ngang.
Xuất hiện ở dạng vết nứt nhỏ và các loại thép nhạy cảm với sự hình thành vết nứt, do ứng suất kéo khi ra khỏi hộp kết tinh, vùng làm nguội thứ cấp, ở khu vực máy kéo nắn. Nó có thể được phát hiện khi phôi còn nóng đỏ.
Nguyên nhân Cách khắc phục
Lực ma sát trong hộp kết tinh lớn do độ côn không chính xác.
Kiểm tra độ côn hộp kết tinh. Bề mặt của hộp kết tinh có khuyết tật. Thay hộp kết tinh.
Dầu bôi trơn hộp kết tinh không đủ. Thay bột đúc /thêm dầu bôi trơn. Rung không đều. Giảm tốc độ đúc.
Gradien nhiệt độ ở vùng làm nguội thứ cấp quá cao.
Giảm tốc độ đúc.
Ưng suất kéo theo chiều dọc lớn Thay đổi thành phần hoá học. Nhiệt độ phôi khi tới máy kéo nắn quá
thấp.
Kiểm tra làm mát hộp kết tinh Thành phần hóa có các nguyên tố hợp
kim nhạy cảm với nứt.
Các vết nứt dọc.
Tuỳ thuộc vào cường độ dao động của ứng suất, vết nứt ngắn này thường đi kèm với một phần lõm nhỏ ở trên bề mặt. Thường xuất hiện ở phần trên của khu vực làm nguội thứ cấp và có thể phát hiện ngay khi phôi còn nóng đỏ.
Nguyên nhân Cách khắc phục
Tốc độ đúc quá cao. Giảm tốc độ đúc . Nhiệt độ đúc quá cao. Giảm tốc độ đúc. Không dầu bôi trơn. Tăng dầu bôi trơn. Độ côn hộp kết tinh không phù hợp, bề
mặt làm việc của khuôn có khuyết tật.
Thay hộp kết tinh. Tốc độ đúc/rung không ổn định. Giữ giá trị ổn định
Gradient làm nguội vùng hai lớn. Giảm nước làm nguội vùng hai. Ưng suất kéo theo chiều dọc lớn. Kiểm tra, căn thẳng lại hệ thống dẫn
dòng.
Nứt chân chim.
Xuất hiện trên bề mặt phôi ở phía dưới phần đáy hộp kết tinh. Chỉ có thể phát hiện sau khi đã tẩy lớp vảy trên bề mặt đi hoặc bằng phương pháp tẩm thực hoặc mài. Xuất hiện với tần suất thấp và kích thước nhỏ.
Nguyên nhân Cách khắc phục
Bề mặt làm việc của hộp kết tinh bị ăn mòn.
Thay hộp kết tinh. Lớp mạ Cr đã bị mòn. Mạ Cr.
Dầu bôi trơn không đủ. Tăng dầu bôi trơn. Ưng suất nhiệt cao do sự ba động nhiệt
độ lớn.
Giữ tốc độ đúc và tốc độ làm nguội ổn định.
Khối lượng nước làm nguội vùng thứ cấp quá lớn.
Giảm lượng nước cho vùng hai. Ưng suất cơ học do dẫn dòng không đủ. Kiểm tra sự thẳng hàng của hệ thống
Các nếp nhăn do rung không đều.
Là dạng khuyết tật bề mặt điển hình, khởi nguồn (phát sinh) ở phần đáy của hộp kết tinh. Những nếp nhăn sâu có thể tạo ra các vết nứt ngang, nông hơn có thể dẫn tới hiện tượng tạo vẩy. Chỉ phát hiện khi mài nghiêng.
Nguyên nhân Cách khắc phục
Biên độ rung quá lớn. Tăng tần số rung
Dầu không đủ. Tăng dầu bôi trơn hộp kết tinh
Dẫn dòng không đủ. Kiểm tra sự thẳng hàng của hệ thống dẫn dòng.
Rỗ khí bề mặt.
Là dạng khuyết tật bề mặt điển hình, xuất hiện trong hộp kết tinh, phổ biến là các đốm nhỏ và hoạt độ khí cao. Có thể phát hiện khi gia công nhẹ. Kích cỡ không đều từ 0,5 – 3 mm, hình tròn, hình cầu hay hình elip, tối đa có thể lên tới 5mm dưới bề mặt. Có dạng lỗ rỗng và lỗ đinh ghim.
Nguyên nhân Cách khắc phục
Thép lỏng bị tái ôxy hoá. Sấy khô các hợp kim, ferro và chất khử khí.
Dầu bôi trơn lẫn nước. Dầu không lẫn nước. Có hiện tượng xáo trộn tại mặt thép
lỏng.
Khử khí triệt để
Vật liệu của thùng trung gian ẩm ướt. Đảm bảo sấy khô thùng trung gian trước khi sử dụng.
Nhiệt độ đúc quá cao. Giảm tốc độ đúc Bị tái ôxy hoá. Đúc với bảo vệ dòng.
Lẫn tạp chất.
Là dạng khuyết tật bề mặt điển hình, xuất hiện ở trong hộp kết tinh, khi khởi động đúc, sau khi thay thùng trung gian và ở giai đoạn kết thúc đúc. Kích thước 5 – 10 mm, chỗ sâu nhất có thể lên tới 10 mm. Có thể nhận biết được khi gia công nhẹ.
Nguyên nhân Cách khắc phục Bột bôi trơn không phù hợp (độ nhớt,
điểm chảy, nhiệt độ nóng chảy không tương thích)
Thay đổi bột đúc
Dầu bôi trơnlẫn nước. Sử dụng dầu bôi trơn không lẫn nước.
Vliệu chịu lửa của thùng trung gian bị ăn mòn mạnh.
Thay lớp lót mới cho thùng trung gian.
Mác thép nhạy cảm với tích tụ các tạp chất.
Dùng xỉ khử. Có hiện tượng sáo trộn tại mặt nước
thép.
Khử khí triệt để
Nhiệt độ đúc thấp. Tăng tốc độ đúc/thay lò thùng mới. Thiên tích của mangan và silicat Giám sát tỷ số Mn/Si
Méo hình bình hành.
Khuyết tật thường gặp nhất của phôi thép đúc liên tục. Bốn góc không còn vuông mà thành một đôi góc nhọn một đôi góc tù. Biểu thị mức độ biến dạng này thường dùng tỷ số hiệu giữa hai đường chéo với số trị bình quân của hai đường chéo và lấy một số làm chuẩn, vượt quá số trị chuẩn là phế phẩm.Thường mức độ biến dạng lớn hơn 3% thì xuất hiện nứt ở góc tù, nếu vượt quá 6% thì không thể đưa vào lỗ hình trục cán và khó khăn cho cán.
Nguyên nhân chủ yếu là do các mặt của phôi nguội không đều trong hộp kết tinh, lớp vỏ dày mỏng khác nhau ở hộp kết tinh và vùng làm nguội lần hai nên co ngót không đều: Dày thì co ngót nhiều, mỏng thì co ngót ít. Ở góc có cường độ làm nguội lớn (lượng co ngót lớn) giữa hai mặt hình thành một góc nhọn, còn góc có cường độ làm nguội nhỏ (lượng co ngót nhỏ) giữa hai mặt hình thành góc tù.
Trong thực tế sản xuất, nguyên nhân làm nguội không đều có rất nhiều, thí dụ có khi do hộp kết tinh dùng lâu sinh ra biến dạng hoặc các tham số thiết kế không thỏa đáng. Chất lượng nước làm nguội không phù hợp yêu cầu, dòng rót không đúng tâm, khe nước làm nguội không đều…ngoài ra nhiệt độ đúc, tốc độ đúc nhanh cũng dễ dẫn đến nước làm nguội trong hộp kết tinh sôi và lớp vỏ bị biến
dạng. Hàm lượng cacbon của thép, số lần sử dụng của hộp kết tinh đều ảnh hưởng đến phôi biến dạng. Thiết kế vòi phun vùng làm nguội thứ hai không thỏa đáng cũng dẫn đến biến dạng.
Để giảm khuyết tật hình bình hành, ngoài coi trọng hộp kết tinh làm nguội phải đều nhau ra cần thiết kế ở đầu ra khỏi hộp kết tinh đủ trục dẫn hoặc tấm làm nguội để tăng cường đỡ phôi thép. Và đặc biệt là công việc kiểm tra thiết bị thường xuyên để đảm bảo thiết bị làm nguội tốt, tránh vòi phun tắc nước, khống chế nhiệt độ và tốc độ kéo đúc hợp lý.
Phồng thỏi
Phồng thỏi sinh ra ở khu vực đỡ dẫn dòng, đặc biệt với phôi có kích thước lớn. Nếu bị biến dạng thái quá có thể tạo ra các khuyết tật bên trong (như các vết nứt ở góc).
Nguyên nhân Cách khắc phục
Đường kính của các con lăn đỡ dẫn dòng quá nhỏ.
Sử dụng con lăn đường kính lớn hơn.
Khoảng cách giữa các con lăn quá xa so
Bám xỉ.
Tương tự như các nếp nhăn trên bề mặt phôi; nhưng thường kèm theo xỉ, chiều sâu tới 5mm, giống như vết nứt. Có thể thấy được các vẩy xỉ trên phôi nóng đỏ.
Nguyên nhân Cách khắc phục
Biên độ rung quá lớn. Tăng tần số, giảm biên độ
Mực thép trong hộp kết tinhdao động. Giữ ổn định mực thép lỏng trong hộp kết tinh.
Thay đổi tốc độ đúc liên tục. Giữ nguyên tốc độ đúc.