【正文】 線鑄坯的輕壓下技術(shù)。由于鑄坯帶液芯拉矯，會(huì)使鑄坯內(nèi)固液兩相區(qū)界面上的凝固層容易產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重危害鑄坯質(zhì)量。為此在鑄坯矯直的同時(shí)，施加一個(gè)反向軸向力，抵銷一部分由矯直產(chǎn)生的拉應(yīng)力，這樣使內(nèi)弧受到的拉應(yīng)力減小，而外弧受到的壓應(yīng)力增加了。 ? 連鑄坯中非金屬夾雜物，按其生成方式可分為內(nèi)生夾雜和外來(lái)夾雜。按夾雜物組成，可分為氧化鋁系、硅酸鹽系、鋁 酸鹽系和硫化物等四大類。對(duì)弧形連鑄機(jī)來(lái)說(shuō)，在離內(nèi)弧面僅四分之一厚度處夾雜物有集聚現(xiàn)象。就會(huì)破壞鋼的連續(xù)性和致 密性，對(duì)鋼的性能有很大危害。因此，必須在出爐到鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前，采取下列措施：控制好出鋼時(shí)的脫氧操作；出鋼時(shí)采用擋渣操作，防止鋼包下渣；采用保護(hù)澆注，防止二次氧化；采用鋼包處理或爐外精煉新技術(shù)；使用大容量深熔池的中間包，促使夾雜物上?。徊捎眯阅?適宜的保護(hù)渣；采用形狀適宜的浸入式水口；采用高質(zhì)量的耐火材料；對(duì)鋼包、中間包要清掃干凈等。 對(duì)小方坯連鑄用油潤(rùn)滑的情況下，結(jié)晶器內(nèi)鋼液面上的浮渣會(huì)嚙入鑄坯表皮下并殘留在鑄坯上。 在采用保護(hù)渣澆注時(shí)，結(jié)晶器液面上未熔化的渣子，或浮在鋼液面上的夾雜物，會(huì)由于鋼液面的波動(dòng)而被卷入到凝固殼表面造成夾渣。 鋼中夾雜物，尤其是大于 50靘 的大顆粒夾雜對(duì) 產(chǎn)品質(zhì)量危害很大。 最終連鑄坯夾雜物數(shù)量和分布主要決定于機(jī)型。液相穴內(nèi)夾雜物上浮被內(nèi)弧側(cè)捕捉而不能上浮到結(jié)晶器液面是造成內(nèi)弧夾雜物集聚的原因。 3)建設(shè)帶有垂直段的 (2～ 3m)立彎式鑄機(jī)，鑄坯夾雜物無(wú)集聚，也降低了鑄機(jī)造價(jià)?？膳卸槟突鸩牧系那治g物。如鑄坯中夾雜物發(fā)現(xiàn)有 BaO、La2O3，說(shuō)明有鋼包渣和中間包渣下到結(jié)晶器而卷入鋼水中。 ?方法有哪些 ? 酸浸實(shí)驗(yàn)是常用來(lái)檢查鋼錠、連鑄坯或鋼材內(nèi)部缺陷以評(píng)定質(zhì)量的方法。 根據(jù)檢查目的不同，確定取樣部位。 ?方法有哪些 7 硫印是用相紙顯示試樣上硫的偏析方法。 用硫印試驗(yàn)，可顯示鋼錠、連鑄坯中裂紋、偏析線、低倍結(jié)構(gòu)和夾雜物的分布等。 160 220mm鑄坯，鋼種 20MnSi，拉速為 ，對(duì)鋼包、中間包、結(jié)晶 器和鑄坯中夾雜物，用金相法檢驗(yàn)結(jié)果分別為 (個(gè) /mm2)： ， ， ， 。 160 220mm， 20MnSi鑄坯中夾雜物量為 鋼，其中夾雜物粒徑 80靘 占 ％， 80靘 占％。 如 250mm厚的鑄坯，硫印檢查在內(nèi)弧表面 60～ 90mm處常有內(nèi)裂紋發(fā)生，由凝固定律計(jì)算得出是在距結(jié)晶器彎月面 9～ 14m范圍內(nèi)， (相當(dāng)于連鑄機(jī)扇形段 2～5)。 (3)鑄坯內(nèi)弧側(cè)夾雜物集聚狀態(tài)。板坯容易產(chǎn)生鼓肚，鼓肚后會(huì)增加拉坯阻力，嚴(yán)重時(shí)從鑄機(jī)內(nèi)拉不出坯子，使生產(chǎn)被迫中斷，也容易損壞設(shè)備。它是指方坯一對(duì)角小于 90176。 如果方坯結(jié)晶器內(nèi)各邊冷卻不均勻，就會(huì)造成四個(gè)邊凝固殼厚度不一樣。 ? 連鑄圓坯變成橢圓形的原因是： (1)圓形結(jié)晶器變形； (2)二次冷卻水分布不均勻； (3)拉矯機(jī)夾緊力調(diào)整不當(dāng)，過(guò)分壓下； (4)鑄機(jī)下部對(duì)弧不 良； (5)圓坯直徑越大，變成橢圓傾向越嚴(yán)重。 何影響 ? 二次冷卻區(qū)弧形段支承輥列的設(shè)計(jì)目的應(yīng)使總的輥?zhàn)訉?duì)中誤差保持在所規(guī)定的范圍內(nèi)，以防止凝固坯殼變形而影響鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。輥縫自動(dòng)測(cè)定裝置的使用，有利于維護(hù)和控制開口度的精度，一般公差為177。采用剛性更好的扇形段的設(shè)計(jì)，偏差可降到 ，最高為 。 ? 鐵一碳平衡圖的左角上部分 (圖 63)可知，碳在 酕 e和 銯 e 彎 鐵素體，碳在 鉌 e中的固溶體叫奧氏體。當(dāng)液體溫度低于 1495℃時(shí)，發(fā)生包晶反應(yīng) 銯 e+L→ 鉌 e，也就是圍繞 銯 e枝晶形成 鉌 e包層，構(gòu)成了 銯 e+鉌 e+液體三個(gè)相界面。 ? 鐵在不同溫度范圍有不同的晶體結(jié)構(gòu)。 銯 e一直保持到鐵熔點(diǎn) (1538℃ )變?yōu)橐后w。也就是發(fā)生 銯 e→ 鉌 e轉(zhuǎn)變時(shí)，線收縮量增加 %。凹陷部位冷卻和凝固比其他部位慢，組織粗化，在熱應(yīng)力和鋼水鼓脹力作用下，在凹陷處造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋。裂紋形狀各異，產(chǎn)生原因也極其復(fù)雜，受設(shè)備、工藝等多種因素的影響。 由熱模擬試驗(yàn)機(jī) (如 Gleeble1500)測(cè)定低碳鋼的高溫延性如圖 65所示。 2)中溫區(qū) (1300～ 900℃ )。在此區(qū)，鋼的延性達(dá)到最低點(diǎn)，有一個(gè)明顯 “脆性口袋區(qū) ”。否則就會(huì)使表面橫裂紋加重。如果橋下面的鋼水繼續(xù)凝固時(shí)由于搭橋的阻隔，上面的鋼水不能流下來(lái)補(bǔ)充下面鋼水的凝固收縮，致使橋下面鋼水凝固后有明顯的縮孔和疏松。在設(shè)備工作狀態(tài)良好的情況下，鑄坯缺陷的產(chǎn)生往往是與凝固冷卻 的傳熱過(guò)程所發(fā)生的一些現(xiàn)象相聯(lián)系的。 根據(jù)連鑄鋼種對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求，定出基本的冶金準(zhǔn)則，利用數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行優(yōu)化工藝計(jì)算對(duì)比，以得到滿足冶金準(zhǔn)則可以進(jìn)行適時(shí)控制的工藝參數(shù)，在生產(chǎn)上應(yīng)用，以保證鑄坯質(zhì)量。如果保護(hù)渣中的硫和鋼中的鋅滲入銅板會(huì)形成深的裂紋而報(bào)廢。 (3)鑄坯內(nèi)部裂紋和偏析加重。提高鋼質(zhì)量。采用 SiCa脫氧，脫氧 ? 特殊鋼中加入了合金元素，其凝固特性與普碳鋼有所不同，這是連鑄時(shí)要注意之點(diǎn)。鋼中 C由 ％增加到 ％，△ T由 30℃增加到 60℃。如含有湎嗟腘 iCr奧氏體鋼； 3)鋼水首先凝固→恪 相的轉(zhuǎn)變。因此?、提高聋}潑舾行浴 163。如表 61所示，不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)比碳鋼要小，而凝固收縮量比碳鋼要大。如 152mm厚碳鋼坯完全凝固需 6min，而同樣厚的不銹鋼坯則需 18min，可見凝固速度是與鋼的導(dǎo)熱系數(shù)成比例的。 (5)鋼高溫性能：鋼的裂紋敏感性取決于鋼的高溫力學(xué)性能 (延伸率和強(qiáng)度 )。必須實(shí)測(cè)測(cè) 定，以決定合理的二次冷卻配水制度，保證進(jìn)矯直機(jī)的鑄坯表面溫度達(dá)到規(guī)定值。 上述特性，對(duì)不同鋼種表現(xiàn)的程度是不一樣的。廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)薄板和其他產(chǎn)品。 ? 生產(chǎn)鋼絲的高碳鋼有兩種，一是輪胎鋼絲(C=～ ％ )要求有高的深拉性冷拔到 ～。 鑄坯中心偏析要小，以免冷拔加工出現(xiàn)杯狀斷裂。 冷軋薄板產(chǎn)品過(guò)去都是由沸騰鋼錠軋制，由于連鑄不能澆沸騰鋼，開發(fā)出三種沸騰鋼連鑄的代用鋼。為此出鋼前在爐內(nèi)加 MnFe予以脫氧，根據(jù)直接定氧，準(zhǔn)確調(diào)整加 Al量。生產(chǎn)中最大的問(wèn)題是如何控制脫氧程度，使在結(jié)晶器內(nèi)鋼水不沸騰、不產(chǎn)生皮下氣孔 。其特點(diǎn)： 1)最終產(chǎn)品厚度可達(dá)～ ，要求鋼具有均勻機(jī)械性能和深沖性； 2)鋼要有高清潔度，鋼中 50靘 大顆粒夾雜要達(dá)到每 10公斤鋼 1毫克或更低的水平； 3)非常好的表面質(zhì)量，有利鍍層的粘結(jié)； 4)鋼中硫 、磷含量盡可能低，以增加抗腐蝕能力。主要用于機(jī)械結(jié)構(gòu)、橋梁、船舶等。 根據(jù)生產(chǎn)中厚板的不同用途，適用鋼種主要是兩大類，一是硅一鋁鎮(zhèn)靜鋼如 Q23 20g、 3C等。 ? 目前幾乎所有的不銹鋼均可用連鑄生產(chǎn)。幾乎全部鑄坯表面要進(jìn)行修磨。 IF鋼，連鑄 IF鋼有何特點(diǎn) ? 汽車工業(yè)的發(fā)展 ,對(duì)薄板的深沖性、高強(qiáng)度提出了越來(lái)越高的要求。 IF鋼優(yōu)點(diǎn)是： 1)深沖性能好，可代替鋁鎮(zhèn)靜鋼，取消了中間退火，節(jié)約能源； 2)可以沖制極薄的制品、零件； 3)無(wú)時(shí)效性，消除了屈服點(diǎn)延伸現(xiàn)象，表面光潔； 4)降低沖壓廢品率，如某汽車廠使用鋁鎮(zhèn)靜鋼時(shí)廢品率為 40～ 50％，使用 IF鋼，消除了廢品。 ? 硅鋼片具有優(yōu)異的電磁性能，主要用于制。 IF鋼連鑄應(yīng)注意之處： 1)中間包鋼水過(guò)熱度可高一些，以利夾雜物上浮； 2)全程保護(hù)澆注。連鑄低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)的深沖板性能優(yōu)于沸騰鋼。如 CaO％ /SiO2％=～ ，熔點(diǎn) 1000～ 1100℃， 1300℃粘度為 ～； 4)浸入式水口出口孔傾角向上 (如 15176。 對(duì)于鐵素體不銹鋼 (16～ 18％ Cr)高溫強(qiáng)度較低，鑄坯易產(chǎn)生裂紋，拉速應(yīng)低一些；導(dǎo)熱系數(shù)較小，二次冷卻強(qiáng)度可低一些 (比水量 lL/kg鋼 )。連鑄這類鋼，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1)中間包鋼水過(guò)熱度較低為宜 (一般為 15℃ )； 2)采用全程保護(hù)澆注； 3)采用浸入式水口 +保護(hù)渣。對(duì)于海洋和石油管線用鋼 (海洋平臺(tái)、管線、容器等 )要求抗層狀撕裂、抗氫脆裂紋和低溫沖擊韌性等。總的來(lái)說(shuō)，連鑄這類鋼應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1)控制好鋼水氧含量，要把鋼中 [A1]控制在所規(guī)定的范圍內(nèi)； 2)中間包鋼水過(guò)熱度以 30℃為宜； 3)全程保護(hù)澆注，防止二次氧化； 4)結(jié)晶器保護(hù)渣應(yīng)有充分吸收 Al2O3的能力； 5)發(fā)揮中間包冶金作用。連鑄鋼的要求是： 1)保持銅中酸溶鋁穩(wěn)定在 ～％； 2)防止鋼水中 A1203堵水口； 3)盡可能減少鑄坯中的夾雜物，提高鋼清潔度，使鋼中總氧含量達(dá)到20ppm。 (2)準(zhǔn)沸騰鋼：其化學(xué)成分是 (％ )C ， Si ，Mn ， P ， S ， A1 ， N 。實(shí)質(zhì)為低碳低硅鎮(zhèn)靜鋼。 ? 深沖冷軋薄板廣泛應(yīng)用于沖制搪瓷用品、汽車、食品包裝等行業(yè)。 這類鋼屬 Si—Mn鎮(zhèn)靜鋼。因?yàn)?Si高， SiO2一 MnO系夾雜在熱軋卷中以條狀存在，影響伸展性，由于 Si在表面富集 ,在退火時(shí)易使薄板表面產(chǎn)生回火缺陷。 ? 連鑄澆沸 騰鋼時(shí)，由于鋼水在結(jié)晶器內(nèi)的沸騰，易使蜂窩氣泡外露和鋼水溢出，影響鑄坯表面質(zhì)量和生產(chǎn)安全性。如 CrNi不銹鋼，最終組織為奧氏體，顯微偏析嚴(yán)重，故裂紋敏感性強(qiáng)。鐵素體 (16～ 18％ Cr)和馬氏體不銹鋼 (Crl2～14％ )，高溫強(qiáng)度較低 (1300℃抗拉強(qiáng)度 )，極易產(chǎn)生裂紋，連鑄時(shí)必須相應(yīng)降低拉速。 鋼的導(dǎo)熱系數(shù)不同，凝固組織也不同。而坯殼傳熱決定于鋼的導(dǎo)熱系數(shù)。在冷卻條件一定時(shí)，合金元素含量增加，二次枝晶間距減小，顯微偏析減輕。 初晶為湎嗷 蜚 相對(duì)顯微偏析有很大的差別。 (3)凝固結(jié)構(gòu)：鑄坯凝固結(jié)構(gòu)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有十分重要影響。 (2)凝固溫度區(qū)間變化大：合金元素含量較高，意味著液相線和固相線溫度區(qū)間較大。一般的鋼常用 Si、 Mn脫氧較好，這些脫氧劑一般形成可變形的球形硅酸鹽夾雜物，這種夾雜物能上浮排除且不影響鋼水可澆性。因此要求把鋼中硫降低到 5ppm，磷降到 25ppm，以滿足所要求性能。一般對(duì)鋼筋鋼無(wú)多大影響，而對(duì)特殊鋼就會(huì)帶來(lái)危害。另一類不是有意加入而是由煉鋼爐料和澆注過(guò)程帶入的元素，如來(lái)自爐料的元素有 Cu、 As、Sb、 Zn、 Sn、 S、 P，來(lái)自結(jié)晶器的 Cu，來(lái)自保護(hù)渣的 S等。 為了保證鑄坯質(zhì)量，人們力圖找出一些直接或間接的與產(chǎn)生缺陷原因相聯(lián)系的參數(shù)，作為控制鑄坯凝固冷卻過(guò)程的冶金原則。 二次冷卻區(qū)鑄坯均勻冷卻、低過(guò)熱澆注、電磁攪拌等措施，可以減輕或避免連鑄坯的 “小鋼錠結(jié)構(gòu) ”。 “小鋼錠結(jié)構(gòu) ”? 從連鑄坯中取試樣做縱斷面的硫印檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鑄坯中心線區(qū)域有明顯的偏析、微小縮孔和疏松，與小鋼錠低倍結(jié)構(gòu)相似，故稱為 “小鋼錠結(jié)構(gòu) ”。 對(duì)每一個(gè)鋼種都有一條相應(yīng)的高溫延性曲線，900～ 700℃是鋼延性最低的 “口袋區(qū) ”，也就是裂紋敏感區(qū)。如有裂紋產(chǎn)生，則是由奧氏體晶界析出硫化物之故。由圖可知： 圖 65 鋼的高溫脆性曲線 1)高溫區(qū) (由熔點(diǎn)至固相線溫度以下 50℃ )。而內(nèi)因是鋼在 600～ 1400℃力學(xué)行為。 坯殼表面凹陷越深，縱裂紋出現(xiàn)的幾率就越大。結(jié)晶器熱流測(cè)試指出，C%,熱流為 37Cal/cm2?s； C=％ ,熱流為32Cal/cm2?S； C=％，熱流為 39Cal/cm2?s。拉速越高，縱裂趨向加重，為什么C=～ ％時(shí)鑄坯縱裂變得嚴(yán)重呢 ?其原因是： (1)銯 e→ 鉌 e轉(zhuǎn)變線收縮量。當(dāng)溫度升高到 912℃，鐵 (鉌 e)。 圖 64 包晶反應(yīng)凝固模式 碳和溶質(zhì)元素在 銯 e中擴(kuò)散速度較大， 銯 e的枝晶 (或固相線 )進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散退火。 銯 e(固體 )+L(液體 )→ 鉌 e(固體 ) 也就是說(shuō)碳為 %～ ％的鐵碳合金都有包晶反應(yīng)的發(fā)生。如連鑄機(jī)二次冷卻區(qū)采用分節(jié)輥，可把總的對(duì)中誤差保持在lmm以內(nèi) ，有些制造廠家要求鑄機(jī)關(guān)鍵區(qū)域達(dá)到 ～。 (3)鑄機(jī)扇形段框架的穩(wěn)定性。而采用輥?zhàn)颖砻嫱ㄋ鋮s的單一輥或采用分節(jié)輥 (如分二節(jié) )，多次使用后輥?zhàn)訌澢话銥?，最高為 。 ? 圓坯斷面不是圓形而變成多角不規(guī)則形狀，其原因是： (1)結(jié)晶器變形使凝固殼與銅壁不均勻接觸造成優(yōu)先冷卻； (2)二次冷卻區(qū)噴水冷卻不均勻。 如鑄坯出結(jié)晶器后，四個(gè)面冷卻仍不均勻，坯殼支撐又不充分，就會(huì)更加促使菱形變形的發(fā)展。一般用對(duì)角線長(zhǎng)度差表示菱變的大小。 為防止鼓肚，應(yīng)注意以下問(wèn)題：合適的兩對(duì)輥間距，鼓肚量是與輥間距的四次方成正比，間距越大越容易鼓肚；輥?zhàn)右３至己玫膭傂?，防止變形；要有足夠的二次冷卻強(qiáng)度 ，以增加凝固殼厚度；拉速變化時(shí)，特別是由慢變快時(shí)，二次冷卻水量也相應(yīng)增加；輥?zhàn)訉?duì)中