【正文】 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)中要好。 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。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 。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 ～。 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。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。 坯殼表面凹陷越深，縱裂紋出現(xiàn)的幾率就越大。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℃ )。 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)。 二次冷卻區(qū)鑄坯均勻冷卻、低過熱澆注、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) ”。另一類不是有意加入而是由煉鋼爐料和澆注過程帶入的元素，如來自爐料的元素有 Cu、 As、Sb、 Zn、 Sn、 S、 P，來自結(jié)晶器的 Cu，來自保護(hù)渣的 S等。因此要求把鋼中硫降低到 5ppm，磷降到 25ppm，以滿足所要求性能。 (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。 初晶為湎嗷 蜚 相對(duì)顯微偏析有很大的差別。而坯殼傳熱決定于鋼的導(dǎo)熱系數(shù)。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。 ? 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。 這類鋼屬 Si—Mn鎮(zhèn)靜鋼。實(shí)質(zhì)為低碳低硅鎮(zhèn)靜鋼。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。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。 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 )。連鑄低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)的深沖板性能優(yōu)于沸騰鋼。 ? 硅鋼片具有優(yōu)異的電磁性能，主要用于制。 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)度提出了越來越高的要求。 ? 目前幾乎所有的不銹鋼均可用連鑄生產(chǎn)。主要用于機(jī)械結(jié)構(gòu)、橋梁、船舶等。生產(chǎn)中最大的問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 。 冷軋薄板產(chǎn)品過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。 ? 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 ～。 上述特性，對(duì)不同鋼種表現(xiàn)的程度是不一樣的。 (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 )。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。如含有湎嗟腘 iCr奧氏體鋼； 3)鋼水首先凝固→恪 相的轉(zhuǎn)變。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)。 (3)鑄坯內(nèi)部裂紋和偏析加重。 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) ”。 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。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。 銯 e一直保持到鐵熔點(diǎn) (1538℃ )變?yōu)橐后w。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。采用剛性更好的扇形段的設(shè)計(jì)，偏差可降到 ，最高為 。 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。 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。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。 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)。 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)： ， ， ， 。 ?方法有哪些 7 硫印是用相紙顯示試樣上硫的偏析方法。 ?方法有哪些 ? 酸浸實(shí)驗(yàn)是常用來檢查鋼錠、連鑄坯或鋼材內(nèi)部缺陷以評(píng)定質(zhì)量的方法?？膳卸槟突鸩牧系那治g物。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。 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。 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。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。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。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。 為減少中心偏析，有人提出了在線鑄坯的輕壓下技術(shù)。在鑄坯橫斷面試樣上，每隔一定距離，從表面向中心取樣進(jìn)行化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)中心的碳、硫、 磷等元素的含量明顯高于其他部位。五是采用外力作用 (如電磁攪拌 )把正在生長(zhǎng)的柱狀晶打碎以擴(kuò)大等軸晶。這在工藝上可采取以下措施：一是采用適宜的澆注溫度。靠近表皮的是細(xì)小等軸晶帶，其次是像樹枝狀的晶體組成的柱狀晶帶，它的方向是垂直于表面，中心是粗大的等軸晶帶。 (6)中心線裂紋，在板坯橫斷面中心可見的縫隙，并伴隨有 S、 P的正偏析，它是由凝固末期鑄坯鼓肚造成的。 (2)壓下裂紋，是由于拉輥壓力過大，使正在凝固的鑄坯固液兩相區(qū)產(chǎn)生的。 ? 此缺陷常見于矩形坯和板坯窄面。 “冷痣 ”產(chǎn)生的原因是什么 ? 在鑄坯表皮下嵌入的金屬硬塊或渣塊叫 “冷痣 ”。 在加熱爐內(nèi)，鑄坯的表面氣泡或皮下氣泡內(nèi)表面被氧化而形成脫碳層，軋制后不能焊合而形成表面缺陷。 4)水口與結(jié)晶器對(duì)中不要偏流。 (2)錐度不合適。 防止辦法： 1)結(jié)晶器表面鍍 Cr或 Ni以增 加硬度。 防止橫裂發(fā)生的措施： 1)結(jié)晶器采用高頻率 (200～400次 /分 )小振輻 (2～ 4mm)是減少振痕深度的有效辦法。經(jīng)酸洗檢查指出，裂紋深度可達(dá) 7mm，寬度 。2)結(jié)晶器液面波動(dòng)穩(wěn)定在177。 2)保護(hù)渣熔化性能不良、液渣層過厚或過薄導(dǎo)致渣膜厚薄不均，使局部凝固殼過薄。 (2)內(nèi)部缺陷：包括中間裂紋、皮下裂紋、壓下裂紋、夾雜、中心裂紋和偏析等。如結(jié)晶器采用電磁攪拌技術(shù)、改 進(jìn)浸入式水口設(shè)計(jì)等。改善鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的措施有： (1)控制鑄坯結(jié)構(gòu)：首要的是要擴(kuò)大鑄坯中心等軸晶區(qū)，抑制柱狀晶生 長(zhǎng)。 (4)結(jié)晶器鋼液流動(dòng)：結(jié)晶器由注流引起的強(qiáng)制流動(dòng)，不應(yīng)把液面上的渣子卷入內(nèi)部。鋼液面波動(dòng)在177。在熱加工之前必須進(jìn)行精整，否則會(huì)影響金屬收得率和成本。 (3)無氧化澆注：鋼水經(jīng)鋼包處理后，鋼中總氧含量可由 130ppm下降到 20ppm以下。 ? 純凈度是指鋼中非金屬夾雜物的數(shù)量、形態(tài)和分布。 鑄坯純凈度主要決定于鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前處理過程。 (3)元素在固相中擴(kuò)散速度。另一種叫宏觀偏析，是長(zhǎng)距離范圍 (以厘米或米來計(jì)算 )內(nèi)的成分差異。 凝固潛熱主要決定于鋼成分。研究指出：液相上部為強(qiáng)制對(duì)流區(qū)，對(duì)流區(qū)高度決定于注流方式、浸入式水口類型和鑄坯斷面。而在凝固界面的晶體強(qiáng)度非常小 (僅 1～3N/mm2)，由變形到斷裂的應(yīng)變?yōu)?～ ％。 ? 與模鑄比較，連鑄凝固過程的特點(diǎn)是： (1)連鑄坯凝固是熱量傳遞過程。凝固時(shí) 3～ 4％的體積收縮在鋼錠中會(huì)留下縮孔，采用保護(hù)帽使縮孔集中在鋼錠頭部。對(duì)于低碳鋼一般為 1％； (2)凝固收縮：液體完全變?yōu)楣腆w的體積收縮。 鋼水的凝固結(jié)晶過程也同水一樣，當(dāng)溫度降到凝固溫度 (1535℃ )時(shí)，就有晶體出現(xiàn)。 2 產(chǎn)品缺陷分析 根據(jù)用戶質(zhì)量反饋和產(chǎn)品質(zhì)量追蹤情況，冷軋后帶鋼缺陷主要是起皮，其次是細(xì)小的破碎狀的黑印或魚鱗狀起皮。鋼中加入稀土，可以改變鋼中夾雜物的組成、形態(tài)、分布和性質(zhì)，從而改善了鋼的各種性能，如韌性、焊接性，冷加工性能。 1鋁 (Al)：鋁是鋼中常用的脫氧劑。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。在鉻 18 鎳 9 奧氏體不銹鋼中加入適當(dāng)?shù)拟仯杀苊饩чg腐蝕。但由于鎳是較稀缺的資源，故應(yīng)盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時(shí)造成裂紋。硅量增加，會(huì)降低鋼的焊接性能。連鑄坯的工藝和質(zhì)量控制 碳含量小于或等于 %時(shí)，碳當(dāng)量應(yīng)采用 CE（ Pcm）公式計(jì)算： CE（ Pcm） =C+Si/30+Mn/20+Cn/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B 當(dāng)碳含量大于 %時(shí)，碳當(dāng)量應(yīng)采用 CE（ IIW）公式計(jì)算： C E ( I I W ) = C + M n / 6 + ( C r + M o + V ) / 5 + ( N i + C u ) / 1 5 各國(guó)碳當(dāng)量計(jì)算公式 文字 碳（ C）：鋼中含碳量增加，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性降低，當(dāng)碳量 %超過時(shí)，鋼的焊接性能變壞，因此用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼，含碳量一般不超過 %。含硅 1－ 4%的低碳鋼，具有極高的導(dǎo)磁率，用于電器工業(yè)做矽鋼片。 硫（ S）：硫在通常情況下也是有害元素。鎳對(duì)酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。改善焊接性能。 1鈮 (Nb)：鈮能細(xì)化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強(qiáng)度，但塑性和韌性有所下降。當(dāng)銅含量小于 %對(duì)焊接性無影響。這些元素都是金屬，但他們的氧化物很象 “土 ”，所以習(xí)慣上稱稀土。碳量高還會(huì)降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場(chǎng)的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性。所以，把水開始結(jié)冰的溫度叫凝固溫度。 ? 鋼水由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，隨著溫度下降，收縮可分為： (1)液態(tài)收縮：由澆注溫度降到液相線溫度的收縮。 液體鋼密度為 ，固體鋼密度為 ，則液體變?yōu)楣腆w收縮量為： (()/) 100％=％，其中液態(tài)收縮量約 1％ ,凝固收縮 3～ 6％，固態(tài)收縮 7～ 8％。如厚250mm板坯，結(jié)晶器上口窄面厚度為 258mm，下口厚為257mm，出結(jié)晶器后分成 10個(gè)階梯減到第 99對(duì)輥間距為253mm。實(shí)質(zhì)上是沿液相固液界面的潛熱釋放和傳遞過程。 在凝固過程中，結(jié)晶器注流在液相引起的流動(dòng)和混合對(duì)鑄坯凝固有重要影響。 (2)凝固潛熱：鋼水從液相線溫度 (TL)冷卻到固相線溫度 (Ts)放出的熱量 s (3)物理顯熱：鋼從固相線溫度冷卻到室溫放出的熱量。 偏析可分為兩種：一種叫顯微偏析，是樹枝晶主干和枝晶間成分的差異，一般距離很小是幾微米范圍的偏析。冷卻速度越快，偏析程度越小。 —鑄坯內(nèi)部缺陷 (裂紋、偏析、夾雜等 )。 因此，為了獲得良好的鑄坯質(zhì)量，可以根據(jù)鋼種和產(chǎn)品的不同要求，在連鑄的不同階段如鋼包、中間包、結(jié)晶器和二次冷卻區(qū)采用不同的，工藝技術(shù)，對(duì)鑄坯質(zhì)量進(jìn)行有效控制。 (2)鋼包精煉：根據(jù)鋼種選擇合適的精煉方法，以均勻溫度、微調(diào)成分、降低氧含量、去除氣體夾雜物等。如表面缺陷嚴(yán)重。 40 4 40 7 當(dāng)皮下夾渣深度 2mm，鑄坯在加熱時(shí)可消除，夾渣深度在 2～ 5㎜時(shí)鑄坯必須進(jìn)行表面清理。坯殼生長(zhǎng)的均勻性決定于鋼成分、結(jié)晶器冷卻、鋼液面穩(wěn)定性和保護(hù)渣潤(rùn)滑性