連鑄工藝、設(shè)備-03連鑄坯凝固與傳熱-資料下載頁(yè)
2025-03-04 15:30本頁(yè)面
【正文】 區(qū)的冷卻能力，還應(yīng)考慮冷卻面積。定義冷卻指數(shù) I： ? I=W∕VPL 式中： W— 整個(gè)冷卻區(qū)的噴水量， m3 ∕min. V— 拉坯速度， m∕min. P— 被冷卻鑄坯的周邊長(zhǎng)度， m。 L— 二冷區(qū)長(zhǎng)度， m。 四 .鑄坯的液相穴深度 鑄坯的液相穴深度是指鑄坯從結(jié)晶器鋼液面開始到鑄坯中心液相完全凝固點(diǎn)的長(zhǎng)度。可根據(jù)凝固平方根定律計(jì)算如下： 而 故 可見，鑄坯的液相穴深度與鑄坯厚度、拉坯速度和冷卻強(qiáng)度有關(guān)。鑄坯越厚，拉速越快。液相穴深度就越大。在一定范圍內(nèi)，增加冷卻強(qiáng)度有助于縮短液相穴深度，但是冷卻強(qiáng)度的變化對(duì)液相穴深度的影響幅度小。同時(shí)，對(duì)一些合金鋼來(lái)說，過分增加冷卻強(qiáng)度是不允許的。 2242綜液液綜KvDLvtLtKD??? 167。 3— 4 連鑄坯凝固結(jié)構(gòu) 一 .對(duì)鋼液凝固的要求 ⑴形成正確的凝固結(jié)構(gòu)； ⑵合金元素在鑄坯的分布要均勻，偏析要??； ⑶最大限度地排出氣體和夾雜物； ⑷鑄坯表面、內(nèi)部質(zhì)量良好； ⑸鋼水收得率高。 鑄坯凝固是分階段的凝固過程 ?在連鑄機(jī)內(nèi)鑄坯的凝固經(jīng)歷三個(gè)階段： ； ； 。 二 .連鑄坯正常的低倍結(jié)構(gòu) ⑴表皮細(xì)小等軸晶區(qū)（激冷層） ?其厚度約 2～ 5mm，它是在結(jié)晶器彎月面處冷卻速度最高的條件下形成的。澆注溫度越高，激冷層就約薄；澆注溫度低激冷層就厚些。 ⑵柱狀晶區(qū) ?基本垂直于鑄坯表面（約上傾 10176。 ）。柱狀晶的發(fā)展不規(guī)則，在某些部位可能會(huì)貫穿鑄坯中心形成穿晶結(jié)構(gòu)。對(duì)于弧形連鑄機(jī)，鑄坯低倍結(jié)構(gòu)具有不對(duì)稱性。由于重力作用，晶體下沉，抑制了外弧側(cè)柱狀晶生長(zhǎng)，故內(nèi)弧側(cè)柱狀晶比外弧側(cè)要長(zhǎng)，所以鑄坯內(nèi)裂紋常常集中在內(nèi)弧側(cè)。 ?澆注溫度、冷卻條件等對(duì)組織進(jìn)去生長(zhǎng)均有影響。澆注溫度高，柱狀晶帶就寬；二冷區(qū)冷卻強(qiáng)度加大，將增加溫度梯度，也促進(jìn)柱狀晶發(fā)展；鑄坯斷面增大，則減小溫度梯度，從而減小柱狀晶的寬度。 ⑶中心等軸晶區(qū) ?樹枝晶較粗大且呈不規(guī)則排列，中心區(qū)有可見的不致密的疏松和縮孔并伴隨有元素的偏析（如 S、 P、 Mn、 C）。 二 .連鑄坯非正常的凝固結(jié)構(gòu) 1.“ 小鋼錠”結(jié)構(gòu) 由于二冷區(qū)冷卻的不均勻性導(dǎo)致柱狀晶的不穩(wěn)定生長(zhǎng)，在鑄坯縱斷面中心常常出現(xiàn)每隔 5～ 10cm有規(guī)則的“凝固橋”的形成，并伴隨有疏松和縮孔，稱為“小鋼錠結(jié)構(gòu)”。 ?形成過程： ⑴柱狀晶開始均勻生長(zhǎng)； ⑵由于鑄坯傳熱的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致局部區(qū)域柱狀晶優(yōu)先生長(zhǎng)； ⑶在某一局部區(qū)域兩邊相對(duì)生長(zhǎng)的柱狀晶連接，或者等軸晶的下落，被柱狀晶捕集而形成 “ 搭橋 ” ； ⑷液相穴內(nèi)鋼液被 “ 凝固橋 ” 分開，橋下面的殘余鋼液凝固時(shí)要收縮，得不到上面鋼水的補(bǔ)充而形成疏松或縮孔，并伴隨有嚴(yán)重的中心偏析。 “ 小鋼錠”結(jié)構(gòu)： 1— 柱狀晶均勻生長(zhǎng)； 2— 某些柱狀晶優(yōu)先生長(zhǎng)； 3— 柱狀樹枝晶搭接成“橋”； 4— “ 小錠”凝固并產(chǎn)生縮孔； 5— 實(shí)際鑄坯的宏觀結(jié)構(gòu) V形偏析的形成 ⑴柱狀晶生長(zhǎng)，在凝固前沿的晶體熔化使過熱度消失。 ⑵液相穴局部區(qū)域處于過冷狀態(tài)，等軸晶可以在液相中存在，并在凝固前沿下沉。 ⑶柱狀晶向等軸晶過渡，兩相區(qū)中的自由晶體成長(zhǎng)為等軸晶。 ⑷中心區(qū)液體逐漸消失成為糊狀區(qū)。 ⑸中心糊狀區(qū)液體失去流動(dòng)性，但液體可在樹枝晶間滲漏。 ⑹中心區(qū)流動(dòng)通道開始形成。 ⑺中心區(qū)的通道提供了流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。 ⑻中心區(qū)完全凝固形成了 V形偏析。 ?“V” 偏析形成： 三 .鑄坯凝固結(jié)構(gòu)的控制 ⑴等軸晶 A．組織致密； B．強(qiáng)度、縮性、韌性較高，加工性能良好； C．成分、結(jié)構(gòu)均勻，無(wú)明顯的方向性。 ⑵ 柱狀晶 A．柱狀晶的主枝干較純，而晶間偏析嚴(yán)重。熱變形后由于枝晶偏析區(qū)被延伸，使組織帶有條帶狀特征。使鋼的力學(xué)性能具有明顯的方向性，特別是鋼的橫向性能降低。 B．由于雜質(zhì)（ S、 P夾雜物）的沉積，在柱狀晶交界面構(gòu)成了薄弱面，是裂紋易擴(kuò)展的部位，加工時(shí)易開裂。 C．柱狀晶充分發(fā)展時(shí)形成穿晶結(jié)構(gòu)，中心疏松、中心偏析嚴(yán)重。 （擴(kuò)大等軸晶抑制柱狀晶） ⑴控制鋼水在較低的過熱度條件下澆注。 ⑵結(jié)晶器加入微型冷卻劑。 ⑶噴吹金屬粉末。 ⑷控制二冷區(qū)冷卻水量（減小二冷水量）。 ⑸加入形核劑。 ⑹采用電磁攪拌技術(shù)。 ?過熱度對(duì)凝固結(jié)構(gòu)的影響 演講完畢，謝謝觀看！
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