(一)連鑄基礎(chǔ)理論(參考版)
2025-08-07 18:23本頁面
【正文】 如在結(jié)晶器內(nèi)加入鋼帶或微型鋼塊，以消除鋼水過熱度，使其迅速地在液相線溫度凝固。常用來作為形核劑的物質(zhì)有 Al2O Zr0 Ti0 V2 0 AlN、 ZrN等。 在結(jié)晶器內(nèi)加入形核劑，以增加結(jié)晶核心數(shù)量，擴大等軸晶區(qū)。因此減小二冷水量是抑制柱狀晶生長的一個積極因素。 (2)控制二冷區(qū)冷卻水量 。過熱度高，柱狀晶區(qū)就寬，但過熱度很低，在操作上有較大困難，易使水口凍結(jié)。 2022/8/22 凝固組織由三個區(qū)域組成：表面細(xì)等軸晶區(qū) (又稱激冷晶區(qū) )，柱狀晶區(qū)和中心等軸晶區(qū)。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 (如硫、磷、碳和錳 )。 (3)中心等軸晶區(qū)。 在鋼液定向傳熱得到發(fā)展的條件下，柱狀晶帶開始形成。其厚度主要決定于鋼水過熱度，澆注溫度越高，激冷層就越?。粷沧囟仍降?，激冷層就厚一些。 鑄坯表皮由細(xì)小等軸晶組成，稱為激冷層。 2022/8/22 一般情況下，連鑄坯從邊緣到中心也是由激冷層、柱狀晶帶和錠心帶組成，與鋼錠無本質(zhì)區(qū)別 .但連鑄坯整個結(jié)構(gòu)比鋼錠致密，晶粒也要細(xì)一些 。 液相穴的固液交界面的樹枝晶被液體的強制對流折斷，枝晶片參與鋼液循環(huán)至鑄坯中部，一部分枝晶重新熔化，加速過熱度的消失，剩下的作為等軸晶的核心。 垂直于鑄坯表面方向散熱最快，使樹枝晶平行于生長面而形成了柱狀晶。在結(jié)晶器出口，坯殼應(yīng)具有一定抵抗鋼液靜壓力的厚度和抗摩擦力的強度。 鋼水澆入水冷結(jié)晶器，在彎月面冷卻速度很快 (100℃ ／ s)，在器壁附近形成一定厚度的初生坯殼。使用氣 水噴嘴，由于吹入的空氣使鐵鱗容易剝落，提高了冷卻效率。 2022/8/22 5）噴嘴使用狀態(tài) 噴嘴堵塞、噴嘴安裝位置、噴嘴新舊程度等對鑄坯傳熱也有重要影響，因此要注意二冷水質(zhì)處理和定期檢修。水滴的平均直徑：采用壓力水噴嘴， 200～ 600um；氣一水噴嘴， 20～ 60um。水滴速度為 6m／ s、 8m／ s、 10m／ s時，冷卻效率分別為 12％、 l7％、 23％。傳熱系數(shù) h與水流密度 W的關(guān)系可由經(jīng)驗公式表示： nAWh?3）水滴速度 水滴速度取決于噴水壓力、噴嘴孔徑和水的清潔度。 表面溫度與熱流關(guān)系 2022/8/22 2）水流密度 水流密度是指鑄坯在單位時間、單位面積上所接受的冷卻水量。 2022/8/22 三 、 影響二冷區(qū)傳熱的因素 1)鑄坯表面溫度 實際二冷區(qū)鑄坯表面溫度在 1000～ 1200℃ ，此區(qū)間內(nèi)導(dǎo)出的熱流幾乎與鑄坯表面溫度無關(guān)，甚至呈下降趨勢，這是因為高溫鑄坯表面形成穩(wěn)定蒸氣膜阻止水滴與鑄坯接觸。 第五節(jié) 二冷區(qū)的傳熱與凝固 2022/8/22 二 、 二冷區(qū)的傳熱 根據(jù)鑄坯凝固熱平衡的測定計算，設(shè)鋼水總熱量為 l00％， 連鑄機內(nèi)各區(qū)散熱的比例為：結(jié)晶器 l6％～ 20％；二次冷卻區(qū) 23％～ 28％；輻射區(qū) 50％～ 60％。 2022/8/22 一 、 二冷區(qū)的冷卻特點 l)冷卻效率要高，以加速熱量的傳遞； 2)噴水量合適，使鑄坯表面溫度分布均勻； 3)鑄坯在矯直前盡可能完全凝固； 4)矯直時鑄坯表面溫度應(yīng)大于 900。低過熱度澆注鑄坯中心等軸晶區(qū)寬。但過熱度增加，注流使初生坯殼沖擊點處減薄，增加了坯殼厚度的不均勻性；且出結(jié)晶器坯殼溫度有所增加，降低了高溫坯殼強度，增加了斷裂的概率。 2022/8/22 8) 鋼水過熱度 結(jié)晶器熱流與鋼水過熱度幾乎無關(guān)。S，渣膜厚度為 ～ mm，渣消耗量為 kg／ m2左右。經(jīng)驗指出，拉速提高，黏度應(yīng)降低。結(jié)晶器熱流穩(wěn)定，就意味著坯殼均勻生長。雖然這兩種情況會得到較高的結(jié)晶器熱流，但熱流不穩(wěn)定，這就意味著坯殼厚度不均勻。保護(hù)渣對結(jié)晶器熱流影響主要決定于渣膜厚度，而渣膜厚度是保護(hù)渣黏度加和拉速的函數(shù)。 一般油潤滑的平均熱流值超過保護(hù)渣潤滑的平均熱流值。 用保護(hù)渣進(jìn)行潤滑時 ，保護(hù)渣在結(jié)晶器鋼液面上形成液渣層，由于結(jié)晶器振動，液渣從彎月面滲漏到坯殼與銅壁之間氣隙處，形成均勻渣膜，起潤滑作用。 2022/8/22 7）結(jié)晶器潤滑 結(jié)晶器潤滑可以減小拉坯阻力，并可由于潤滑劑充滿氣隙而改善傳熱。 該結(jié)晶器打破了傳統(tǒng)的設(shè)計觀念，解決了傳統(tǒng)結(jié)晶器所存在的缺陷。其澆出的鑄坯可不必加熱和切斷，直接喂入線、棒材熱軋機。移動式履帶結(jié)晶器由兩條履帶組成，長度一般為 2～ m，鑄坯與結(jié)晶器之間接觸良好。 該結(jié)晶器在上段采用較大錐度，從距結(jié)晶器頂部 300～ 400 mm處結(jié)晶器角部錐度為零，這既改善了整個結(jié)晶器長度上與鑄坯的接觸，又減小了結(jié)晶器的摩擦力，在很大程度上使坯殼均勻生長。 2022/8/22 C 奧鋼聯(lián)高效方坯 Diamond結(jié)晶器 又稱為凹面結(jié)晶器。與普通結(jié)晶器相比，鑄速要提高 50％～l00％，拉漏率下降 30％，且可高速澆注包晶鋼種 (含碳 0． 08％～ 0． 14％ )。 A 康卡斯特 (CONCAST)公司凸形結(jié)晶器 凸形結(jié)晶器中所形成的鑄坯凸表面因冷卻收縮而自然變直，收縮力與鋼水靜壓力間的矛盾因結(jié)晶器形狀的改變而自然消失。 一般在結(jié)晶器熱面彎月面區(qū)域鑲嵌的材料有鎳、 C— Cr化物和不銹鋼以及陶瓷材料插件 。局部產(chǎn)生凹陷，組織粗化，產(chǎn)生明顯的裂紋敏感性。 2022/8/22 5)熱頂結(jié)晶器 鑄坯表面質(zhì)量很大程度上取決于彎月面處初生坯殼的均勻性，而初生坯殼的均勻性決定于彎月面處的熱流密度和傳熱的均勻性。應(yīng)用效果較好的是耐磨和耐熱兼?zhèn)涞?NiCr、 NiFe鍍層或 NiWFe鍍層。 實踐表明，鍍鉻層的耐飛濺性好，耐磨性好，但耐剝離性差。如果鍍層導(dǎo)熱系數(shù)低和鍍層厚度大，結(jié)晶器熱面
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