【正文】 垂直段的 (2～ 3m)立彎式鑄機(jī) 金屬熔鑄工藝學(xué) June. 2022. 五、提高鋼純凈度的措施 ? 無渣出鋼 ? 選擇合適的精煉處理方式 ? 采用無氧化澆注技術(shù) ? 充分發(fā)揮中間罐冶金凈化器的作用 ? 選用優(yōu)質(zhì)耐火材料 ? 充分發(fā)揮結(jié)晶器的作用 ? 采用電磁攪拌技術(shù)，控制注流運(yùn)動(dòng) 金屬熔鑄工藝學(xué) June. 2022. 夾雜物的控制方法 從煉鋼 → 精煉 → 連鑄生產(chǎn)潔凈鋼，主要控制對(duì)策是： （ 1）控制煉鋼爐下渣量 擋渣法（偏心爐底出鋼、氣動(dòng)法、擋渣球）； 扒渣法：目標(biāo)是鋼包渣層厚 50mm，下渣 2kg/t。 （ FeO+MnO） ↑ 板坯 T[O]↑ 金屬熔鑄工藝學(xué) June. 2022. (3)鋼包精煉渣成分控制 不管采用何種精煉方法（如 RH、 LF、 VD），合理攪拌強(qiáng)度和合理精煉渣組成是獲得潔凈鋼水的基礎(chǔ)。 高堿度、低熔點(diǎn)、低氧化鐵、富 CaO鈣鋁酸鹽的精煉渣，能有效吸收大顆粒夾雜物，降低總氧。 保護(hù)澆注好壞判斷指標(biāo)： － Δ[N]=[N]鋼包 [N]中包 － Δ[Al]S=[Al]鋼包 [Al]中包 保護(hù)方法： －中包密封充 Ar －鋼包 → 中間包長(zhǎng)水口； Δ[N]＝ －中間包 → 結(jié)晶器浸入式水口 金屬熔鑄工藝學(xué) June. 2022. (5)中間包控流裝臵 ?中間包不是簡(jiǎn)單的過渡容器，而是一個(gè)冶 金反應(yīng)容器，作為鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前進(jìn)一步凈化鋼水 ?中間包促進(jìn)夾雜物上浮其方法： 1）增加鋼水在中間包平均停留時(shí)間 t： t＝ w/（ a b ρ v） 中間包向大容量深熔池方向發(fā)展。 金屬熔鑄工藝學(xué) June. 2022. （ 6）中間包復(fù)蓋劑 中間包是鋼水去除夾雜物理想場(chǎng)所。 ?碳化稻殼； ?中性渣：（ CaO/SiO2=～ ）； ?堿性渣：（ CaO+MgO/SiO2≥3 ）； ?雙層渣。生產(chǎn)潔凈鋼應(yīng)用堿性復(fù)蓋劑。 包襯材質(zhì)中 SiO2增加，鑄坯中總氧 T[O]是增加，因此生產(chǎn)潔凈鋼應(yīng)用堿性包襯。 金屬熔鑄工藝學(xué) June. 2022. (8)鋼種微細(xì)夾雜物去除 ?大顆粒夾雜（ 50μm）去除， 采用中間包控流技術(shù)； ?小顆粒夾雜（ 50μm）去除： －中間包鈣質(zhì)過濾器 －中間包電磁旋轉(zhuǎn) (9)防止?jié)沧⑦^程下渣和卷渣 — 加入示蹤劑追蹤鑄坯中夾雜物來源； — 結(jié)晶器渣中示蹤劑變化； — 鑄坯中夾雜物來源，初步估算外來夾雜物占 %二次氧化占 39%，脫氧產(chǎn)物為 20% 金屬熔鑄工藝學(xué) June. 2022. (10)防止 Ar氣泡吸附夾雜物 對(duì) Al－ K鋼，采用浸入式水口吹 Ar防止水口堵塞，但吹 Ar會(huì)造成： 水口堵塞物破碎進(jìn)入鑄坯，大顆粒 Al2O3軋制延伸會(huì)形成表面成條狀缺陷 1mm Ar氣泡上浮困難 ,它是 Al2O3和渣粒的聚合地，當(dāng)氣泡尺寸 200μm易在冷軋板表面形成條狀缺陷。生產(chǎn)潔凈鋼總的原則是：鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前盡可能排除 Al2O3。 連鑄坯表面缺陷形成的原因較為復(fù)雜，但總體來講，主要是受結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固所控制。據(jù)統(tǒng)計(jì)鑄坯各類缺陷中的 50％為裂紋。 ? 連鑄坯裂紋是最常見和數(shù)量最多的一種缺陷，也是危害比較重的一類缺陷，其形成原因： 1） [外因 ]取決于鑄坯形成過程中坯殼和液固界面的受力情況（類型、方向、大?。? 2） [內(nèi)因 ]取決于鋼在高溫下的機(jī)械性能（塑性、強(qiáng)度） 。一般認(rèn)為表面橫裂紋都在這個(gè)脆性區(qū)發(fā)生。 圖 2－ 1為板坯寬面中心區(qū)域的縱裂紋和縱裂紋的顯微形貌 。 寬大縱裂紋：寬度 1020mm，深度 2030mm，長(zhǎng)度有 幾米，嚴(yán)重時(shí)會(huì)貫穿板坯而報(bào)廢 金屬熔鑄工藝學(xué) June. 2022. 鑄坯表面縱裂紋 圖 21 板坯表面縱裂紋形貌 金屬熔鑄工藝學(xué) June. 2022. ? 綜合分析表明縱裂紋有以下特征： （ 1） 產(chǎn)生縱裂紋的表面常伴有凹陷（ depression），縱 裂紋的嚴(yán)重性與表面凹陷相對(duì)應(yīng)。 （ 3） 裂紋內(nèi)發(fā)現(xiàn)有硅、鈣、鋁等元素的夾雜物。 金屬熔鑄工藝學(xué) June. 2022. ◆ 板坯橫斷面低倍檢驗(yàn)指出，縱裂紋起源于激冷層薄弱處（約 23mm）。這說明 縱裂紋起源于結(jié)晶器的彎月面區(qū)初生凝固殼厚度的不均勻性。 （ 2）板坯收縮由鋼水靜壓力產(chǎn)生的鼓脹力。 這些力的的綜合作用在坯殼上，當(dāng)張應(yīng)力超過鋼的高溫允許的強(qiáng)度，則就在坯殼薄弱處萌生裂紋，出結(jié)晶器后在二冷區(qū)繼續(xù)擴(kuò)展。 （ 2）工藝因素影響結(jié)晶的坯殼生長(zhǎng)不均勻。要做到這點(diǎn)，對(duì)于包晶相變的收縮特征是由 FeC相圖決定的，人為無法改變，而重要的是準(zhǔn)確控制影響結(jié)晶的初生坯殼生長(zhǎng)的工藝因素，來防止產(chǎn)生縱裂紋。 圖 25 拉速對(duì)縱裂紋的影響 圖 26 拉速對(duì)渣膜厚度的影響 金屬熔鑄工藝學(xué) June. 2022. （ 3） 保護(hù)渣 液渣層厚度 10mm，縱裂紋增加（圖 27）。 圖 27 液渣層厚度對(duì)縱裂紋的影響 金屬熔鑄工藝學(xué) June. 2022. （ 4） 結(jié)晶器液面波動(dòng) ? 液面波動(dòng) 177。 圖 28 結(jié)晶器液面波動(dòng)對(duì)縱裂紋的影響 圖 29 液面控制方式對(duì)縱裂紋的影響 金屬熔鑄工藝學(xué) June. 2022. （ 5） 結(jié)晶器熱流和冷卻 ● 如圖 210所示， 90 1000mm板坯結(jié)晶器彎月面以下 45mm熱流與縱裂紋指數(shù)關(guān)系。 圖 210 鑄坯熱流對(duì)縱裂指數(shù)的影響 金屬熔鑄工藝學(xué) June. 2022. （ 6） 結(jié)晶器的錐度 結(jié)晶器錐度對(duì)縱裂紋的影響如圖 217。 板坯角部縱裂紋與出結(jié)晶器寬面鼓肚有關(guān)。 強(qiáng)化足輥寬面冷卻，減弱窄面冷卻可消除角部縱裂紋。 （ 8） 結(jié)晶器鋼液流動(dòng) ? 水口對(duì)中，防止產(chǎn)生偏流；水口材質(zhì)浸蝕，出口流股不對(duì)稱，造成偏流。它的產(chǎn)生決定于： 方坯菱變； ?結(jié)晶器圓角半徑 R(R大，縱裂沿棱角； R小，縱裂離開角部 )； ? 結(jié)晶器變形與磨損。 （ 10）出結(jié)晶器下口的冷卻 ? 足輥和零段二冷水過強(qiáng)，板坯寬面縱裂加劇，如水流密度由110 l/ 降到 60 l/，縱裂指數(shù)由 2降到零。 （ 1） 結(jié)晶器初始坯殼均勻生長(zhǎng) ? 熱頂結(jié)晶器（彎月面區(qū)熱流減少 50～ 60％） ? 波浪結(jié)晶器（彎月面區(qū)熱流減少 17～ 25％） ? 結(jié)晶器弱冷 ? 合適結(jié)晶器錐度 對(duì)于板坯：為補(bǔ)償結(jié)晶器寬面凝固殼收縮， 窄面給出線性錐度如圖所示，應(yīng)滿足： 對(duì)于方坯：管式結(jié)晶器由單錐度（ %/m,%/m） → 多錐度（結(jié)晶器上部 ～ ％ /m，結(jié)晶器下部 ％～ ％ /m） → 拋物線錐度演變。 ? 調(diào)節(jié)結(jié)晶器水量和進(jìn)出水溫度，控制結(jié)晶器彎月面銅板溫度為恒定值。 3～ 177。不易剝落，熱軋板表面出現(xiàn)條狀裂紋。 ? 鑄坯橫裂紋常常被 FeO覆蓋，只有經(jīng)過酸洗后，才能發(fā)現(xiàn)。 這樣，振痕波谷處，奧氏體晶界脆性增大，為裂紋產(chǎn)生提供了條件 。 圖 3－ 3 鋼高溫延性示意圖 金屬熔鑄工藝學(xué) June. 2022. （ 1） 鋼成分 ? C＝ ～ %，坯殼厚度不均勻性強(qiáng)，振痕深，表面易產(chǎn)生凹陷或橫裂紋；生產(chǎn)實(shí)踐表明， C＝～ %或 ～ %時(shí)，振痕淺了，鑄坯邊部橫裂減少； ? 降低鋼中 [N]，防止氮化物沉淀； （ 2） 結(jié)晶器振動(dòng)特點(diǎn) ? 振痕深度增加，橫裂紋增加（圖 34）； ? 振動(dòng)頻率 f增加 ,振痕變淺，橫裂紋減少（圖 35）； ? 負(fù)滑脫時(shí)間增加，振痕深度增加（圖 36），方坯 tN=～ ，板坯 tN=。 圖 39 矯直溫度與橫裂紋關(guān)系 金屬熔鑄工藝學(xué) June. 2022. 4 防止橫裂紋措施