连 铸 管坯 的 缺 陷
〔西德〕 � � ! � ∀# ∃ % & ∋ ( ( !
肉眼观察时 , 连铸坯缺 陷可分为内部缺
陷、 外表面缺陷和形状缺陷 。
一 、 内部缺陷
一部 分内部缺陷与连铸时的凝固条件有
关 , 因此首先说明连铸坯的簇歇织。
一般情况下 , 连铸坯的凝固组织 由三个
区域组成 ( 外层等轴晶区、 柱状晶区和芯部
等轴晶区。 外层细晶粒区是 由于钢液与水冷
的结品器接触时有强烈的散热而形成的 。 当
钢液存在局部较大的过冷度时 , 形成无数的
晶核, 由此而形成细小的多边形晶粒 。 继续
凝固时 , 沿温度梯度大的方向上的晶粒比其
它晶粒的结晶速度快 , 因而形成柱状晶区 。
改变连铸机二次冷却区的冷却速度可以影响
柱状晶区 ∀或的宽度 。 在连铸坯内部还有另一
个等轴晶区域。 这一区域是由于温度梯度小
出现较宽的过冷区域而形戍的 。 被推进到穿
晶前的偏析和夹杂在凝固过程中充当晶核,
并由此而促进结晶 。
连铸坯内部缺 陷主要有疏松和缩孔、 偏
析 、 内部裂纹和夹杂 。
) # 疏松和缩孔
连铸坯内部常常是不均匀的 。 在连铸坯
的中心区域 , 沿其全长上可 以发现 小 的 孔
洞 , 这种情况很多文献都已谈到 。 这些孔洞
的形成可由连铸坯的凝固过程来说明 。
凝固区的大小 , 即结晶器内金属液面与
连铸坯凝固点之间的距离 , 主要取决于由液
态金属将热量传导给冷却介质的传热速度和
乒∗
拉坯速度 。 在凝固点处 , 连铸坯沿 其断面凝
固 。 断而为+ ,。二 + ,。毫米的连铸 可 , 当拉坯
速度为 ) # −米 .分时 , 凝固行程约为 )− 米 。 在
此情况下 , 凝固点前的各凝固面相互间形成
小于 ) 度的交角。 由于凝固过程中的超前晶
粒的作用 , 浓态 金属的运动基于向凝固方向
冷却时产生收缩的原因而受到阻碍 / 同理 ,
在连铸坯液态部分中下沉的晶粒妨 碍 着 补
缩 。 这样 , 就会形成孔洞 和一疏松 。
当从液态 金属到冷却介质问0均传热速度
不变时 , 凝固行程随着拉坯速度的 加 快 而
增大 。 由此而 沈各凝固面之间的角度变小 ,
使凝固孔洞的敬量增多。 孔洞的相互联接就
可能沿连铸坯纵向发展成缩孔 。 这种未经压
力加工的连 铸坯经剪切后缩孔的表面可能氧
化 , 因此降低了连铸坯的质量 , 增加了轧制
时的切头损失 。
图 ) 示出经过腐蚀的连铸坯内部的凝固
孔洞 , 该连铸坯的断面尺寸 为 ) − − 1 ) − − 毫
米 , 拉还速度为2 # 。米.分 。
为了避免由于过大的凝固行程所引起的
不允许的疏松和孔洞 , 应避免采用过大的拉
坯速度。 在保证获得相当良好的内表面质量
的条件下 , 方形 、 八角形和圆形截面的连铸
坯的许可拉坯速度可按下式计算 (
方坯 ( 2 − −3 “ 4 一 5下一 、不 了力 6
7 4 边长 8毫米 9
图 ) 会 一个经深腐浊的连铸坯的内部缩
孔 8断面尺寸 ) − − 火 ) − −毫米 , 拉
坯速度2 # −米 厂分 9
加 。 这是由于从凝固面 上优先形成的晶粒造
成的 。 这些晶粒在向凝固点方向快 速 冷 劫
时 , 抑制着液态金属的运动 。 因此 , 为了邀
免严重的二吮汀 , 二次冷却区的水量应尽可能
地小些 , 其下限应以不拉断连铸坯为准 。 此
外 , 冷却水量小 一也是避免冷却应力裂纹的先
决懊 片。
低合金钢 的疏松要 比高合金钢少 。 其原
因在于各钢种都有共不 同的收缩特性。
连铸与轧制相结合 8连续铸轧 9 可以进
一 步消除疏松和缩孔 , 同时也可以基本上破
坏 铸态组织 。 图 + 示 出某一连铸坯在连续铸
轧机中的轧卡样品的纵截而 。
八角坯 ( + : −; 号 二二 一 二二丁日
7 4 内接圆直径
8米 , .分 9
8毫米 9
圆坯 ( +
·生−
7 一 8米 . 分 9
7 4 直径 8毫米 9
这些式子适用于在 一长度为% 〕<= 缈 <毫米
的连续式结晶器中浇注镇静钢 。
疏松和缩孔的程度除与拉坯速度有关以
外 , 还与洞的过热温度 、 连 铸颐的二次冷却
和9钢的化学成分有关 。
柱状晶区域随着钢的过热温度的增高而
增大 。 在浇注大断而的连铸 坏时 , 取向结晶
的晶粒生长速度比浇注小断面的连铸坯时要
快些 。 这就使得不仅在连铸坯的中心等轴晶
区内形成琉松, 而且还使疏松扩展到柱状晶
区内。 这种柱状品区内的疏松往往导致在柱
状 晶之间产生裂纹 。 在圆形断面的 连 铸 坯
中, 这种缺陷在横向磨片上主要是 以蜘蛛网
状的形式出现 。 为了避免这种内 部 缺 陀 ,
钢的过热温度应降 低到 注浇注能够顺利进行
的程度 。 这样就能得到相当大的中心等轴晶
区和很小的柱状晶区 。
连铸坏 的疏 汾随着二次冷却的加快而增
图 + 连铸坯轧卡样品的纵断面 , 该连铸
坯在铸轧机中由飞2 < > 导, 毫米的横
断面轧制成 )− − 又 ) − −毫米的横断面
+ # 偏 析
一般情况下 , 连铸坯是向中心方 向凝固
的 。 凝固即将结束时 , 富集偏析元素的残余
钢水 一也固定在中心 区域 , 这就形成 中 心 偏
析 。 这种偏析在横向酸浸试 片 上 是以 “黑
斑 , 形式出现的 。 钢 中存在的夹杂也可能由
来 译者注 ( 本文节译时, 对图片顺 序 一号
重新作了排列 。
凝固面向连铸坯中心方向推移 。
在中心区域 , 凝固面重合的方式与连铸
坯的断面形伏有关 。 例如矩形断面的凝固面
重合为一条直线 , 方形或圆形的则 为 一 个
点。 此种情况见示意图 2 。 当凝固面重合为
尸条直线时 , 夹杂和偏析就有可能 分 布 较
好 。
的相对增加 。 采用模铸钢锭时 , 通 过使钢水
尽可能纯净 、 少含气体和适 当地控制浇注温
度及浇注速度就能减少这种偏析 。 同时 , 中
心偏析的部位与钢锭模形式有关。 生产普通
钢主要是用正常锥度的钢锭模 , 优质钢 和合
金钢模铸时采用反向锥度的钢锭模 。 依据钢
锭模的几何形状 和保暖帽的结构形式 , 钢锭
翘翘翘翘翘 鳄???
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是朝着锭头的中心方向凝固
的 , 因此 , 中心偏析一般是
在钢锭的头部。
按 目前的技术月州近 , 中
心偏析是难 以避免的 。 中心
偏析对许多用途来说并无坊
害, 在不少的用途中 , 中心
偏析大概是一种连情明的用
图 2 不向横断面形状的连铸坯昌中心
偏桥
连铸坯的组织除了受冷却条件的影响
外 , 还受浇注温度和钢种的影响。 促进树枝
状 晶的因素也加剧中心偏析。 这可 以解释为
由树枝状晶形成的凝固面是非 闭合 式 成 长
的 , 当树枝状 晶在连铸坯 中心汇聚之前 , 偏
析的残余钢液已经得到了在树枝状 晶之间进
行结晶的机会 。 关于偏析的形成以及偏析与
钢的成分和组织的关系已在一些文 献 中 阐
明 。 为减少中心偏析 , 应降低钢的偏析成分
8如硫和磷 9 的含量 。 偏析的绝对量与碳 、
硫含量有关 , 而且随着这些元素含量的增加
而增加 。
图 ∗ 示 出中等含碳量的连铸坯 的横向酸
浸试片。 此试片中的中心偏析是 严 重 的 。
模铸钢锭中也有偏析 , 这 种偏析也是由
于化学成分的浓度差造成的 。 在开 始 结 晶
时, 由于析出气体 , 体积的增大会导致浓度
差 的相对降低 , 而体积的缩小会导致浓度差
图 ∗ 中碳钢连铸坯的横向酸浸试 片
户在很明显的状态下从模铸钢枕生产出来的
钢材中也识另0∀不 出来的一种美观上的缺陷 。
在一些国家中, 由于 “黑斑 ” 问题 , 汽车工
业至今还没有 使用连铸坯 。 中心偏析无论如
何是要影响工具钢的使用寿命的 。 可 以通过
大的变形程度 8约大于+− 倍 9 进行轧制 , 致
使看不到 “黑斑 ” 。
2 # 内裂
内裂是连铸坯的薄弱环节。 内裂主要是
由于当连铸坯内部还处于液态时受到了不允
许的较大的应力而产生的 。 在这种情况下 ,
在固相 一与液相过渡区域处的特别薄弱的组织
‘主要是树枝状 晶 9 就要开裂。 濒临凝固面
的偏析元素富集的液态金属就会渗入已出现
的裂纹中, 因此这种裂纹又称为偏析裂纹 。
按照 引起应力原因的不同 , 偏析裂纹又可分
为以下几类 (
≅ # 弯曲裂纹
Α # 冷却应力裂纹
Β # 挤压裂纹
Χ # 变形裂纹
上述裂纹在一些文献中已有闸述 。
弯曲裂纹是当弯曲或矫直内部还是液态
的连铸坯 时, 在连铸坯受 拉应力的侧面出现
的 。 例如在带直结晶器的弧形连铸机上 , 当
连铸还弯曲时 , 不仅在结晶器下而 8图 Δ 1
断面 9会出现这种情况 , 而且在弧形和水平
段的过渡点上 8图 Δ Ε 断面 9 也会出现这 种
情况 。 图 , 示意地说明 1 和Ε 断面处弯曲裂
纹的形成。 采用带弧形结晶器的弧形连铸机
时 , 在弧形和水平的过渡点上 8如图 % Ε断
面 9 也可能出现弯曲裂纹 。
考曲
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断面� 断面
图 ! 弯曲裂纹的形成 ∀ 示意图 #
图 ! 示意说明一根垂直浇注的连铸坯经 各部分外壳厚度不相同 , 边的中心部分的厚
过结晶器下部的弯曲以及经过在弧形和水平 度大于角部附近的厚度 。 这 可以由凝固过程
的过渡点矫直 以后的变形倩况和出现弯曲裂 来说明 。 矩形连铸坯凝固时 , 由于结晶器中
纹的情况 。 图 ! ∃ 是方形断面 的连铸坯在 弯 的液态金属的热量散失 , 在结晶器内壁就形
曲前的外壳形状 。 图中示出的是距结 晶器出 成连铸坯外壳。 随着外壳逐渐增厚 , ’外兄助
口 约 %&& 毫米处的连铸坯外壳形状和厚度 。 一 面上就出现逐渐增大的收缩应 力 。 收 缩 应
∋∋∋∋∋∋∋护护护护 (((((((((((衅衅龟龟龟龟龟龟龟龟龟龟龟龟龟龟龟龟龟龟龟龟 百百百百百百百百百百百百百一一一一一一一一一一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯日日,,,,,,,, )))们们们们曰曰山」」烧烧 ‘ ,,一一 ‘ ∗ 「「肠肠贾贾侧侧, 俏俏肠肠肠肠咭咭口口卜 、习习赢赢赢赢赢赢卜卜飞飞∋瘾瘾)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))赢赢赢赢赢赢赢赢赢赢赢赢 嚎嚎嚎嚎嚎嚎嚎嚎嚎嚎嚎嚎嚎嚎氯氯氯氯氯氯氯氯氯氯氯氯 +瞬瞬瞬瞬瞬瞬瞬瞬瞬,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,喇喇
图! 连铸坯在结 晶器下部晶弯曲变形
∀ ∃ 、 弯曲前 , − 、 弯曲后 . / 、 矫直 后 #
力受到桐水静压力灼影响 , 当收缩力超过钢
水的静压力的一定值时 , 在此位置的连铸坯
外壳就与结刀,器内壁分开 。 连铸压外壳角部
的传热比边的巾部更为有刊 。 角部外壳比边
部 中心 )约外壳先与组, 品器分开 。 这就使得外
壳的不同增长强电局部地走向反面 。 由于角
部离开结晶黔 , 故传降保 , 致使从这时起边
的中部外壳的增厚述度比角部快 。 因此从结
晶器出来的连铸 #还其边的中部外壳比角部的
外壳要厚些 。
约在结晶器出口 以下 Γ − −毫米处连铸坯
受到 弯曲。 图% Η所示是Ι 所示的连铸坯外壳
在结品器以下约 )− −− 毫米处弯曲后的断面形
状。 连铸坯钓外弧 8弧的外半径 9 由于弯曲
而伸长 。 这就使最初平整的外壳表面沿连铸
坯纵向凹陷成沟槽状凹形。 连铸坯的内弧 8
弧的内半径 9 弯曲后形成凸起。 在支持辊府)
弯曲辊的 泪互作用下 , 连铸坯上的凹陷和凸
起情 况没有如图% Ι 所示的那样明显。 由于
外弧的凹陷和内弧的凸起使得另外两面发生
畸变而呈梯形 。 在凹 陷和凸起过程中 , 当存
在不允许的大的弯曲应力时 , 连铸坯外弧的
外壳内壁和内弧靠近角部的内璧 由于受 到局
部拉应力而严重开裂 。 顺临凝固面的富集着
偏析元素的液态金属就流入这些裂纹中。 因
此 , 当弯曲半径不够大时 , 由于连铸坯在结
品器下而弯曲的结果将会出现枝晶 间 的 偏
析。 图 %ϑ示意说明在凝固状态下经过娇 直
的连铸坯的断面 ,ΚΚΚ 况 。 此图中也有明显可见
的枝晶间的偏析 。 它们与外表面的跑离可 由
偏析是从凝固段的哪一个脱离点产生的来 鉴
另ΛΛ。
口 : 示出的是在结晶器下而出现弯州裂
纹的Δ5 ∗ +连铸压的横向酸浸试片一 。
在连铸 呸轴线方向的弯曲裂纹可以从相
应的纵向酸浸试片或硫印图 Φ Λ( 看出 。 图 Γ 示
出由带直结 晶器的弧形连铸 一伙生产的象花连
铸∀玉的纵向酸浸试片 上的弯曲裂纹 。 这些裂
纹是 由于连铸坯在结晶器下面受到弯曲而形
成的。
图 Γ 有弯曲裂纹的Δ 打村连铸坯的纵向
酸浸试片
圈 : 有弯曲裂纹的 Δ 5+ ∗连铸坯的横向
酸浸试片 8左 、 酸浸试片 8略 9 /
右 、 鲍受硫印图 9
为避见弯曲裂纹可采用弧形结晶器 ‘。 若
用直结 晶器时, 则须采用较大的弯曲半径 ,
应加 一长从结晶器出口 到弯曲 ∀点之问的距离 ,
并在完全凝固的状态下矫直连铸坯 。 在浇注
用于生产无特殊要求的产品的非合 金纲时,
有时弯曲裂纹 一也显得是没有关系的。 在这种
情况下 , 推荐在弧形连铸机上使用 直 结 晶
器 , 但得认可在结 晶器下西由于连铸坯受到
弯曲而产生的裂纹 。
冷却应力裂纹是 当连铸坯在一次或二次
冷却区 , 或一次和二次冷却区内受到不均匀
或剧烈的冷却 , 或不均匀和剧烈的冷却同时
作用下发生的 。 冷却应力裂纹不仅在皮下而
且也在连铸坯的中心区域出现 。 这种裂纹的
走向主要是沿连铸坯轴线方向的。 在横向酸
浸试片和相应 的硫印图上都可以 看到 。 图 Μ
示出Δ 5 ∗ +连铸坯的横向酸浸试片上的冷却应
力裂纹 , 此连铸坯是在连续铸轧机内由ΝΦ 2−
火 Μ,毫 米变形成为 ) −− 又 ) −− 毫米的 。 图 )− 示
出另一种类型的冷却应力裂纹 。 它是一种分
布在连铸坯中心的蜘蛛网伏的冷却 应 力 裂
纹 。
图 )。 有蜘蛛纲状的冷却 应力裂纹的连
铸坯的横向酸浸试片
图 Μ 有冷却应力裂纹晶连铸 坯 的 酸
浸试片 , 该连铸坯在铸轧机中由
)器< > Μ ,毫米的横断面轧制成 )−−
火 ) −− 毫米的横断面 8上 ( 酸 浸
试 片 / 下 ( 鲍曼硫印图 9
均 匀地和很好地分配一次和二次冷却可
以避免冷却裂纹 。 冷却水量对不同的钢种要
调节合适 , 并尽可能地保持低温浇注 。
‘ 挤压裂纹是 当连铸坯还未完全凝固就受
到变形使断面减小时出现的 。 比如 , 由于疏
忽而过份地调节导向辊或输送辊时就可能出
现这种彩纹 。 如果变形时液态范围还很大 ,
则挤压裂纹的走向与连铸坯的轴线 是 垂 直
的 。 挤压裂纹 可以造成挤压裂纹的辊子的垂
直方向切取的纵向酸浸试片 8或硫印图 9上
看到 。 这种挤压裂纹产生的原因可由示意图
)) 说明 。 连铸途芯部还有液态 金属时就进入
辊子使连铸坯的外壳在 Ι 和Η处被拉伸 , Ι 区
的细晶粒金属可以通过塑性变形而拉长 , 但
在树枝状晶间区域 Α 中则相反 , 只要有微弱
的伸长就会出现裂纹 , 富集的残余钢水就会
进入其内部 。
万分
Ο二草鬓羹
可 以叫做受 压裂纹 。 因为当出
现这种裂纹 时是不存在液态金
属的 。 因此受压裂纹内部是空
的, 没有填充偏析物 。
当浇注相当小的方连铸坯
时 , 在结晶器内看来似乎是均
匀的冷却情况下 , 连铸坯的断
而 也会变成轻微的菱形 。 这种
畸变在二次冷却 区还会变得更
为严重 。 由于变形而产生拉应
力的原因, 在形成菱形的大角
/#代, #0‘∋一二∋1⋯卜一1二,
厂卜哄」
卜曰2
图 )) 还未凝固的连铸 坯 中 的
挤压裂纹的形成 ∀示意图 #
图)3 所示挤压裂纹是由于当连
铸 呸中还有较大量的液态金属时过
份地压下输迭辊所造成的。 在连铸
坯内奇哟液态金属部分相当小的情
况下变形时 , 也能在健铸坯中心部
分 出现嘶裂 。 图 )4示意地说明了这
一过程 。 在这 种倩况下 , 挤压裂纹
出现在连铸 5不轴线方向上 , 且 与榆
送辊或轧辊垂直 。 挤压裂纹可 以从
横向酸浸试片上看出。 这种挤压裂
纹与冷却裂 纹的区别在于挤压裂纹
的走向只在一个方向上 ∀ 图 )4 垂直
方向 # 。
∋∋∋ , ‘尸 尸 于 ∋ 、 , 二二((((((((((((((( 一#6线线
碱碱碱碱冬瑞瑞瑞瑞瑞瑞瑞瑞瑞瑞
应应应应应应应应应应爹爹爹爹爹爹爹爹爹爹爹爹爹 习习习习习习习习习习习习习目目目目目目目目目目目目目目目目目目77777奋 , 一一一从从从从从从从从从从从从从从 ############################### 二二二日日日日日日日∀∀∀∀∀∀∀∀∀ 8 ∗ ∗ ‘一到到999 呜呜呜口口口:::::::::::::::::::::::::::::言言一一∗ ‘二扁二二二二二 、、、、 冬:::::)))))));一滋滋2222222((礴礴
图 )4 已经凝固的连铸坯中的挤压 裂纹
的形成 ∀ 示意图 #
图 巴 有横向裂纹的< = > 3连铸坯的纵向
酸浸试片
封封封封 刃刃尽尽尸尸厂厂厂厂汀汀厅厅了了厅厅秘秘脚脚脚脚脚脚脚脚脚脚脚脚脚瑞兰】】,,,,,,,,,,,,右二翻翻已已已已已已已已已已已 户尸一一 ∋州州???????????????户一沟沟,,,,,,,一、、子子子子子子 闷闷66666666666666666666666666666 一一一一月月叹叹一佗‘一一七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七 之之之之之之之之之之之之之之七≅ 二二闷闷晚晚‘一一尸, ### 与与勘 , 一二‘一一一习习翅翅卜一一一一满满招招卜, ∗ 一一一一 ∋ ∋ ∋∋∋(((洲洲,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 履履履履履履 「「「「「「「「「「礁礁礁礁礁礁礁礁礁礁礁礁礁礁+++++++++++++++礁礁礁礁礁礁礴礴礴礴礴礴礴礴礴礴礴礴嘴嘴嘴嘴嘴嘴嘴嘴嘴嘴嘴
连铸坯内部裂纹也可能在其完全凝固后
由于过份地压下输送辊而造成 。 这种裂纹也
图 )魂 因连铸坯的菱形畸变而产生的变
形裂纹 ∀ 示意图 #
的那两个边的附近会出现裂纹 。 这种裂纹称
为变形裂纹 , 并充满丁偏析元素富集的金属
相 。 图 )∗示出由于连铸坯菱形畸变而造成的
充满偏析物的变形裂纹 。 这种畸变可 以通过
小心地调整结晶器底辊来加 以限制 。
特别是浇注大断面连铸坯时 , 在支承辊
和愉送辊之间的凝固段中会出现变形 。 当出
现这种变形时 , 连铸坯外壳就呈拱形 。 此过
程也称为 “鼓肚” 。 当鼓肚大到不允许的程
度时, 在角部附近的固液相过渡区中比较薄
弱的凝固组织 〔树枝状晶 9 就会开裂 。 濒临
凝固面的由偏析元素富集的液态金属相就会
流入这样的裂纹中 。 充满偏析物的变形裂纹
可 当作树枝晶间偏析带在横向酸浸试片上看
到 。 图), 示意说 明矩形断面的连铸坯 由于鼓
肚而形成的变形裂纹 。 选用适宜的支承辊直
径 和间距可以 避免由于连 铸坯鼓肚造成的变
形裂纹 。
岭岭岭岭岭岭ΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟ卜卜匕二二二过过过过过过过过过过过过过过过过过过过过过 确确确确确确确确确确确确确确确限匕二二 ( 二粼二二二 认ΛΛΛΝΝΝ , 一 阅阅阅阅阅阅ΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟ不不???幽幽姗姗翻翻椰椰999黝黝卜卜卜 # 口#######################叨叨叨叨叨叨叨叨叨叨叨叨叨叨叨叨叨叨叨###‘一一一一一一一一一一一一一一
溜衍 因连铸坯 “鼓肚 ” 而产生的变形裂纹 〔示意图
∗ # 夹 杂
形成夹杂的元素 8如氧 、 氮和硫 9 与化
合元素 8如铝 、 硅 、 铁、 锰、 铬、 钦和钒等 9
形成钢的夹杂 。 由于使用耐火材料方面的原
因 也能带来氧化物夹杂。
连续铸锭法在大规模冶炼普通钢中的应
用 日趋增多 。 非合金结构钢属于普通钢 。 从
根本上说 , 它介于非镇静钢和镇静钢之间 。
技传统的
方法
快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载
生产的模铸非镇静钢锭在随后
的加工中其收得率比模铸完全镇静 钢 要 高
些 。 非镇静钢的连续浇注是困难的 , 因为用
于连铸的钢水在其脱氧程度方面大多是不同
的 。 普通镇静婀按其脱氧状态可分为 ( 硅脱
氧 、 硅和铝脱氧或铝脱氧的全镇静钢 。 目前
用硅以 及用佳和铝脱氧的镇静钢的连铸 已无
田难了 。 特别在连续浇注 含招量高的钢种时
容易在连铸坯 中出现夹杂 。
氧化物可 以随着注流进尽占晶器 , 并且
由于钢水的流动而使之到达正在凝 固 的 部
分 。 在正在凝固部分的附近 , 由于二次氧化
的结果 , 连铸坯内部的液体部分会形成新的
氧化物。 在敞开浇注 8 自由垂直下落浇注 9
时 , 由于靠连铸坯外壳 内壁的液态金属向上
运动 , 这些氧化物向钢液面方向析出是有利
的 。 由于连铸坯的不断凝固和到达浇注面行
程段的拉坯速度的不断增加 , 使氧化物的析
出受到阻碍。 弧形连铸机浇注时 , 夹杂在上
浮到浇注面的过程中还受 着附加的阻碍 , 氧
化物容易富集在凝固面的 内弧侧 。 如 铝镇静
钢连铸坯中的非金属夹杂就是这种氧 化物的
实例 , 并能造 成内部缺陷 。 高铝夹杂物能以
云状形态存在 。
方形 、 八角形和圆形连铸坯现在还经常
采用无防溅的自由下落的方式进行浇注 。 浇
注时 , 从中间罐出来的钢水通过陶瓷的水 口
垂直地流入结晶器 , 如图 )% 所示 。 从水口 的
流出 口到结晶器液面之间的距离大多为 ∗ −−
毫米 。
一直接接触结品器的可能性
并能提高连铸坯 的纯净度和均 匀性。 图): 示
出圆形连铸坯 中的氧化铝夹杂。
为改善敞开浇注的注流的状况, 可采用
十字形的水口 。 在这种形状 的水口 中 , 钢液
与陶瓷件的接触面积大于圆形水 口 , 因此十
字形水 口必须用高级的耐火材料
金金金金 ΟΟΟ一一一一一一一一一一
...Π 、丫 0 ? 、一 !!!华华二三已‘司目 一, 一州行, , 侥侥攀攀幸瞥瞥瞥瞥瞥瞥瞥瞥瞥瞥瞥瞥瞥瞥‘‘‘‘生生
制造 。
因为耐火材 料受热应力和机
械应力的影响 , 并与液态金属发
生反应都能给正在凝固的连铸坯
中带来夹杂。 有人试验采用高级
耐火材料来避免这种夹杂 。 比
如 , 为了提高塞头和水 口 砖 为 ?耐
图 )% 无防喷溅的 自由下落浇注流的水
口的中间罐 8示意图 9
)# 塞杆 + # 中间罐盖板
2 # 中间罐 ∗ 。塞杆套管
, # 水 白 % # 结晶器
: # 连铸坯外壳
敞开浇注流 8无防喷溅的自由下落浇注
流 9 从圆的水口流出后 , 首先是圆滑的 , 随
后就可 能分为支流 。 对于分流来说 , 有各种
影响因素起作用 。 比如由于水 口磨损 , 浇注
流沿断面上的出口速度往往不是恒定的 , 也
有微量钢水是非轴向流动的 。 此外 , 注流界
面层与周围大气的磨擦也会影响流动 。 当圆
滑的注 流表面在某处分开时, 由此而形成的
冲击作用会使注流表面呈波浪形运动 。
分散状 8不成一束的 9注流表面积较
大 , 比封闭的注流 的氧化严重 。 由此 也会使
氧化物夹杂进入连铸坯 中。 成束地对准结晶
器中心下落的注流可 以减少 (
一钢的氧化
一 使钢液 匕溅到结品器壁上的那种
钢浪而剧烈运动的可能性
图 ): 有氛化铝央杂的连铸坯的横向
酸浸试片
磨强度 , 根据所浇注的钢种可采用高铝耐火
材料 , 有的还加入石墨 , 石墨 含量最大为+ + Θ
的高铝砖的硬度较低而耐急冷急热 性 能 较
好 。 由于中间罐中的塞棒长度相当短 , 采用管
件作塞头是可能的 。 当无塞杆浇注时 , 中间旋
的水 口常用带 %− Θ Ρ < ( 的错英石制造 。 由于
粘土 含量较低 , 这种水口 在高温下有烧损 。
对于边续浇注来说 , 特别适用于采用含Μ Μ Θ
Ρ < / 的水口 。 浇注含铝 钢 时使用这种水口
没有多大好处。 对含铝钢适于采用带 : Θ氧
化铬的石英材料作水 口 。 石英的熔点高 , 氧
化铬能降低水日 的湿消性。
为阻止金属液面的氧化、 冷却和运动 ,
避免钢水飞溅到模壁上以及与随浇注流带入
门氧化成分 的化合 , 在结晶器中金属液面用
保护渣覆盖 。 因而从连铸坯 的液态部分浮上
来 的氧化物就被保护渣吸收了 。 这种吸收不
是 由机械包裹作用就是 由化学反应的作用来
实现 的 。 这种保护渣的熔 点在 ) − − − = )+ 动 ℃
之间 。 保护渣的主要成分是硅酸盐 渣 和 烟
灰 。添加剂碱 、碳 、 氟以及硼等影响保护渣的
熔点和粘度 。在敞开式 自由下落的浇注流时 ,
由于注流的抽吸作用 , 存在着将保护渣吸入
连铸还液态部分和卷入凝固面的危险 。 因此
需将保护渣和浸入式水 口 同时使用 。 这样也
能防止注流的氧化 。 浸入式水口是陶瓷的空
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心体 , 通常是 圆形断面的。 浸入是水 口将从
中间罐出来的液态金属引导到结晶器的浇注
面下面 , 如图)Γ 所示 。
浸入式水 口的陶瓷耐火材料应尽可能具
备如下条件(
一抗热负荷突变能力大
一导热系数小
一机械和化学性能好
比如以非晶质的硅酸酚作为浸入式水口的陶
瓷材料是可靠的 。 浸入式水 口可用于浇注厚
度等于或大于 )+− 毫米的方形 、 八角形 、 圆
形或矩形断面的连铸坯 。 采用可以让注流水
平地流出的浸入式水 日时 , 产生氧化物沉积
的凝固面的间距可 以大大地缩小 。 采用浸入
槽 8 ,当连铸坯厚度大于)Γ −毫米时 9 可降 低
注流的速度 , 并由此而使钢水缓慢地进入结
晶器 , 这就有利于氧化物上浮到液面上来 。
采用这种浇注技术 , 用铝脱氧的钢也可 以成
功地按所 要求的质量进行连续浇注和避免夹
杂物。
江永进 节译自ΤΤ Υ � � ς ! Ω( � ς 一Ξ Ω 5施 ≅ 6
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图切 设有浸入式水口的中间罐 , 以便
注流能封闭地自由下落
陈云久 校
8上接∗ 2页 9
+ # 2 −ϑ Ψ ! ]Ωα ΝΙ 在2 ϑ−一连。<℃回火 ,
其β ( 。、 ≅ [ 、 ϑ 。 , ( 均有明显的降低 , 说明此
温度范 围属不可逆回火脆性区 。 回火温度高
于∗ −− ℃时组织开始索氏休化, 塑性、 韧性
又有提高 , 但强度下降 , 故此钢只能选择在
低温下 回火处理 。
2 # 用予裂纹一次冲击试经测得的β ( 、
值米沽算β ( 。值是一种筒便可行的方法 。 2−
ϑ Ψ ! ]Ω αΩ / Ι 钢在+ −− 一 + ΓΜ℃温度范围内回
火 , 其 β / 。二 ) # + , 一 ) , 2 β ( ‘ , 因而用这个数
值关系 , 可由予裂纹冲击值估算该钢的 β , 。
值 。