连铸坯凝固及其质量.doc

连铸坯凝固及其质量（三）( 21.为什么连铸坯表面有时呈凸状?此缺陷常见于矩形坯和板坯窄面。其原因是由于出结晶器的足辊或支承辊对弧不良和冷却过弱，使其凝固壳鼓胀所致。22.为什么连铸小方坯有时会沿长度方向变成扭曲形状? 此缺陷是小方坯断面连续绕轴线的变形。其原因是： (1)结晶四个面已不对称，凝固壳厚薄不均，使铸坯产生似麻花状的扭转变形； (2)结晶器变形太严重； (3)二次冷却四个面冷却水分布不均匀。23.连铸坯内部裂纹有哪几种，如何防止?从结晶器拉出来的带液芯的铸坯，在弯曲、矫直或辊子压力的作用下，在正在凝固的、非常脆弱的固液交界面产生的裂纹，叫内部裂纹。这种裂纹可通过铸坯试样的酸浸和硫印试验显示，严重的用肉眼就可观察到。 内部裂纹可分为以下几种： (1)矫直裂纹，是带液芯的铸坯在进行矫直时，受到的变形超过了所允许的变形率造成的。这种裂纹，可采用多点弯曲矫直和压缩浇铸技术来消除。 (2)压下裂纹，是由于拉辊压力过大，使正在凝固的铸坯固液两相区产生的。这种裂纹，可采用油压控制拉辊机构或设置限位垫块等措施，就可防止。 (3)中间裂纹，主要是由于铸坯通过二次冷却区时冷却不均匀，温度回升大而产生的热应力造成的。另外，铸坯壳鼓肚或对弧不正造成的外力。作用于正在凝固的固液界面，也可产生这种裂纹。 (4)角部裂纹，是由于结晶器冷却不均匀所产生的变形应力，作用在铸坯角部附近而产生的。如尽量使结晶器内均匀冷却，就可防止这种裂纹。 (5)皮下裂纹，离铸坯表面310mm范围内的细小裂纹，主要是由于铸坯表层温度反复变化而发生多次相变，裂纹沿两种组织交界面扩展而形成的。 (6)中心线裂纹，在板坯横断面中心可见的缝隙，并伴随有S、P的正偏析，它是由凝固末期铸坯鼓肚造成的。 (7)星状裂纹，方坯横断面中心裂纹呈放射状。铸坯在二次冷却区冷却太强，随后温度回升而引起凝固层鼓胀，使铸坯中心粘稠区受到拉应力而破坏所致。 (8)对角线裂纹，方坯横断面沿对角线方向产生的裂纹。这是二次冷却不均匀，使铸坯发生扭曲(菱变)所致。防止铸坯菱变可消除这种裂纹。24.什么叫做连铸坯的低倍结构(低倍组织)? 当铸坯完全凝固后，从铸坯上取下一块横断面试样，经磨光酸浸后，用肉眼所观察到的组织叫低倍组织(宏观组织)。连铸坯典型的低倍组织是由三个带组成的。靠近表皮的是细小等轴晶带，其次是像树枝状的晶体组成的柱状晶带，它的方向是垂直于表面，中心是粗大的等轴晶带。与铸锭相比较，连铸坯的柱状晶带非常发达，中心等轴晶带小，有时柱状晶还会贯穿到中心。铸坯的低倍组织，对钢的加工性能和机械性能都有很大影响。而柱状晶和等轴晶对这两种性能的影响是不一样的。除某些特殊用途的钢要求柱状晶组织外，绝大部分钢都希望能得到等轴晶带大的铸坯组织。因此，连铸坯在凝固过程中，想办法抑制柱状晶生长而扩大等轴晶区，就可以改善铸坯的低倍组织，这是炼钢工作者提高铸坯质量的一个重要任务。25.如何控制好连铸坯的低倍组织?控制好连铸坯的低倍组织。就是缩小铸坯中的柱状晶区，扩大中心等轴晶区。这在工艺上可采取以下措施：一是采用适宜的浇注温度。柱状晶区与等轴晶区的相对大小主要决定于浇注温度。最有效扩大等轴晶区的办法是在接近于钢种的液相线温度(凝固温度)浇注。但是太低的钢水过热度，会冻死水口。因此一般把中间包钢水过热度限制在2030。二是在结晶器内添加微型冷却剂，如铁粉、小废钢、薄铁片等，以减少钢水过热度。三是在二次冷却区采用弱冷却，适当减少水量。四是在结晶器内加入形核剂，以增加结晶核心来扩大等轴晶区。五是采用外力作用(如电磁搅拌)把正在生长的柱状晶打碎以扩大等轴晶。26.什么叫连铸坯中心疏松? 如将连铸坯沿中心线剖开，就会发现其中心附近有许多细小的空隙，我们把这些小孔隙叫中心疏松。在铸坯轧制时，当压缩比为35时，中心疏松就可焊合，对成品性能并无危害。但对用于穿无缝管的铸坯，中心疏松是很有害的，可能会造成钢管内表面缺陷。铸坯中心疏松严重时还会伴随着严重的中心偏析，对产品性能的危害甚大。中心疏松的产生可以看成是铸坯两面的柱状晶向中心生长，碰到一起造成了“搭桥”，阻止了桥上面的钢水向桥下面钢液凝固收缩的补充，当桥下面钢水全部凝固后，就留下了许多小孔隙。采用扩大铸坯等轴晶的各种措施，均可减轻中心疏松。7.什么叫连铸坯中心偏析?所谓偏析是指铸坯中化学成分的差异。在铸坯横断面试样上，每隔一定距离，从表面向中心取样进行化学分析，发现中心的碳、硫、磷等元素的含量明显高于其他部位。这种现象叫中心偏析。中心偏析是和中心疏松、缩孔密切相关的。 中心偏析会降低钢的机械性能和耐腐蚀性能，在制造线材时经常会发生拉拔断线，严重危害产品质量。中心偏析的产生是由于铸坯在凝固过程中，特别是在凝固末期尚未凝固的钢液的流动造成的。为防止中心偏析，从冶金考虑，就是设法扩大铸坯中心的等轴晶区，如采用低温浇注、电磁搅拌等。从连铸设备上考虑，就是设法避免凝固坯壳的变形，控制好夹辊的间距，辊子严格对中等,这是防止铸坯鼓肚，消除中心偏析的有效措施。28.什么叫轻压下技术?铸坯在凝固末期，也就是在出二次冷却区即将进入拉矫机这段距离内，凝固壳的鼓肚，会使富集了硫、磷等元素的未凝固的钢液向中心流动，产生严重的中心偏析。为减少中心偏析，有人提出了在线铸坯的轻压下技术。就是在铸坯液相穴的末端，即快要完全凝固之处，对铸坯进行轻微的压下(如2毫米)，要求其既不产生内裂，又可防止最后钢液凝固收缩或鼓肚造成的流动，以减轻中心偏析。 在接近液相穴末端的位置附近，适当缩小夹辊的间距或喷水冷却，对防止鼓肚减轻中心偏析也是有效的。29.如何防止连铸坯矫直时产生内裂纹?在连铸生产中，提高拉坯速度的限制因素，一是铸坯在二次冷却区可能会产生鼓肚变形和出结晶区漏钢事故；二是铸坯的液芯长度进一步延伸到以后的拉矫辊区。由于铸坯带液芯拉矫，会使铸坯内固液两相区界面上的凝固层容易产生裂纹，严重危害铸坯质量。目前，连铸机采用压缩浇铸是解决这一问题有效的新技术。压缩浇铸的基本出发点是：在铸坯矫直时，内弧受拉力外弧受压力。而内弧的拉力使凝固前沿产生裂纹。为此在铸坯矫直的同时，施加一个反向轴向力，抵销一部分由矫直产生的拉应力，这样使内弧受到的拉应力减小，而外弧受到的压应力增加了。因此也就减少了内弧固液界面的变形量。带液芯矫直也不用担心产生内裂纹。如250mm厚板坯，拉速为1.82.0m/min，采用压缩浇铸后的内裂比不用的减少9095，而拉速提高3050%。30.连铸坯中非金属夹杂物有哪些类型?连铸坯中非金属夹杂物，按其生成方式可分为内生夹杂和外来夹杂。内生夹杂主要是指出钢时，加铁合金的脱氧产物和浇注过程中钢水和空气的二次氧化产物。外来夹杂，主要是指冶炼和浇注过程中带入的夹杂物。如钢包、中间包耐火材料的侵蚀物，卷入的包渣和保护渣等。按夹杂物组成，可分为氧化铝系、硅酸盐系、铝酸盐系和硫化物等四大类。按夹杂物粒度大小，可分为微细夹杂和大型夹杂两种。一般认为，夹杂物粒度小于50微米叫微细夹杂，粒度大于50微米叫大型夹杂。连铸中最后凝固的夹杂物的数量、分布和粒度，是受中间包内钢水的纯净度、结晶器内注流的冲击深度、以及注流的运动状态等制约的。对弧形连铸机来说，在离内弧面仅四分之一厚度处夹杂物有集聚现象。这是一个严重的缺点。为了克服这个缺点，对一些重要的钢种，人们主张采用立弯式连铸机来浇注。31.怎样减少连铸坯中的非金属夹杂物?钢中有非金属夹杂物。就会破坏钢的连续性和致密性，对钢的性能有很大危害。为提高钢的质量，要求生产的钢越干净越好。但要生产出无夹杂物的钢是很困难的，只能是在生产过程中，尽量减少夹杂物对钢水的沾污，把钢搞干净些。为减少铸坯中的夹杂物，最根本的途径，一是尽量减少外来夹杂物对钢水的污染，二是设法促使已存在于钢水中的夹杂物排出，以净化钢液。因此，必须