连铸坯初始凝固控制技术的发展ppt课件

1、连铸坯初始凝固控制技术的开展程常桂武汉科技大学材冶学院冶金工程系.主要内容结晶器内初始凝固区钢液的凝固行为连铸初始凝固引起的铸坯质量问题连铸坯初始凝固控制技术及原理 结论. 狭义的初始凝固控制区域就是指结晶器上部弯月面附近的区域，广义是指结晶器上部区域。 1 结晶器内初始凝固区钢液的凝固行为 维护渣结晶器凝固坯壳弯月面钢液.1 结晶器内初始凝固区钢液的凝固行为在结晶器内初始凝固区域，快速冷却构成的薄凝固坯壳接受着维护渣动态压力、钢液静压力、钢液外表张力、坯壳凝固收缩力、相变应力、热应力、渣膜的剪应力及钢液流对凝固坯壳的冲刷力等作用。在这些力的综协作用下，初始凝固坯壳能够产生变形，坯壳厚度均匀性

2、能够较差，从而导致铸坯产生各种外表缺陷。 .2 连铸初始凝固引起的铸坯质量问题连铸坯的外表缺陷主要有以下几种: 深振痕、外表凹陷、裂纹、外表夹渣等。2.1 连铸坯的深振痕 连铸坯的振痕有凹陷形振痕、钩形振痕两种类型。.2 连铸初始凝固引起的铸坯质量问题钩状振痕凹陷振痕连铸坯深振痕的危害：皮下晶粒粗大、外表横裂的根源。.2 连铸初始凝固引起的铸坯质量问题钩状振痕的构成机理.凹陷形振痕构成机理2 连铸初始凝固引起的铸坯质量问题振痕的构成缘由可以归结于渣膜内压力的变化；这种压力动摇值越大，产生振痕的深度就越深；.2 连铸初始凝固引起的铸坯质量问题2.2 连铸坯的外表凹陷连铸坯外表凹陷有：纵向凹陷、横

3、向凹陷缺陷之分。包晶钢方坯外表纵向凹陷缺陷铸坯角部的横向凹陷缺陷.2 连铸初始凝固引起的铸坯质量问题纵向凹陷的危害：导致铸坯坯壳与结晶器内壁之间产生气隙，使得部分热流密度降低。铸坯外表产生纵裂，内部产生角部裂纹。另外，在某些试样检测中还发现，黑或白的偏析带。Q275钢角部裂纹.2 连铸初始凝固引起的铸坯质量问题1纵向凹陷构成机理.2横向凹陷构成机理2 连铸初始凝固引起的铸坯质量问题.2 连铸初始凝固引起的铸坯质量问题2.3 连铸坯的外表裂纹 外表纵裂是在结晶器弯月面区初生坯壳厚度不均匀，作用在坯壳上的拉应力超越钢的高温允许强度和应变，在坯壳的薄弱处产生应力集中导致产生纵裂。外表纵裂纹消除外表纵

4、向裂纹的一个有效途径就是在弯月面区域采用低的热流密度.2 连铸初始凝固引起的铸坯质量问题外表横裂有面部横裂、近角部横裂纹角部横裂纹危害：结疤、起皮与边部纵向裂纹 减小振痕深度；抑制C-N化物和硫化物在晶界的析出，或使C-N化合物的质点变相，以改善奥氏体晶粒热延性.外表星形裂纹在铸坯外表酸洗或抛丸之后，才会发现，深度可达5mm，沿奥氏体晶界分布。危害：加热炉中起鳞后可以去除较浅的微裂纹，但较深的裂纹却无法去除，导致在轧制过程中开裂产生严重的裂纹。 2 连铸初始凝固引起的铸坯质量问题.综上所述：铸坯外表或皮下缺陷的产生均来源于铸坯的初始凝固阶段。影响要素有：结晶器内的冷却条件；维护渣的物理属性；结

5、晶器振动条件；结晶器锥度量。因此控制初始凝固过程，改善铸坯在初始凝固过程中的传热凝固特点、改善光滑过程，可以有效的提高铸坯质量。2 连铸初始凝固引起的铸坯质量问题.3 连铸坯初始凝固控制技术及原理3.1 结晶器非正弦振动技术早期的观念以为：结晶器振动所起的有益作用是经过对拉裂坯壳的“愈合，愈合时间至少为0.3s 。如今的观念以为：不能取消结晶器的负滑动，结晶器的负滑动时间普通控制在0.1s左右。 非正弦 正弦A1A0非正弦比 A%：A(%)=A1/A0100Vmt.维护渣耗费速率与振动方式的关系3.1 结晶器非正弦振动技术.非正弦振动与磨擦阻力的关系非正弦振动与振痕深度的关系3.1 结晶器非正

6、弦振动技术.3 连铸坯初始凝固控制技术及原理3.2 结晶器程度振动与垂直正弦振动控制技术该控制技术原理图如以下图所示，程度振幅在0.01 mm内。1234561-液压缸；2-背板框架；3-窄面铜板；4-宽面铜板；5-；直线导轨；6-固定框架 .在程度振动过程中采用了三种振动曲线：3.2 结晶器程度振动与垂直正弦振动控制技术.程度振动对振痕深度的影响3.2 结晶器程度振动与垂直正弦振动控制技术.程度振动对偏析和深度的影响3.2 结晶器程度振动与垂直正弦振动控制技术.3.3 高频电磁场软接触连铸技术3.3 高频电磁场软接触连铸技术在初始凝固区域施加高频磁场，频率可高达20kHz，仅在结晶器内金属液

7、表层中产生向熔池中心的挤压力，使铸坯外表与结晶器内壁之间处于软接触形状的连铸技术。 1-结晶器壁；2-浸入式水口；3-维护渣；4-钢液；5-凝固坯壳；6-电磁线圈 .3.3 高频电磁场软接触连铸技术With EMFWithout EMF.3.3 高频电磁场软接触连铸技术结晶器正弦振动与间歇式高频磁场结合控制技术 ITintBminBmaxt熔池熔池结晶器.3.3 高频电磁场软接触连铸技术.延续磁场和间歇式磁场对铸坯外表质量的影响。3.3 高频电磁场软接触连铸技术.3.3 高频电磁场软接触连铸技术调幅磁场耦合结晶器振动技术可以更好地处理维护渣道动态压力变化的问题，使初始凝固壳在结晶器振动的整个周

8、期内坚持平衡，弯曲变形程度小，在获得一样铸坯质量的情况下还可以节约电力。 BtT(a)(b)B0tBTa-正弦波形；b-三角波形 .3.4 电磁振动控制技术3.4 电磁振动控制技术123451-上部线圈；2-下部线圈；3-结晶器；4-凝固坯壳；5-金属液 .3.5 热顶控制技术3.5 热顶控制技术132451-不锈钢插件；2-结晶器铜板；3-结晶器镀层；4-金属液；5-凝固坯壳 在热顶区域，热流密度减少了75%，振痕深度减小了30%，铸坯外表质量得到改善。 .3.5 弱冷结晶器控制技术 3.5 弱冷结晶器控制技术 118.03.9231-弯月面；2-凝固坯壳；3-镍基718合金结晶器 .结晶器

9、材质对热流和结晶器壁温度的影响3.5 弱冷结晶器控制技术.采用弱冷结晶器的铸坯皮下1.5mm枝晶臂间隔及冷却速率及裂纹目的。3.5 弱冷结晶器控制技术.3.5 弱冷结晶器控制技术弱冷结晶器对铸坯外表质量和组织构造的影响.3.6 气膜软接触连铸技术气膜软接触连铸技术是铝合金连铸中改善铸坯质量的一种新技术。采用气膜软接触连铸技术有：结晶器内冷却速率低、冷却强度均匀、光滑性能好等优点。.3.6 气膜软接触连铸技术非延续气膜区拉坯方向延续气膜区.4 结论连铸坯的外表质量与结晶器内初始凝固区域钢液的凝固行为亲密相关，减轻初始凝固坯壳的弯曲变形程度、提高铸坯初始凝固坯壳厚度的均匀性是提高铸坯外表质量的关键。为减轻初始凝固坯壳弯曲变形程度，冶金任务者采用结晶器宽面铜板程度振动、电磁软接触连铸