收藏词条 编辑词条 连铸坯凝固过程的特点
与模铸比较,连铸凝固过程的特点是:
(1)连铸坯凝固是热量传递过程。钢水浇入结晶器边传热、边凝固、边运行,形成了液相穴相当长的连铸坯(板坯长20多米),为加速凝固,在连铸机内布置了3个冷却区:
—一次冷却区:钢水在结晶器内形成足够厚且均匀的坯壳,保证出结晶器不拉漏。
—二次冷却区:喷水冷却以加速内部热量的传递使铸坯完全凝固。
—三次冷却区:使铸坯温度均匀化。
(2)连铸坯凝固是沿液相在凝固温度区间把液体转变为固体的过程。连铸坯可看成是液相很长的钢锭,以一个固定速度在连铸机内沿弧形轨道运动。铸坯在运动中凝固。实质上是沿液相固液界面的潜热释放和传递过程。而在凝固界面的晶体强度非常小(仅1~3N/mm2),由变形到断裂的应变为0.2~0.4%。因此,当铸坯所受的外力(如鼓肚力、矫直力、热应力等)超过上述临界值,就在固液界面产生裂纹,并沿柱状晶扩展,直到凝固壳能抵抗外力为止。这是铸坯产生内裂纹的原因。
(3)连铸坯凝固是分阶段的凝固过程。凝固生长经历了三个阶段:
—钢水在结晶器形成初生坯壳。
—带液芯的铸坯在二次冷却区稳定生长。
—临近凝固末期的液相加速生长。
在凝固过程中,结晶器注流在液相引起的流动和混合对铸坯凝固有重要影响。研究指出:液相上部为强制对流区,对流区高度决定于注流方式、浸入式水口类型和铸坯断面。在液相下部液体流动主要是坯壳收缩、晶体下沉所引起的自然对流,或者是由铸坯鼓肚所引起的流动。流动对铸坯结构、夹杂物上浮及溶质元素偏析有重要影响。
(4)已凝固坯壳在连铸机内冷却可看成是经历形变热处理。凝固壳一方面受到力的作用,另一方面受到喷水冷却,随温度的降低发生相变,组织也发生变化,可能发生硫化物、氮化物质点在晶界沉淀,增加高温脆性,是铸坯产生表面裂纹的根源。
因此,应深入认识上述四个方面相互联系和相互制约的规律,才能在设备和工艺上制订正确的对策,使连铸机达到生产效率高和铸坯质量好的目的。