防止漏钢和铸坯纵裂的初期凝固均匀化技术
来源：苏州恒日盛 作者：40Cr 时间：2014-01-03 16:32:51 点击：65次
摘要：在包晶钢连铸时，由于钢水在凝固后立即进行-相变，体积收缩。在铸坯宽度方向上产生很小的不均匀凝固，凝固壳发生局部变形，形成几十纳米的气隙，导致散热缓慢，使铸坯产生纵向裂纹或发生漏钢。增加保护渣渣膜厚度，降低铸坯冷却速度，可以减轻上述现象。保护渣低黏度化、降低连铸速度、减低振动频率、增大振幅可以增加渣膜厚度，但这会使生产效率下降和增大铸坯
在包晶钢连铸时，由于钢水在凝固后立即进行δ-γ相变，体积收缩。在铸坯宽度方向上产生很小的不均匀凝固，凝固壳发生局部变形，形成几十纳米的气隙，导致散热缓慢，使铸坯产生纵向裂纹或发生漏钢。增加保护渣渣膜厚度，降低铸坯冷却速度，可以减轻上述现象。保护渣低黏度化、降低连铸速度、减低振动频率、增大振幅可以增加渣膜厚度，但这会使生产效率下降和增大铸坯振痕深度，并成为终产品的缺陷。因此保护渣的设计方向应是，使熔融的渣膜发挥缓慢冷却铸坯的作用，即在玻璃质渣膜上生成固相晶体质渣膜，降低铸坯的热辐射。一般是以生成枪晶石相作为固相晶体质渣膜，并对此进行了热力学稳定性和结晶速度的研究。此外，也有以黄长石相做晶体质渣膜的设计。碱度为1.2-1.4时黏度可达5Pa*s的高碱度高黏度的无氟黄长石相，对防止卷渣是有效的，已经应用在圆铸坯连铸中。
提高连铸速度是提高连铸生产效率有效的手段，为此进行了大量的研究开发工作。在结晶器方面采取的措施有：采用均匀强冷却结晶器薄壁铜板、利用非正弦高频短冲程振动促进保护渣膜的润滑作用、使用熔融性均匀流入性良好的结晶器保护渣、使用多孔浸入式水口控制浸入深度、使用窄面多锥度结晶器提高铸坯质量、利用结晶器热电偶散热监控漏钢预报系统防止漏钢等。在二冷区采取的措施有：大通量散热、二冷辊间距不等化、液面高精度控制、电磁制动抑制钢液流股等。通过这些措施减少了漏钢和铸坯的非正常鼓肚。
结晶器保护渣投入在钢水液面上，被钢水熔化浮在钢水表面。其作用是，降低钢水的热辐射损失和在结晶器振动过程中进入凝固壳与结晶器间隙内，通过润滑作用防止铸坯与结晶器发生热粘结。保护渣在钢水凝固起点弯月面的厚度约为1mm，在弯月面以下形成几百纳米厚的渣膜起绝热层的作用。
Al、Ti、Mn等活性元素含量高的钢种在连铸中，由于夹杂物析出和钢水与结晶器保护渣的反应，生成了钙铝黄长石和钙钛矿等高熔点固相，使润滑不良，导致连铸困难。对这个问题进行了许多研究，开发了高Al电工钢连铸用结晶器保护渣和高Mn钢连铸用结晶器保护渣，使这些难生产的钢种实现了稳定连铸。
为防止由于氢产生的漏钢事故，提出了新型结晶器保护渣设计方案。钢水中H浓度高、连铸速度快，容易发生漏钢事故。因此要对钢水进行真空脱氢处理，并对结晶器保护渣的水分进行严格控制。研究结果表明，大气中的水分溶解在保护渣中，保护渣在结晶器和铸坯急冷层之间的间隙中冷却析出氢气泡，导致散热不良，这是硅脱氧钢漏钢的一个原因。为此，提出了通过控制保护渣中的OH离子溶解度来防止氢气泡析出的保护渣设计方案，采用这种保护渣使硅脱氧钢连铸顺行。根据环境保护的要求，对无氟结晶器保护渣进行了开发。研究了无氟条件下Na、B气化损失机制，由于气泡是以不溶性ZrO2为核心生成的，所以使ZrO2不饱和化是抑制Na、B气化损失的有效方法。
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