连铸坯的凝固及其控制 ppt课件

而在平行模壁方向散热能力较差，并且晶粒径 向仅能长大较短距离相邻晶粒就互相接触，停止生 长。因此在细晶区形成后，接着形成了一个柱状晶 区。
柱状晶区金属较致密，沿柱状晶轴向强度很高， 但近于平行的柱状晶晶粒之间的径向结合强度却较 低。柱状晶区有明显的各向异性。当对铸锭进行塑 性变形时柱状晶区易出现晶间开裂。
合层作用的结果。如果在凝固初期就
•使某得些内晶部粒产为生基等底轴向晶内的生晶长核，，发将展会 有效地抑制柱状晶的形成。
成
• •柱由状外向晶内生生长长过的程柱的状晶动区态。演枝晶
主
示
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第三讲连铸坯宏观组织及控制
•铸
•液 态
•型
金
属
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• 柱状晶生长过程的动态演示
第三讲连铸坯宏观组织及控制
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第三讲连铸坯宏观组织及控制
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第三讲连铸坯宏观组织及控制
•第二节 表面激冷区及柱状晶区的形 成
• 一、 表面激冷区的形成
• 二、 柱状晶区的形成
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第三讲连铸坯宏观组织及控制
•一、表面激冷区的形成
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第三讲连铸坯宏观组织及控制
•一、表面激冷区的形成
•
思路: 晶区的形成和转变乃是过冷熔体独立生核
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•1-激冷晶区的 细小等轴晶;
•2-晶粒垂直于 型壁排列的柱状 晶区，且平行于 热流方向.
•3-晶粒较为粗 大的内部等轴晶 区
第三讲连铸坯宏观组织及控制
•几种不同类型的铸件宏观组织示意图
•（a）只有柱状晶;（b）表面细等轴晶加柱状晶;（c）三个晶区都有;（d）只有等轴 晶

2). 结晶器振动。铸坯表面薄弱点是弯月面坯壳形成 “振动痕迹”。易在波谷处形成横裂纹、气泡。采用高频 小振幅的结晶器振动机构，可以减少振痕深度。
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提高连铸坯表面质量的措施
3). 初生坯壳的均匀性。结晶器弯月面初生坯壳不均 匀会造成纵裂和凹陷，导致拉漏。坯壳生成的均匀性决 定于钢成分、结晶器冷却、钢液面稳定性和保护渣润滑 性能。
沿窄面向上流股动量太强或流股中含有沿窄面向上流股动量太强或流股中含有气泡降低了密度流股向上提升引起了弯月气泡降低了密度流股向上提升引起了弯月面区液面波动太大液渣渗入到坯壳与铜板的面区液面波动太大液渣渗入到坯壳与铜板的气隙困难导致弯月面的不均匀热流从而产气隙困难导致弯月面的不均匀热流从而产生纵裂纹
阳春新钢铁连铸工艺介绍
2.中间包：它的作用是减压、稳流、去渣、 贮钢、分流和中间包冶金等重要作用。
3.中包小车：它的作用是用来支撑、运输、 更换中间包的设备。
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4.结晶器:它的作用是一个水冷的钢锭模，是 连铸机非常重要的部件，是连铸设备的心 脏。
5.结晶器振动装置：它的作用是固定结晶器、 铸坯脱模。
6.二次冷却系统装置：它的作用是冷却、支 撑、导向。
⑴钢中总氧法
钢中的氧以两种形式存在：溶解于钢中的 溶解氧和存在于氧化物的氧，钢中的总氧 含量是两者之和。钢中的总氧含量越低， 说明钢中氧化物夹杂越少，钢就越干净。
⑵钢中酸溶铝损失法
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定义：二次氧化是指钢水中的合金元素与空气中的 氧、炉渣、耐火材料中的氧化物发生化学反应，生 成新的氧化物相而污染钢水。 2.1：钢水与空气的二次氧化： 2.1.1：注流与空气接触吸氧 2.1.2：注流卷入空气吸氧 2.1.3：钢水裸露吸氧 2.2：钢水与耐火材料的二次氧化： 2.2.1：中间包衬 包衬材料中含有SiO2被钢水中的Al还原生成Al2O3， 使钢洁净度降低。因此，中间衬向碱性材质方向发 展。

1.钢水中常见元素及基本概念
• 硼(B)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致 密性和热轧性能，提高强度。
• 氮(N):一般认为,钢中的氮是有害元素,但是 氮作为钢中合金元素的应用,已日益受到重 视。氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接 性，增加时效敏感性。
1.钢水中常见元素及基本概念
• 稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子 序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都 是金属，但他们的氧化物很象“土”，所 以习惯上称稀土。钢中加入稀土，可以改 变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质， 从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接 性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土， 可提高耐磨性。
1.钢水中常见元素及基本概念
铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回 火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普 通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗 氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏 体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。
钴(Co)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合 金中，如热强钢和磁性材料。
结晶器与冷却水界面传热可能有三种情况： ①强制对流区：传热良好 ②核态沸腾区：当铜壁温度夜125—130℃时，水开始在表 面蒸发，水中凝聚有气泡。热流值增加很快，铜壁有过热现象。 ③膜态沸腾区：热流越过某一极限值，导致铜壁表面温度突然 升高，这对结晶器是不允许的，会使结品器永久变形
结晶器内凝固示意图
1.钢水中常见元素及基本概念
钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可 细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳 化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
钨(W)：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。 钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具 钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具 及锻模具用。

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最大的热阻是来自于坯壳与结晶器 壁之间的气隙。
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结晶器横向气隙的形成：
结晶器传热示意图：
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2.影响结晶器传热的主要因素⑴结晶器设计参数对传热的影响 A.结晶器锥度的影响
合适的倒锥度，可以减小下部气隙厚 度，改善传热。
结晶器长度以不增加拉漏为原则。通常为700～900mm。对传热影响不大。
角部成了坯 壳最薄弱的部位。
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结晶器内气隙的形成过程：
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坯壳急剧收缩是导致结晶器最大热流减少的原因
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减轻弯月面区坯壳过度收缩、减少凹陷的形成的措施
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二．结晶器坯壳生长规律结晶器内坯壳的生长规律服从平方根定律：
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铸坯表面组织的形成：
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促进结晶器坯壳均匀生长的操作注意事项
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三.结晶器传热与热阻
2．弯月面的形成
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钢液与铜壁弯月面的形成：
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良好稳定的弯月面可确保初生坯壳的表面质量和坯壳的均匀性。带有夹渣的坯壳是薄弱部位，易发生漏钢。
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4.气隙的形成、稳定及角部气隙
已凝固的高温坯壳发生δ→γ的相变，引起坯壳收缩，收缩力牵引坯壳离开铜壁，气 隙开始形成。周期 性的离合2～3次，坯壳达到一定厚度并完 全脱离铜壁，气隙稳定形成。
二冷区铸坯表面热量传递方式：
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铸坯二冷传热方式：
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二.影响二冷区传热的因素
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表面温度与热流的关系：
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三.二冷区凝固坯壳的生长
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四.铸坯的液相穴深度
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§3—4 连铸坯凝固结构
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