連鑄坯凝固與質(zhì)量

連鑄坯凝固與質(zhì)量1.鋼水由液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w的條件是什么?我們把一杯水(如20℃)放在-20℃的冷庫(kù)里，當(dāng)水的溫度降到0℃時(shí)，杯子里就有晶體出現(xiàn)，此時(shí)是水和水的晶體共存，溫度仍是0℃，只有當(dāng)水完全結(jié)冰后，杯子整個(gè)溫度下降到與冷庫(kù)溫度相同。所以，把水開始結(jié)冰的溫度叫凝固溫度。鋼水的凝固結(jié)晶過程也同水一樣，當(dāng)溫度降到凝固溫度(1535℃)時(shí)，就有晶體出現(xiàn)。由此可知，要實(shí)現(xiàn)液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w的過程，必須滿足兩個(gè)條件，即一定的過冷度和結(jié)晶核心。所謂過冷度，就是實(shí)際溫度低于凝固溫度的度數(shù)。如純鐵，只有過冷度達(dá)到295℃時(shí)，液體金屬中許多體積很小、近程有序排列的原子集團(tuán)才能形成胚胎晶核作為結(jié)晶核心而逐漸長(zhǎng)大。然而在實(shí)際生產(chǎn)中，把鋼水澆到模子里，結(jié)晶所需的過冷度只有幾度，這是因?yàn)椋?)模子溫度低，鋼水溫度高，模壁提供了冷卻動(dòng)力。2)模型表面的凸凹不平，提供了“依托”，有利晶核形成。3)鋼水中懸浮的質(zhì)點(diǎn)也可作為結(jié)晶核心。2.鋼水凝固過程中的收縮包括哪些?鋼水由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，隨著溫度下降，收縮可分為：(1)液態(tài)收縮：由澆注溫度降到液相線溫度的收縮。對(duì)于低碳鋼一般為1％；(2)凝固收縮：液體完全變?yōu)楣腆w的體積收縮。對(duì)于鋼一般為3～4％。體積收縮會(huì)在鋼錠中留下縮孔。(3)固態(tài)收縮：從固相線溫度冷卻到室溫的收縮。一般為7～8％。固態(tài)收縮表現(xiàn)為整個(gè)鋼錠的線收縮，它與鋼冷卻過程的相變有關(guān)。對(duì)鋼錠產(chǎn)生裂紋有重要影響。液體鋼密度為7.0g/cm3，固體鋼密度為7.8g/cm3，則液體變?yōu)楣腆w收縮量為：((7.8-7.0)/7.0)×100％=11.4％，其中液態(tài)收縮量約1％,凝固收縮3～6％，固態(tài)收縮7～8％。凝固時(shí)3～4％的體積收縮在鋼錠中會(huì)留下縮孔，采用保護(hù)帽使縮孔集中在鋼錠頭部。而連鑄時(shí)鋼水不斷補(bǔ)充到液相，故連鑄坯中無(wú)集中縮孔。而帶液芯的鑄坯繼續(xù)凝固時(shí)的線收縮對(duì)鑄坯質(zhì)量和生產(chǎn)安全性有重要影響。因此結(jié)晶器應(yīng)保持一定的倒錐度，二次冷卻區(qū)支承輥的輥縫從上到下應(yīng)符合鑄坯線收縮的規(guī)律。也就是說帶液芯的鑄坯在許多對(duì)輥?zhàn)铀鶚?gòu)成的內(nèi)外弧包絡(luò)面空間運(yùn)行．輥間的開口度應(yīng)隨鑄坯冷卻過程的線收縮而減小。如帶直立段的立彎式板坯連鑄機(jī),在二次冷卻區(qū)布置有99對(duì)輥?zhàn)?，要使輥?zhàn)娱_口度從上到下呈連續(xù)遞減，這在機(jī)械結(jié)構(gòu)上是有困難的。因此，把輥間距開口度設(shè)定呈階梯形收縮。如厚250mm板坯，結(jié)晶器上口窄面厚度為258mm，下口厚為257mm，出結(jié)晶器后分成10個(gè)階梯減到第99對(duì)輥間距為253mm。3.連鑄坯凝固過程有哪些特點(diǎn)?與模鑄比較，連鑄凝固過程的特點(diǎn)是：(1)連鑄坯凝固是熱量傳遞過程。鋼水澆入結(jié)晶器邊傳熱、邊凝固、邊運(yùn)行，形成了液相穴相當(dāng)長(zhǎng)的連鑄坯(板坯長(zhǎng)20多米)，為加速凝固，在連鑄機(jī)內(nèi)布置了3個(gè)冷卻區(qū)：—一次冷卻區(qū)：鋼水在結(jié)晶器內(nèi)形成足夠厚且均勻的坯殼，保證出結(jié)晶器不拉漏?！卫鋮s區(qū)：噴水冷卻以加速內(nèi)部熱量的傳遞使鑄坯完全凝固?！卫鋮s區(qū)：使鑄坯溫度均勻化。(2)連鑄坯凝固是沿液相在凝固溫度區(qū)間把液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w的過程。連鑄坯可看成是液相很長(zhǎng)的鋼錠，以一個(gè)固定速度在連鑄機(jī)內(nèi)沿弧形軌道運(yùn)動(dòng)。鑄坯在運(yùn)動(dòng)中凝固。實(shí)質(zhì)上是沿液相固液界面的潛熱釋放和傳遞過程。而在凝固界面的晶體強(qiáng)度非常小(僅1～3N/mm2)，由變形到斷裂的應(yīng)變?yōu)?.2～0.4％。因此，當(dāng)鑄坯所受的外力(如鼓肚力、矯直力、熱應(yīng)力等)超過上述臨界值，就在固液界面產(chǎn)生裂紋，并沿柱狀晶擴(kuò)展，直到凝固殼能抵抗外力為止。這是鑄坯產(chǎn)生內(nèi)裂紋的原因。(3)連鑄坯凝固是分階段的凝固過程。凝固生長(zhǎng)經(jīng)歷了三個(gè)階段：—鋼水在結(jié)晶器形成初生坯殼。—帶液芯的鑄坯在二次冷卻區(qū)穩(wěn)定生長(zhǎng)?！R近凝固末期的液相加速生長(zhǎng)。在凝固過程中，結(jié)晶器注流在液相引起的流動(dòng)和混合對(duì)鑄坯凝固有重要影響。研究指出：液相上部為強(qiáng)制對(duì)流區(qū)，對(duì)流區(qū)高度決定于注流方式、浸入式水口類型和鑄坯斷面。在液相下部液體流動(dòng)主要是坯殼收縮、晶體下沉所引起的自然對(duì)流，或者是由鑄坯鼓肚所引起的流動(dòng)。流動(dòng)對(duì)鑄坯結(jié)構(gòu)、夾雜物上浮及溶質(zhì)元素偏析有重要影響。(4)已凝固坯殼在連鑄機(jī)內(nèi)冷卻可看成是經(jīng)歷形變熱處理。凝固殼一方面受到力的作用，另一方面受到噴水冷卻，隨溫度的降低發(fā)生相變，組織也發(fā)生變化，可能發(fā)生硫化物、氮化物質(zhì)點(diǎn)在晶界沉淀，增加高溫脆性，是鑄坯產(chǎn)生表面裂紋的根源。因此，應(yīng)深入認(rèn)識(shí)上述四個(gè)方面相互聯(lián)系和相互制約的規(guī)律，才能在設(shè)備和工藝上制訂正確的對(duì)策，使連鑄機(jī)達(dá)到生產(chǎn)效率高和鑄坯質(zhì)量好的目的。4.鋼水凝固放出的熱量包括哪幾部分?鋼水從澆注溫度冷卻到室溫放出的熱量包括三部分：(1)鋼水過熱：鋼水從澆注溫度冷卻到凝固溫度放出的熱量。(2)凝固潛熱：鋼水從液相線溫度(TL)冷卻到固相線溫度(Ts)放出的熱量s(3)物理顯熱：鋼從固相線溫度冷卻到室溫放出的熱量。凝固潛熱主要決定于鋼成分。對(duì)純鐵為273kJ/kg，對(duì)低碳鋼為310kJ/kg。只有潛熱放出來(lái)，鋼水才能凝固，要提高凝固速度，就是加速潛熱的放出。因此潛熱的放出速度直接關(guān)系到連鑄的生產(chǎn)率。5.什么叫凝固偏析?經(jīng)過爐外精煉和吹氣攪拌后，鋼包中任何位置的鋼水成分是均勻的。而凝固之后,在鋼錠或連鑄坯從表面到中心化學(xué)成分是不一樣的，有的差別甚大。把這種成分的不均勻性叫做偏析。偏析可分為兩種：一種叫顯微偏析，是樹枝晶主干和枝晶間成分的差異，一般距離很小是幾微米范圍的偏析。另一種叫宏觀偏析，是長(zhǎng)距離范圍(以厘米或米來(lái)計(jì)算)內(nèi)的成分差異。從鑄坯取縱斷面或橫斷面試樣，做硫印或酸浸檢查，可用肉眼觀察偏析的狀況，也叫低倍偏析。偏析產(chǎn)生的原因是：(1)元素在液態(tài)和固態(tài)中的溶解度差異。定義分配系數(shù)K來(lái)表征偏析程度：K=Cι(液相中元素濃度)/CS(固相中元素濃度)如K=1，則Cι=CS說明凝固產(chǎn)品中無(wú)偏析，K<1，說明凝固產(chǎn)品有偏析。測(cè)定不同元素的K值為：C、0.13；S、0.02，O、0.02，P、0.13，Si、0.66，N、0.28，Mn、0.84，Cr、0.95。可見，S、P、O、C是強(qiáng)偏析元素。(2)冷卻速度。冷卻速度越快，偏析程度越小。(3)元素在固相中擴(kuò)散速度。元素在高溫固體中擴(kuò)散速度快，可減輕偏析。如碳的K值為0.13，也是強(qiáng)偏析元素，但在高溫退火時(shí)，碳原子擴(kuò)散能力強(qiáng)，有利于均勻化。(4)凝固前沿液相中的流動(dòng)越強(qiáng)，則宏觀偏析越嚴(yán)重6.連鑄坯質(zhì)量的含義是什么?最終產(chǎn)品質(zhì)量決定于所供給的鑄坯質(zhì)量。從廣義來(lái)說，所謂連鑄坯質(zhì)量是指得到合格產(chǎn)品所允許的鑄坯缺陷嚴(yán)重程度。它的含義是：—鑄坯純凈度(夾雜物數(shù)量、形態(tài)、分布、氣體等)?！T坯表面缺陷(裂紋、夾渣、氣孔等)?！T坯內(nèi)部缺陷(裂紋、偏析、夾雜等)。鑄坯純凈度主要決定于鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前處理過程。也就是說要把鋼水搞“干凈”些，必須在鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前各工序下功夫，如選擇合適的爐外精煉、中間包冶金、保護(hù)澆注等。鑄坯的表面缺陷主要決定于鋼水在結(jié)晶器的凝固過程。它是與結(jié)晶器坯殼形成、結(jié)晶器液面波動(dòng)、浸入式水口設(shè)計(jì)、保護(hù)渣性能等因素有關(guān)的。必須控制影響表面質(zhì)量各參數(shù)在目標(biāo)值以內(nèi)，以生產(chǎn)無(wú)缺陷鑄坯，這是熱送和直接軋制的前提。鑄坯的內(nèi)部缺陷主要決定于在二次冷卻區(qū)鑄坯冷卻過程和鑄坯支撐系統(tǒng)。合理的二次冷卻水分布、支承輥的對(duì)中、防止鑄坯鼓肚等是提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的前提。因此，為了獲得良好的鑄坯質(zhì)量，可以根據(jù)鋼種和產(chǎn)品的不同要求，在連鑄的不同階段如鋼包、中間包、結(jié)晶器和二次冷卻區(qū)采用不同的，工藝技術(shù)，對(duì)鑄坯質(zhì)量進(jìn)行有效控制。7.提高連鑄鋼種的純凈度有哪些措施?純凈度是指鋼中非金屬夾雜物的數(shù)量、形態(tài)和分布。要根據(jù)鋼種和產(chǎn)品質(zhì)量，把鋼中夾雜物降到所要求的水平，應(yīng)從以下5方面著手：—盡可能降低鋼中[O]含量?！乐逛撍c空氣作用?！獪p少鋼水與耐火材料的相互作用?！獪p少渣子卷入鋼水內(nèi)。—改善流動(dòng)促進(jìn)鋼水中夾雜物上浮。從工藝操作上，應(yīng)采取以下措施：(1)無(wú)渣出鋼：轉(zhuǎn)爐采用擋渣球，電爐采用偏心爐底出鋼，防止出鋼渣大量下到鋼包。(2)鋼包精煉：根據(jù)鋼種選擇合適的精煉方法，以均勻溫度、微調(diào)成分、降低氧含量、去除氣體夾雜物等。(3)無(wú)氧化澆注：鋼水經(jīng)鋼包處理后，鋼中總氧含量可由130ppm下降到20ppm以下。如鋼包→中間包注流不保護(hù)或保護(hù)不良，則中間包鋼水中總氧量又上升到60～100ppm范圍，恢復(fù)到爐外精煉前的水平，使?fàn)t外精煉的效果前功盡棄。(4)中間包冶金：中間包采用大容量，加擋墻和壩等是促進(jìn)夾雜物上浮的有效措施。如6t中間包，板坯夾雜廢品率12％，夾雜物為0.82個(gè)/m2；12t中間包+擋墻，板坯夾雜廢品為0，夾雜物為0.04個(gè)/m2。(5)浸入式水口+保護(hù)渣：保護(hù)渣應(yīng)能充分吸收夾雜物。浸入式水口材料、水口形狀和插入深度應(yīng)有利于夾雜物上浮分離。8.提高連鑄坯表面質(zhì)量有哪些措施?鑄坯表面缺陷主要是指夾渣、裂紋等。如表面缺陷嚴(yán)重。在熱加工之前必須進(jìn)行精整，否則會(huì)影響金屬收得率和成本。生產(chǎn)表面無(wú)缺陷鑄坯是熱送熱裝的前提條件。鑄坯表面缺陷形狀各異，形成原因是復(fù)雜的。從總體上說，鑄坯表面缺陷主要受結(jié)晶器鋼水凝固過程的控制。為保證表面質(zhì)量，在操作上必須注意以下幾點(diǎn)：(1)結(jié)晶器液面的穩(wěn)定性：鋼液面波動(dòng)會(huì)引起坯殼生長(zhǎng)的不均勻，渣子也會(huì)被卷入坯殼。試驗(yàn)指出：液面波動(dòng)與鑄坯皮下夾渣深度的關(guān)系如下：液面波動(dòng)范圍，mm皮下夾渣深度，mm±20<2±40<4>40<7當(dāng)皮下夾渣深度<2mm，鑄坯在加熱時(shí)可消除，夾渣深度在2～5㎜時(shí)鑄坯必須進(jìn)行表面清理。鋼液面波動(dòng)在±10mm，可消除皮下夾渣。因此，選擇靈敏可靠的液面控制系統(tǒng)，保證液面波動(dòng)在允許范圍內(nèi)，是非常重要的。(2)結(jié)晶器振動(dòng)：鑄坯表面薄弱點(diǎn)是彎月面坯殼形成的“振動(dòng)痕跡”。振痕對(duì)表面質(zhì)量的危害是：1)振痕波谷處是橫裂紋的發(fā)源地，2)波谷處是氣泡、渣粒聚集區(qū)。為此，采用高頻率小振幅的結(jié)晶器振動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以減少振痕深度。(3)初生坯殼的均勻性：結(jié)晶器彎月面初生坯殼不均勻會(huì)導(dǎo)致鑄坯產(chǎn)生縱裂和凹陷，以致造成拉漏。坯殼生長(zhǎng)的均勻性決定于鋼成分、結(jié)晶器冷卻、鋼液面穩(wěn)定性和保護(hù)渣潤(rùn)滑性能。(4)結(jié)晶器鋼液流動(dòng)：結(jié)晶器由注流引起的強(qiáng)制流動(dòng)，不應(yīng)把液面上的渣子卷入內(nèi)部。浸入式水口插入深度小于50mm，液面上渣粉會(huì)卷入凝固殼，形成皮下夾渣；浸入式水口插入深度>170mm，皮下夾渣也會(huì)增多。因此，浸入水口插入深度和出口傾角是非常重要的參數(shù)。(5)保護(hù)渣性能：應(yīng)有良好的吸收夾雜物能力和渣膜潤(rùn)滑能力。9.提高連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量應(yīng)采取哪些措施?鑄坯內(nèi)部質(zhì)量是指低倍結(jié)構(gòu)、成分偏析、中心疏松、中心偏析和裂紋等。鑄坯經(jīng)過熱加工后，有的缺陷可以消失、有的變形、有的則原封不動(dòng)的保留下來(lái)，對(duì)產(chǎn)品性能帶來(lái)不同程度的危害。鑄坯內(nèi)部缺陷的產(chǎn)生，涉及到鑄坯凝固傳熱、傳質(zhì)和應(yīng)力的作用，生成機(jī)理是極其復(fù)雜的。但總的來(lái)說，鑄坯內(nèi)部缺陷是受二次冷卻區(qū)鑄坯凝固過程控制的。改善鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的措施有：(1)控制鑄坯結(jié)構(gòu)：首要的是要擴(kuò)大鑄坯中心等軸晶區(qū)，抑制柱狀晶生長(zhǎng)。這樣可減輕中心偏析和中心疏松。為此采用鋼水低過熱度澆注、電磁攪拌等技術(shù)都是有效的擴(kuò)大等軸晶區(qū)的辦法。(2)合理的二次冷卻制度：在二次冷卻區(qū)鑄坯表面溫度分布均勻，在矯直點(diǎn)表面溫度大于900℃，盡可能不帶液芯矯直。為此采用計(jì)算機(jī)控制二次冷卻水量分布、氣一水噴霧冷卻等。(3)控制二次冷卻區(qū)鑄坯受力與變形：在二次冷卻區(qū)凝固殼的受力與變形是產(chǎn)生裂紋的根源。為此采用多點(diǎn)彎曲矯直、對(duì)弧準(zhǔn)確、輥縫對(duì)中、壓縮澆鑄技術(shù)等。(4)控制液相穴鋼水流動(dòng)，以促進(jìn)夾雜物上浮和改善其分布。如結(jié)晶器采用電磁攪拌技術(shù)、改進(jìn)浸入式水口設(shè)計(jì)等。10.連鑄坯缺陷有哪幾種類型?連鑄坯表面缺陷是影響連鑄機(jī)產(chǎn)量和鑄坯質(zhì)量的重要缺陷。據(jù)統(tǒng)計(jì)，各類缺陷中裂紋占50％。鑄坯出現(xiàn)裂紋，重者會(huì)導(dǎo)致拉漏或廢品，輕者要進(jìn)行精整。這樣既影響鑄機(jī)生產(chǎn)率，又影響產(chǎn)品質(zhì)量，因而增加了成本。鑄坯內(nèi)部缺陷影響產(chǎn)品的機(jī)械性能、使用性能和使用壽命。如圖6-1所示，鑄坯缺陷可分為以下3類：1一角部橫裂紋；2一角部縱裂紋；3一表面橫裂紋；4一寬面縱裂紋；5一星狀裂紋；6—振動(dòng)痕跡;7一氣孔；8一大型夾雜物(1)表面缺陷：包括表面縱裂紋、橫裂紋、網(wǎng)狀裂紋、皮下夾渣、皮下氣孔、表面凹陷等。(2)內(nèi)部缺陷：包括中間裂紋、皮下裂紋、壓下裂紋、夾雜、中心裂紋和偏析等。(3)形狀缺陷：方坯菱變(脫方)和板坯鼓肚。11.連鑄坯表面縱裂產(chǎn)生的原因及其防止方法有哪些?連鑄坯表面縱裂紋，會(huì)影響軋制產(chǎn)品質(zhì)量。如長(zhǎng)300mm、深2.5mm的縱裂紋在軋制板材上留下1125mm分層缺陷?？v裂紋嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成拉漏和廢品。研究指出：縱裂紋發(fā)源于結(jié)晶器彎月面初生坯殼厚度的不均勻性。作用于坯殼拉應(yīng)力超過鋼的允許強(qiáng)度，在坯殼薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致斷裂，出結(jié)晶器后在二次冷卻區(qū)擴(kuò)展?？v裂產(chǎn)生的原因可歸納為：1)水口與結(jié)晶器不對(duì)中而產(chǎn)生偏流沖刷凝固殼。2)保護(hù)渣熔化性能不良、液渣層過厚或過薄導(dǎo)致渣膜厚薄不均，使局部凝固殼過薄。液渣層<10mm，縱裂紋明顯增加。3)結(jié)晶器液面波動(dòng)。液面波動(dòng)>10㎜，縱裂發(fā)生幾率30％。4)鋼中S+P含量。鋼中S>0.02％，P>0.017％，鋼的高溫強(qiáng)度和塑性明顯降低，發(fā)生縱裂趨向增大。5)鋼中C在0.12～0.17％，發(fā)生縱裂傾向增加。防止縱裂發(fā)生的措施是：1)水口與結(jié)晶器要對(duì)中。2)結(jié)晶器液面波動(dòng)穩(wěn)定在±10mm。3)合適的浸入式水口插入深度。4)合適的結(jié)晶器錐度。5)結(jié)晶器與二次冷卻區(qū)上部對(duì)弧要準(zhǔn)。6)合適的保護(hù)渣性能。7)采用熱頂結(jié)晶器，即在彎月面區(qū)75mm銅板內(nèi)鑲?cè)氩讳P鋼等導(dǎo)熱性差的材料，減少了彎月面區(qū)熱流50～70％，延緩了坯殼收縮，減輕了凹陷，因而也減小了縱裂發(fā)生幾率。12.連鑄坯表面橫裂產(chǎn)生的原因及其防止方法有哪些?橫裂紋是位于鑄坯內(nèi)弧表面振痕的波谷處，通常是隱藏看不見的。經(jīng)酸洗檢查指出，裂紋深度可達(dá)7mm，寬度0.2mm。裂紋位于鐵素體網(wǎng)狀區(qū)，而網(wǎng)狀區(qū)正好是初生奧氏體晶界。且晶界上有細(xì)小質(zhì)點(diǎn)(如AlN)的沉淀。尤其是C—Mn—Nb(V)鋼，對(duì)裂紋敏感性更強(qiáng)。橫裂產(chǎn)生的原因：1)振痕太深是橫裂紋的發(fā)源地。2)鋼中A1、Nb含量增加，促使質(zhì)點(diǎn)(A1N)在晶界沉淀，誘發(fā)橫裂紋。3)鑄坯在脆性溫度900～700℃矯直。4)二次冷卻太強(qiáng)。防止橫裂發(fā)生的措施：1)結(jié)晶器采用高頻率(200～400次/分)小振輻(2～4mm)是減少振痕深度的有效辦法。2)二次冷卻區(qū)采用平穩(wěn)的弱冷卻，使矯直時(shí)鑄坯表面溫度大于900℃。3)結(jié)晶器液面穩(wěn)定，采用良好潤(rùn)滑性能、粘度較低的保護(hù)渣。4)用火焰清理表面裂紋。13.連鑄坯表面網(wǎng)狀裂紋產(chǎn)生的原因及其防止方法有哪些?這種裂紋在鑄坯表面酸洗之后才能發(fā)現(xiàn)，深度可達(dá)5mm。產(chǎn)生的原因：(1)高溫鑄坯表面吸收了結(jié)晶器的銅，而銅變成液體再沿奧氏體晶界滲透所致。(2)鑄坯表面鐵的選擇性氧化，使鋼中殘余元素(如Cu、Sn等)殘留在表面沿晶界滲透形成裂紋。研究表明，裂紋區(qū)有Cu、Sn、Sb等元素的富集，鋼中Cu含量大于0.1％，裂紋加重；鋼中Al含量增加，網(wǎng)狀裂紋加重。防止辦法：1)結(jié)晶器表面鍍Cr或Ni以增加硬度。2)合適的二次冷卻水量。3)控制鋼中殘余元素如Cu<0.2％。4)控制Mn/S>40。14.連鑄坯角部縱裂紋形成原因及防止措施有哪些?角部縱裂紋可能位于寬面與窄面交界棱邊附近，有的離棱邊10～15㎜，有的剛好位于棱邊上，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成漏鋼。形成的原因：對(duì)于方形，可能是沿結(jié)晶器高度水縫厚度不均勻，造成結(jié)晶器角部冷卻不良；結(jié)晶器錐度太小，結(jié)晶器圓角半徑太小。對(duì)于板坯，可能是由于(1)窄面支撐不當(dāng)造成窄面鼓肚。窄面有6～12mm的鼓肚伴隨有角部縱裂導(dǎo)致漏鋼。(2)錐度不合適。(3)窄面冷卻水不足。改進(jìn)方法：對(duì)于方坯1)控制好結(jié)晶器幾何形狀防止變形。2)合適的圓角半徑。3)裝配結(jié)晶器時(shí)，保持冷卻水縫厚度一致，使冷卻均勻。對(duì)于板坯1)調(diào)整窄面足輥間隙使其向內(nèi)l～2㎜限制鼓肚。2)合適錐度(1.0％/m)。3)合適冷卻水量。4)水口與結(jié)晶器對(duì)中不要偏流。15.連鑄坯角部橫裂紋形成原因及防止措施有哪些?這是一種位于鑄坯角部的細(xì)小橫裂紋。其產(chǎn)生的原因可能是：1)結(jié)晶器錐度太大。2)結(jié)晶器表面劃傷。3)結(jié)晶器出口與零段對(duì)弧不準(zhǔn)。改進(jìn)方法：調(diào)整結(jié)晶器錐度，嚴(yán)格對(duì)弧，調(diào)整二次冷卻使矯直時(shí)鑄坯角部溫度不能小于800℃。16.連鑄坯的皮下氣泡是如何形成的?在位于鑄坯表皮以下，有直徑和長(zhǎng)度各在1毫米和10毫米以上的向柱狀晶方向生長(zhǎng)的大氣泡。這些氣泡如裸露在外面的叫表面氣泡，沒有裸露的叫皮下氣泡，比氣泡小呈密集的小孔叫皮下針孔。在加熱爐內(nèi)，鑄坯的表面氣泡或皮下氣泡內(nèi)表面被氧化而形成脫碳層，軋制后不能焊合而形成表面缺陷。埋藏淺的氣泡可用砂輪、風(fēng)鏟和火焰清理等辦法清除。埋藏深的氣泡很難發(fā)現(xiàn)，會(huì)使產(chǎn)品產(chǎn)生裂紋。鋼水脫氧不足是產(chǎn)生氣泡的主要原因，如采用強(qiáng)化脫氧，以降低鋼中的氧含量，會(huì)使鋼水中的鋁含量達(dá)到0.01～0.015％，從而使氣泡消除。另外，鋼水中的氣體含量(尤其是氫)也是生成氣泡的一個(gè)重要原因。因此，加入鋼水中的一切材料(如鐵合金、渣粉等)應(yīng)干燥，鋼包、中間包應(yīng)烘烤，潤(rùn)滑油用量要適當(dāng)，注流采用保護(hù)澆注，對(duì)減少氣泡的效果是明顯的。17.什么叫連鑄坯表面折疊缺陷?在鑄坯表面有橫向的折疊痕跡，嚴(yán)重時(shí)伴隨有橫向裂紋。形成原因：(1)結(jié)晶器內(nèi)懸掛使凝固殼撕裂，由于結(jié)晶器的強(qiáng)冷，在撕裂處漏出的鋼水立刻凝固在表面形成折疊痕跡；(2)結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)調(diào)整不當(dāng)；(3)結(jié)晶器出口與二次冷卻段對(duì)弧不良；(4)結(jié)晶器潤(rùn)滑不良，坯殼與銅壁粘結(jié)。18.鑄坯表面“冷痣”產(chǎn)生的原因是什么?在鑄坯表皮下嵌入的金屬硬塊或渣塊叫“冷痣”。產(chǎn)生原因是：(1)敞開澆注時(shí)鋼流的噴濺粘到結(jié)晶器表面的冷鋼嵌入凝固殼；(2)結(jié)晶器液面波動(dòng)太大，把渣中的不溶物卷入凝固殼。19.什么叫連鑄坯表面的重皮缺陷?在鑄坯表面呈現(xiàn)橫向不連續(xù)性，有明顯的不完全焊合的痕跡叫重皮。產(chǎn)生原因：(1)結(jié)晶器的注流突然停澆，或瞬間停止拉坯。如果停澆時(shí)間過長(zhǎng)，就會(huì)在鑄坯表面形成明顯的重接；(2)鋼水太粘、溫度過低、水口堵塞、注流偏離等都可能引起重皮。20.為什么連鑄坯表面有時(shí)呈凹狀?此缺陷常見于方坯或板坯窄面。形成原因：(1)結(jié)晶器錐度過大；(2)二次冷卻區(qū)不均勻冷卻。使用合適的結(jié)晶器錐度和均勻二次冷卻可以防止。21.為什么連鑄坯表面有時(shí)呈凸?fàn)?此缺陷常見于矩形坯和板坯窄面。其原因是由于出結(jié)晶器的足輥或支承輥對(duì)弧不良和冷卻過弱，使其凝固殼鼓脹所致。22.為什么連鑄小方坯有時(shí)會(huì)沿長(zhǎng)度方向變成扭曲形狀?此缺陷是小方坯斷面連續(xù)繞軸線的變形。其原因是：(1)結(jié)晶四個(gè)面已不對(duì)稱，凝固殼厚薄不均，使鑄坯產(chǎn)生似麻花狀的扭轉(zhuǎn)變形；(2)結(jié)晶器變形太嚴(yán)重；(3)二次冷卻四個(gè)面冷卻水分布不均勻。23.連鑄坯內(nèi)部裂紋有哪幾種，如何防止?從結(jié)晶器拉出來(lái)的帶液芯的鑄坯，在彎曲、矯直或輥?zhàn)訅毫Φ淖饔孟?，在正在凝固的、非常脆弱的固液交界面產(chǎn)生的裂紋，叫內(nèi)部裂紋。這種裂紋可通過鑄坯試樣的酸浸和硫印試驗(yàn)顯示，嚴(yán)重的用肉眼就可觀察到。內(nèi)部裂紋可分為以下幾種：(1)矯直裂紋，是帶液芯的鑄坯在進(jìn)行矯直時(shí)，受到的變形超過了所允許的變形率造成的。這種裂紋，可采用多點(diǎn)彎曲矯直和壓縮澆鑄技術(shù)來(lái)消除。(2)壓下裂紋，是由于拉輥壓力過大，使正在凝固的鑄坯固液兩相區(qū)產(chǎn)生的。這種裂紋，可采用油壓控制拉輥機(jī)構(gòu)或設(shè)置限位墊塊等措施，就可防止。(3)中間裂紋，主要是由于鑄坯通過二次冷卻區(qū)時(shí)冷卻不均勻，溫度回升大而產(chǎn)生的熱應(yīng)力造成的。另外，鑄坯殼鼓肚或?qū)〔徽斐傻耐饬?。作用于正在凝固的固液界面，也可產(chǎn)生這種裂紋。(4)角部裂紋，是由于結(jié)晶器冷卻不均勻所產(chǎn)生的變形應(yīng)力，作用在鑄坯角部附近而產(chǎn)生的。如盡量使結(jié)晶器內(nèi)均勻冷卻，就可防止這種裂紋。(5)皮下裂紋，離鑄坯表面3～10mm范圍內(nèi)的細(xì)小裂紋，主要是由于鑄坯表層溫度反復(fù)變化而發(fā)生多次相變，裂紋沿兩種組織交界面擴(kuò)展而形成的。(6)中心線裂紋，在板坯橫斷面中心可見的縫隙，并伴隨有S、P的正偏析，它是由凝固末期鑄坯鼓肚造成的。(7)星狀裂紋，方坯橫斷面中心裂紋呈放射狀。鑄坯在二次冷卻區(qū)冷卻太強(qiáng)，隨后溫度回升而引起凝固層鼓脹，使鑄坯中心粘稠區(qū)受到拉應(yīng)力而破壞所致。(8)對(duì)角線裂紋，方坯橫斷面沿對(duì)角線方向產(chǎn)生的裂紋。這是二次冷卻不均勻，使鑄坯發(fā)生扭曲(菱變)所致。防止鑄坯菱變可消除這種裂紋。24.什么叫做連鑄坯的低倍結(jié)構(gòu)(低倍組織)?當(dāng)鑄坯完全凝固后，從鑄坯上取下一塊橫斷面試樣，經(jīng)磨光酸浸后，用肉眼所觀察到的組織叫低倍組織(宏觀組織)。連鑄坯典型的低倍組織是由三個(gè)帶組成的。靠近表皮的是細(xì)小等軸晶帶，其次是像樹枝狀的晶體組成的柱狀晶帶，它的方向是垂直于表面，中心是粗大的等軸晶帶。與鑄錠相比較，連鑄坯的柱狀晶帶非常發(fā)達(dá)，中心等軸晶帶小，有時(shí)柱狀晶還會(huì)貫穿到中心。鑄坯的低倍組織，對(duì)鋼的加工性能和機(jī)械性能都有很大影響。而柱狀晶和等軸晶對(duì)這兩種性能的影響是不一樣的。除某些特殊用途的鋼要求柱狀晶組織外，絕大部分鋼都希望能得到等軸晶帶大的鑄坯組織。因此，連鑄坯在凝固過程中，想辦法抑制柱狀晶生長(zhǎng)而擴(kuò)大等軸晶區(qū)，就可以改善鑄坯的低倍組織，這是煉鋼工作者提高鑄坯質(zhì)量的一個(gè)重要任務(wù)。25.如何控制好連鑄坯的低倍組織?控制好連鑄坯的低倍組織。就是縮小鑄坯中的柱狀晶區(qū)，擴(kuò)大中心等軸晶區(qū)。這在工藝上可采取以下措施：一是采用適宜的澆注溫度。柱狀晶區(qū)與等軸晶區(qū)的相對(duì)大小主要決定于澆注溫度。最有效擴(kuò)大等軸晶區(qū)的辦法是在接近于鋼種的液相線溫度(凝固溫度)澆注。但是太低的鋼水過熱度，會(huì)凍死水口。因此一般把中間包鋼水過熱度限制在20～30℃。二是在結(jié)晶器內(nèi)添加微型冷卻劑，如鐵粉、小廢鋼、薄鐵片等，以減少鋼水過熱度。三是在二次冷卻區(qū)采用弱冷卻，適當(dāng)減少水量。四是在結(jié)晶器內(nèi)加入形核劑，以增加結(jié)晶核心來(lái)擴(kuò)大等軸晶區(qū)。五是采用外力作用(如電磁攪拌)把正在生長(zhǎng)的柱狀晶打碎以擴(kuò)大等軸晶。26.什么叫連鑄坯中心疏松?如將連鑄坯沿中心線剖開，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中心附近有許多細(xì)小的空隙，我們把這些小孔隙叫中心疏松。在鑄坯軋制時(shí)，當(dāng)壓縮比為3～5時(shí)，中心疏松就可焊合，對(duì)成品性能并無(wú)危害。但對(duì)用于穿無(wú)縫管的鑄坯，中心疏松是很有害的，可能會(huì)造成鋼管內(nèi)表面缺陷。鑄坯中心疏松嚴(yán)重時(shí)還會(huì)伴隨著嚴(yán)重的中心偏析，對(duì)產(chǎn)品性能的危害甚大。中心疏松的產(chǎn)生可以看成是鑄坯兩面的柱狀晶向中心生長(zhǎng)，碰到一起造成了“搭橋”，阻止了橋上面的鋼水向橋下面鋼液凝固收縮的補(bǔ)充，當(dāng)橋下面鋼水全部凝固后，就留下了許多小孔隙。采用擴(kuò)大鑄坯等軸晶的各種措施，均可減輕中心疏松。27.什么叫連鑄坯中心偏析?所謂偏析是指鑄坯中化學(xué)成分的差異。在鑄坯橫斷面試樣上，每隔一定距離，從表面向中心取樣進(jìn)行化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)中心的碳、硫、磷等元素的含量明顯高于其他部位。這種現(xiàn)象叫中心偏析。中心偏析是和中心疏松、縮孔密切相關(guān)的。中心偏析會(huì)降低鋼的機(jī)械性能和耐腐蝕性能，在制造線材時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生拉拔斷線，嚴(yán)重危害產(chǎn)品質(zhì)量。中心偏析的產(chǎn)生是由于鑄坯在凝固過程中，特別是在凝固末期尚未凝固的鋼液的流動(dòng)造成的。為防止中心偏析，從冶金考慮，就是設(shè)法擴(kuò)大鑄坯中心的等軸晶區(qū)，如采用低溫澆注、電磁攪拌等。從連鑄設(shè)備上考慮，就是設(shè)法避免凝固坯殼的變形，控制好夾輥的間距，輥?zhàn)訃?yán)格對(duì)中等,這是防止鑄坯鼓肚，消除中心偏析的有效措施。28.什么叫輕壓下技術(shù)?鑄坯在凝固末期，也就是在出二次冷卻區(qū)即將進(jìn)入拉矯機(jī)這段距離內(nèi)，凝固殼的鼓肚，會(huì)使富集了硫、磷等元素的未凝固的鋼液向中心流動(dòng)，產(chǎn)生嚴(yán)重的中心偏析。為減少中心偏析，有人提出了在線鑄坯的輕壓下技術(shù)。就是在鑄坯液相穴的末端，即快要完全凝固之處，對(duì)鑄坯進(jìn)行輕微的壓下(如2毫米)，要求其既不產(chǎn)生內(nèi)裂，又可防止最后鋼液凝固收縮或鼓肚造成的流動(dòng)，以減輕中心偏析。在接近液相穴末端的位置附近，適當(dāng)縮小夾輥的間距或噴水冷卻，對(duì)防止鼓肚減輕中心偏析也是有效的。29.如何防止連鑄坯矯直時(shí)產(chǎn)生內(nèi)裂紋?在連鑄生產(chǎn)中，提高拉坯速度的限制因素，一是鑄坯在二次冷卻區(qū)可能會(huì)產(chǎn)生鼓肚變形和出結(jié)晶區(qū)漏鋼事故；二是鑄坯的液芯長(zhǎng)度進(jìn)一步延伸到以后的拉矯輥區(qū)。由于鑄坯帶液芯拉矯，會(huì)使鑄坯內(nèi)固液兩相區(qū)界面上的凝固層容易產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重危害鑄坯質(zhì)量。目前，連鑄機(jī)采用壓縮澆鑄是解決這一問題有效的新技術(shù)。壓縮澆鑄的基本出發(fā)點(diǎn)是：在鑄坯矯直時(shí)，內(nèi)弧受拉力外弧受壓力。而內(nèi)弧的拉力使凝固前沿產(chǎn)生裂紋。為此在鑄坯矯直的同時(shí)，施加一個(gè)反向軸向力，抵銷一部分由矯直產(chǎn)生的拉應(yīng)力，這樣使內(nèi)弧受到的拉應(yīng)力減小，而外弧受到的壓應(yīng)力增加了。因此也就減少了內(nèi)弧固液界面的變形量。帶液芯矯直也不用擔(dān)心產(chǎn)生內(nèi)裂紋。如250mm厚板坯，拉速為1.8～2.0m/min，采用壓縮澆鑄后的內(nèi)裂比不用的減少90～95％，而拉速提高30～50%。30.連鑄坯中非金屬夾雜物有哪些類型?連鑄坯中非金屬夾雜物，按其生成方式可分為內(nèi)生夾雜和外來(lái)夾雜。內(nèi)生夾雜．主要是指出鋼時(shí)，加鐵合金的脫氧產(chǎn)物和澆注過程中鋼水和空氣的二次氧化產(chǎn)物。外來(lái)夾雜，主要是指冶煉和澆注過程中帶入的夾雜物。如鋼包、中間包耐火材料的侵蝕物，卷入的包渣和保護(hù)渣等。按夾雜物組成，可分為氧化鋁系、硅酸鹽系、鋁酸鹽系和硫化物等四大類。按夾雜物粒度大小，可分為微細(xì)夾雜和大型夾雜兩種。一般認(rèn)為，夾雜物粒度小于50微米叫微細(xì)夾雜，粒度大于50微米叫大型夾雜。連鑄中最后凝固的夾雜物的數(shù)量、分布和粒度，是受中間包內(nèi)鋼水的純凈度、結(jié)晶器內(nèi)注流的沖擊深度、以及注流的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等制約的。對(duì)弧形連鑄機(jī)來(lái)說，在離內(nèi)弧面僅四分之一厚度處夾雜物有集聚現(xiàn)象。這是一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，對(duì)一些重要的鋼種，人們主張采用立彎式連鑄機(jī)來(lái)澆注。31.怎樣減少連鑄坯中的非金屬夾雜物?鋼中有非金屬夾雜物。就會(huì)破壞鋼的連續(xù)性和致密性，對(duì)鋼的性能有很大危害。為提高鋼的質(zhì)量，要求生產(chǎn)的鋼越干凈越好。但要生產(chǎn)出無(wú)夾雜物的鋼是很困難的，只能是在生產(chǎn)過程中，盡量減少夾雜物對(duì)鋼水的沾污，把鋼搞干凈些。為減少鑄坯中的夾雜物，最根本的途徑，一是盡量減少外來(lái)夾雜物對(duì)鋼水的污染，二是設(shè)法促使已存在于鋼水中的夾雜物排出，以凈化鋼液。因此，必須在出爐到鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前，采取下列措施：控制好出鋼時(shí)的脫氧操作；出鋼時(shí)采用擋渣操作，防止鋼包下渣；采用保護(hù)澆注，防止二次氧化；采用鋼包處理或爐外精煉新技術(shù)；使用大容量深熔池的中間包，促使夾雜物上??；采用性能適宜的保護(hù)渣；采用形狀適宜的浸入式水口；采用高質(zhì)量的耐火材料；對(duì)鋼包、中間包要清掃干凈等。只有這樣，才能減少連鑄坯中的非金屬夾雜物。32.什么叫連鑄坯皮下夾渣缺陷?鑄坯表皮下2～10毫米處一般都鑲嵌有渣粒，若不及時(shí)清除，往往會(huì)造成成品的表面缺陷。另外，渣子的導(dǎo)熱性差，在夾渣處的凝固殼較薄，會(huì)引起拉漏事故。對(duì)小方坯連鑄用油潤(rùn)滑的情況下，結(jié)晶器內(nèi)鋼液面上的浮渣會(huì)嚙入鑄坯表皮下并殘留在鑄坯上。夾渣的發(fā)生率與鋼的成分有密切關(guān)系。如鋼中錳/硅比減小，鑄坯夾渣量就會(huì)增多；鋼中鋁含量增加，夾渣也會(huì)增多。如果采用保護(hù)澆注并及時(shí)撈渣等措施，可以減少表面夾渣。在采用保護(hù)渣澆注時(shí)，結(jié)晶器液面上未熔化的渣子，或浮在鋼液面上的夾雜物，會(huì)由于鋼液面的波動(dòng)而被卷入到凝固殼表面造成夾渣。此時(shí)應(yīng)采用液面自動(dòng)控制裝置，以保持澆注過程液面穩(wěn)定，或使用熔化性能良好的保護(hù)渣，以保持渣子中Al2O3含量小于20％以下，這樣便可防止渣子卷入。33.連鑄坯中夾雜物分布有何特點(diǎn)?與鋼錠相比，連鑄坯中夾雜物特點(diǎn)是：1)夾雜物來(lái)源廣泛，組成復(fù)雜。2)結(jié)晶器液相穴內(nèi)夾雜物上浮困難。鋼中夾雜物，尤其是大于50μm的大顆粒夾雜對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量危害很大。如大顆粒氧化物夾雜是深沖薄板沖裂、冷拔鋼絲斷裂、中厚板探傷不合格的主要原因。Al2O3夾雜降低軸承鋼疲勞壽命等。因此應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品用途，從冶煉、爐外精煉和連鑄等工序，盡可能把鋼水搞“干凈”些。最終連鑄坯夾雜物數(shù)量和分布主要決定于機(jī)型。就夾雜物數(shù)量而言：立式鑄機(jī)為0.43mg/10kg鋼，立彎式為4.6mg/10kg鋼，弧形為17.5mg/10kg鋼。就鑄坯內(nèi)夾雜物分布而言，立式和立彎式鑄機(jī)，鑄坯橫斷面從內(nèi)弧到外弧夾雜物呈對(duì)稱分布。對(duì)弧形連鑄機(jī)，在距內(nèi)弧表面鑄坯厚度的1/4～1/5范圍內(nèi)有夾雜物集聚(如圖6-2)，沿寬度方向夾雜物分布也不均勻，這是弧形連鑄機(jī)的一個(gè)缺點(diǎn)。液相穴內(nèi)夾雜物上浮被內(nèi)弧側(cè)捕捉而不能上浮到結(jié)晶器液面是造成內(nèi)弧夾雜物集聚的原因。解決夾雜物集聚的辦法：1)加大弧形半徑，可以減輕夾雜物集聚。然而鑄機(jī)造價(jià)加大不可取。2)采用爐外精煉、保護(hù)澆注等有效措施，盡可能把鋼水中夾雜物去除干凈，減少夾雜物集聚幾率。3)建設(shè)帶有垂直段的(2～3m)立彎式鑄機(jī)，鑄坯夾雜物無(wú)集聚，也降低了鑄機(jī)造價(jià)。34.如何確定連鑄坯中夾雜物的起源?在連鑄坯中發(fā)現(xiàn)的夾雜物組成復(fù)雜、形態(tài)各異，很難區(qū)分屬于哪種來(lái)源。但從夾雜物組成來(lái)看，大致可以作個(gè)定性的鑒別：(1)夾雜物中含有弱脫氧元素較多，且SiO2+Mno含量大于60％以上，尺寸大于50μm，可以判定夾雜物是鋼水與空氣二次氧化產(chǎn)物所致。(2)夾雜物組成與耐火材料組成相近，且形狀特殊，尺寸較大?？膳卸槟突鸩牧系那治g物。(3)夾雜物中含有鉀、鈉等元素，說明是由于結(jié)晶器保護(hù)渣卷入鋼水所致。為了區(qū)分澆注過程中鋼水中夾雜物的來(lái)源，有針對(duì)性采取措施，采用示蹤法來(lái)追蹤鋼中夾雜物的起源。在轉(zhuǎn)爐渣中加BaCO3，中間包渣加La2O3，結(jié)晶器渣加Ce2O，中間包襯加ZrO3。如鑄坯中夾雜物發(fā)現(xiàn)有BaO、La2O3，說明有鋼包渣和中間包渣下到結(jié)晶器而卷入鋼水中。對(duì)弧形連鑄機(jī)鋼水夾雜物示蹤試驗(yàn)指出：澆注過程中，不同類型的二次氧化對(duì)鑄坯中夾雜物的比例是：出鋼氧化l0％，脫氧產(chǎn)物15％，爐渣卷入5％，注流二次氧化40％，耐火材料侵蝕20％，中間包渣10％。由此可知，鑄坯中夾雜物基本上都是外來(lái)夾雜物，也就是澆注過程中二次氧化產(chǎn)物。為此應(yīng)有針對(duì)性采取措施，其中最重要的是采用全程保護(hù)澆注和高質(zhì)量的耐火材料。35.連鑄坯低倍酸浸檢驗(yàn)原理是什么?方法有哪些?酸浸實(shí)驗(yàn)是常用來(lái)檢查鋼錠、連鑄坯或鋼材內(nèi)部缺陷以評(píng)定質(zhì)量的方法。鋼中的缺陷如夾雜物、偏析、疏松、針孔等，由于尺寸較小，或由于塑性變形使其和鋼基體相連．難以用肉眼辨認(rèn)。若選用適當(dāng)?shù)母g劑，可使缺陷和鋼基體產(chǎn)生選擇浸蝕作用。由于缺陷和基體浸蝕程度的差別，則缺陷在試樣或相紙上表現(xiàn)出的顏色深淺與基體不同，可以用肉眼或10倍左右的放大鏡區(qū)分。根據(jù)檢查目的不同，確定取樣部位。如連鑄坯可以取橫斷面或縱斷面均可。試樣加工不低于▽6，檢查面潔凈無(wú)油污。常用的浸蝕劑有1:1HCl、CuCl2溶液等，可以顯示樹枝晶、偏析、裂紋、白點(diǎn)、夾雜、氣孔等。36.連鑄坯硫印檢驗(yàn)原理是什么?方法有哪些7硫印是用相紙顯示試樣上硫的偏析方法。其原理是：相紙上硫酸和試樣上的硫化物(FeS、MnS)發(fā)生反應(yīng)，生成硫化氫氣體，硫化氫再與相紙上的溴化銀作用，生成硫化銀沉淀在相紙上的相應(yīng)位置上，形成黑色或褐色斑點(diǎn)。其反應(yīng)式：FeS+H2SO4→FeSO4+H2S↑MnS+H2S04→MnSO4+H2S↑H2S+2AgBr→Ag2S↓+2HBr可從鑄坯上取縱向或橫向試樣，試驗(yàn)面加工的光潔度不應(yīng)低于▽6。使用反差大的溴化銀光面相紙，把與試樣大小相同的相紙放入稀硫酸中浸泡l～2min后撈出，然后將相紙對(duì)準(zhǔn)檢查面輕輕覆蓋好，將試樣與相紙間氣泡趕凈，待接觸2～5分鐘即可取下，把相紙?jiān)诹魉袥_洗，然后定影烘干，即完成一張硫印。用硫印試驗(yàn)，可顯示鋼錠、連鑄坯中裂紋、偏析線、低倍結(jié)構(gòu)和夾雜物的分布等。37.檢驗(yàn)連鑄坯夾雜物的常用方法有哪些?為了解澆注過程中鋼包、中間包、結(jié)晶器和鑄坯中夾雜物的數(shù)量、尺寸和分布，常用的方法有：(1)金相法：把取好的試樣分別在不同型號(hào)的砂紙上磨光，然后再進(jìn)行拋光處理。在金相顯微鏡下對(duì)每個(gè)視域內(nèi)出現(xiàn)的夾雜物，按粒徑大小和類型，分別予以計(jì)數(shù)，然后求出單位面積上夾雜物當(dāng)量個(gè)數(shù)。I=[∑ni?(Bi/B)]/[(3.14/4)D2?N]式中I—單位面積上夾雜物的當(dāng)量個(gè)數(shù)，個(gè)/mm2；ni—夾雜物個(gè)數(shù)；Bi—夾雜物直徑，mm；B—夾雜物當(dāng)量直徑，mm；D—視域直徑，mm；N—視域總數(shù)。160×220mm鑄坯，鋼種20MnSi，拉速為1.0m/min，對(duì)鋼包、中間包、結(jié)晶器和鑄坯中夾雜物，用金相法檢驗(yàn)結(jié)果分別為(個(gè)/mm2)：4.19，3.85，2.07，1.19。(2)大樣電解法：這是一種從鋼中分離大顆粒夾雜物的方法，特別適用于連鑄生產(chǎn)過程的鋼的夾雜物分析。其基本原理是利用鋼和夾雜物電化學(xué)性質(zhì)的不同，選擇合適的電解液和電流，將試樣作為陽(yáng)極進(jìn)行電解，而夾雜物保留在陽(yáng)極泥中，然后經(jīng)過淘洗、還原、磁洗等方法，將分離出的夾雜物進(jìn)行稱量、分級(jí)和組成分析。一般所使用試樣重量為3～5kg，夾雜物數(shù)量以10kg鋼中毫克數(shù)來(lái)表示。160×220mm，20MnSi鑄坯中夾雜物量為97.54mg/10kg鋼，其中夾雜物粒徑>80μm占78.91％，<80μm占21.09％。38.連鑄生產(chǎn)過程中在線硫印的檢驗(yàn)?zāi)芴峁┠男┬畔?現(xiàn)代化的板坯連鑄機(jī)后部都裝有在線取樣、加工和做硫印的裝備，規(guī)定每一爐鋼都要取樣做硫印檢驗(yàn)，根據(jù)硫印可提供以下信息。(1)根據(jù)鑄坯內(nèi)裂紋生成的位置，判斷二次冷卻區(qū)支承輥異常情況，為定點(diǎn)檢修提供信息。在鑄坯表面和鑄坯1/2厚度之間有裂紋(一般叫中間裂紋)，說明在二次冷卻區(qū)可能存在的問題：一冷卻不均勻，溫度回升過大，由熱應(yīng)力使凝固前沿產(chǎn)生裂紋；一支承輥開口度不正常，使鑄坯鼓肚產(chǎn)生內(nèi)裂紋。如250mm厚的鑄坯，硫印檢查在內(nèi)弧表面60～90mm處常有內(nèi)裂紋發(fā)生，由凝固定律計(jì)算得出是在距結(jié)晶器彎月面9～14m范圍內(nèi)，(相當(dāng)于連鑄機(jī)扇形段2#～5#)。為此檢查該區(qū)域輥?zhàn)娱_口度是否異常、噴水冷卻的狀況(噴嘴堵塞、水流分布等)。(2)鑄坯偏析狀態(tài)。硫印圖上鑄坯橫斷面中心線有不連續(xù)的黑線并伴有疏松，說明鑄坯中心偏析嚴(yán)重，要檢查液相穴末端區(qū)域支承輥是否異常。(3)鑄坯內(nèi)弧側(cè)夾雜物集聚狀態(tài)。在硫印圖離內(nèi)弧表面區(qū)域有成群的或單個(gè)的小黑點(diǎn)，說明有Al2O3的集聚。39.什么叫連鑄坯鼓肚?所謂鼓肚是指鑄坯的凝固殼，由于受到內(nèi)部鋼水靜壓力的作用而鼓脹成凸面的現(xiàn)象。對(duì)板坯來(lái)說，寬面為凸面，寬面中央的厚度與邊緣厚度之差叫鼓肚量，以此來(lái)衡量鼓肚程度。板坯容易產(chǎn)生鼓肚，鼓肚后會(huì)增加拉坯阻力，嚴(yán)重時(shí)從鑄機(jī)內(nèi)拉不出坯子，使生產(chǎn)被迫中斷，也容易損壞設(shè)備。鼓肚的鑄坯，中心偏析加重，并形成中心一字形的裂紋。為防止鼓肚，應(yīng)注意以下問題：合適的兩對(duì)輥間距，鼓肚量是與輥間距的四次方成正比，間距越大越容易鼓肚；輥?zhàn)右３至己玫膭傂?，防止變形；要有足夠的二次冷卻強(qiáng)度，以增加凝固殼厚度；拉速變化時(shí)，特別是由慢變快時(shí)，二次冷卻水量也相應(yīng)增加；輥?zhàn)訉?duì)中要好。40.什么叫連鑄坯菱形變形?菱形變形(又叫脫方)是大小方坯所特有的形狀缺陷。它是指方坯一對(duì)角小于90°，另一對(duì)角大于90°。一般用對(duì)角線長(zhǎng)度差表示菱變的大小。發(fā)生菱變的鑄坯還往往伴有內(nèi)部裂紋的產(chǎn)生，菱形變形嚴(yán)重的方坯在軋制時(shí)，不能咬入孔型。如果方坯結(jié)晶器內(nèi)各邊冷卻不均勻，就會(huì)造成四個(gè)邊凝固殼厚度不一樣。從而使凝固坯殼的收縮程度也不均勻，有的地方與銅壁接觸良好，有的地方與銅壁脫開，從而使鑄坯斷面發(fā)生菱變。如鑄坯出結(jié)晶器后，四個(gè)面冷卻仍不均勻，坯殼支撐又不充分，就會(huì)更加促使菱形變形的發(fā)展。為了防止或減輕方坯的菱形變形，可以采用下列措旌：改進(jìn)結(jié)晶器結(jié)構(gòu)，防止結(jié)晶器內(nèi)壁表面發(fā)生凸凹變形；結(jié)晶器冷卻水通路的間隔各面要均衡；適當(dāng)減少結(jié)晶器冷卻水量；在結(jié)晶器下設(shè)置足輥或冷卻板；二次冷卻區(qū)鑄坯四個(gè)面要均勻冷卻等。41.連鑄圓坯有時(shí)為什么會(huì)變成橢圓形?連鑄圓坯變成橢圓形的原因是：(1)圓形結(jié)晶器變形；(2)二次冷卻水分布不均勻；(3)拉矯機(jī)夾緊力調(diào)整不當(dāng)，過分壓下；(4)鑄機(jī)下部對(duì)弧不良；(5)圓坯直徑越大，變成橢圓傾向越嚴(yán)重。防止措施；(1)為增加矯直時(shí)坯殼強(qiáng)度，可適當(dāng)降低拉速；(2)檢查或更換變形的結(jié)晶器；(3)校對(duì)二次冷卻使其噴水均勻；(4)鑄機(jī)下部嚴(yán)格對(duì)弧。42.為什么連鑄圓坯有時(shí)會(huì)變成不規(guī)則的形狀?圓坯斷面不是圓形而變成多角不規(guī)則形狀，其原因是：(1)結(jié)晶器變形使凝固殼與銅壁不均勻接觸造成優(yōu)先冷卻；(2)二次冷卻區(qū)噴水冷卻不均勻。防止方法：(1)保持結(jié)晶器錐度；(2)檢查結(jié)晶器磨損狀態(tài)；(3)二次冷卻噴嘴布置和噴水的均勻性。43.連鑄二次冷卻區(qū)支承輥的對(duì)中誤差對(duì)鑄坯質(zhì)量有何影響?二次冷卻區(qū)弧形段支承輥列的設(shè)計(jì)目的應(yīng)使總的輥?zhàn)訉?duì)中誤差保持在所規(guī)定的范圍內(nèi)，以防止凝固坯殼變形而影響鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。支承輥對(duì)中誤差包括以下幾點(diǎn)：(1)輥?zhàn)訌澢簡(jiǎn)我恢С休伬锿ㄋ鋮s，而輥面不噴水冷卻，澆注時(shí)輥?zhàn)颖砻嬉讖澢冃危绕涫禽佔(zhàn)油Ｖ罐D(zhuǎn)動(dòng)或鑄坯停拉時(shí)，輥?zhàn)佑谰脧澢_(dá)0.6mm，甚至高達(dá)1.5mm也不稀奇。而采用輥?zhàn)颖砻嫱ㄋ鋮s的單一輥或采用分節(jié)輥(如分二節(jié))，多次使用后輥?zhàn)訌澢话銥?.2mm，最高為0.5mm。(2)輥縫，常稱輥?zhàn)拥拈_口度。輥縫自動(dòng)測(cè)定裝置的使用，有利于維護(hù)和控制開口度的精度，一般公差為±0.5mm。(3)鑄機(jī)扇形段框架的穩(wěn)定性。由于澆注時(shí)，支承輥的液壓、鋼水靜壓力和熱負(fù)荷的作用，測(cè)出鑄機(jī)移動(dòng)和偏斜可達(dá)lmm。采用剛性更好的扇形段的設(shè)計(jì)，偏差可降到0.2mm，最高為0.5mm。連鑄機(jī)外表看來(lái)是笨大黑粗，然而在設(shè)計(jì)、制造、安裝和維修連鑄機(jī)設(shè)備時(shí)，應(yīng)作為一個(gè)“精密機(jī)器”來(lái)對(duì)待，把總的對(duì)中誤差控制在允許的范圍內(nèi)。如連鑄機(jī)二次冷卻區(qū)采用分節(jié)輥，可把總的對(duì)中誤差保持在lmm以內(nèi)，有些制造廠家要求鑄機(jī)關(guān)鍵區(qū)域達(dá)到0.2～0.5mm。改進(jìn)支承輥冷卻或采用密排分節(jié)輥，可把輥?zhàn)訌澢鷾p到最小，保持嚴(yán)格的輥?zhàn)有螤詈洼伩p精度，減少輥間鑄坯鼓肚和對(duì)中誤差造成的凝固殼表面和內(nèi)部變形，因而減少鑄坯內(nèi)裂紋和中心偏析，提高了鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。44.什么叫包晶反應(yīng)?鐵一碳平衡圖的左角上部分(圖6-3)可知，碳在αFe和δFe中的固溶體分別叫α鐵素體和δ鐵素體，碳在γFe中的固溶體叫奧氏體。碳在δFe中的最大溶解度為0.09％或0.10％(圖中H點(diǎn)，)在1495℃時(shí)發(fā)生包晶反應(yīng)，有δFe(C=0.10％)、γFe(C=0.17％或0.18％，圖中J點(diǎn))和液相(C=0.53％或0.51％，圖中B點(diǎn))三相共存。δFe(固體)+L(液體)→γFe(固體)也就是說碳為0.10%～0.53％的鐵碳合金都有包晶反應(yīng)的發(fā)生。它的凝固過程是：當(dāng)鋼水澆到模子里，當(dāng)模壁附近液體溫度降到液相線溫度(TL)時(shí)，圖6-4，從液體中結(jié)晶出的固體為δFe并以枝晶形式長(zhǎng)大。當(dāng)液體溫度低于1495℃時(shí)，發(fā)生包晶反應(yīng)δFe+L→γFe，也就是圍繞δFe枝晶形成γFe包層，構(gòu)成了δFe+γFe+液體三個(gè)相界面。溫度繼續(xù)降低，γ相的長(zhǎng)大是由碳原子通過相界面擴(kuò)散，使δ相和液體消耗殆盡，全部變成γ相(奧氏體)為止。碳和溶質(zhì)元素在δFe中擴(kuò)散速度較大，δFe的枝晶較細(xì)，所以δ相中偏析小。大多數(shù)合金包晶反應(yīng)進(jìn)行得不完全，引起嚴(yán)重的顯微偏析。為了消除顯微偏析，應(yīng)在略低于包晶反應(yīng)線(或固相線)進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散退火。鋼凝固過程中發(fā)生包晶反應(yīng)，伴隨這一轉(zhuǎn)變而出現(xiàn)較大的體積變化和線收縮，是鋼錠和連鑄坯產(chǎn)生熱裂紋的原因。45.鐵的晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種形態(tài)?鐵在不同溫度范圍有不同的晶體結(jié)構(gòu)。在室溫鐵有體心立方點(diǎn)陣，稱為α鐵(αFe)。當(dāng)溫度升高到912℃，α鐵轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂忻嫘牧⒎近c(diǎn)陣，稱為γ鐵(γFe)。當(dāng)溫度繼續(xù)升高到1394℃，γ鐵轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方點(diǎn)陣，稱為δ鐵(δFe)。δFe一直保持到鐵熔點(diǎn)(1538℃)變?yōu)橐后w。46.為什么C=0.12～0.17％時(shí)鋼對(duì)裂紋敏感性最強(qiáng)?大量的生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)指出，當(dāng)鋼中C=0.12～0.17％時(shí)連鑄坯縱裂最嚴(yán)重。拉速越高，縱裂趨向加重，為什么C=0.12～0.17％時(shí)鑄坯縱裂變得嚴(yán)重呢?其原因是：(1)δFe→γFe轉(zhuǎn)變線收縮量。由Fe—C相圖可知，C>0.12％時(shí)進(jìn)入包晶反應(yīng)區(qū)，即有δFe+液體→γFe的轉(zhuǎn)變，當(dāng)C=0.12～0.17％，結(jié)晶區(qū)彎月面形成的初生坯殼δFe，在固相線溫度以下25℃時(shí)發(fā)生δFe→γFe轉(zhuǎn)變，線收縮系數(shù)為9.8×10-5/℃，而C<0.1％時(shí)，δFe線收縮約為～2×10-5/℃。也就是發(fā)生δFe→γFe轉(zhuǎn)變時(shí)，線收縮量增加3.8%。(2)線收縮量大，使坯殼與銅壁過早脫離形成氣隙，導(dǎo)出熱流最小，坯殼最薄。結(jié)晶器熱流測(cè)試指出，C<0.10%,熱流為37Cal/cm2?s；C=0.12％,熱流為32Cal/cm2?S；C=0.2％，熱流為39Cal/cm2?s。(3)凝固收縮和鋼水靜壓力不均衡作用，使薄的坯殼表面粗糙、折皺,嚴(yán)重時(shí)形成凹陷。凹陷部位冷卻和凝固比其他部位慢，組織粗化，在熱應(yīng)力和鋼水鼓脹力作用下，在凹陷處造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋。在二次冷卻區(qū)繼續(xù)擴(kuò)展。坯殼表面凹陷越深，縱裂紋出現(xiàn)的幾率就越大。47.什么叫鋼的高溫延性曲線?生產(chǎn)實(shí)踐表明：連鑄坯的表面和內(nèi)部裂紋可以在連鑄機(jī)不同區(qū)域里產(chǎn)生。裂紋形狀各異，產(chǎn)生原因也極其復(fù)雜，受設(shè)備、工藝等多種因素的影響。鑄坯在連鑄機(jī)內(nèi)運(yùn)行過程中，坯殼受多種外力(摩擦力、鼓脹力、熱應(yīng)力、機(jī)械力等)的作用是產(chǎn)生裂紋的外因。而內(nèi)因是鋼在600～1400℃力學(xué)行為。只有充分認(rèn)識(shí)凝固殼的力學(xué)行為，在設(shè)備和工藝上采取正確的對(duì)策，才是防止鑄坯產(chǎn)生裂紋的有效辦法。由熱模擬試驗(yàn)機(jī)(如Gleeble-1500)測(cè)定低碳鋼的高溫延性如圖6-5所示。圖中縱座標(biāo)以斷面收縮率表示鋼延性大小。1)高溫區(qū)(由熔點(diǎn)至固相線溫度以下50℃)。在此區(qū)，鋼的高溫強(qiáng)度和塑性都很低(延伸率0.2～0.4%，強(qiáng)度1～3N/mm2)，極易在固液交界而產(chǎn)生裂紋，這是產(chǎn)生裂紋的根本原因。2)中溫區(qū)(1300～900℃)。在此區(qū)，鋼處于奧氏體單相區(qū)，鋼的延性最高。如有裂紋產(chǎn)生，則是由奧氏體晶界析出硫化物之故。3)低溫區(qū)(900～700℃)。在此區(qū)，鋼的延性達(dá)到最低點(diǎn)，有一個(gè)明顯“脆性口袋區(qū)”。這是因?yàn)榘l(fā)生γ→α相變以及晶界上有質(zhì)點(diǎn)(AlN)沉淀，增加了鋼的脆性，加劇了裂紋的形成和礦展。對(duì)每一個(gè)鋼種都有一條相應(yīng)的高溫延性曲線，900～700℃是鋼延性最低的“口袋區(qū)”，也就是裂紋敏感區(qū)。因此連鑄坯矯直時(shí)，鑄坯表面溫度應(yīng)大于900℃，避開這個(gè)“脆性口袋區(qū)”。否則就會(huì)使表面橫裂紋加重。因此應(yīng)實(shí)測(cè)所澆注鋼號(hào)的高溫延性曲線，二次冷卻區(qū)水量分布應(yīng)使鑄坯表面溫度分布與所澆鋼號(hào)高溫延性相一致，保證鑄坯進(jìn)矯直區(qū)的表面溫度避開“脆性口袋區(qū)”，防止裂紋的產(chǎn)生。48.什么叫連鑄坯“小鋼錠結(jié)構(gòu)”?從連鑄坯中取試樣做縱斷面的硫印檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鑄坯中心線區(qū)域有明顯的偏析、微小縮孔和疏松，與小鋼錠低倍結(jié)構(gòu)相似，故稱為“小鋼錠結(jié)構(gòu)”。它的形成過程是：鑄坯在二次冷卻區(qū)凝固過程中，由于噴水冷卻的不均勻，柱狀晶生長(zhǎng)不規(guī)則，有的部位柱狀晶生長(zhǎng)快，有的部位生長(zhǎng)較慢，若鑄坯兩面同時(shí)優(yōu)先生長(zhǎng)柱狀晶往往會(huì)連接在一起，產(chǎn)生了“搭橋”，這樣就把液相穴內(nèi)上下鋼水分隔開了。如果橋下面的鋼水繼續(xù)凝固時(shí)由于搭橋的阻隔，上面的鋼水不能流下來(lái)補(bǔ)充下面鋼水的凝固收縮，致使橋下面鋼水凝固后有明顯的縮孔和疏松。同時(shí)，橋下面鋼水的凝固收縮力把周圍樹枝晶間的富集S、P的液體吸入，使中心偏析明顯增加。二次冷卻區(qū)鑄坯均勻冷卻、低過熱澆注、電磁攪拌等措施，可以減輕或避免連鑄坯的“小鋼錠結(jié)構(gòu)”。49.什么叫連鑄坯凝固冷卻的冶金準(zhǔn)則?鑄坯質(zhì)量的好壞主要表現(xiàn)為產(chǎn)生缺陷的數(shù)量和嚴(yán)重程度。在設(shè)備工作狀態(tài)良好的情況下，鑄坯缺陷的產(chǎn)生往往是與凝固冷卻的傳熱過程所發(fā)生的一些現(xiàn)象相聯(lián)系的。如中心偏析與鼓肚有關(guān)，內(nèi)裂紋與溫度不均有關(guān)等。為了保證鑄坯質(zhì)量，人們力圖找出一些直接或間接的與產(chǎn)生缺陷原因相聯(lián)系的參數(shù)，作為控制鑄坯凝固冷卻過程的冶金原則。這些冶金原則有：(1)冶金長(zhǎng)度：最大液芯長(zhǎng)度不超過矯直點(diǎn)；(2)出結(jié)晶器坯殼厚度：在保證最大拉速條件下，出結(jié)晶器坯殼厚度不能小于臨界值，以防止漏鋼；(3)鑄坯表面回?zé)嵯拗疲涸诙卫鋮s區(qū)某一冷卻段內(nèi)，溫度回升值小于規(guī)定值(如100℃/m)，防止產(chǎn)生內(nèi)裂；(4)鑄坯鼓肚限制：二次冷卻區(qū)鑄坯表面溫度不能太高(如1100℃)，以提高鋼高溫強(qiáng)度防止鼓肚；(5)避開脆性敏感區(qū)：鑄坯進(jìn)矯直機(jī)的表面溫度應(yīng)避開脆性敏感區(qū)(如低碳鋼為900℃)；(6)鑄坯表面冷卻速度的限制：如把二次冷卻區(qū)鑄坯表面冷卻速度限制在200℃/m。根據(jù)連鑄鋼種對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求，定出基本的冶金準(zhǔn)則，利用數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行優(yōu)化工藝計(jì)算對(duì)比，以得到滿足冶金準(zhǔn)則可以進(jìn)行適時(shí)控制的工藝參數(shù)，在生產(chǎn)上應(yīng)用，以保證鑄坯質(zhì)量。50.鋼中微量元素對(duì)連鑄坯質(zhì)量有何影響?所謂鋼中微量元素分為兩類：一類為有意加入的元素，如為改善機(jī)械切削性能加入S、Pb、Se、Te，為抗腐蝕加Cu等。另一類不是有意加入而是由煉鋼爐料和澆注過程帶入的元素，如來(lái)自爐料的元素有Cu、As、Sb、Zn、Sn、S、P，來(lái)自結(jié)晶器的Cu，來(lái)自保護(hù)渣的S等。對(duì)于爐料帶入的這些微量元素，對(duì)用高廢鋼的電爐冶煉是一個(gè)實(shí)際問題，在冶煉過程去除這些元素是很困難的，殘留在鋼中對(duì)質(zhì)量的影響是：(1)結(jié)晶器裂紋：結(jié)晶器彎月面銅板由于熱疲勞的原因常常出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋。如果保護(hù)渣中的硫和鋼中的鋅滲入銅板會(huì)形成深的裂紋而報(bào)廢。(2)鑄坯表面裂紋：由于鑄坯表面鐵的氧化而使Cu、Sn、Sb等元素富集，形成細(xì)小表面晶間裂紋。一般對(duì)鋼筋鋼無(wú)多大影響，而對(duì)特殊鋼就會(huì)帶來(lái)危害。鑄坯表面Ni的富集，可以抵銷Cu的有害作用，因?yàn)镃u—Ni形成晶間化合物熔點(diǎn)較高。(3)鑄坯內(nèi)部裂紋和偏析加重。微量元素S、P偏析是輸送酸性氣體的高強(qiáng)度管線鋼產(chǎn)生裂紋的根源。因此要求把鋼中硫降低到5ppm，磷降到25ppm，以滿足所要求性能。只有采用精選爐料或爐料搭配使用(如采用海綿鐵)，以減少爐料帶入的微量元素。提高鋼質(zhì)量。51.脫氧方式對(duì)連鑄坯質(zhì)量有何影響?脫氧方式會(huì)影響鋼中夾雜物類型、鋼水流動(dòng)性和鋼的清潔度，因此選擇脫氧方式是非常重要的。一般的鋼常用Si、Mn脫氧較好，這些脫氧劑一般形成可變形的球形硅酸鹽夾雜物，這種夾雜物能上浮排除且不影響鋼水可澆性。用鋁脫氧會(huì)形成高熔點(diǎn)(2050℃)成串簇狀不變形的Al203夾雜，這種夾雜物會(huì)影響鋼水的可澆性，還會(huì)沉積在中間包水口壁上造成水口堵塞，影響澆注正常進(jìn)行。采用Si-Ca脫氧，脫氧52.特殊鋼凝固有哪些特點(diǎn)?特殊鋼中加入了合金元素，其凝固特性與普碳鋼有所不同，這是連鑄時(shí)要注意之點(diǎn)。(1)鋼中含有較強(qiáng)的活潑元素：如不銹鋼中含有Al、Ti等元素容易和0、N結(jié)合，生成Al2O3、TiO2、TiN、Ti(CN)(Cr—Al)2O3、(Mn—Ti)2O4等復(fù)雜的夾雜物，給澆注操作(如堵水口)和鑄坯質(zhì)量帶來(lái)危害。(2)凝固溫度區(qū)間變化大：合金元素含量較高，意味著液相線和固相線溫度區(qū)間較大。如奧氏體不銹鋼(18～20％Cr，8～10％Ni)的TL(液相線溫度)=1449℃，Ts(固相線溫度)=1393℃，△T=TL一TS=56℃；鐵素體不銹鋼(10～11％Cr)的TL=1507℃，Ts=1482℃，△T=25℃。鋼中C由0.2％增加到0.5％，△T由30℃增加到60℃。凝固溫度區(qū)間的變化，在選擇鋼水過熱度、二次冷卻水量和水量分配時(shí)必須予以考慮。(3)凝固結(jié)構(gòu)：鑄坯凝固結(jié)構(gòu)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有十分重要影響。根據(jù)鋼中合金元素含量不同，鋼液凝固有3種類型：1)鋼水凝固成δ相或γ相，如鐵素體的Cr鋼和奧氏體的Cr-Ni鋼；2)鋼水首先凝固成δ相，然后轉(zhuǎn)變成γ相。如含有δ相的Ni-Cr奧氏體鋼；3)鋼水首先凝固成δ相，然后發(fā)生δ→γ→α相的轉(zhuǎn)變。如C<O.53％的低合金鋼的凝固。初晶為δ相或γ相對(duì)顯微偏析有很大的差別。δ相中溶質(zhì)元素?cái)U(kuò)散比γ相中快100倍。因此γ相中顯微偏析嚴(yán)重、提高裂紋敏感性。二次枝晶間距是顯微偏析的量度。在冷卻條件一定時(shí)，合金元素含量增加，二次枝晶間距減小，顯微偏析減輕。(4)熱物理性能：合金鋼熱物理性能(如導(dǎo)熱系數(shù)入、熱膨脹系數(shù)α)變化較大。如表6-1所示，不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)比碳鋼要小，而凝固收縮量比碳鋼要大。表6-1鋼熱物理性能收縮量/%0～500℃膨脹系數(shù)10-6/℃導(dǎo)熱系數(shù)800℃1000℃不銹鋼(Cr-Ni)7.518.3622.825.4碳鋼3-411.739.230.0純鐵--43.332.8二次冷卻區(qū)傳熱速率主要受凝固殼厚度的限制。而坯殼傳熱決定于鋼的導(dǎo)熱系數(shù)。不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)小于碳鋼，則凝固速度就有明顯的差別。如152mm厚碳鋼坯完全凝固需6min，而同樣厚的不銹鋼坯則需18min，可見凝固速度是與鋼的導(dǎo)熱系數(shù)成比例的。因此對(duì)合金鋼坯二次冷卻區(qū)的設(shè)計(jì)必須充分考慮這點(diǎn)。鋼的導(dǎo)熱系數(shù)不同，凝固組織也不同。如鐵素體不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)比奧氏體不銹鋼大20～50％，因而鐵索體不銹鋼典型凝固組織是柱狀晶+等軸晶，而奧氏體不銹鋼是貫穿的柱狀晶，熱加工時(shí)容易產(chǎn)生裂紋。(5)鋼高溫性能：鋼的裂紋敏感性取決于鋼的高溫力學(xué)性能(延伸率和強(qiáng)度)。如奧氏體不銹鋼，高溫強(qiáng)度較高(1300℃的抗拉強(qiáng)度1.23kg/cm2)，可用較高拉速。鐵素體(16～18％Cr)和馬氏體不銹鋼(Crl2～14％)，高溫強(qiáng)度較低(1300℃抗拉強(qiáng)度0.25kg/cm2)，極易產(chǎn)生裂紋，連鑄時(shí)必須相應(yīng)降低拉速。合金元素對(duì)鋼的熱延性曲線中的轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈钥诖鼌^(qū)的溫度有重要影響。必須實(shí)測(cè)測(cè)定，以決定合理的二次冷卻配水制度，保證進(jìn)矯直機(jī)的鑄坯表面溫度達(dá)到規(guī)定值。(6)裂紋敏感性：從本質(zhì)上說，裂紋敏感性決定于鋼種，但它又與鋼水質(zhì)量、冷卻制度、凝固結(jié)構(gòu)、鑄坯應(yīng)力等有關(guān)。如Cr-Ni不銹鋼，最終組織為奧氏體，顯微偏析嚴(yán)重，故裂紋敏感性強(qiáng)。Cr不銹鋼凝固組織為鐵素體，偏析輕，裂紋敏感性差。上述特性，對(duì)不同鋼種表現(xiàn)的程度是不一樣的。要使連鑄特殊鋼獲得成功，主要是依靠對(duì)上述凝固的基本特性不斷加深理解，就可使連鑄產(chǎn)品質(zhì)量超過相應(yīng)的鋼錠產(chǎn)品質(zhì)量。53.為什么連鑄不能澆注沸騰鋼?連鑄澆沸騰鋼時(shí)，由于鋼水在結(jié)晶器內(nèi)的沸騰，易使蜂窩氣泡外露和鋼水溢出，影響鑄坯表面質(zhì)量和生產(chǎn)安全性。沸騰鋼表面質(zhì)量好，價(jià)格便宜。廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)薄板和其他產(chǎn)品。而沸騰鋼不能用Si脫氧，只能用少量Al脫氧。因?yàn)镾i高，SiO2一MnO系夾雜在熱軋卷中以條狀存在，影響伸展性，由于Si在表面富集,在退火時(shí)易使薄板表面產(chǎn)生回火缺陷。為了適應(yīng)連鑄韻要求，開發(fā)了與沸騰鋼具有同等質(zhì)量的鋼種：(1)呂班德(RIBAND)鋼,其成分為C<0.10％，Mn0.2～0.6％，Si0.03～0.08％，A10.004～0.015％：(2)準(zhǔn)沸騰鋼，其成分為C<0.10％，Si0.01％，Mn0.25％，A10.006％；(3)鋁鎮(zhèn)靜鋼，其成分為C0.03～0.06％，Si<0.02％，Mn<0.3％，A10.02～0.05％。54.硬線鋼連鑄有哪些特點(diǎn)?生產(chǎn)鋼絲的高碳鋼有兩種，一是輪胎鋼絲(C=0.80～0.85％)要求有高的深拉性冷拔到0.15～0.25mm。二是彈簧鋼絲(C=0.6～0.7％)要求高的疲勞壽命和良好的耐磨強(qiáng)度。這類鋼屬Si—Mn鎮(zhèn)靜鋼。要求鑄坯中Al2O3夾雜和不變形夾雜要少，以免冷拔時(shí)產(chǎn)生斷裂，為此要控制好脫氧產(chǎn)物成分：Al2O3/(Si02+MnO+A1203)=0.15～0.30[Mn]/[Si]≥1.7此時(shí)夾雜物熔點(diǎn)低，熱軋時(shí)容易伸長(zhǎng)，拉伸性能大為改善。鑄坯中心偏析要小，以免冷拔加工出現(xiàn)杯狀斷裂。連鑄這類鋼時(shí)應(yīng)注意：(1)合適的爐外精煉或合成渣處理，以減少不變形夾雜物；(2)鋼凝固是奧氏體結(jié)構(gòu)，結(jié)晶器坯殼與銅壁接觸良好，結(jié)晶器可強(qiáng)冷，增加坯殼厚度；(3)采用全程保護(hù)澆注，防止二次氧化；(4)中間包鋼水過熱度控制在15～20℃；(5)二次冷卻要均勻，防止回溫，采用弱冷，比水量小于l/kg鋼為宜；(6)矯直點(diǎn)鑄坯表面溫度大于900℃；(7)采用電磁攪拌，以減輕中心偏析。55.深沖薄板鋼連鑄有何特點(diǎn)?深沖冷軋薄板廣泛應(yīng)用于沖制搪瓷用品、汽車、食品包裝等行業(yè)。要求有良好的強(qiáng)度、表面質(zhì)量、深沖性能、抗時(shí)效性能等。冷軋薄板產(chǎn)品過去都是由沸騰鋼錠軋制，由于連鑄不能澆沸騰鋼，開發(fā)出三種沸騰鋼連鑄的代用鋼。(1)呂班德鋼：其化學(xué)成分是(%)：C0.03～0.06，Si0.03～0.08，Mn0.35～0.45，A10.004～0.015。實(shí)質(zhì)為低碳低硅鎮(zhèn)靜鋼。該鋼冶煉的關(guān)鍵在于控制鋼水的氧化性。為此出鋼前在爐內(nèi)加MnFe予以脫氧，根據(jù)直接定氧，準(zhǔn)確調(diào)整加Al量。連鑄時(shí)拉速盡可能高一些，以防止產(chǎn)生針孔和氣泡。(2)準(zhǔn)沸騰鋼：其化學(xué)成分是(％)C0.04，Si0.0l，Mn0.25，P0.015，S0.014，A10.006，N0.0022。這種鋼不用Si脫氧僅用少量Al脫氧。生產(chǎn)中最大的問題是如何控制脫氧程度，使在結(jié)晶器內(nèi)鋼水不沸騰、不產(chǎn)生皮下氣孔。(3)鋁鎮(zhèn)靜鋼：是一種低碳低硅加鋁完全脫氧鋼。連鑄鋼的要求是：1)保持銅中酸溶鋁穩(wěn)定在0.02～0.05％；2)防止鋼水中A1203堵水口；3)盡可能減少鑄坯中的夾雜物，提高鋼清潔度，使鋼中總氧含量達(dá)到20ppm。用于食品包裝(如罐頭，易拉罐)的鍍錫板，對(duì)連鑄坯質(zhì)量要求更為嚴(yán)格。其特點(diǎn)：1)最終產(chǎn)品厚度可達(dá)0.1～0.18mm，要求鋼具有均勻機(jī)械性能和深沖性；2)鋼要有高清潔度，鋼中>50μm大顆粒夾雜要達(dá)到每10公斤鋼1毫克或更低的水平；3)非常好的表面質(zhì)量，有利鍍層的粘結(jié)；4)鋼中硫、磷含量盡可能低，以增加抗腐蝕能力。應(yīng)根據(jù)深沖薄板的不同用途(如搪瓷、鍍鋅板、鍍錫板)，確定對(duì)連鑄坯清潔度的要求?？偟膩?lái)說，連鑄這類鋼應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1)控制好鋼水氧含量，要把鋼中[A1]控制在所規(guī)定的范圍內(nèi)；2)中間包鋼水過熱度以30℃為宜；3)全程保護(hù)澆注，防止二次氧化；4)結(jié)晶器保護(hù)渣應(yīng)有充分吸收Al2O3的能力；5)發(fā)揮中間包冶金作用。56.中厚板鋼連鑄有何特點(diǎn)?一般稱厚度在4mm以上的叫中厚板。主要用于機(jī)械結(jié)構(gòu)、橋梁、船舶等。對(duì)中厚板最重要性能的要求是：抗張強(qiáng)度、沖擊韌性、焊接性、抗大氣和海水腐蝕性能等。對(duì)于海洋和石油管線用鋼(海洋平臺(tái)、管線、容器等)要求抗層狀撕裂、抗氫脆裂紋和低溫沖擊韌性等。這些性能要求連鑄坯成分偏析小、無(wú)內(nèi)裂紋、無(wú)中心疏松和縮孔、脆性?shī)A雜和硫化物夾雜含量低。根據(jù)生產(chǎn)中厚板的不同用途，適用鋼種主要是兩大類，一是硅一鋁鎮(zhèn)靜鋼如Q235、20g、3C等。二是細(xì)晶粒低合金鋼或含Nb、V等微合金元素的高強(qiáng)度鋼，一般鋼中Mn含量較高，可達(dá)1.6％以上。連鑄這類鋼，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1)中間包鋼水過熱度較低為宜(一般為15℃)；2)采用全程保護(hù)澆注；3)采用浸入式水口+保護(hù)渣。應(yīng)研制專用保護(hù)渣；4)拉速應(yīng)低一些，二次冷卻要均勻；5)采用電磁攪拌和輕壓下技術(shù)，減輕中心偏析。57.不銹鋼連鑄有何特點(diǎn)?目前幾乎所有的不銹鋼均可用連鑄生產(chǎn)。對(duì)于奧氏體(Ni—Cr型)不銹鋼高溫強(qiáng)度和延性較好，可以采用較高拉速；熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)較大，連鑄二次冷卻強(qiáng)度可大一些(比水量可達(dá)1.3L/kg鋼)。對(duì)于鐵素體不銹鋼(16～18％Cr)高溫強(qiáng)度較低，鑄坯易產(chǎn)生裂紋，拉速應(yīng)低一些；導(dǎo)熱系數(shù)較小，二次冷卻強(qiáng)度可低一些(比水量<lL/kg鋼)。對(duì)于含Ti不銹鋼，由于TiN和TiO2的生成使結(jié)晶器保護(hù)渣結(jié)殼，對(duì)鑄坯表面質(zhì)量有嚴(yán)重影響。幾乎全部鑄坯表面要進(jìn)行修磨。為了得到良好的鑄坯表面質(zhì)量，在連鑄時(shí)應(yīng)注意：1)中間包鋼水過熱度可高一些(如35～45℃)有利夾雜物上??；2)采用全程保護(hù)澆注，防止從空氣中吸氧和吸氮；3)采用低堿度、高粘度保護(hù)渣。如CaO％/SiO2％=0.5～0.6，熔點(diǎn)1000～1100℃，1300℃粘度為1.4～3.1泊；4)浸入式水口出口孔傾角向上(如15°)防止鋼液面結(jié)殼，有利于渣子吸收夾雜；5)為防止鑄坯表面凹坑，結(jié)晶器采用弱冷卻和高頻率小振輻振動(dòng)機(jī)構(gòu)。58.什么叫IF鋼，連鑄IF鋼有何特點(diǎn)?汽車工業(yè)的發(fā)展,對(duì)薄板的深沖性、高強(qiáng)度提出了越來(lái)越高的要求。最早汽車薄板均用低C低Si沸騰鋼生產(chǎn)，薄板的延展性、冷變形和焊接性好，但缺點(diǎn)是薄板冷變形過程易發(fā)生不連續(xù)的屈服，在板面上留下痕跡。連鑄低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)的深沖板性能優(yōu)于沸騰鋼。所謂IF鋼(也叫無(wú)間隙原子鋼)：就是在含碳極低(0.001～0.005％C)的鋼中，加入適量的強(qiáng)化元素Ti、Nb，與鋼中殘存的間隙原子碳和氮結(jié)合形成碳化物和氮化物(Nb(CN)、TiN等)的質(zhì)點(diǎn)，這樣，鋼的基體中已沒有間隙原子C、N存在了,而是鈦、鈮的碳化物和氮化物質(zhì)點(diǎn)存在于鋼中。IF鋼優(yōu)點(diǎn)是：1)深沖性能好，可代替鋁鎮(zhèn)靜鋼，取消了中間退火，節(jié)約能源；2)可以沖制極薄的制品