1、1无缺陷板坯连铸技术无缺陷板坯连铸技术王新华王新华北京科技大学冶金学院北京科技大学冶金学院.2连铸板坯表面裂纹防止技术连铸板坯表面裂纹防止技术n中碳钢（中碳钢（C：0.090.18）；）；n低合金钢；低合金钢；n微合金化钢。微合金化钢。n表面纵裂纹；表面纵裂纹；n表面横裂纹、角横表面横裂纹、角横裂纹；裂纹；n内部裂纹、中心偏内部裂纹、中心偏析等）。析等）。主要缺陷：主要缺陷：主要钢类：主要钢类：.3表面纵裂纹成因及防止对策表面纵裂纹成因及防止对策n板坯表面中心部发板坯表面中心部发生最多；生最多；n长度长度30mm10m；n深度深度270mm；n铸坯铸坯“ 黑皮黑皮”状态状态即容易发现；即容易发
2、现；n亚包晶成分钢铸坯亚包晶成分钢铸坯纵裂纹发生率高。纵裂纹发生率高。热轧钢板连铸板坯.4亚包晶钢板坯表面纵裂纹亚包晶钢板坯表面纵裂纹日本钢管技报，日本钢管技报，1982，No.93.5纵裂纹是在结晶器内产生的纵裂纹是在结晶器内产生的纵裂纹表面附近断口照片纵裂纹表面附近断口照片裂纹开口表面覆盖有裂纹开口表面覆盖有液态保护渣膜。液态保护渣膜。.6粗大纵裂纹距表面一定距离处断口粗大纵裂纹距表面一定距离处断口裂纹表面覆盖的保护裂纹表面覆盖的保护渣量减少。渣量减少。.7裂纹表面覆盖的保护裂纹表面覆盖的保护渣量很少。渣量很少。粗大纵裂纹末端断口表面照片粗大纵裂纹末端断口表面照片纵裂纹是在二冷区扩展成缺陷
3、的纵裂纹是在二冷区扩展成缺陷的.8防止纵裂纹缺陷的关键防止纵裂纹缺陷的关键n在结晶器内在结晶器内（一冷）防止（一冷）防止裂纹生成；裂纹生成；n在二冷区防止在二冷区防止裂纹扩展为缺裂纹扩展为缺陷。陷。.9纵裂纹是在弯月面附近产生的纵裂纹是在弯月面附近产生的新日铁佐伯毅等新日铁佐伯毅等1的研的研究究1 铁钢，铁钢，68(1982)，1773.10.11裂纹与坯壳均匀性裂纹与坯壳均匀性n纵裂纹总是发生在厚纵裂纹总是发生在厚薄不均匀坯壳中较薄薄不均匀坯壳中较薄坯壳表面；坯壳表面；n初生坯壳如厚薄不均初生坯壳如厚薄不均匀，在较薄的坯壳处匀，在较薄的坯壳处便形成应力集中；便形成应力集中；n应力超过坯壳强度
4、时，应力超过坯壳强度时，即导致纵裂纹的产生。即导致纵裂纹的产生。佐伯毅，铁钢，佐伯毅，铁钢，68(1982)，1773.12凝固迟缓凝固迟缓100/平均平均SSSkk凝固迟缓程度超过凝固迟缓程度超过1010，纵裂纹显著增加。，纵裂纹显著增加。 .13亚包晶钢铸坯纵裂纹的主要原因亚包晶钢铸坯纵裂纹的主要原因n亚包晶钢凝固过程发生亚包晶钢凝固过程发生L+相变相变，产生，产生0.38的体积收缩；的体积收缩；n铸坯与结晶器壁之间产生铸坯与结晶器壁之间产生空隙，空隙处传热速率降空隙，空隙处传热速率降低；低；n局部凝固迟缓，造成坯壳局部凝固迟缓，造成坯壳厚度不均匀；厚度不均匀；n应力下裂纹在凝固壳薄弱应力
5、下裂纹在凝固壳薄弱处产生。处产生。.14.15不均匀凝固随冷却速率增加而提高不均匀凝固随冷却速率增加而提高住友金属杉谷泰夫等的实验：住友金属杉谷泰夫等的实验：铁钢，铁钢，67(1981)，1508.16不同冷却速率下坯壳形貌不同冷却速率下坯壳形貌.17.18产生纵裂纹的最大临界热流产生纵裂纹的最大临界热流 .19防止铸坯表面纵裂纹关键防止铸坯表面纵裂纹关键n结晶器均匀缓冷减少结晶器均匀缓冷减少坯壳不均匀性；坯壳不均匀性；n二冷弱冷防止裂纹扩二冷弱冷防止裂纹扩展。展。n保护渣均匀流入；保护渣均匀流入；n采用较高结晶温度保采用较高结晶温度保护渣；护渣；n液面波动控制；液面波动控制；n适当控制拉速；
6、适当控制拉速；nMn/SMn/S比；比；n气水二冷；气水二冷；n二冷自动控制。二冷自动控制。关键：关键：采取的对策：采取的对策：.20.21保护渣对防止纵裂纹具有重要作用保护渣对防止纵裂纹具有重要作用n液态保护渣膜：液态保护渣膜：0.10.2 mm厚，在固态渣膜与铸厚，在固态渣膜与铸坯之间起润滑作用坯之间起润滑作用;n固态结晶相保护渣膜：固态结晶相保护渣膜： 0.51.5mm厚，随结晶厚，随结晶器运动；器运动；n固态玻璃相保护渣膜：固态玻璃相保护渣膜： 0.50.6mm厚，开浇渣厚，开浇渣成分，与结晶器壁结合紧成分，与结晶器壁结合紧密，随结晶器运动。密，随结晶器运动。.22趋势：提高保护渣结晶
7、温度趋势：提高保护渣结晶温度提高保护渣碱度，增提高保护渣碱度，增加固态结晶相保护渣加固态结晶相保护渣层比率。层比率。.23增加结晶相比率的作用增加结晶相比率的作用n增加晶界热阻；增加晶界热阻；n晶界产生裂纹增加热晶界产生裂纹增加热阻；阻；n减弱玻璃相的辐射传减弱玻璃相的辐射传热。热。.24NKKNKK福山厂浇铸中碳钢采用的保护渣福山厂浇铸中碳钢采用的保护渣保 护 渣ABCCaO / Si O21. 421. 471. 46A l2O33. 53. 53. 1M gO1. 72. 60. 8化学成分Li2O3. 03. 03. 1粘度，Pa. s (1300)0. 050. 060. 06软化温
8、度，K130311681168结晶温度，K141513981418.25铸坯结晶器壁间保护渣均匀流入铸坯结晶器壁间保护渣均匀流入n保护渣物性保护渣物性(粘度、粘度、熔化温度、熔速熔化温度、熔速)；n钢水表面液渣层高钢水表面液渣层高度；度；n拉速、振动参数等。拉速、振动参数等。.26保护渣流入不足或流入过剩，均会造成坯保护渣流入不足或流入过剩，均会造成坯壳不均匀，引发纵裂纹产生。壳不均匀，引发纵裂纹产生。流入过剩引起的纵裂纹流入过剩引起的纵裂纹 流入不足引起的纵裂纹流入不足引起的纵裂纹.27流入过剩的原因流入过剩的原因n保护渣粘度偏保护渣粘度偏低；低；n钢水表面液渣钢水表面液渣层过厚；层过厚；n
9、拉速偏低。拉速偏低。.28流入不足的原因流入不足的原因n保护渣粘度偏高；保护渣粘度偏高；n钢水表面液渣层钢水表面液渣层过薄；过薄；n拉速偏高；拉速偏高；n钢水表面供热不钢水表面供热不足。足。.29减少结晶器钢水液面波动减少结晶器钢水液面波动T. Ueda, et al., 铁钢, 67(1981), P1236.30浸入式水口尺寸、夹角、埋入深度浸入式水口尺寸、夹角、埋入深度n浸入式水口流出的钢浸入式水口流出的钢水如向上分流过强，水如向上分流过强，会造成表面波动过大，会造成表面波动过大，引起的卷渣等。引起的卷渣等。n浸入式水口流出的钢浸入式水口流出的钢水如向上分流过小，水如向上分流过小，表面供
10、热不足，会造表面供热不足，会造成保护渣熔化不良、成保护渣熔化不良、保护渣流入不均匀，保护渣流入不均匀，容易产生纵裂纹缺陷。容易产生纵裂纹缺陷。.31二冷采用弱冷二冷采用弱冷n合理的温度控合理的温度控制模式，避开制模式，避开脆性温度区；脆性温度区；n采用气水冷却；采用气水冷却；n减少比水量。减少比水量。020406080100500700900110013001500温度，温度，RA，RA，0.07C0.11C0.17C0.31C不同碳含量钢铸坯试样面缩率随温度的变化不同碳含量钢铸坯试样面缩率随温度的变化.32微合金化钢铸坯高温延塑性微合金化钢铸坯高温延塑性.33铸坯表面温度应避开脆性温度区铸坯
11、表面温度应避开脆性温度区.34铸坯表面温度控制铸坯表面温度控制4006008001000120014001600010203040距弯月面距离，m铸坯表面目标控制温度，方式1方式2方式3方式4方式5方式6方式7弯曲位置矫直位置020406080100500700900110013001500温度，温度，RA，RA，0.07C0.11C0.17C0.31C.35微合金化钢连铸板坯横裂纹、角横裂纹的成因及防止对策采用控轧控冷工艺，轧制过采用控轧控冷工艺，轧制过程含铌、钒、钛微合金化钢程含铌、钒、钛微合金化钢中析出的微细氮化物、碳氮中析出的微细氮化物、碳氮化物能够细化钢的组织，并化物能够细化钢的组织
12、，并对钢起到沉淀强化的作用，对钢起到沉淀强化的作用，得到高强度、良好韧性的钢得到高强度、良好韧性的钢材。材。.36主要微合金化钢类n管线钢；管线钢；n高强度结构高强度结构钢板；钢板；n造船板；造船板；n容器板等。容器板等。高强度钢板：高强度钢板：管线钢：管线钢：.37表面横裂纹n主要发生在铸坯表面主要发生在铸坯表面振痕波谷处；振痕波谷处；n多发生在铸坯内弧侧；多发生在铸坯内弧侧；n长度长度50200mm，深度深度23mm；n铸坯铸坯“ 黑皮黑皮”状态不状态不易发现。易发现。n裂纹沿晶界扩展延伸。裂纹沿晶界扩展延伸。.38裂纹形貌.39角横裂纹 n发生在铸坯角部振痕发生在铸坯角部振痕底部；底部；
13、n长度长度520mm；n深度深度5mm；n铸坯铸坯“ 黑皮黑皮”状态状态不易发现。不易发现。.40横裂纹、角横裂纹的成因横裂纹、角横裂纹的成因n振痕振痕(缺口效应、杂质富集缺口效应、杂质富集)；n结晶器内摩擦力等应力；结晶器内摩擦力等应力；n氮化物、碳氮化物析出造成钢脆化；氮化物、碳氮化物析出造成钢脆化；n二冷温度控制模式不当，铸坯表面或角二冷温度控制模式不当，铸坯表面或角部温度进入脆性温度区；部温度进入脆性温度区；n 矫直应力。矫直应力。.41 振痕的影响振痕的影响.42振痕的形成.43影响振痕深度、曲率半径的因素影响振痕深度、曲率半径的因素n振动负滑脱时间；振动负滑脱时间；n振动频率；振动
14、频率；n振幅；振幅；n保护渣流动性；保护渣流动性；n拉速。拉速。.44结晶器振动频率对振痕深度的影响.45不同振痕形貌照片.46.47振动频率对振痕形貌的影响.48The Sumitomo Search, 1984, No.29, p1.49连铸过程含连铸过程含NbNb、V V、TiTi微合金化钢中碳、微合金化钢中碳、氮化物析出及钢的延塑性能降低氮化物析出及钢的延塑性能降低 .50钢中碳、氮化物析出热钢中碳、氮化物析出热力学分析力学分析 nnY%X%KXYYnX.51假定钢中假定钢中AlAl、NbNb、VV含量均为含量均为0.020.02，NN 含量为含量为0.0050.005，钢中析出物活度
15、为，钢中析出物活度为1 1，则平衡，则平衡条件下各析出物开始析出的温度分别为：条件下各析出物开始析出的温度分别为：AlN:AlN:10591059NbN:NbN:10291029NbCNbC0.70.7：10321032NbCNbC0.70.7N N0.20.2：10811081VNVN：882882VCVC0.70.7：678678.52高温下析出的粗大块状析出物高温下析出的粗大块状析出物n仅在含钛微合金化钢仅在含钛微合金化钢试样中观察到；试样中观察到；n尺寸多在尺寸多在80nm80nm以上；以上；nEDSEDS分析和电子衍射分析和电子衍射分析确定其为分析确定其为TiNTiN；n由于粗大并在
16、钢中零由于粗大并在钢中零散分布，对铸坯延性散分布，对铸坯延性影响不大影响不大.53球状析出物n只含铌微合金化钢铸坯只含铌微合金化钢铸坯试样中仅存在此类析出试样中仅存在此类析出物；物；n高温下较大，多在高温下较大，多在70100nm之间，之间，EDS分析分析表明为铌的析出物；表明为铌的析出物；n随温度的降低析出物尺随温度的降低析出物尺寸减小，在寸减小，在900850间平均尺寸仅为间平均尺寸仅为1015nm；。；。.54900左右析出的微细析出物n随温度降低钢中析出物随温度降低钢中析出物尺寸减小；尺寸减小；n在在900左右变形试样中左右变形试样中观察到大量观察到大量1020nm的球形或立方形微细析
17、的球形或立方形微细析出物；出物；n在在900左右含钛钢中也左右含钛钢中也会析出微细的碳、氮化会析出微细的碳、氮化物，造成钢的脆化。物，造成钢的脆化。.55除采用长时间保温方法能够观察到除采用长时间保温方法能够观察到AlAl、V V的碳、氮化的碳、氮化物外，通常条件下很难观察到物外，通常条件下很难观察到AlNAlN、VNVN等，表明其析等，表明其析出温度很低。出温度很低。铌的碳、氮化物析出铌的碳、氮化物析出 “C “C曲线曲线 ” ”.56AlNAlN、NbCNNbCN、VNVN等在奥氏体晶界析出降低等在奥氏体晶界析出降低钢延塑性的原因：钢延塑性的原因：I I 微细碳、氮化物在微细碳、氮化物在晶
18、界析出，晶界发生滑移，应晶界析出，晶界发生滑移，应 力作用下，晶界三重点产生楔形裂纹。力作用下，晶界三重点产生楔形裂纹。.57II II 微细析出物在微细析出物在 晶界析出，增加了晶界的脆性，应晶界析出，增加了晶界的脆性，应 力作用下，沿晶界产生空洞，空洞聚合发展造成力作用下，沿晶界产生空洞，空洞聚合发展造成 开裂。开裂。.58III III 晶界处的微细析出物抑制了动态再结晶的晶界处的微细析出物抑制了动态再结晶的 进行。进行。高温变形过程钢的再结晶：高温变形过程钢的再结晶： 静态再结晶；静态再结晶； 动态再结晶。动态再结晶。在达到最大应力在达到最大应力 p p后，钢出后，钢出现软化，在应力不
19、再增加的现软化，在应力不再增加的情况下可以继续变形。情况下可以继续变形。一般认为，在略低于与最大一般认为，在略低于与最大应力相对应的应变应力相对应的应变 p p处，动处，动态再结晶开始发生，在态再结晶开始发生，在 s s处形成较完全的再结晶组织。动态处形成较完全的再结晶组织。动态再结晶与变形温度和应变速率有关，高的变形温度和低的应再结晶与变形温度和应变速率有关，高的变形温度和低的应变速率有利于动态再结晶的进行。变速率有利于动态再结晶的进行。.59钢种CSiMnPSAlNNbVTiA0.1040.2040.840.0120.00760.050.012B0.0920.2761.020.010.00
20、410.0330.00420.0220.017C0.10.221.080.0140.00820.0120.00540.045D0.10.231.410.020.0050.0420.00280.0460.0380.019.60将微合金化钢分为三类n含碳较低的微合金化含碳较低的微合金化钢钢种（绝大多数管钢钢种（绝大多数管线钢、较低强度的含线钢、较低强度的含Nb、Ti钢）；钢）；n含较高碳（含较高碳（C0.10 %）的微合金化钢；）的微合金化钢；n含较高含较高V的微合金化的微合金化钢。钢。.61二冷模式1（强冷）.62二冷模式2（弱冷）.63采用较强的冷却，从低温侧避开钢的脆性温度区。采用较强的冷却
21、，从低温侧避开钢的脆性温度区。住友金属鹿住友金属鹿岛厂结果岛厂结果 .64神户制钢加古川厂采用强冷减少横裂纹神户制钢加古川厂采用强冷减少横裂纹 .65.66采用较弱的冷却，从高温侧避开钢的脆性采用较弱的冷却，从高温侧避开钢的脆性 温度区。温度区。川崎水岛厂原采用川崎水岛厂原采用 Y Y方式，后改用方式，后改用Z Z方方 式。式。二冷模式每块板坯角横裂数角部表面温度，中心表面温度，X38700870Y50700875Z0740950.67美国美国LTVLTV公司的公司的Indiana HarborIndiana Harbor厂生产微合金厂生产微合金 化钢原采用的二冷温度模式化钢原采用的二冷温度模
22、式 .68美国美国LTVLTV公司的公司的Indiana HarborIndiana Harbor厂生产微合金厂生产微合金 化钢后采用的二冷温度模式化钢后采用的二冷温度模式 采用这一冷却模式，除拉速低于采用这一冷却模式，除拉速低于0.55 m/min0.55 m/min非正常时出非正常时出现部分角横裂缺陷外，在正常操作条件下已基本消除了现部分角横裂缺陷外，在正常操作条件下已基本消除了含铌、钒高碳钢铸坯的横裂纹缺陷。含铌、钒高碳钢铸坯的横裂纹缺陷。.69铸机设备状况对横裂纹、角横裂纹影响铸机设备状况对横裂纹、角横裂纹影响S. Forrest, et al., Stelco Inc.S. Forr
23、est, et al., Stelco Inc.70铸机辊列对弧精度铸机辊列对弧精度对对 角横裂纹影响角横裂纹影响 .71防止内部缺陷技术防止内部缺陷技术n非金属夹杂物；非金属夹杂物；n裂纹；裂纹；n疏松；疏松；n偏析。偏析。.72内部裂纹的形成n由于鼓肚、矫直等由于鼓肚、矫直等变形，铸坯凝固前变形，铸坯凝固前沿经受拉应力；沿经受拉应力；n凝固前沿的拉应变凝固前沿的拉应变超过了其抵抗裂纹超过了其抵抗裂纹产生的临界应变量；产生的临界应变量；n凝固前沿沿枝晶界凝固前沿沿枝晶界面开裂，形成内部面开裂，形成内部裂纹。裂纹。.73内部裂纹产生的临界应变.74YamanakaYamanaka研究结果研究结
24、果(C(C：0.150.15，MnMn：0.65%)0.65%).75局部熔化弯曲试验得出的临界因变量局部熔化弯曲试验得出的临界因变量钢种 临界应变量， (变形速率，0. 0005/ s) 0. 042% C-0. 011% Si -0. 22% M n-0. 02% P-0. 01% S 0. 088% C-0. 013% Si -0. 48M n-0. 014% P-0. 018% S 0. 15% C-0. 18% Si -0. 50% M n-0. 016% P-0. 011% S 0. 18% C-0. 35% Si -1. 36% M n-0. 019% P-0. 003% S 0
25、. 23% C-0. 22% Si -0. 44% M n-0. 024% P-0. 014% S 0. 64C% C-0. 23% Si -0. 77% M n-0. 016% P-0. 015% S 约为 4. 0 2. 0 3. 0 2. 0 1. 5 1. 0 小钢锭弯曲试验得出的临界因变量小钢锭弯曲试验得出的临界因变量钢种 临界因变量， (0. 13 0. 19)C-(0. 24 0. 27)Si -(0. 70 0. 84)M n-(0. 008 0. 02)P-(0. 0090. 018)S (0. 15 0. 17)C-(0. 41 0. 48)Si -(1. 31 1. 39
26、)M n-(0. 001 0. 012)P-(0. 0120. 019)S (0. 42 0. 47)C-(0. 31 0. 34)Si -(0. 84 0. 89)M n-(0. 01 0. 02)P-(0. 0120. 018)S 2. 0 2. 0 1. 01. 5 .76不同碳含量钢生成内部裂纹的临界因变量碳含量， 临界应变， 0. 20. 5% 0. 5% 约 5. 02. 0 4. 51. 5 3. 51. 0 1. 00. 5 .77中间裂纹的成因n铸坯在夹辊之间运行时，铸坯在夹辊之间运行时，发生过量的鼓肚，坯壳发生过量的鼓肚，坯壳内表面内表面(凝固前沿凝固前沿)经受经受压应力；
27、压应力；n鼓肚后的坯壳进入下一鼓肚后的坯壳进入下一对夹辊，表面鼓肚被压对夹辊，表面鼓肚被压回，凝固前沿经受拉应回，凝固前沿经受拉应力；力；n拉应力超过凝固前沿所拉应力超过凝固前沿所能经受的临界应变时，能经受的临界应变时，形成裂纹。形成裂纹。.78矫直应变过大也矫直应变过大也会造成中间裂纹会造成中间裂纹.79防止中间裂纹的对策防止中间裂纹的对策n提高铸机设备精提高铸机设备精度（开口度、对度（开口度、对弧）；弧）；n降低钢水降低钢水S、O含量；含量；n多点矫直；多点矫直；n增强冷却。增强冷却。.80.81中心裂纹和三角区裂纹的成因n凝固终点上方铸凝固终点上方铸坯发生过量鼓肚；坯发生过量鼓肚；n凝固
28、终点或刚结凝固终点或刚结束凝固部位被拉束凝固部位被拉开；开；n由于裂纹开口小，由于裂纹开口小，上方钢水不能补上方钢水不能补充，因而形成裂充，因而形成裂纹。纹。.82某钢厂板坯中心裂纹与三角区裂纹研究某钢厂板坯中心裂纹与三角区裂纹研究n三角区裂纹绝大多三角区裂纹绝大多数始于铸坯两侧距数始于铸坯两侧距窄边窄边50mm左右处；左右处；n在三处位置，即在三处位置，即1/2宽度处和两侧宽度处和两侧距中心距中心500mm左左右处生成中心裂纹。右处生成中心裂纹。裂纹呈规律性分布裂纹呈规律性分布 .83沿宽度方向冷却严重不均匀.84铸机夹辊开口度测定结果 .85裂纹形成机理 n在凝固最后阶段，与表面高温度区相
29、对应的铸在凝固最后阶段，与表面高温度区相对应的铸坯中心尚有部分钢液未凝固；坯中心尚有部分钢液未凝固；n与表面较低温度区相对应的铸坯中心已基本凝与表面较低温度区相对应的铸坯中心已基本凝固，但尚不具备足够的强度和延性抵抗变形；固，但尚不具备足够的强度和延性抵抗变形；n 如夹辊开口度过大，铸坯内部液相压力会使坯如夹辊开口度过大，铸坯内部液相压力会使坯壳膨胀，将相邻处刚结束凝固部分拉开；壳膨胀，将相邻处刚结束凝固部分拉开；n由于开裂小，钢水不能流入补充，因此形成裂由于开裂小，钢水不能流入补充，因此形成裂纹；纹；n与表面高温区对应的铸坯中心处，由于钢水能与表面高温区对应的铸坯中心处，由于钢水能够补充，因
30、此不会形成裂纹。够补充，因此不会形成裂纹。.86采取的对策n提高二冷强度；提高二冷强度；n凝固终点附近增凝固终点附近增强冷却，改善沿强冷却，改善沿宽度方向冷却均宽度方向冷却均匀性；匀性；n严格开口度管理。严格开口度管理。.87连铸板坯的偏析与防止对策连铸板坯的偏析与防止对策n非金属夹杂物；非金属夹杂物；n裂纹；裂纹；n疏松；疏松；n偏析。偏析。.88显微偏析显微偏析( (树枝偏析树枝偏析) ) n溶质元素的分溶质元素的分配系数配系数K；n冷却速度；冷却速度；n元素在固相中元素在固相中扩散速度扩散速度显微偏析一般可以在随后轧钢加热过程消除显微偏析一般可以在随后轧钢加热过程消除 .89各元素的分配
31、系数K 元元 素素 计计算算值值 实实验验值值 1K Cr W Co Mn Ni Mo Si Cu N P C S O 0.95 0.95 0.90 0.84 0.80 0.80 0.66 0.56 0.28 0.13 0.13 0.02 0.02 0.97 - - 0.80 - - 0.85 - 0.35 0.18 0.19 0.02 0.02 0.05 0.05 0.10 0.20 0.20 0.20 0.34 0.44 0.72 0.87 0.87 0.98 0.98 .90宏观偏析宏观偏析 -100-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10010 20 30
32、 40 50 60 70 80 90 1000.110.120.130.140.150.16C %内 弧 外 弧距 板 坯 中 心 距 离 / m m .91 -100-80-60-40-200204060801000.970.980.991.001.011.021.031.041.051.06Mn %内 弧 外 弧距 板 坯 中 心 距 离 / m m -100-80-60-40-200204060801000.0060.0080.0100.0120.0140.0160.018S / %内 弧 外 弧距 板 坯 中 心 距 离 / m m .92中心偏析形成机理中心偏析形成机理n显微偏析造成
33、的剩显微偏析造成的剩余钢液杂质含量富余钢液杂质含量富集；集；n凝固最后阶段收缩凝固最后阶段收缩引起的钢水流动；引起的钢水流动；n夹辊开口、对弧、夹辊开口、对弧、对中误差造成铸坯对中误差造成铸坯鼓肚引起的钢水流鼓肚引起的钢水流动。动。.93影响中心偏析的因素影响中心偏析的因素n钢液化学成分（钢液化学成分（C、S、P、O）；）；n钢水过热度；钢水过热度；n拉速；拉速；n冷却强度；冷却强度；n铸机精度；铸机精度；n铸坯凝固组织；铸坯凝固组织；n铸坯尺寸。铸坯尺寸。.94防止中心偏析的对策防止中心偏析的对策 n提高钢水纯净度；提高钢水纯净度；n降低过热度；降低过热度；n控制拉速；控制拉速；n增加二冷强
34、度；增加二冷强度；n采用小径密排导辊；采用小径密排导辊；n采用电磁搅拌；采用电磁搅拌；n采用轻压下。采用轻压下。.95轻压下技术轻压下技术n中心偏析是铸坯最中心偏析是铸坯最后凝固阶段由于凝后凝固阶段由于凝固收缩引起的钢水固收缩引起的钢水流动造成的；流动造成的；n提高纯净度、降低提高纯净度、降低过热度、采用电磁过热度、采用电磁搅拌等措施无法从搅拌等措施无法从根本上消除中心偏根本上消除中心偏析的发生。析的发生。.96轻压下技术将凝固终点附近辊列的将凝固终点附近辊列的收缩度由常规的收缩度由常规的0.2mm0.2mm/m/m左右增加到左右增加到0.8-1.40.8-1.4mm/mmm/m，以补偿钢水凝
35、固，以补偿钢水凝固造成的收缩，消除由此造成的收缩，消除由此引起的钢水流动，使中引起的钢水流动，使中心偏析显著减轻。心偏析显著减轻。.97新日铁君津厂新日铁君津厂2 2板坯铸机轻压下示意图板坯铸机轻压下示意图.98压下段采用高刚性结构小径分节辊压下段采用高刚性结构小径分节辊.99压下位置.100轻压下开始位置的确定n新日铁君津厂发现，新日铁君津厂发现，V形偏析多在距中心形偏析多在距中心810mm处出现；处出现；n相当于凝固终点位置相当于凝固终点位置前前2m；n由此确定：轻压下开由此确定：轻压下开始的最佳位置为凝固始的最佳位置为凝固终点前终点前2米。米。.101轻压下结束位置n轻压下应在液相穴轻压下应在液相穴末端结束；末端结束；n对应的凝固前沿固对应的凝固前沿固相率相率fsfs约为约为0.70.7。.102压下量和压下速率压下量和压下速率.103NKKNKK福山厂采用轻压下铸坯低倍照片福山厂采用轻压下铸坯低倍照片无压下无压下 0.75mm/m 1.2mm/m0.75mm/m 1.2mm/m.104君津厂压下速率与偏析指数的关系.105轻压下的使用效果轻压下的使用效果(NKK)(NKK)无压下无压下压下量压下量0.75mm/m压下量压下量1.2mm/m.106感谢！敬请批评指正！敬请批评指正！.
