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1、2000年2月炼钢Feb.2000·56·第16卷第1期SteelmakingVol.16No.1高碳钢连铸方坯中心偏析薛正良李正邦张家雯(冶金部钢铁研究总院)摘要综述了高碳钢连铸方坯中心偏析的成因和控制方法,分析了电磁搅拌和接近液相线温度的低过热度浇铸技术对消除或改善高碳钢连铸方坯中心偏析的作用和效果。指出低过热度浇铸和二次水膜强化冷却是解决高碳钢连铸方坯中心偏析的有效途径,并可提高拉坯速度。关键词连铸坯中心偏析高碳钢低过热度CenterlineSegregationinContinuousCastHigh-CarbonSteelBilletXueZ
2、hengliangLiZhengbangZhangJiawen(CenterIron&SteelResearchInstitute)AbstractTheformationmechanismandcontroltechnologyofcenterlinesegregationincontinuouscasthigh-carbonsteelbilletsarereviewedinthispaper.Theeffectsofelectromagneticstirringandlowsurperheatcastingatnearliquidustempera
3、tureoneliminatingorimprovingthecenterlinesegregationinhigh-carbonsteelbilletsarealsoanalyzed.Itisputforwardthatcastingatnearliquidustemperatureandinternsivesecondarycoolingaretheeffectivewaytosolvethecenterlinesegregationincontinuouscasthigh-carbonsteelbillets,whichalsocanincrea
4、secastingspeed.Keywordscontinuouscastbilletcenterlinesegregationhigh-carbonsteellowsuperheat中心偏析是连铸坯中最常见的宏观缺陷,由收缩进行及时补充,致使柱状晶枝晶间富集溶质[2、3]于它不能通过后续的轧制或退火处理来消除,因的残液向中心流动形成中心偏析,对方坯而而对材料的机械性能和加工性能产生有害的影言,在凝固区域末端的铸坯鼓肚量小于铸坯的凝[4]响。对含碳量大于0.45%(质量百分数)的高碳固收缩量。因此,方坯的中心偏析主要起因于钢种,当过热度大于15℃,并以
5、较高的拉速浇铸铸坯凝固末端固液两相区(也称糊状区)的凝固成截面小于160mm×160mm的小方坯时,将产生收缩。[1]十分严重的碳、硫中心偏析。新一代结构材料连铸坯的中心偏析和中心疏松等宏观缺陷可的研制对钢材成分的均匀度提出了更为严格的要以通过增加铸坯断面上等轴晶比例来避免或改求。因此,减轻或消除连铸坯中心偏析成为具有善,大量研究表明,当铸坯断面上等轴晶率达到[5、6]重要现实意义的课题。35%～40%以上才能基本消除中心偏析。生产中获得等轴晶常用的方法有电磁搅拌技术和低1中心偏析的成因及其控制方法过热度浇铸技术,并适当降低浇铸速度。对特殊钢液在凝固过
6、程中,溶质元素在固液相间发钢方坯的连铸,趋向于选择中型断面(4000～2[7]生再分配,柱状晶的生长使枝晶间未凝固钢水的90000mm)的铸坯。而对板坯则主要采取防止溶质元素得到了富集。而钢坯的鼓肚和液相穴末鼓肚、补偿凝固收缩,以消除或减轻糊状区钢液的端的凝固收缩使中心产生强大的抽吸力。根据小流动的方法来消除中心偏析。如各种形式的轻压[8][9][10]钢锭理论,上部钢水受晶桥阻隔不能对下部凝固下技术、受控平面压下法、连续锻压法等。联系人:薛正良,北京(100081)冶金部钢铁研究总院冶金工艺研究所2000年第1期炼钢·57·线附近浇铸几乎是不可能的,
7、因为这会造成水口2电磁搅技术堵塞,钢包和中间包严重结壳,也不利于中间包内电磁搅拌技术能提高铸坯断面上的等轴晶夹杂物的去除。率,从而有效改善中心偏析。根据电磁搅拌器安90年代初,比利时冶金研究中心(CRM)开发装位置的不同可分为结晶器内搅拌(M-EMS)、了一种称为空心喷出式水口(HollowJetNozzle)的[17、18]二冷区搅拌(S-EMS)和液相穴末端搅拌(F-新型水口。这种水口可以在不改变中间包EMS)。钢水温度,不改变连铸机主体结构的条件下实现结晶器内搅拌的主要作用是均匀钢液温度,接近液相线温度的低过热度浇铸。其基本思路是提高凝固壳厚度的
8、均匀性,促使夹杂物上浮和凝将普通的浸入式水口改造成换热器,见图1。换[11、12]固界面上气泡
