连铸坯表面振痕形成机理研究

一、连铸坯表面摄囊的形态和类型 振痕的形态基本分为两种：凹陷型振 痕和钩状振痕（也叫溢流型振痕），其具体 形态如图１所示，凹陷型振痕一般是一侧 弧度较缓和，另一侧较陡的状态。而钩状 振痕深度较浅．但内部是有皮下钩结构． 内部组织偏析更加严重与不均匀，影响更 大。图２为生产中振痕形态
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关键词：连铸坯；振痕；形成机理
２１世纪随着信息化与自动化技术的迅 猛发展。我国钢铁产业以高质量铸坯为基 础、高拉速为核心，实现了高浇铸率、高作 业率的高效连铸技术。目前常规大板坯的 拉速由０．８～１．５ｍ／ｍｉｎ提高到２．０～２．５ｍ， ｒａｉｎ，最高可达３ｍ／ｍｉｎ。我国拥有的连铸机 数量在世界范围内最多。连铸坯产量都也 位居世界第一，连铸生产的稳定性、连续 性和主要技术指标都已达国际先进水平行 列。我国连铸生产技术水平已进入世界先 进行列。未来该行业将朝着近终形连铸这 一发展趋势去开发研究连铸技术，力求浇 铸尽可能接近最终产品尺寸的铸坯。以提 高铸机生产效率、钢坯产品质量。
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连铸坯表面振痕形成机理研究
石晓铒
河北普阳钢铁有限公司，河北邯郸０５６３００
摘要：经过一个多世纪的发展，连铸技术取得了长足的进步，但并不完美，作为连铸产品的连铸坯还存在着各种各样的缺陷。在众多 的表面缺陷中，振痕的形成被认成机理展开研究十分重要。
２．２二次弯月面机理 在撕裂一愈合的基础上，ＥｄｗａｒｄＳ． Ｓｚｅｋｅｒｅｓ提出这一机理。他也认为。初生 坯壳与结晶器壁之间存在着“粘结”。当 结晶器向上振动时。坯壳的上部会与结晶 器壁发生粘结。而坯壳下部分随着拉坯过 程的进行不会与结晶器壁发生粘结。这样 就会使得钢水“二次弯月面”以及振痕存 在于坯壳的上部分与下部分的连接处。在 这一过程中。所形成振痕形态是由钢水的 表面张力和坯壳强度决定的。该机理的提 出时间较晚。不能解释保护渣润滑条件下 振痕形成原因，且缺乏足够的定量化支持。 ２．３保护渣道动态压力作用机理 Ｂｒｉｍａｃｏｍｂｅ对保护渣道内压力在振 动过程中的变化经过计算分析后。认为： 初生坯壳发生变形，存在向结晶器做推离一 回复的运动，产生凹陷状和勾状两类振痕， 这些行为的真正驱动力是液态保护渣道内 产生的“动态压力”。该机理研究得较为 透彻。而且用该机理对折皱型振痕进行解 释说服力也很强。 三、摄囊与保护渣的关系 液态保护渣与低温铜壁始终保持接触， 将液态保护渣涂抹到铜壁上，在液态保护 渣和铜壁巨大的温差下。保护渣形成了玻 璃体和结晶体，靠近铜壁的保护渣由于其 温度较低．成为固态渣壳。在金属坯壳接 触的保护渣层则呈现出熔融状态。当结晶 器下行的时候，总是有一段这样的时间， 结晶器下行的速度与铸坯下行的速度基本 相同。此时相当于铸坯和铜管之间处于相
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图１振痕典型形态图 图２铸坯表面 振痕形貌
二、连铸坯裹面摄囊形成机理 ２．１撕裂一愈合机理 该机理认为．初生坯壳与结晶器壁间 存在着。粘结”。这样就会使结晶器在向 上振动期间．结晶器会连同粘结的坯壳一 起运动并将粘结坯壳拉裂，此时裂缝处就 会由部分内部钢液填充补上。在结晶器向
下运动期间。钢液凝固并在裂缝处愈合， 这样振痕就会在铸坯表面上形成。对于一 些呈周期性分布的振痕．该机理不能够做 出合理的解释。
通过分析和观察，发现： 拉速越快，振痕越浅：对于小截面的 铸坯来说．由于拉速较高。振动频率高． 液态渣池对其涂抹的时间短，结晶器下降 的速度与铸坯速度基本相同的时间短。所 以相对静止的时间小，液渣池给铜管的涂 抹量小，形成的凸起不仅仅高度低，而且 宽度小，所以显得振痕浅宽度小。 二，保护渣黏度大，振痕深：这是由 于在相同的条件下，黏度大的液态保护渣 涂抹量大．在相对静止的时间段内涂抹的 厚度和宽度都较大，所以造成了振痕深。 在浇铸大截面铸坯时能够明显观察到这个 现象。铸坯断面越大．选用的保护渣黏度 越大，振痕越深。 四、结语 铸坯表面振痕形成是由液态保护渣不 断涂抹铜管内壁形成。涂抹在铜管内壁保 护渣收到急剧冷却形成固态保护渣．在结 晶器上下振动峰值点时。结晶器处于静止 状态。保护渣在此淤积形成凸起．随后的 液态钢水附着固态保护渣上形成初生坯壳 和振痕。保护渣形成振痕是一个假设，希 望能引起到从事连铸和质量工作者的注意。 参考文献： 【１】１张洪威．连铸板坯表面振痕形成机 理的研究ｆＤ】．燕山大学，２０１３．
对静止状态，液态保护渣池有足够的时间 涂抹在铜管壁上，在此刻堆积的保护渣量 就大。在连续的保护渣层上形成了一层小 小的凸起保护渣圈．当结晶器向上运行时 候。坯壳带动保护渣层同时下降。液态钢 水附着在保护渣坯壳上面形成金属坯壳。 此时保护渣层凸起就造成了初生坯壳的凹 陷．所以说有规律出现的振痕。其实就是 保护渣层在局部的隆起造成的。