(八)钢的浇注.ppt

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1、钢的浇注钢的浇注钢的浇注钢的浇注浇注浇注：将炼钢炉中熔炼和炉外精炼所得到的合格钢水，经过盛钢桶及中间：将炼钢炉中熔炼和炉外精炼所得到的合格钢水，经过盛钢桶及中间 钢包等浇注设备，注入到一定形状和尺寸的钢锭模或结晶器中，钢包等浇注设备，注入到一定形状和尺寸的钢锭模或结晶器中，使使 之凝固成为钢锭或钢坯（最终产品）。之凝固成为钢锭或钢坯（最终产品）。浇注方法浇注方法模铸法模铸法连铸法连铸法浇注是衔接炼钢和轧钢之间的一项特殊作业。它的特殊性和重要性在于，浇注是衔接炼钢和轧钢之间的一项特殊作业。它的特殊性和重要性在于，当钢水一旦凝固成固体时，在以后的热加工过程中就不能对钢质量有本当钢水一旦凝固成固体时

2、，在以后的热加工过程中就不能对钢质量有本质上的改进。质上的改进。浇注要在钢水具有足够的流动性之前完成。浇注要在钢水具有足够的流动性之前完成。一、模铸钢锭法工艺概述一、模铸钢锭法工艺概述1、铸锭方法、铸锭方法 坑铸坑铸车铸车铸根据浇注系统的摆放位置根据浇注系统的摆放位置根据钢液由盛钢桶注入钢锭模的方式根据钢液由盛钢桶注入钢锭模的方式上注法上注法下注法下注法（全部作业在铸锭跨内进行）（全部作业在铸锭跨内进行）（脱模、整模等均在另外的（脱模、整模等均在另外的 厂房内进行）厂房内进行）2、上注法和下注法、上注法和下注法钢的浇注钢的浇注下注法：优点：表面质量好、有利于钢种气体向上排出，同时浇注多支钢锭下

3、注法：优点：表面质量好、有利于钢种气体向上排出，同时浇注多支钢锭 缺点：夹杂物多，不能补缩，内部质量差缺点：夹杂物多，不能补缩，内部质量差上注法：优点：内部质量好上注法：优点：内部质量好 缺点：飞溅，浇注支数少缺点：飞溅，浇注支数少3、浇注方法的选用、浇注方法的选用（根据钢锭大小、钢种特点和生产条件等合理选择）（根据钢锭大小、钢种特点和生产条件等合理选择）对表面质量要求严格的的钢采用下注法（如：不锈钢、硅钢、轧制薄钢）对表面质量要求严格的的钢采用下注法（如：不锈钢、硅钢、轧制薄钢）对内部质量要求较高的钢采用上注法（如轴承钢、炮钢）对内部质量要求较高的钢采用上注法（如轴承钢、炮钢）对体积收缩大、

4、线性收缩性小的高碳钢宜采用上注法对体积收缩大、线性收缩性小的高碳钢宜采用上注法对体积收缩小、线性收缩性大的低碳钢宜采用下注法对体积收缩小、线性收缩性大的低碳钢宜采用下注法小钢锭适合于下注法小钢锭适合于下注法沸腾钢适于下注，半镇静钢适于上注沸腾钢适于下注，半镇静钢适于上注（a）（b）图图141 上注法和下注法上注法和下注法 a上注法；上注法；b 下注法下注法1一塞棒；一塞棒；2一钢包，一钢包，3水口；水口；4一钢锭模；一钢锭模；5一底盘；一底盘；6一中注管；一中注管；7汤道汤道2、铸锭工艺、铸锭工艺铸锭工艺流程铸锭工艺流程：清理盛钢桶清理盛钢桶干燥盛钢桶干燥盛钢桶选择水口选择水口清除中注管夹杂物

5、（下注法）清除中注管夹杂物（下注法）清除汤道砖内杂物（下注法）清除汤道砖内杂物（下注法）底板清理底板清理安装保温帽安装保温帽浇注浇注钢锭处理（生产准备钢锭处理（生产准备浇注钢锭浇注钢锭钢锭处理）。钢锭处理）。钢锭浇注钢锭浇注：镇静：镇静选择合理的浇注温度和浇注速度选择合理的浇注温度和浇注速度保护浇注保护浇注操作操作镇静作用镇静作用：使钢液脱氧和合金化完全，成分进一步均匀；使钢液脱氧和合金化完全，成分进一步均匀；使脱氧产物和其他外来夹杂物充分上浮排出，以纯净钢质；使脱氧产物和其他外来夹杂物充分上浮排出，以纯净钢质；均匀钢液温度。均匀钢液温度。浇注温度选择：浇注温度选择：T注注=T熔熔+T 根据钢

6、种、锭型、浇注方法；根据钢种、锭型、浇注方法；T：80120 浇注速度选择原则浇注速度选择原则：高温慢注，低温快注；上注快注，下注慢注。：高温慢注，低温快注；上注快注，下注慢注。裂纹倾向性大的钢种慢注，含易氧化元素的钢种快注；裂纹倾向性大的钢种慢注，含易氧化元素的钢种快注；通过选择不同的水口直径或调节塞棒的启闭程度来调整浇注温度。通过选择不同的水口直径或调节塞棒的启闭程度来调整浇注温度。保护浇注：保护浇注：防止钢液的二次氧化和从空气中吸收氢、氧。防止钢液的二次氧化和从空气中吸收氢、氧。无渣保护：借助可燃材料或气体，在模内造成还原性或惰性气氛无渣保护：借助可燃材料或气体，在模内造成还原性或惰性气

7、氛 （N2或或Ar也可注流气体保护）。也可注流气体保护）。有渣保护：用加入模内的多种固体或液体渣料，通过产生还原气隔绝空气。有渣保护：用加入模内的多种固体或液体渣料，通过产生还原气隔绝空气。浇注操作浇注操作：镇静钢浇注：镇静钢浇注 沸腾钢浇注沸腾钢浇注 半镇静钢浇注半镇静钢浇注 钢锭处理钢锭处理：冷却、退火、脱模、检查、精整：冷却、退火、脱模、检查、精整3、钢锭结构特点及主要缺陷、钢锭结构特点及主要缺陷（1）镇静钢钢锭）镇静钢钢锭结构结构：细小等轴晶带（激冷层）、柱状晶带、中心等轴晶带、沉积带、缩孔：细小等轴晶带（激冷层）、柱状晶带、中心等轴晶带、沉积带、缩孔钢锭的偏析钢锭的偏析：显微偏析（树

8、枝状偏析）和宏观偏析（低倍偏析或区域偏析）；：显微偏析（树枝状偏析）和宏观偏析（低倍偏析或区域偏析）；镇定钢钢锭明显的偏析带有镇定钢钢锭明显的偏析带有形偏析带、形偏析带、V形偏析带和底部锥形负偏析带。形偏析带和底部锥形负偏析带。显微偏析显微偏析：树枝晶体的枝干与枝晶间成分的不均匀性。也称树枝状偏析。：树枝晶体的枝干与枝晶间成分的不均匀性。也称树枝状偏析。宏观偏析宏观偏析：钢锭局部成分不均匀性。：钢锭局部成分不均匀性。两种偏析的鉴定方法？两种偏析的鉴定方法？显微偏析通过显微镜鉴定；宏观偏析通过化学成分分析、显微偏析通过显微镜鉴定；宏观偏析通过化学成分分析、硫印和酸浸等方法。硫印和酸浸等方法。图图

9、14-13 镇静钢钢锭结构及偏析示意图镇静钢钢锭结构及偏析示意图 1一细小等晶轴带；一细小等晶轴带；2一柱状晶带；一柱状晶带；3一过渡晶带；一过渡晶带；4一粗大等晶轴带；一粗大等晶轴带；5一负偏析沉积锥体；一负偏析沉积锥体；6一一A形偏析；形偏析；7一一V形偏析；形偏析；8一缩孔下正偏析区；一缩孔下正偏析区；9一缩孔一缩孔造成偏析的根本原因造成偏析的根本原因是选分结晶。是选分结晶。元素偏析倾向大小顺序元素偏析倾向大小顺序：S、P、C、Si、Mn。镇静钢钢锭的主要缺陷镇静钢钢锭的主要缺陷表面缺陷：表面缺陷：裂纹、结疤、重皮、气泡、裂纹、结疤、重皮、气泡、翻皮、截痕。翻皮、截痕。内部缺陷内部缺陷：

10、缩孔、疏松、偏析、夹杂、：缩孔、疏松、偏析、夹杂、白点、内裂。白点、内裂。(2)沸腾钢钢锭沸腾钢钢锭结构：按气泡的分布规律：由表及里分为五带：坚壳带、蜂窝气泡带、结构：按气泡的分布规律：由表及里分为五带：坚壳带、蜂窝气泡带、中间坚固带、核心带中间坚固带、核心带缺陷：气泡外露、上涨、下陷、分层、结疤、偏析缺陷：气泡外露、上涨、下陷、分层、结疤、偏析二、连续铸钢二、连续铸钢1.连铸的发展概况连铸的发展概况连铸是将成分、温度合格的钢液通过连铸机直接铸成钢坯的工艺。连铸是将成分、温度合格的钢液通过连铸机直接铸成钢坯的工艺。钢液凝固成型有两种方法：钢液凝固成型有两种方法：模注模注获得钢锭获得钢锭 连铸连

11、铸获得钢坯获得钢坯若采用模注：若采用模注：钢锭钢锭轧制或锻压轧制或锻压钢坯钢坯轧制轧制钢材钢材若采用连铸：若采用连铸：钢坯钢坯轧制轧制钢材钢材 连铸液体金属是连铸液体金属是19世纪提出的。最初只能用于浇铸低熔点的有色金属。世纪提出的。最初只能用于浇铸低熔点的有色金属。1933年现代连铸之父容汉斯提出连铸振动系统，年现代连铸之父容汉斯提出连铸振动系统，1943年建成第一台实年建成第一台实验性连铸机。验性连铸机。80年代后世界各国连铸技术迅速发展。年代后世界各国连铸技术迅速发展。目前国外对于中低碳钢、普通高碳钢、沸腾钢代用钢、低合金钢、目前国外对于中低碳钢、普通高碳钢、沸腾钢代用钢、低合金钢、弹簧

12、钢、轴承钢等已实现连铸。弹簧钢、轴承钢等已实现连铸。我国于我国于1957年开始连铸试验研究，年开始连铸试验研究，80年代采用自行研制开发和引进年代采用自行研制开发和引进相结合的方法，使连铸技术得到很快发展，目前我国转炉炼钢连铸相结合的方法，使连铸技术得到很快发展，目前我国转炉炼钢连铸比比100%，电炉炼钢连铸比近，电炉炼钢连铸比近70%。2.连铸的特点连铸的特点优点：优点：（1）省去了初轧工序）省去了初轧工序（2）铸坯切头率比钢锭少，金属收得率高）铸坯切头率比钢锭少，金属收得率高（3）省去了脱模、整模、铸锭等工作）省去了脱模、整模、铸锭等工作（4）组织均匀、致密、偏析少、性能稳定，表面缺陷也少

13、）组织均匀、致密、偏析少、性能稳定，表面缺陷也少（5）可降低能耗）可降低能耗缺点：设备复杂，对管理和操作的技术水平要求较高，对耐火材料质量的缺点：设备复杂，对管理和操作的技术水平要求较高，对耐火材料质量的要求也较高，难以浇注沸腾钢和高合金钢。要求也较高，难以浇注沸腾钢和高合金钢。3、连铸坯结构特点、连铸坯结构特点细小的等轴晶带、柱状晶带、粗大等轴晶带。细小的等轴晶带、柱状晶带、粗大等轴晶带。与钢锭相比其特点为：与钢锭相比其特点为：（1）因冷却强度大，因此激冷层较钢锭厚，晶粒也细小，且可以得到铸坯特有）因冷却强度大，因此激冷层较钢锭厚，晶粒也细小，且可以得到铸坯特有 的无侧枝的细柱状晶；的无侧枝的细柱状晶；（2）铸坯始终处于强制冷却状态，柱状晶比较发达，容易造成穿晶结构；）铸坯始终处于强制冷却状态，柱状晶比较发达，容易造成穿晶结构；（3）铸坯比钢锭组织致密。）铸坯比钢锭组织致密。4、连铸坯的主要缺陷、连铸坯的主要缺陷表面缺陷：表面横裂、表面纵裂、角部裂纹、表面夹渣、气泡、重皮表面缺陷：表面横裂、表面纵裂、角部裂纹、表面夹渣、气泡、重皮内部缺陷：中心疏松、中心偏析、大型氧化内部缺陷：中心疏松、中心偏析、大型氧化形状缺陷：鼓肚、菱形变形（脱方）形状缺陷：鼓肚、菱形变形（脱方）