液態(tài)金屬立式連續(xù)鑄錠-鑄坯的凝固實(shí)驗(yàn)顯微鏡。石墨的熱擴(kuò)散率比銅和鋁小得多,其傳熱系數(shù)更小。因此,采用石墨做結(jié)晶器壁時(shí),結(jié)晶器的激冷效果差得多,特別是在被鑄金屬的熔點(diǎn)較高的情況下,激冷效果會(huì)更差些。石墨晶體多屬六方晶系,由于層狀結(jié)構(gòu)的影響,性能的異向性明顯;平行于層狀結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)大于垂直于層狀結(jié)構(gòu)時(shí),其熱擴(kuò)散率可與鋁相近。 冷卻水對(duì)結(jié)晶器激冷效果的影響 在目前的生產(chǎn)條件下,連續(xù)鑄錠過(guò)程中通常都是采用水作為冷卻介質(zhì)。經(jīng)結(jié)晶器壁傳遞的熱量,通過(guò)冷卻水與之交換把熱量帶走。銅質(zhì)結(jié)晶器壁的熱阻值小于水與結(jié)晶器壁之間熱交換的熱阻值。因此,冷卻水對(duì)結(jié)晶器的激冷效果有著明顯的影響。 液態(tài)金屬靜壓力的作用 在立式連續(xù)鑄錠過(guò)程中,液態(tài)金屬靜壓力隨著鑄錠下降而逐漸增大,由零變至鑄錠完全凝固時(shí)達(dá)到最大。在水平連鑄過(guò)程中,沿鑄錠長(zhǎng)度上具有等值性特點(diǎn);只要中間包內(nèi)的液位一定,液態(tài)金屬靜壓力值不變。因此,由于液態(tài)金屬靜壓力與金屬凝固收縮力的相持作用,在立式連鑄時(shí),結(jié)晶器壁內(nèi)表面的溫度沿長(zhǎng)度上的變化呈弧形,由最小變到最大,再變??;在水平連鑄時(shí),結(jié)晶器入口處的表面溫度最高,沿結(jié)晶器長(zhǎng)度上溫度漸次降低。 在連續(xù)鑄錠過(guò)程中,凝固殼與結(jié)晶器壁之間接觸的正壓力主要源于液態(tài)金屬靜壓力。特別在水平連鑄過(guò)程中,液相穴頂部主要受靜壓力的作用。當(dāng)中間包內(nèi)金屬液面的高度很大時(shí),凝固殼與結(jié)晶器壁之間正壓力較高,摩擦力增大;甚至液態(tài)金屬有時(shí)候會(huì)鉆到鑄坯與結(jié)晶器壁之間的空隙中,形成二次充型,凝固成焊瘤;金屬液面高度越大,鑄錠表面上生成的焊瘤就越大。特別是在鑄錠的上表面,往往會(huì)出現(xiàn)魚(yú)鱗狀缺陷。在水平連鑄鋼錠時(shí),焊瘤長(zhǎng)度達(dá)到50mm,厚1~2.5 mm,在個(gè)別段落上,整個(gè)空隙內(nèi)部充滿(mǎn)了金屬。當(dāng)中間包內(nèi)金屬液面至結(jié)晶器中心線(xiàn)的高度為100 mm時(shí),連鑄過(guò)程是穩(wěn)定的,而且鑄錠表面上幾乎沒(méi)有焊瘤。當(dāng)液面高度為200~300 mm或更高些時(shí),無(wú)法取得穩(wěn)定的澆鑄過(guò)程,這就給拉坯帶來(lái)了很大的困難。如果拉坯機(jī)構(gòu)的牽引力不夠,鑄坯或引錠會(huì)在牽引輥內(nèi)打滑,使拉坯過(guò)程終止;于是鑄坯的凝固界面迅速向中間包方向移動(dòng),破壞了連鑄過(guò)程的穩(wěn)定性。如果拉坯機(jī)構(gòu)的牽引力足夠,由于焊瘤妨礙拉坯,迫使凝固殼產(chǎn)生塑性變形,以致斷裂,破壞連鑄過(guò)程的穩(wěn)定性。
|