不锈钢连铸机拉坯速度与不锈钢的凝固和传热特性的关系

目前常规不锈钢连铸机的设计拉坯速度一般都在1.5m/min左右，实际生产基本不超过1.3m/min，制约不锈钢连铸机拉坯速度的原因主要与不锈钢的凝固和传热特性有关。钢水在结晶器内形成初生坯壳，其在结晶器中的凝固过程决定了连铸坯的表面质量。凝固过程一般都通过铁素体-奥氏体转变区，对于开始凝固时完全生成铁素体，但在凝固结束后立即转变成奥氏体的钢，当（镍当量）/（铬当量）=0.55~0.6的钢种，其坯壳强度高，收缩达到最大，有不均匀凝固的倾向，其振痕深度最大，因此在结晶器中的热传导必须缓和，这有利于结晶器底部坯壳光滑地生长。结晶器的传热直接影响坯壳的生长，而结晶器的设计是影响结晶器传热的主要因高强板素之一，结晶器的内部形状应符合坯壳的冷却收缩，使坯壳与铜板保持良好的接触，减少气隙，有利于增加热流和坯壳生长的均匀性。辊列设计是影响铸坯内部质量的最重要方面，不锈钢连铸机的铸流导向段要求有更坚固的刚性，由于铁素体钢在高温时有高蠕变率，辊子的间距设计要比碳钢更紧密。对于避免铸坯内部裂纹和中心偏析要采取的措施：（1）理论上采用连续弯曲和矫直技术比多点弯曲和矫直更能减少固液相界面和表面应变，从而提高铸坯的内部和表面质量。（2）采用小辊径、分节辊并使辊子的中间支撑轴承座宽度尽量小，将扇形段辊子的偏斜不对中减到最小，以避免鼓肚引起的内部裂纹和中心偏析。（3）在凝固末端固液相区采用轻压下技术来减小中心偏析。电磁搅拌能使晶粒细化，减少柱状晶，增加等轴晶；消除夹杂物在铸坯内弧的**；改善铸坯中心缩孔；消除或减轻中心偏析。板坯连铸机的电磁搅拌装置一般放置在扇形段的弯曲段或弯曲段的下面一段，常用的有：安装在弯曲段的上框架内的板式和安装在弯曲段的内弧辊内的辊子式两种；在该区域内的内弧辊及弯曲段内弧框架需用无磁的不锈钢材料制成。使用了电磁搅拌后还允许中间**热度增加到40~50℃，而铸坯也能保持有好的内部质量，这对于浇注某些不锈钢是很有意义的，因为不锈钢的流动性差，柱状晶生长倾向强。在连铸过程中，从结晶器拉出来的铸坯，在凝固界面的晶体强度非常小，当铸坯所受外力（热应力、鼓肚力、拉辊压力、矫直力）超过临界值时，就在固液面产生裂纹，并沿柱状晶扩展，直到凝固壳能抵抗外力为止。表面裂纹分几种情况：裂纹横穿铸坯厚度方向，在中心等轴晶区裂纹是曲线性的沿晶界的细裂纹，内弧侧裂纹一般是裂口直线裂纹，外弧侧的裂纹一般是沿晶裂纹。沿晶界裂纹为应力裂纹，而裂口性裂纹是破坏性横穿晶粒的裂纹，是外力作用的结果。改进措施如下：（1）提高铸机的对弧精度，避免凝固初期的固液界面上应力过大，防止产生沿晶界裂纹；（2）采用适当加快铸造速度和一定范围内增大冷却水量、提高水的流速、降低水温等方法实现强制冷却；（3）严格控制钢种成分，尤其是碳含量的控制；（4）增加连铸电磁搅拌，中包钢水过热度控制在40℃以下。