鑄錠工藝概述
鑄錠是指將鋼液注入鋼包、脫氧后澆注成鋼錠的操作工藝。在此工序中,鋼液主要發生下列變化:
1)在大氣條件下澆注時,鋼液與空氣接觸產生二次氧化,增加了氧化物夾雜的數量,同時氫氣、水蒸氣等氣體可能溶入鋼液。
2)鋼液與澆包中的耐火材料接觸,增加了外來夾雜物的數量。
3)鋼液在錠模中結晶、凝固,隨后發生固態組織轉變。
4)固態鋼物理收縮。
鋼液在錠模中凝固結晶時,會產生化學成分和組織結構的不均勻性,即通常所說的偏析。另外,鋼錠內部還會產生疏松、縮孔、氣孔等缺陷。鋼錠越大,這類缺陷越嚴重。
為生產優質大鍛件,首先必須獲得優質大型鋼錠。就鑄錠工節來說,提高鋼錠質量的途徑有:
1)盡可能減少鋼液的二次氧化和非金屬夾雜物的混入。
2)進一步使鋼的液凈化。
3)改善鋼錠的結晶條件,盡可能使結晶組織致密。
4)盡可能減輕鋼錠的偏析程度。
具體的鑄錠工藝技術措施有:
1)采用真空澆注法,既避免了鋼液的二次氧化,又減少了非金屬夾雜物;真空鑄錠還可利用高真空條件下的碳氧反應減少鋼中的夾雜物,提高鋼錠的純凈度,顯著減輕偏析,提高鋼錠質量,這對低硅的NiCrMo和NiCrMoV等鋼的大型鑄錠有特別重要的作用。
2)對大型鋼錠,采用多棱角形狀,如16角、24角或32角,多棱角形狀有利于鋼液均勻凝固,減少偏析特別是小角偏析的產生。
3)使鋼錠具有合理的錐度和高徑比,以使夾雜物易于上浮和氣體易于外逸,使鋼錠按自下而上的順序凝固,有利于補縮,減少疏松,并減小應力,防止鋼錠表面裂紋;另外,冒口尺寸要合理,以補充錠身收縮,使縮孔和疏松最嚴重的部分集中到冒口,確保鋼錠本體的質量。
4)鋼液出爐和爐外精煉后,靜置一定時間,使夾雜物上浮和氣體排出,嚴格控制澆注溫度和澆注速度,使鋼錠不易產生縱向裂紋和粗大的柱狀晶及大量的皮下氣泡等缺陷,并使鋼液中夾雜物易于上浮。
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