弧形连铸机结晶器铜管锥度曲线设计与应用实例

金炳全

（连云港美士迪冶金设备有限责任公司，江苏 连云港 222000）

1 铸坯凝固过程和组织结构

1.1 铸坯凝固过程

当钢水注入到结晶器后，首先从器壁开始形成固相结晶核，这些晶核体相互连接发展，逐渐形成凝固前沿。由于溶质中各元素在固相和液相溶解度不同，从而伴随凝固进行，固相中溶质的析出使固液界面处液相中溶质浓度高于原来液相的溶质浓度。而固液界面溶质元素浓度的增加，将造成该处液相线温度的降低。当液相钢水实际温度高于凝固前沿固液界面液相线温度时，则钢水的热量将从液相移向凝固前沿。但当凝固前沿处钢水温度降到液相线以下时，实际上该处液相已处于过冷状态，则凝固前沿将发生晶体长大以消除局部过冷。一旦等到凝固之后又发生过冷和结晶长大，这就是在凝固前沿发生的实际结晶生长过程。

1.2 铸坯的凝固组织结构

连铸坯的铸态凝固组织通常是由三个区域组成的，即：

（1）边部是细小等轴激冷晶区，宽度在5mm左右，它是在100℃/s左右的速度下迅速冷却形成的。

（2）相临的是柱状晶区，它基本上是垂直于铸坯表面且向心部生长的。

（3）中心等轴晶区，并伴有不同程度的中心偏析和疏松。

通过低倍试验可以很明显观察到三个组织区域。

2 结晶器铜管锥度

2.1 结晶器铜管锥度发展现状

由连铸的凝固收缩特点可知，坯壳和结晶器铜管之间的传热是不均匀的，钢液在结晶器内凝固时产生的热收缩，会在坯壳与铜管之间形成气隙，阻碍热量的传递，降低冷却效果，使坯壳变薄。……