不锈钢钢锭是不锈钢钢水经盛钢包注入铸模凝固形成钢锭。钢液在炼钢炉中冶炼完成后,必须铸成一定形状的锭或坯才能(néng)进行加工。用(yòng)铸模铸成钢锭的工艺过程简称為(wèi)铸锭。
钢锭浇铸分(fēn)上铸法和下铸法两种。上铸钢锭一般内部结构较好,夹杂物(wù)较少,操作费用(yòng)较低;下铸钢锭表面质量良好,但由于通过中注管和汤道使钢中夹杂物(wù)增多(duō)。
钢锭大小(xiǎo)取决于很(hěn)多(duō)因素,如炼钢炉容量,初轧机开坯能(néng)力,钢材尺寸和钢种特性等。用(yòng)于生产棒材和型材的钢锭一般為(wèi)正方断面(称為(wèi)方锭);生产板材的钢锭一般為(wèi)長(cháng)方形断面(称為(wèi)扁锭);生产锻压材的钢锭有(yǒu)方形、圆形和多(duō)角形。
钢液进入盛钢桶后需静置一段时间,使出钢时混入钢中的炉渣或其他(tā)杂质上浮去除,同时还起调整铸温的作用(yòng)。
铸温 浇铸温度应严格控制。铸温过低,钢液入模后表面立即凝固,会造成钢锭表面缺陷,甚至钢液在盛钢桶内就开始凝固,造成金属损失或整炉钢报废;铸温过高时,将延缓钢锭表层的形成时间,导致钢锭出现热裂纹。对**钢,铸温一般控制在高于此钢的液相線(xiàn)温度40~60℃。為(wèi)保证整桶钢水温度均匀,可(kě)向盛钢桶中吹氩气搅拌钢液。
注速 下铸法一般要求有(yǒu)适当注速以保证模中钢液平稳上升,并调节铸温。铸温过高时用(yòng)慢注,过低时用(yòng)快注。上铸法要控制注速以减少飞溅。
浇铸时大气中的氧将进入不锈钢钢锭,使钢液二次氧化而降低钢的质量。浇铸高质量钢时,需用(yòng)惰性气體(tǐ)氩保护与空气接触的钢流,用(yòng)合成固體(tǐ)渣粉保护模中上升的钢液面。
**钢锭锭身凝固时所造成的體(tǐ)积收缩需用(yòng)帽头内钢液来补充,因此可(kě)适当延長(cháng)帽头浇铸时间。一般帽头注速比锭身注速慢一倍左右。
在不锈钢铸锭过程中由于操作不当或注速、铸温控制不当,会使铸成的锭有(yǒu)种种缺陷。常见的缺陷為(wèi):钢锭表面的结疤、重皮和纵、横裂纹,内部的残余缩孔、皮下气泡、疏松和偏析,混入钢中的耐火物(wù)和炉渣、灰尘造成的夹杂等。这些缺陷能(néng)大大降低钢锭的成坯率,甚至使整个钢锭报废。
钢锭只经过了*基本(*低限)的脱氧处理(lǐ)。不锈钢钢锭凝固时,钢锭模的四周及底部生成一层接近日纯铁的金属层,而碳、硫及磷等则于中央收缩孔附近生成偏折。金属中的氧,会生成一氧化碳卷在金属内生成气孔,但气孔会在热轧过程中消失。未净钢的*大优点在于可(kě)获得几无缺陷的钢材表面---表面几為(wèi)纯铁的缘故。绝大部份的未净钢含碳量均為(wèi)小(xiǎo)于0.1%的低碳钢。
液中的氧使钢锭的收缩中心附近的偏折情形,较未净钢為(wèi)低,表面美观,内部化學(xué)成份均匀,机械性质也较未净钢為(wèi)佳。
液中的氧早在凝固前便完全被脱除成限制在*低限以内避免未净钢的日边缘效应。脱氧处理(lǐ),由在钢液中添加铁—硅合金使钢液中的氧反产生成熔渣而得到均匀的金属液。
半净钢介于未净钢与全净钢之间,钢液中经加了少量的铁---硅或铝做為(wèi)除氧剂,添加的量正好足够去除未净钢的边缘效应,使氧获得充份的分(fēn)解。
藉由真空处理(lǐ)不需添加任何除氧元素,使钢液得到充份的除氧效果且钢中不生成非金属介在物(wù)。处理(lǐ)过程是先增加钢中的碳含量,然后将钢液经真空浇铸,此时碳与氧将反应生成一氧化碳而使钢液中的碳与氧逐渐降至规定的水准。由于过程中未添加会生成固态氧化物(wù)的除氧元素,钢质非常干净。
因浇铸前钢液中含氧量的不同,钢锭分(fēn)為(wèi)**钢、沸腾钢和半**钢三种基本类型。
又(yòu)称全脱氧钢,是凝固过程中钢液内氧含量低到不会与钢中碳反应生成一氧化碳气泡的钢。铸前钢液须经充分(fēn)脱氧(如用(yòng)硅和铝脱氧,钢中硅含量在0.3%左右,铝含量在(0.02~0.06%)。**钢锭均有(yǒu)缩孔,必须用(yòng)带保温帽的锭模浇铸。轧制后经过切头,钢锭成坯率為(wèi)85~89%。要求成分(fēn)均匀、组织致密的钢材采用(yòng)这种钢锭。**钢采用(yòng)上大下小(xiǎo)带保温帽的铸模。近年广泛采用(yòng)发热保温帽和隔热板保温帽等以提高成坯率。
钢液中含氧量较高(0.02~0.04%)、在锭模中发生强烈碳氧反应、生成一氧化碳气泡,使钢液在模中沸腾而得名。这种钢凝固一开始,气泡就形成并上浮。钢锭表皮凝固成含铁较纯的壳层。当表层达到所要求的厚度时,在钢锭顶部加上盖板,使顶部凝固,阻止气泡继续逸出;也可(kě)在顶部加入硅铁、铝等脱氧进行化學(xué)封顶;也有(yǒu)用(yòng)瓶口式锭模进行封顶。另一种方法是在钢液凝固成表面层后即向整體(tǐ)钢液中加铝脱氧,这种钢锭称為(wèi)外沸内镇钢。沸腾钢一般采用(yòng)上小(xiǎo)下大敞开式的瓶口式铸模。沸腾钢锭成坯率高达90~92%,主要用(yòng)于低碳钢。
介于**钢和沸腾钢之间的钢种。这种钢内部气體(tǐ)少,结构接近于**钢。半**钢浇铸初期不产生气泡,当顶部自然凝固封顶后(可(kě)采用(yòng)瓶口模促进封顶),由于钢液中碳和氧的富集和温度降低,促使在不锈钢钢锭顶部产生少量一氧化碳气泡,填充整个钢液的凝固收缩空间。因此,可(kě)得到与沸腾钢相近的钢锭成坯率。半**钢主要用(yòng)于中等碳含量和中等质量的结构钢,所用(yòng)铸模一般為(wèi)敞开式上小(xiǎo)下大型。
脱模 浇铸完毕的钢锭,需待内部完全凝固后方可(kě)脱模。对裂纹敏感性强的合金钢锭,脱模后应在热状态(>900℃)放入缓冷坑中保温缓冷,或在不低于750℃温度下热送入轧钢車(chē)间的均热炉或加热炉。