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，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，其熱擴(kuò)散率可與鋁相近。

  冷卻水對結(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達(dá)到最大。在水平連鑄過程中，沿
鑄錠長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，結(jié)晶器壁內(nèi)表面的溫度沿長度上的變化呈
弧形，由最小變到最大，再變??；在水平連鑄時，結(jié)晶器入口處的
表面溫度最高，沿結(jié)晶器長度上溫度漸次降低。

  在連續(xù)鑄錠過程中，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，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)金屬有時候會鉆到鑄
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，往往會出現(xiàn)魚鱗狀缺陷。在水平連鑄鋼錠時，焊瘤長度達(dá)到50
 mm，厚1～2．5 mm,在個別段落上，整個空隙內(nèi)部充滿了金屬。當(dāng)
中間包內(nèi)金屬液面至結(jié)晶器中心線的高度為100 mm時，連鑄過程是
穩(wěn)定的，而且鑄錠表面上幾乎沒有焊瘤。當(dāng)液面高度為200～300 m
m或更高些時，無法取得穩(wěn)定的澆鑄過程，這就給拉坯帶來了很大
的困難。如果拉坯機(jī)構(gòu)的牽引力不夠，鑄坯或引錠會在牽引輥內(nèi)打
滑，使拉坯過程終止；于是鑄坯的凝固界面迅速向中間包方向移動
，破壞了連鑄過程的穩(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，破壞連鑄過程
的穩(wěn)定性。

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