連鑄坯凝固過程的特點

與模鑄比較，連鑄凝固過程的特點是：

(1)連鑄坯凝固是熱量傳遞過程。鋼水澆入結晶器邊傳熱、邊凝固、邊運行，形成了液相穴相當長的連鑄坯(板坯長20多米)，為加速凝固，在連鑄機內布置了3個冷卻區：

—一次冷卻區：鋼水在結晶器內形成足夠厚且均勻的坯殼，保證出結晶器不拉漏。

—二次冷卻區：噴水冷卻以加速內部熱量的傳遞使鑄坯完全凝固。

—三次冷卻區：使鑄坯溫度均勻化。

(2)連鑄坯凝固是沿液相在凝固溫度區間把液體轉變為固體的過程。連鑄坯可看成是液相很長的鋼錠，以一個固定速度在連鑄機內沿弧形軌道運動。鑄坯在運動中凝固。實質上是沿液相固液界面的潛熱釋放和傳遞過程。而在凝固界面的晶體強度非常小(僅1～3N/mm2)，由變形到斷裂的應變為0.2～0.4％。因此，當鑄坯所受的外力(如鼓肚力、矯直力、熱應力等)超過上述臨界值，就在固液界面產生裂紋，并沿柱狀晶擴展，直到凝固殼能抵抗外力為止。這是鑄坯產生內裂紋的原因。

(3)連鑄坯凝固是分階段的凝固過程。凝固生長經歷了三個階段：

—鋼水在結晶器形成初生坯殼。

—帶液芯的鑄坯在二次冷卻區穩定生長。

—臨近凝固末期的液相加速生長。

在凝固過程中，結晶器注流在液相引起的流動和混合對鑄坯凝固有重要影響。研究指出：液相上部為強制對流區，對流區高度決定于注流方式、浸入式水口類型和鑄坯斷面。在液相下部液體流動主要是坯殼收縮、晶體下沉所引起的自然對流，或者是由鑄坯鼓肚所引起的流動。流動對鑄坯結構、夾雜物上浮及溶質元素偏析有重要影響。

(4)已凝固坯殼在連鑄機內冷卻可看成是經歷形變熱處理。凝固殼一方面受到力的作用，另一方面受到噴水冷卻，隨溫度的降低發生相變，組織也發生變化，可能發生硫化物、氮化物質點在晶界沉淀，增加高溫脆性，是鑄坯產生表面裂紋的根源。

因此，應深入認識上述四個方面相互聯系和相互制約的規律，才能在設備和工藝上制訂正確的對策，使連鑄機達到生產效率高和鑄坯質量好的目的。