日本连铸技术的最新进展

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1.）采用超导磁体控制连铸结晶器内钢液流动

　　为了改善连铸坯质量，在大生产连铸中已经使用静磁场和移动磁场控制结晶器内钢液流动的速度和方向。然而，随着高效(高速)连铸的不断扩大与强化，须增大磁场强度，只有采用作为高新技术材料的超导磁体才可以方便经济地获得较高的磁场强度。
　　在通过水模型实验确认超导(磁体产生的)磁场可大幅度降低结晶器内弯月面的表面流速和下降流速度的基础上，川崎制铁公司在工业性连铸机上进行了应用超导磁场控制结晶器内钢流的技术开发。具体而言，是在立弯式板坯连铸机上的结晶器外侧，沿宽度方向设置了可附加上、下2段静磁场的超导磁体，所产生最大磁场强度为1.0T，位于结晶器(即铸坯)厚度中心区域.浇铸条件：钢种0.05%C(低C)钢；结晶器尺寸110mm厚X 400mm宽；拉坯速度1.2m/min；结晶器振幅7.8mm、振动频率92～140次／分；铸造钢液量4.5t；超导磁场强度范围0～1.0T。
　　浇铸试验操作稳定并获得以下结果：
　　a采用特别设计和制作的超导磁体与结晶器，确认了其在连铸钢液中的适用性。
　　b超导磁体强磁场使成为夹杂物辅助测点(sight)的坯表振痕部的爪痕(hook)变浅了，这是结晶器内钢液表面平静产生的好效果。
　　c铸坯内的Al2O3夹杂物凝块大幅度减少了。按Al2O3簇状夹杂指数(alumina clusters index)计算，当(结晶器内)磁场强度为0时，在坯厚110mm范围内，只有中心部位20mm范围的(夹杂物)指数较低(1.5~3.5)；此外，厚度方向的两个表面部位，其夹杂指数都分别高到5~20左右。而当磁场强度为1.O时，除了在少部分(40mm)范围内的夹杂物指数稍高(为1.5~10)之外，大部分(70mm)范围的指数基本都为0。即比较而言，在超导强磁场的作用下，铸坯中的Al2O3夹杂指数在高的部位只有无磁场作用时的1/2~1/5；在低的部位多为零，少数仅为无磁场时的几十分之一。这是由于强磁场降低了从浸入式水口出来的钢液流速，从而减少了Al2O3簇状夹杂卷入深度。　　　
　　超导磁场连铸改善了铸坯表面及内部质量；今后将进行更高(>1.2m/min)拉速下的强磁场试验，以进一步证实其良好效果。
2) 方坯缓慢2冷技术的开发
　　川崎制铁公司水岛制铁所3号铸机一直浇铸大方坯和轧制工字梁用的异形坯。浇铸后者时，为了防止其断面缺陷，必须强冷铸坯；而浇铸合金钢方坯时，为了防止其表面缺陷，须避免急冷而对之进行极缓慢冷却。因此需要进行宽范围的冷却水流量控制。然而，由于在缓(慢)冷(却)区域的喷嘴压力不足、喷嘴堵塞等问题，使缓冷也受到限制，且一直有轻微的表面缺陷产生。因此，开发了利用间隙式流出冷却水方式(而不降低冷却水流量)进行铸坯缓冷的技术。
　　由于铸坯表面缺陷发生在矫直点产生抗拉应变的弧形(R)内侧，故在R内侧二冷水管道处设置了冷却水切换阀，使水可以间断流出；并且，由于辊道外侧冷却水也有影响，故在其输水管道上也设置了阀门。
　　在充分考虑到了传递给辊子的热负荷的基础上，设计了如下2种冷方式：一是将二冷水和辊外冷却水以5秒的间隔喷淋；二是冷却水每喷流4秒就停止6秒。然后分别调查了2种操作方式对铸坯表面温度及表面缺陷的影响。
　　结果表明，在距结晶器弯月面26m处内侧的铸坯表面温度，按方式1和2操作时分别有44和48℃的提高量(较之原来)，且缓冷对铸坯内部质量无影响。由于0.35C-1.0Cr合金钢表面温度的提高，使铸坯表面裂纹发生支数的比率降至原来的27％，且完全杜绝了因表面裂纹而报废铸坯的现象。综合计算间隙式冷却技术将表面裂纹的不良铸坯减少了80%。

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