轧材、管坯、连铸坯、钢锭的区别？

洪哥

轧材，管坯，连铸坯，钢锭，这几种类别的材料，在冶炼上有什么区别？
在使用中有什么需要注意的？
" a& W- v( T7 B/ r2 J: ~. `' k钢锭和连铸坯都是钢水浇注的，为什么钢锭锻轴类锻件不会有裂纹，而连铸坯锻轴类锻件会产生裂纹？

charlie88

第聂伯罗夫斯克冶金公司提高连铸坯质量的措施  　　第聂伯罗夫斯克冶金公司转炉车间设有2台250t转炉、一台铁水脱硫装置、一台钢水综合精炼及钢包内惰性气体处理钢水装置、两台6流连铸机。一台连铸机用于浇铸280×320mm、300×400mm和350×400mm断面大钢坯。另一台多功能连铸机用于浇铸断面160×160mm钢坯 ，以及上述尺寸的大钢坯。每台连铸机的年设计生产能力为90万t镇静碳钢、钢轨钢、低合金钢和合金钢钢坯。
7 Q# R% o# u8 j" {+ m) j% Y　　全套工艺设备确保获得优质连铸坯。而且，根据连铸领域的最新成果改造连铸机的主要构件也有有助于获得优质连铸坯。连铸机被设计成基础半径14m的弧形连铸机。弧形连铸机可高速浇铸钢水、获得优质表面和低倍组织。由于还未凝固液相钢坯的平稳多点矫直和锭壳的微弱变形，钢坯矫直时固相和液相交界处基本上无内部裂纹形成，因此提高铸速获得了大横断面钢坯。采用容量各为49t的上升-旋转试验台和中间包小车能够长时间连续浇铸。二冷区设备可均匀和“轻轻”水空气冷却钢坯表面，不仅根据铸速变化，而且根据钢中的具体碳含量自动调节，消除钢坯低倍组织中裂纹的出现。在每流上安装2个沿连铸机长度分布的拉伸机架，明显减小拉坯时的锭壳载荷，以及减小引锭杆长度。制备调整高速设备监测连铸机工艺线。
　　最佳的温度速度规范和二次冷却规范可保证浇铸过程中的稳定性和钢坯质量。
8 r. H# H2 W2 \' D5 d　　中间包内钢水的允许温度范围相当窄，且与化学成份确定的钢水结晶温度有关。研究表明，根据浇铸过程中钢水的动态和温度损失，中间包内的钢水温度应当比钢水的液相线温度高30~40℃。为了达到这个范围，确定出了从转炉出钢到开始浇铸这一期间的钢水温度变化。出钢和浇铸包运送至钢水综合精炼装置的10min内钢水温度平均下降55℃；用钢水综合精炼装置平均处理30min过程中，钢水温度下降20℃；从钢水综合精炼装置到开始浇铸的运输时间内，即准备浇铸包浇铸的10min内钢水温度下降5℃；钢水溢出中间包过程中钢水温度下降50℃。拉坯速度为0.6m/min时连铸机6个流的平均冶炼浇铸时间为72min，浇铸时中间包内的钢水温度下降15℃。
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/ c6 Y; r- t& s! R* X, ~5 O& ~因此推荐了炉外处理后浇铸包内和浇铸过程中中间包内全部钢的以下温度变化范围（℃）：
, H3 d. `( q/ s; x
　　 　　　　　　钢种　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　浇铸包　　　　　　　　　　　　　 中间包
: M' v1 N+ a4 n- V
6 ^! J8 e. ~! ?& n40тр　　　　　　　　　　　　　　　 　、40сп　　　　　　　　　　 、Дтр　　　　　　　　　　　 , 35　　　　　　　　 1585~1595　　　　　　　　 　　　　1530±5
( i- j2 Z! T1 K8 C: d
& J/ J% P5 t' E# _' H# d& G20тр　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1595~1600　　　　　　　　　 　　　1540±5

17MnSi　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　1600~1610　　　　　　　 　　　　　1535±5
) v& P( {- A9 L# D( n
% h6 O' d: C3 M2 O4 v; z09Mn2Si、10тр　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　1605~1615　　　　　　　　 　　　　1550±5
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　　　 铸速0.6~0.7m/min时，60%以上炉次的钢水温度处于这个温度范围内。

2 O: x5 y1 G# _　　偏离推荐的中间包内钢水温度区间导致中间包水口烧穿数量增加、漏钢、铸速明显变化、经结晶器钢水溢流、塞棒关闭不严和其他事故，约90%炉次的浇铸速度为0.5~0.7m/min。由于钢水温度过高或当前炉次延迟，不得不改用0.4m/min 速度浇铸。少量低温炉次，以及其它原因的炉次以0.8~0.9m/min速度进行浇铸。
4 I' E+ X' o0 A0 [4 R8 q  f  n3 G　　第聂伯罗夫斯克钢铁公司进行了大量工作完善二冷区。二冷区的冷却剂供入部分沿长度被划分成4段。此外，研制出了新结构的无喷嘴二次冷却系统，明显减少水空气混合物供入孔堵塞现象。因此改善了混合物沿连铸坯长度和周边的均匀喷射，提高了低倍组织质量。铸坯冷却规范根据钢的化学成份和拉速变化。水和空气耗量规范保证冷却剂单位耗量为0.1~0.41/kg钢。
6 C4 P7 M3 W- i　　根据外表缺陷的观测结果和形态，以及研究冶炼初期、中期、末期钢坯在所取硫印和腐蚀试样的研究结果，评定了大钢坯的表面和低倍组组织质量。评定结果表明，研制的冶炼工艺、浇铸温度速度规范和二次冷却规范能够极大改善浇铸管坯的表面质量，明显改善钢的低倍组织质量。如果不违反冶炼和浇铸工艺，整个浇铸大钢坯表面基本上无缺陷。铸坯低倍组织符合TY1-322-00190319-1138-94的要求。因此今后不再对未违反工艺的铸坯进行检测，直接热送轧制。轧制生产过程中采用的连铸坯使产品合格率提高了16%。这个结果的取得首先是由于减少头尾切边废料，同时与消除1150初轧机孔中的废料有关。轧管机获取的方坯转至公司轧机进一步处理，而￠120~270mm的商品管坯则转至乌克兰的轧管厂出口，研究轧管机轧制钢坯的低倍组织时发现，腐蚀试样中的允许缺陷标准基本符合相应的技术条件。
　　根据研制工艺获取连铸坯生产管坯和钢管时发现轧材表面质量高，而管坯低倍组织质量符合拉伸系数1.9和更高情况下的技术条件要求。管坯和钢管的机械性能符合研究钢（10、20、35和45）的ГОСТ 1050要求，而且80~90%试样的机械性能超出标准：10和20钢的极限抗断强度超出30~50MPa、35和45钢超出90MPa;10，20，35钢的相对延伸率超出3~4%，而45钢超出9%。钢中不同碳含量时的频率图表最大值不吻合；随着碳含量升高，最大值σT和σB向高值方向移动, 而δ最大值向低值方向移动。所研究钢管的强度和塑性超过ГОСТ 8731要求。85~90%的大量试样具有以下较高的性能特点：σT—10和45钢超出40 MPa、20和35钢超出20 MPa、σB—10和45钢超出50 MPa、20和35钢超出20 MPa，δ—10、20和35钢超出1~3%、45钢超出11%。
　　为了寻找和设立提高连铸坯质量的新方法，HMeTAY设立了数学和物理模型，拟定进一步完善浇铸工艺途径。
　　数学模拟连铸钢锭中热质交换过程是以解非固定导热率方程为基础的。采用了有效导热率和热容量的概念计算钢锭液芯中的对流和双相区的释放热量。假设钢水保持液态至双相区含有＜30固相，大于该值时钢水近似于固态材料。采用双相区公共理论方程计算该区杂质的重新分布。例如，计算弄清了钢坯的温度范围。这些数据将能正确确定沿铸坯长度的什么位置可以对凝固钢水产生热量影响和机械影响，获得最均匀钢锭。影响可能是软压下或硬压下，液压脉冲冲击、电磁搅拌、钢水中喂入中性气体。
% U& P. n$ J3 x' d2 @　　针对第聂伯罗夫斯克冶金厂的生产条件，HMeTAY在试验室利用0.6直尺水模型研制出喂入惰性气体的不同方法。模拟过程表明，从中心向结晶器钢流供入惰性气体时，结晶器浸入深度与液体耗量（中间包内钢水量高度和浸入水口内径）和供入气体耗量有关。工业浇铸条件下钢水耗量恒定不变时，惰性气体耗量影响钢流浸入深度。公司用连铸机试验过程中采用了经透气塞棒和浸入水口喂Ar的模拟获取参数。基于模拟和工业试验结果，确定了注满160×160×800mm和335×400×1000mm结晶器及中间包钢水量700~750mm时，惰性气体的以下供入参数：塞棒孔直径4 mm和6 mm，气体压力0.15 MPa和0.20MPa，气体耗量相应为0.062m3/t 和0.075m3/t 。
' W) t# N! C9 C3 s- c　　在取自同一炉钢坯，断面395×327mm和393×328mm试样上评定了浇铸钢水质量（20тр　　　　　　　　　　　　 钢）。注满1# 、2 #　　 3#　 和6# 流后向结晶器内喂入Ar，而将4和5流中的钢水进行比较。用深度腐蚀方法显示低倍组织,并根据О С 　Т　　 14—1—235—91和ТУ　 У322—00190319—1138—94评定（对于原始连铸坯）。结果是中心多孔和中心偏析缺陷不超过2.5级，偏析带和裂纹，以及边缘点状夹杂不超过2级，光亮带不超过0.5级。此时试验方案中边缘点状夹杂，偏析带和裂纹的发展程度要低于比较钢。与此同时两种研究
　　方案钢低倍组织符合技术条件要求。　
- M7 u" g  L  M0 a  ^3 i　　分析浇铸原始钢中的结晶区表明，比较试样中的外壳区沿宽面12~17mm，窄面18~19mmm，柱状结晶器相应为91~103mm 和93~107 mm；一次定向结晶区沿宽面和窄面分别达到104mm和158 mm。试验试样中外壳区则更发达，沿宽面和窄面相应在21~23和16~33mm范围内变化，柱状结晶区减小至85~87mm 和87~90mm，等轴结晶区为85~102mm和167mm。由列举数据看出，按推荐的工艺，Ar处理钢水浇铸明显影响到结晶区尺寸。
4 [# q& n1 z1 E9 ]　　为了弄清钢坯的组织形成特点，沿垂直于窄面，从外壳区，柱状区，过渡区表面到中心的断面和沿一次定向结晶区进行了研究。两种方案浇铸试样的显微组织特点是，浇铸钢组织为典型的粗大魏氏体。观察到粗大的珠光体晶粒，在内部和沿原始奥氏体晶界析出铁素体。Ar处理钢的晶粒组织更细。这种钢具有枝晶组织更致密和快速结晶的特点，大概，这是因供入惰性气体时钢水温度下降所致。Ar处理钢的明显氧化物夹杂更为纯净（SiO2、FeO、Al2O3、MnO）：平均含量为0.0123%，而非Ar处理钢则为0.0132%。
" t/ B+ s' B0 K0 x  M: w　　两种方案浇铸钢的机械性能特点符合20тр　钢的ГОСТ  1050的要求，与此同时Ar处理钢机械性能指标更高。同时对Ar处理和非Ar处理的20тр　 连铸钢φ120mm、250mm、270mm轧制管坯质量进行了评定。结果表明，合格低倍组织试样数量比Ar处理钢高3.64%：64个试样中61个合格，而比较钢则48个中有44个合格。3个试验钢试样的不合格低倍组织表现为中心和中心外疏松（29个试样）和偏析带（1个试样）。比较钢的4个试样均存在疏松。
　　Ar处理钢“中心多孔”和“中心偏析”缺陷的平均级别相应为1.47级和1.4级，非Ar处理钢则为1.8级和1.57级。Ar处理钢的光亮带低倍缺陷平均级别更高，这有可能与吹Ar时温度下降，钢的韧性增加有关。
% K( V9 Z* _2 Q0 f& Q' Y　　上述研究表明，一个Ar处理钢试样中的偏析带允许级别偏高；两种方法浇铸的全部其它钢样符合要求。与此同时偏析带和边缘点状夹杂的平均级别相对于两面三刀种方法浇铸钢相应为0.99级和1.16级，0.56级和0.81级。同时应当指出大量上述缺陷级别更低的Ar处理钢样。
, v% v1 u0 I) l% ~7 K9 @　　两种方法浇铸钢试样主要是因中心和中心外疏松低倍组织而报废，偏析带缺陷。Ar处理钢的特点是组织致密，均匀。管坯的非金属夹杂污染度符合TY-14-IV-1924-94要求，根据这一要求，氧化物和硫化物夹杂的最大含量不应超过4.5级。研究表明，用Ar处理钢生产钢坯中的氧化物为3.5级，平均级别为1.6级，更低级别夹杂物的出现频率更高。硫化物夹杂亦存在这种规律。
) ]5 q# x# h# U# h. y8 u& h　　两种浇铸方案轧制管坯金属的机械性能符合ГОСТ1050要求，而且其综合机械性能要好于Ar处理钢。因此研制和试验的Ar处理连铸钢方法有助于钢锭和轧材形成致密的细晶组织，减少夹杂的污染度，稳定机械性能。
  o+ T% i1 g' M6 ^9 s& y$ @　　结语
. o! ], `: w; {" y% f　　第聂伯罗夫期克钢铁公司研制的冶炼工艺、浇铸温度速度规范和二次冷却规范确保改善连铸坯，以及连铸坯管坯和钢管的表面质量和低倍组织。管坯的低倍组织质量符合拉坯系数1.9和更高时的技术条件要求。钢坯和钢管的机械性能符合ГОСТ　1050要求，而且80～90% 试验试样的强度和塑性超过标准要求。试验过的结晶器内Ar处理钢水规范有助于改善连铸钢质量，形成钢锭和轧材致密细晶组织，减少钢的夹杂污染度，稳定钢的机械性能。

admin

1、轧材一般是经过轧钢机轧制而成，适合轧棍加工的钢材。
2、塑料制品是利用充压制做的,没有进行二次加工,有毛坯的材料，所说的管坯是充压制做完，但是还达不到使用条件的塑料管子。
3、连铸坯是炼钢炉炼成的钢水经过连铸机铸造后得到的产品。
" k, A5 A+ X# T' J5 R从外形上主要分为两种：
1 T1 G. m+ w, [9 b  c3 Z0 o" Y' i$ w板坯：截面宽、高的比值较大，主要用来轧制板材。
% P/ ~( X# Q* t8 J  }9 u: T' A! p2 h方坯：截面宽、高相等，或差别不大，主要用来轧制型钢、线材。
4、钢锭大致可区分为以下数类：
1） 未净钢
钢锭只经过了最基本（最低限）的脱氧处理。钢锭凝固时，钢锭模的四周及底部生成一层接近纯铁的金属层，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。未净钢的最大优点在于可获得几无缺陷的钢材表面---表面几为纯铁的缘故。绝大部份的未净钢含碳量均为小于0.1%的低碳钢。
0 w- H5 v2 {! I7 Y, P. }* r2） 盖帽钢（加盖钢）
6 m9 G$ P- k- L2 Q4 v" S液中的氧使钢锭的收缩中心附近的偏折情形，较未净钢为低，表面美观，内部化学成份均匀，机械性质也较未净钢为佳。
3） 全净钢
液中的氧早在凝固前便完全被脱除成限制在最低限以内避免未净钢的边缘效应。脱氧处理，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。
$ m! z- t2 u+ h1 D! W% h4） 半净钢
半净钢介于未净钢与全净钢之间，钢液中经加了少量的铁---硅或铝做为除氧剂，添加的量正好足够去除未净钢的边缘效应，使氧获得充份的分解。
# `  C2 G# P6 C# }5） 真空除氧钢（真空除气钢）
0 ], \" E* [" v* Q# d' Z& V藉由真空处理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。处理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的除氧元素，钢质非常干净。

洪哥

那么这几种材料在锻造上因分别注意什么呢？
  d( l  Z# i: c- T9 g对于锻件应该如何选择这些材料？

admin

对于锻件来说，还是钢锭较好，质量较稳定。轧材我们也用了很多，很容易出问题。

洪哥

钢锭比轧材好，为什么？

雁南飞

钢锭钢水质量好啊!

洪哥

钢锭钢水质量好在哪？ 难道轧材的钢液就没有经过精炼，没通过真空脱气？

MYG

“塑料制品是利用充压制做的,没有进行二次加工,有毛坯的材料，所说的管坯是充压制做完，但是还达不到使用条件的塑料管子。”这句话适用于塑料行业。
$ F0 n$ `7 c: C3 K对于钢铁行业而言，管坯即是加工钢管的坯料，有热轧圆管坯有连铸圆管坯。