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薄板坯连铸连轧技术的探讨

薄板坯连铸连轧的特点：工艺简化，设备削减，生产线

缩短；生产周期短；占地面积小；金属收得率高，能耗低；板坯

铸态组织致密；铸坯表面质量较差，产品档次不高(以中低档产

品为主)；生产节奏不易匹配，敏捷性相对较差。

结合多年的实际工作经验，笔者通过分析比较薄板坯连铸产

品组织、化合物析出、产品的适应性等方面的优缺点，探讨薄板

坯连铸连轧生产技术。

l铸坯组织及其细化技术

相比与传统工艺，薄板坯连铸连轧工艺具有不同的热历史及

组织转变特征。一方面，薄板坯在结晶器内的冷却强度远大于传

统的板坯，其二次和三次枝晶更短。薄板坯原始的铸态组织晶粒

比传统板坯更细、更匀称。在传统厚板坯的状况下，铸坯的最大

晶粒尺寸约为2000—3000；在薄板坯的状况下，铸坯的最大

晶粒尺寸约为1000。同时，由于冷却强度大，薄板坯的微观偏

析也可得到较大的改善，分布也更匀称。

另一方面，直接轧制工艺取消了→a相变温度区的中间冷

却，热轧变形是在粗大的奥氏体组织上直接进行。而传统的冷装

工艺，通过中间冷却的→a→相变过程，形成大大细化的新的

奥氏体组织。而对于50~70mm的薄板坯而言，轧制过程中的

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总变形量较小，难以把粗大的奥氏体组织转变成细小的成品组织，

因此要提高薄板坯连铸连轧的性能质量有一定的困难。而且假如

掌握不好，原始奥氏体只发生部分再结晶，就会形成所谓混晶现

象，恶化产品的综合性能。

因此从奥氏体晶粒再结晶细化的角度动身，为缓解上述矛盾，

适当增加薄板坯的厚度是有益的。

2夹杂物和析出物

与传统连铸相比，薄板坯连铸的浇铸速度较高，钢水凝固速

度增大。快速凝固导致钢中合金元素在固溶状态就被冻结，可达

到最大的固溶量，有利于形成细小的夹杂物和析出物。冷却速度

越快，夹杂物和析出物的尺寸就越细小。

轧制温度也有影响。轧制前铸坯的温度较高可避免固溶在钢

中的合金元素过早析出，增大析出强化效果。从形态上看，薄板

坯中的细小夹杂物多为球形，在轧制过程中不易变形，有利于改

善最终制品的各向异性。

研究结果证明，在采用VN微合金化的轧制前的薄板坯中，

可析出细小弥散的VN，绝大多数为小于10nm的粒子。这种细

小的VN颗粒，在再结晶掌握中可有效钉扎奥氏体晶界，阻挡奥

氏体晶粒长大，同时还可增加相变后铁素体的形核密度，使最终

制品的晶粒尺寸达到3.4~4.5m，平均为3.96m。

薄板坯中细小分散的夹杂物和析出物的存在对最终产品的

性能有较大影响，既有利也有弊：对高强度钢的生产是有利的，

但对软钢和深冲钢的生产是不利的。因此开发新品种时必需依据

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品种的不同特点予以充分的留意。

3冷却强度

由于铸坯在单位时间内通过结晶器的比表面积要比常规的

厚板坯大，为了保证铸坯出结晶器之前有足够厚的坯壳，结晶器

需要较大的热流密度，即较强的冷却能力。对于连铸包晶钢，存

在→的包晶转变，体积收缩大、热裂纹倾向增大。由于薄板坯

连铸机冷却强度大，且采用漏斗型结晶器，增加坯壳的阻力，对

包晶钢的生产不利。

二冷水的冷却强度，从铸坯凝固过程中降低偏析与疏松程度

动身，冷却要快一些，但从保