典型连铸坯凝固组织分析

连铸机机型不同，但其凝固原理基本相同，连铸过程生成的凝固组织基本相似，大体上都是由细小等轴晶、柱状晶、交叉树枝晶和中心等轴晶组成，图1-16至图1-21是连铸矩形坯凝固组织低倍形态。

当铸坯完全凝固后，从铸坯上取下一块横断面试样，经磨光酸浸后，用肉眼所观察到的组织叫低倍组织（宏观组织）。连铸坯典型的低倍组织是由三个带组成的：靠近表皮的是细小等轴晶带，其次是像树枝状的晶体组成的柱状晶带，它的方向是垂直于表面，中心是粗大的等轴晶带。与铸锭相比较，连铸坯的柱状晶带非常发达，中心等轴晶带小，有时柱状晶还会贯穿到中心。铸坯的低倍组织，对钢的加工性能和力学性能都有很大影响。而柱状晶和等轴晶对这两种性能的影响是不一样的。除某些特殊用途的钢要求柱状晶组织外，绝大部分钢都希望能得到等轴晶带大的铸坯组织。因此，连铸坯在凝固过程中，想办法抑制柱状晶生长而扩大等轴晶区，就可以改善铸坯的低倍组织，这是炼钢工作者提高铸坯质量的一个重要任务。如何控制好连铸坯的低倍组织？控制好连铸坯的低倍组织，就是缩小铸坯中的柱状晶区，扩大中心等轴晶区。这在工艺上可采取以下措施：一是采用适宜的浇注温度，柱状晶区与等轴晶区的相对大小主要取决于浇注温度，最有效扩大等轴晶区的办法是在接近于钢种的液相线温度（凝固温度）浇注，但是太低的钢液过热度，会堵塞水口，因此一般把中间包钢液过热度限制在20～30℃；二是在结晶器内添加微型冷却剂，如铁粉、小废钢、薄铁片等，以减少钢液过热度；三是在二次冷却区采用弱冷却，适当减少水量；四是在结晶器内加入形核剂，以增加结晶核心来扩大等轴晶区；五是采用外力作用（如电磁搅拌）把正在生长的柱状晶打碎以扩大等轴晶。

图1-16 20G连铸矩形坯凝固组织低倍形态

图1-17 连铸坯树枝晶定量分析区域界定图

图1-18 20G连铸坯低倍结晶组织（等轴晶率40.2%）(www.xing528.com)

图1-19 60Si2Mn连铸坯低倍结晶组织（等轴晶率34.7%）

图1-20 16CrMnBH连铸坯低倍结晶组织（等轴晶率40.91%，缩孔0.5级）

图1-21 27SiMn连铸坯低倍结晶组织（等轴晶率36.36%）