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电渣锭点状偏析的成因

电渣锭点状偏析的成因

  • 分类:技术知识
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  • 来源:
  • 发布时间:2021-10-30
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【概要描述】在钢锭凝固过程中,枝晶间钢液溶质元素的富集和气孔造成了点状偏析的形成。点状偏析形成机理和两者形成过程为:
1、溶质元素的富集
      电渣重熔正常电流主电路是电极-渣池-金属熔池-钢锭-底板,电流在自感磁场作用下,产生水平方向均匀的向心运动。但电渣重熔往往产生水平分流,即电极-渣池-结晶器底板及电极-渣池-结晶器-钢锭-底板。分流是不恒定的,电流起伏波动,分流方向偏向一侧。分流再产生自感磁场,和主电路磁场迭加形成杂散不均匀的磁场,引起不均匀搅拌,熔池均匀运动遭到破坏。不均匀的搅拌使局部区域柱状晶的生长受到阻碍,生长着的枝晶折断,折断的枝晶在局部堆积,构成一些空隙,而枝晶间富集溶质的液体在搅拌作用下充填空隙或积聚凝固前沿某一区域,会形成点状偏析。
2、气孔
      1)电极在重熔开始时,由于刚进入开始温度不高,熔化速率并不大,当电极进入20分钟后,熔化温度才开始逐渐加大。
      2)随着熔化的不断进行,电极有效截面加大,渣阻变小,电流加大,熔化速率加大,电极插入渣池变深,则使金属熔池成为V字形状。
      3)熔池加热是不均匀的,其强烈的对流也不能把温度拉平,在渣池上部渣池温度低,在电极附近、电极下部、电流通过部分以及电极与金属熔池之间,熔渣加热强烈,渣温高,钢渣冶金化学反应强烈,由此产生溶解在渣池内的气体,因其不能快速在熔池范围内被拉平,所以在电极下部周围区域内的熔渣和钢液内接近达到饱和。
      4)随着重熔温度的不断提高,熔化速率和气泡饱和度也在不断增加,当气体饱和时,溶解在钢液中的气体便以小气泡形式在凝固钢液表面析出。
      5)处在V字形两边的气泡因外部压力较低,容易被排除,而底部的气泡因外部压力的作用而被保留在凝固面上。
      6)随着熔化速率的不断加快,重熔钢锭的周边钢液凝固加快,V字形金属熔池相对加深,此时不断有凝固析出的小气泡扩散到V字形底部小气泡内,使底部气泡半径不断加大。因此在V字形底部形成一个压力相对平衡的大气泡。当重熔钢液不断凝固生成钢锭时,气泡被凝固的钢液不断拉长,形成气孔。
      7)重熔过程中,气体的过饱和度是变化的,因此各个阶段气泡的大小、内部气体的压力是不一致的。所以,虽然形成的气孔内壁市光滑的,但直径并不统一,在钢液逐步凝固时,气孔内壁会形成波纹状。
     8)当重熔进入补缩阶段,熔化速率的降低,V字形金属熔池逐步变浅平,析出的气泡也减少,气孔中的气压降低,被凝固的金属所封闭。

电渣锭点状偏析的成因

【概要描述】在钢锭凝固过程中,枝晶间钢液溶质元素的富集和气孔造成了点状偏析的形成。点状偏析形成机理和两者形成过程为:
1、溶质元素的富集
      电渣重熔正常电流主电路是电极-渣池-金属熔池-钢锭-底板,电流在自感磁场作用下,产生水平方向均匀的向心运动。但电渣重熔往往产生水平分流,即电极-渣池-结晶器底板及电极-渣池-结晶器-钢锭-底板。分流是不恒定的,电流起伏波动,分流方向偏向一侧。分流再产生自感磁场,和主电路磁场迭加形成杂散不均匀的磁场,引起不均匀搅拌,熔池均匀运动遭到破坏。不均匀的搅拌使局部区域柱状晶的生长受到阻碍,生长着的枝晶折断,折断的枝晶在局部堆积,构成一些空隙,而枝晶间富集溶质的液体在搅拌作用下充填空隙或积聚凝固前沿某一区域,会形成点状偏析。
2、气孔
      1)电极在重熔开始时,由于刚进入开始温度不高,熔化速率并不大,当电极进入20分钟后,熔化温度才开始逐渐加大。
      2)随着熔化的不断进行,电极有效截面加大,渣阻变小,电流加大,熔化速率加大,电极插入渣池变深,则使金属熔池成为V字形状。
      3)熔池加热是不均匀的,其强烈的对流也不能把温度拉平,在渣池上部渣池温度低,在电极附近、电极下部、电流通过部分以及电极与金属熔池之间,熔渣加热强烈,渣温高,钢渣冶金化学反应强烈,由此产生溶解在渣池内的气体,因其不能快速在熔池范围内被拉平,所以在电极下部周围区域内的熔渣和钢液内接近达到饱和。
      4)随着重熔温度的不断提高,熔化速率和气泡饱和度也在不断增加,当气体饱和时,溶解在钢液中的气体便以小气泡形式在凝固钢液表面析出。
      5)处在V字形两边的气泡因外部压力较低,容易被排除,而底部的气泡因外部压力的作用而被保留在凝固面上。
      6)随着熔化速率的不断加快,重熔钢锭的周边钢液凝固加快,V字形金属熔池相对加深,此时不断有凝固析出的小气泡扩散到V字形底部小气泡内,使底部气泡半径不断加大。因此在V字形底部形成一个压力相对平衡的大气泡。当重熔钢液不断凝固生成钢锭时,气泡被凝固的钢液不断拉长,形成气孔。
      7)重熔过程中,气体的过饱和度是变化的,因此各个阶段气泡的大小、内部气体的压力是不一致的。所以,虽然形成的气孔内壁市光滑的,但直径并不统一,在钢液逐步凝固时,气孔内壁会形成波纹状。
     8)当重熔进入补缩阶段,熔化速率的降低,V字形金属熔池逐步变浅平,析出的气泡也减少,气孔中的气压降低,被凝固的金属所封闭。

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在钢锭凝固过程中,枝晶间钢液溶质元素的富集和气孔造成了点状偏析的形成。点状偏析形成机理和两者形成过程为:
1、溶质元素的富集
      电渣重熔正常电流主电路是电极-渣池-金属熔池-钢锭-底板,电流在自感磁场作用下,产生水平方向均匀的向心运动。但电渣重熔往往产生水平分流,即电极-渣池-结晶器底板及电极-渣池-结晶器-钢锭-底板。分流是不恒定的,电流起伏波动,分流方向偏向一侧。分流再产生自感磁场,和主电路磁场迭加形成杂散不均匀的磁场,引起不均匀搅拌,熔池均匀运动遭到破坏。不均匀的搅拌使局部区域柱状晶的生长受到阻碍,生长着的枝晶折断,折断的枝晶在局部堆积,构成一些空隙,而枝晶间富集溶质的液体在搅拌作用下充填空隙或积聚凝固前沿某一区域,会形成点状偏析。
2、气孔
      1)电极在重熔开始时,由于刚进入开始温度不高,熔化速率并不大,当电极进入20分钟后,熔化温度才开始逐渐加大。
      2)随着熔化的不断进行,电极有效截面加大,渣阻变小,电流加大,熔化速率加大,电极插入渣池变深,则使金属熔池成为V字形状。
      3)熔池加热是不均匀的,其强烈的对流也不能把温度拉平,在渣池上部渣池温度低,在电极附近、电极下部、电流通过部分以及电极与金属熔池之间,熔渣加热强烈,渣温高,钢渣冶金化学反应强烈,由此产生溶解在渣池内的气体,因其不能快速在熔池范围内被拉平,所以在电极下部周围区域内的熔渣和钢液内接近达到饱和。
      4)随着重熔温度的不断提高,熔化速率和气泡饱和度也在不断增加,当气体饱和时,溶解在钢液中的气体便以小气泡形式在凝固钢液表面析出。
      5)处在V字形两边的气泡因外部压力较低,容易被排除,而底部的气泡因外部压力的作用而被保留在凝固面上。
      6)随着熔化速率的不断加快,重熔钢锭的周边钢液凝固加快,V字形金属熔池相对加深,此时不断有凝固析出的小气泡扩散到V字形底部小气泡内,使底部气泡半径不断加大。因此在V字形底部形成一个压力相对平衡的大气泡。当重熔钢液不断凝固生成钢锭时,气泡被凝固的钢液不断拉长,形成气孔。
      7)重熔过程中,气体的过饱和度是变化的,因此各个阶段气泡的大小、内部气体的压力是不一致的。所以,虽然形成的气孔内壁市光滑的,但直径并不统一,在钢液逐步凝固时,气孔内壁会形成波纹状。
     8)当重熔进入补缩阶段,熔化速率的降低,V字形金属熔池逐步变浅平,析出的气泡也减少,气孔中的气压降低,被凝固的金属所封闭。

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