近几年来，我国已建成的薄板坯连铸连轧生产线围绕着全流程的生产工艺稳定、产品质量稳定、新产品开发、冷轧基板性能控制和充分发挥流程潜能实现高效化生产等方面展开；另一方面，陆续建成投产的生产线迅速达产、增效，我国薄板坯连铸连轧领域不断创造新的世界纪录。本文通过系统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，对薄板坯连铸连轧生产技术进行了探讨。

薄板坯连铸连轧的特点：工艺简化，设备减少，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，灵活性相对较差。

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、更均匀。在传统厚板坯的情况下，铸坯的最大晶粒尺寸约为2000—3000 ；在薄板坯的情况下，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，分布也更均匀。

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。而且如果控制不好，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出发，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。

研究结果证实，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，在再结晶控制中可有效钉扎奥氏体晶界，阻止奥氏体晶粒长大，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3.4~4.5 m，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须根据品种的不同特点予以充分的注意。

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出发，冷却要快一些，但从保证铸坯在连铸阶段不出现 →a相变，又要求铸坯在进入加热炉以前具有足够高的温度，特别是针对像集装箱板那样具有强烈“边裂”倾向的钢种，更要求边部的温度要高。

4 铸坯质量

薄板坯连铸连轧具有凝固组织致密、中心疏松小、中心偏析轻微、柱状晶细小及二次枝晶臂间距小、头尾温差小等特点，所以从理论上分析，薄板坯连铸连轧生产薄规格的热带具有独特的优势。但薄板坯连铸连轧也存在铸坯表面质量不高、产品覆盖范围较小的特有的一些痼疾。

4.1 表面质量

对薄板坯连铸连轧而言，表面质量是影响其产品质量档次的主要原因之一。在生产中常见的缺陷有表面夹渣、表面纵向裂纹等。

对于薄板坯而言，由于铸坯厚度薄，宽厚比大，铸坯表面积大，需用的保护渣量大，如果保护渣选用不当，熔点高的保护渣来不及熔化，可能导致夹渣；结晶器开口度小，固态保护渣熔化的空间小，增大了液面紊流，易于把保护渣卷入钢液。

薄板坯的纵裂纹一方面与凝固坯壳表面受到的各种应力有关，如初始坯壳在结晶器内受到温差引起的热应力、钢水的静压力、静压力与凝固坯壳收缩应力产生的动摩擦力及液面波动产生的弯曲应力，以及连铸过程的拉应力。

另一方面，薄板坯纵裂纹的形成与铸坯凝固组织有关。在薄板坯连铸过程中，通常在铸坯皮下2~3 mm处，由于凝固速度快，杂质元素来不及析出便发生凝固，而当凝固前沿推进到柱状晶区域时，出现杂质元素的富集析出，使该区域的熔点降低从而形成低塑性区，在极小的外力作用下也会成为裂纹源进而发展为皮下裂纹，皮下裂纹延伸到铸坯表面形成细小的纵裂纹缺陷。纵裂纹开始于树枝晶，结束于柱状晶与树枝晶之间，沿树枝晶生长方向出现

扩展 。

薄板坯的氧化铁皮在板坯表面很薄并且很粘，氧化铁皮很难去除，因而用薄板坯生产热带的表面质量一直是个比较大的问题。

4.2 产品范围

薄板坯连铸连轧生产线虽然可以覆盖大多数的热轧带钢的品种范围，但是一些高性能要求和高附加值的品种还不能生产。薄板坯连铸连轧可以较好地控制轧制过程中氮化铝的析出，这对生产深冲板是有利的；但是薄板坯连铸连轧生产的薄板表面质量较差，这对生产深冲板则是不利的。

5 结论

生产实践证明，铸坯变薄，虽然可以减少轧制的道次，但整条生产线的产量和产品质量都受到限制。因此在利用薄板坯连铸连轧开发新品种时，不能完全照搬传统的连铸工艺技术，必须深入研究薄板坯连铸工艺的冶金特征，并根据其特点采取有针对性的技术措施，方可生产出适合其工艺特点、满足不同使用要求的新产品。

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