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近幾年來(lái)，我國(guó)已建成的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線圍繞著全流程的生產(chǎn)工藝穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、冷軋基板性能控制和充分發(fā)揮流程潛能實(shí)現(xiàn)高效化生產(chǎn)等方面展開(kāi)；另一方面，陸續(xù)建成投產(chǎn)的生產(chǎn)線迅速達(dá)產(chǎn)、增效，我國(guó)薄板坯連鑄連軋領(lǐng)域不斷創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄。本文通過(guò)系統(tǒng)分析比較薄板坯連鑄產(chǎn)品組織、化合物析出、產(chǎn)品的適應(yīng)性等方面的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了探討。

薄板坯連鑄連軋的特點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)化，設(shè)備減少，生產(chǎn)線縮短；生產(chǎn)周期短；占地面積小；金屬收得率高，能耗低；板坯鑄態(tài)組織致密；鑄坯表面質(zhì)量較差，產(chǎn)品檔次不高(以中低檔產(chǎn)品為主)；生產(chǎn)節(jié)奏不易匹配，靈活性相對(duì)較差。
結(jié)合多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，筆者通過(guò)分析比較薄板坯連鑄產(chǎn)品組織、化合物析出、產(chǎn)品的適應(yīng)性等方面的優(yōu)缺點(diǎn)，探討薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)技術(shù)。
l    鑄坯組織及其細(xì)化技術(shù)
    相比與傳統(tǒng)工藝，薄板坯連鑄連軋工藝具有不同的熱歷史及組織轉(zhuǎn)變特征。一方面，薄板坯在結(jié)晶器內(nèi)的冷卻強(qiáng)度遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的板坯，其二次和三次枝晶更短。薄板坯原始的鑄態(tài)組織晶粒比傳統(tǒng)板坯更細(xì)、更均勻。在傳統(tǒng)厚板坯的情況下，鑄坯的最大晶粒尺寸約為2000—3000 ；在薄板坯的情況下，鑄坯的最大晶粒尺寸約為1000 。同時(shí)，由于冷卻強(qiáng)度大，薄板坯的微觀偏析也可得到較大的改善，分布也更均勻。

   另一方面，直接軋制工藝取消了 →a相變溫度區(qū)的中間冷卻，熱軋變形是在粗大的奧氏體組織上直接進(jìn)行。而傳統(tǒng)的冷裝工藝，通過(guò)中間冷卻的 →a→  相變過(guò)程，形成大大細(xì)化的新的奧氏體組織。而對(duì)于50~70mm的薄板坯而言，軋制過(guò)程中的總變形量較小，難以把粗大的奧氏體組織轉(zhuǎn)變成細(xì)小的成品組織，因此要提高薄板坯連鑄連軋的性能質(zhì)量有一定的困難。而且如果控制不好，原始奧氏體只發(fā)生部分再結(jié)晶，就會(huì)形成所謂混晶現(xiàn)象，惡化產(chǎn)品的綜合性能。因此從奧氏體晶粒再結(jié)晶細(xì)化的角度出發(fā)，為緩解上述矛盾，適當(dāng)增加薄板坯的厚度是有益的。
   2 夾雜物和析出物
   與傳統(tǒng)連鑄相比，薄板坯連鑄的澆鑄速度較高，鋼水凝固速度增大。快速凝固導(dǎo)致鋼中合金元素在固溶狀態(tài)就被凍結(jié)，可達(dá)到最大的固溶量，有利于形成細(xì)小的夾雜物和析出物。冷卻速度越快，夾雜物和析出物的尺寸就越細(xì)小。
  軋制溫度也有影響。軋制前鑄坯的溫度較高可避免固溶在鋼中的合金元素過(guò)早析出，增大析出強(qiáng)化效果。從形態(tài)上看，薄板坯中的細(xì)小夾雜物多為球形，在軋制過(guò)程中不易變形，有利于改善最終制品的各向異性。
   研究結(jié)果證實(shí)，在采用VN微合金化的軋制前的薄板坯中，可析出細(xì)小彌散的VN，絕大多數(shù)為小于10nm的粒子。這種細(xì)小的VN顆粒，在再結(jié)晶控制中可有效釘扎奧氏體晶界，阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大，同時(shí)還可增加相變后鐵素體的形核密度，使最終制品的晶粒尺寸達(dá)到3.4~4.5 m，平均為3.96m。
   薄板坯中細(xì)小分散的夾雜物和析出物的存在對(duì)最終產(chǎn)品的性能有較大影響，既有利也有弊：對(duì)高強(qiáng)度鋼的生產(chǎn)是有利的，但對(duì)軟鋼和深沖鋼的生產(chǎn)是不利的。因此開(kāi)發(fā)新品種時(shí)必須根據(jù)品種的不同特點(diǎn)予以充分的注意。
   3 冷卻強(qiáng)度
由于鑄坯在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)結(jié)晶器的比表面積要比常規(guī)的厚板坯大，為了保證鑄坯出結(jié)晶器之前有足夠厚的坯殼，結(jié)晶器需要較大的熱流密度，即較強(qiáng)的冷卻能力。對(duì)于連鑄包晶鋼，存在 → 的包晶轉(zhuǎn)變，體積收縮大、熱裂紋傾向增大。由于薄板坯連鑄機(jī)冷卻強(qiáng)度大，且采用漏斗型結(jié)晶器，增加坯殼的阻力，對(duì)包晶鋼的生產(chǎn)不利。
   二冷水的冷卻強(qiáng)度，從鑄坯凝固過(guò)程中降低偏析與疏松程度出發(fā)，冷卻要快一些，但從保證鑄坯在連鑄階段不出現(xiàn) →a相變，又要求鑄坯在進(jìn)入加熱爐以前具有足夠高的溫度，特別是針對(duì)像集裝箱板那樣具有強(qiáng)烈“邊裂”傾向的鋼種，更要求邊部的溫度要高。
  4 鑄坯質(zhì)量
  薄板坯連鑄連軋具有凝固組織致密、中心疏松小、中心偏析輕微、柱狀晶細(xì)小及二次枝晶臂間距小、頭尾溫差小等特點(diǎn)，所以從理論上分析，薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)薄規(guī)格的熱帶具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。但薄板坯連鑄連軋也存在鑄坯表面質(zhì)量不高、產(chǎn)品覆蓋范圍較小的特有的一些痼疾。
   4.1 表面質(zhì)量
  對(duì)薄板坯連鑄連軋而言，表面質(zhì)量是影響其產(chǎn)品質(zhì)量檔次的主要原因之一。在生產(chǎn)中常見(jiàn)的缺陷有表面夾渣、表面縱向裂紋等。
  對(duì)于薄板坯而言，由于鑄坯厚度薄，寬厚比大，鑄坯表面積大，需用的保護(hù)渣量大，如果保護(hù)渣選用不當(dāng)，熔點(diǎn)高的保護(hù)渣來(lái)不及熔化，可能導(dǎo)致夾渣；結(jié)晶器開(kāi)口度小，固態(tài)保護(hù)渣熔化的空間小，增大了液面紊流，易于把保護(hù)渣卷入鋼液。
薄板坯的縱裂紋一方面與凝固坯殼表面受到的各種應(yīng)力有關(guān)，如初始坯殼在結(jié)晶器內(nèi)受到溫差引起的熱應(yīng)力、鋼水的靜壓力、靜壓力與凝固坯殼收縮應(yīng)力產(chǎn)生的動(dòng)摩擦力及液面波動(dòng)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，以及連鑄過(guò)程的拉應(yīng)力。
  另一方面，薄板坯縱裂紋的形成與鑄坯凝固組織有關(guān)。在薄板坯連鑄過(guò)程中，通常在鑄坯皮下2~3 mm處，由于凝固速度快，雜質(zhì)元素來(lái)不及析出便發(fā)生凝固，而當(dāng)凝固前沿推進(jìn)到柱狀晶區(qū)域時(shí)，出現(xiàn)雜質(zhì)元素的富集析出，使該區(qū)域的熔點(diǎn)降低從而形成低塑性區(qū)，在極小的外力作用下也會(huì)成為裂紋源進(jìn)而發(fā)展為皮下裂紋，皮下裂紋延伸到鑄坯表面形成細(xì)小的縱裂紋缺陷。縱裂紋開(kāi)始于樹(shù)枝晶，結(jié)束于柱狀晶與樹(shù)枝晶之間，沿樹(shù)枝晶生長(zhǎng)方向出現(xiàn)
擴(kuò)展 。
   薄板坯的氧化鐵皮在板坯表面很薄并且很粘，氧化鐵皮很難去除，因而用薄板坯生產(chǎn)熱帶的表面質(zhì)量一直是個(gè)比較大的問(wèn)題。
   4.2 產(chǎn)品范圍
   薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線雖然可以覆蓋大多數(shù)的熱軋帶鋼的品種范圍，但是一些高性能要求和高附加值的品種還不能生產(chǎn)。薄板坯連鑄連軋可以較好地控制軋制過(guò)程中氮化鋁的析出，這對(duì)生產(chǎn)深沖板是有利的；但是薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)的薄板表面質(zhì)量較差，這對(duì)生產(chǎn)深沖板則是不利的。
  5 結(jié)論
   生產(chǎn)實(shí)踐證明，鑄坯變薄，雖然可以減少軋制的道次，但整條生產(chǎn)線的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量都受到限制。因此在利用薄板坯連鑄連軋開(kāi)發(fā)新品種時(shí)，不能完全照搬傳統(tǒng)的連鑄工藝技術(shù)，必須深入研究薄板坯連鑄工藝的冶金特征，并根據(jù)其特點(diǎn)采取有針對(duì)性的技術(shù)措施，方可生產(chǎn)出適合其工藝特點(diǎn)、滿足不同使用要求的新產(chǎn)品。