鼓肚與菱變是連鑄的板坯和小方坯常見的形狀缺陷。鼓肚指鑄坯在凝固過程中，在鋼水靜壓力作用下，凝固殼上產生的向外鼓脹成凸面的現象。菱變俗稱脫方，指方坯橫斷面的兩條對角線長度不相等，也就是一對角小於90°，另一對角大於90°。通常發生在小方坯和矩形坯上。
基本介紹
- 中文名：鼓肚與菱變
- 外文名：bluging and rhomboidity
- 定義：板坯和小方坯常見的形狀缺陷
- 學科：冶金工程
- 領域：連鑄工藝
- 預防方法：保持連鑄機有合適的輥間距等
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鼓肚
現象原理
鼓肚指鑄坯在凝固過程中，在鋼水靜壓力作用下，凝固殼上產生的向外鼓脹成凸面的現象。對板坯來說，寬面為凸面，寬面中央的厚度與邊緣厚度之差為鼓肚量，以此來衡量鼓肚程度。鼓肚後會增加拉坯阻力，嚴重時從鑄機內拉不出鑄坯，使生產被迫中斷，也容易損壞設備。鼓肚的鑄坯，中心偏析加重，並形成中心一字形裂紋。
預防方法
為防止鼓肚，應注意：(1)保持連鑄機有合適的輥間距，鼓肚量與輥間距的4次方成正比，輥間距越大越容易發生鼓肚;(2)輥子要保證良好的剛性防止變形，可採用多節輥;(3)要有足夠的二冷強度(見連鑄二次冷卻)以增加凝固殼厚度;(4)輥子開口度對中要好。板坯最易發生鼓肚，在大方坯和小方坯上也時有發生。
菱變
俗稱脫方，指方坯橫斷面的兩條對角線長度不相等，也就是一對角小於90°，另一對角大於90°。通常發生在小方坯和矩形坯上。一般用對角線長度表示菱變的大小，或用菱變率R=d1-d2/0.5(d1+d2)×100%，(d1、d2分別為對角線長度)表示。
產生原因
鑄坯脫方是由較複雜的多種因素綜合作用的結果。首先，鋼流進入結晶器後，在銅壁的強烈冷卻下迅速形成初生坯殼，坯殼在繼續凝固增厚的同時，產生冷卻收縮，坯殼與結晶器壁之間出現了空隙，隨著鑄坯往下移動，在逐漸增加的鋼液靜壓力作用下。
部分坯殼會向外臌出，再次與結晶器壁接觸，但角部卻因剛性大仍能保持空隙，致使坯殼與銅壁之間的熱傳導出現不均勻變化，坯殼的厚度在橫斷面上呈不均勻分布，角部的凝殼往往較薄;其次，為了適應鑄坯的凝固收縮，結晶器通常設計成帶有一定的倒錐度，在澆注過程中結晶器會磨損，失去倒錐度，從而使坯殼在橫斷面上的厚度分布更不均勻;
第三，澆注過程中，結晶器銅壁在鋼液面下靠近彎月面處有一個高溫區，該區的熱通量最大，冷卻水在該區域常會發生陣發性間歇沸騰，使該區的銅壁溫度出現周期性變化，當間歇沸騰出現在兩個相鄰面時，結晶器銅壁產生的熱變形量最大，影響坯殼成形形狀。上述這些因素的綜合作用就會使坯殼在結晶器內產生變形，並在二次冷卻區發展、擴大，形成鑄坯菱形變形。由於間歇沸騰的出現是無規律的，因此鑄坯脫方的方位也會隨著間歇沸騰在不同鄰面上的出現而交替變化。此外，鋼液澆注溫度過高，過熱度大，拉坯速度過高，冷卻水水質差等也都是引起鑄坯脫方增大的重要因素。
危害處理方法
出現脫方的鑄坯，在其橫向低倍試片的鈍角部經常伴隨有對角線內裂紋(見連鑄坯裂紋)，嚴重時裂紋會貫穿至表面形成角部縱裂紋;當脫方與臌肚同時發生時常會引起漏鋼事故。
為了防止鑄坯出現脫方，可以在結晶器出口下面或二次冷卻上部坯殼較薄的區域採用調整得準確的足輥或夾輥加以矯正，也可在結晶器下採用冷卻板(即多級結晶器)以控制脫方在較小的範圍;調換磨損的結晶器可防止脫方產生;嚴格控制結晶器水縫的安裝尺寸，保持結晶器冷卻水的流速不小於8m/s，適當控制鋼液的過熱度及拉坯速度，保持二次冷卻噴嘴暢通，水量均勻等都有利於消除鑄坯脫方或減輕脫方的程度。
