不锈钢钢锭：浇铸方法、形状与尺寸的全面解析
wujiai
|不锈钢锭的铸造方法
铸锭有上铸和下铸之分，上铸锭一般内部组织较好，夹杂物较少，操作成本较低；下铸锭表面质量好，但由于要经过中心浇注管及汤槽，使钢中夹杂物较多。
钢锭的尺寸取决于许多因素，例如炼钢炉的容量、初轧机的下料能力、钢材的尺寸以及钢种的特性等。用于生产棒材和型材的钢锭，其断面一般为正方形（称方锭）；用于生产板材的钢锭，其断面一般为矩形（称扁锭）；用于生产锻材的钢锭，其断面有方形、圆形和多边形等。
钢水进入钢包后，需静置一段时间，以便钢中混入的炉渣或其他杂质上浮，在出钢时除去，同时也起到调节浇铸温度的作用。
浇铸温度浇铸温度应严格控制，浇铸温度过低，钢水进入铸型后表面立即凝固，造成钢锭表面缺陷，甚至钢水在钢包内就开始凝固，造成金属损失或整炉钢报废；浇铸温度过高，会延缓钢锭表面层的形成时间，导致钢锭产生热裂纹。对于**钢，浇铸温度一般控制在高于此钢的熔点温度40～60℃。为保证整桶钢水温度均匀，可向钢包内吹氩气，以搅拌钢水。
浇注速度 下浇法一般要求有适当的浇注速度，以保证铸型内钢水平稳上升，调节浇注温度。浇注温度过高时，要用慢浇，过低时，要用快浇。上浇法则要求控制浇注速度，以减少飞溅。
铸造时大气中的氧气会进入不锈钢锭内，造成钢水的二次氧化，降低钢的质量。铸造优质钢时需用惰性气体氩气保护与空气接触的钢流，用合成固体渣粉保护结晶器内上升的钢水液面。
**由于锭体凝固产生的体积收缩需要由帽头内的钢水来补充，因此可以适当延长帽头的浇铸时间，一般帽头的浇铸速度为锭体的2倍左右。
钢锭缺陷
不锈钢锭铸造过程中，由于操作不当或压射速度、浇铸温度控制不当，铸锭会出现各种缺陷。常见的缺陷有：锭表面结疤、重皮及纵、横裂纹，残余缩孔、皮下气泡、内部疏松、偏析，耐火材料引起的夹杂，钢中混入的炉渣、粉尘等。这些缺陷可大大降低钢锭的成坯率，甚至使整锭报废。
钢锭的分类
日本钢锭 1）未清洗钢材
钢锭只经过最基本的（最低限度的）脱氧处理，不锈钢锭凝固时不锈钢钢锭，在锭模周围和底部形成接近纯铁的金属层，而碳、硫、磷则在中心缩孔附近发生偏转。金属中的氧会生成一氧化碳，滚入金属内形成气孔，但在热轧过程中气孔就会消失。不净化钢的最大优点是能得到几乎没有缺陷的钢材表面---因为表面几乎是纯铁。大多数不净化钢的含碳量为含碳量低于0.1%的低碳钢。
钢锭2）帽钢（带帽钢）
液中的氧使钢锭收缩中心附近的挠度比不洁净钢小，表面美观，内部化学成分均匀，力学性能优于不洁净钢。
钢锭3）全洁净钢
凝固前将液体中的氧彻底除去并限制在最低限度，避免不洁钢的边缘效应。脱氧处理是在钢水中添加铁硅合金，使钢水中的氧生成炉渣，以获得均匀的金属液。
4）半纯净钢锭
半洁净钢介于不洁净钢和全洁净钢之间，在钢水中加入少量的铁、硅或铝作为脱氧剂，加入量刚好足以消除不洁净钢的边缘效应，使氧充分分解。
钢锭5）真空脱氧钢（真空脱气钢）
通过真空处理，不需要添加任何脱氧元素，钢水就能获得充分的脱氧效果，钢中也不会产生任何非金属中间体。处理过程是先提高钢中的碳含量，然后将钢水真空浇铸。此时碳和氧会反应生成一氧化碳，钢水中的碳和氧会逐渐降至规定的水平。由于过程中不添加会生成固体氧化物的脱氧元素，因此钢水非常洁净。
钢锭按铸造前的氧含量分类
由于铸造前钢水中氧含量的不同，钢锭分为水钢、沸腾钢和半硬钢三种基本类型。
锭**钢
又称全脱氧钢，是凝固时钢水中含氧量较低的钢，不会与钢中的碳发生反应，形成一氧化碳气泡。钢水在浇铸前必须充分脱氧(如用硅、铝脱氧，钢中硅含量约0.3%，铝含量(0.02-0.06%))。**钢锭有缩孔，必须用带有保温帽的锭模浇铸，经轧制、切割后，锭出坯率为85-89%。对于成分均匀，组织致密的钢，采用这种钢锭。**钢采用上大下小保温帽的模具。近年来，为提高出坯率，已广泛使用加热保温帽、隔热板保温帽。
钢锭沸腾钢
钢水含氧量较高（0.02-0.04%），在锭模内发生强烈的碳氧反应，产生一氧化碳气泡，使钢水在锭模内沸腾，故而得名。此类钢一凝固，气泡即形成并上浮。钢锭表面凝固成含较纯铁的壳层，当表面层达到要求的厚度时，在钢锭顶部加盖板，使顶部凝固，不让气泡继续逸出；也可在顶部加硅铁、铝等脱氧剂，进行化学封盖；也有用瓶口锭模封盖的。另一种方法是在钢水凝固成表面层后，再向整个钢液加铝脱氧，这种钢锭叫外沸内滞钢。沸腾钢一般采用上小下大的瓶口铸模。 沸腾钢锭的成坯率高达90-92％，主要用于低碳钢。
半钢锭
介于钢水与沸腾钢之间的一种钢种。该种钢种内部含气量较少，组织接近于沸腾钢。半硬钢在浇铸初期不产生气泡，在顶部自然凝固封顶时（可用瓶口模促使封顶），由于钢水中碳、氧的富集和温度的降低，在不锈钢锭顶部产生少量的一氧化碳气泡，充满整个钢水的凝固收缩空间。因此，可获得与沸腾钢相似的钢锭出坯率。半硬钢主要用于含碳量中等、质量中等的结构钢。所用的浇铸模具一般为上小下大的敞开式。
铸造工序结束后，钢锭必须等内部完全凝固后才能脱模。对于对裂纹敏感性较高的合金钢锭，应在热态（>900℃）下放入缓冷坑内缓慢冷却，或热送至轧钢车间的均热炉或加热炉中，温度不低于750℃。