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1、钢的凝固与浇注考试复习要点冶金102程超1. 连铸机的主体设备：(1)钢包；(2)中间包;(3)结晶器;(4)二次冷却区；(5)拉坯矫直机；(6)切割机.2. 连铸机的机型分类，按外形分为：立式,立弯式，直结晶器多点弯曲，结晶器弧形，弧形，多半径 弧形,水平式；按断面大小和形状分为：板坯，大方坯，小方坯，圆坯,异性坯；按铸坯所承受的钢水静压头分：高头,标准头,低头,超低头3. 弧形连铸机的几个重要参数弧形连铸机规格表示方法为：aRb C式中：a组成1台连铸机的机数，若机数为1时可以省略；R机型为弧形或椭圆形连铸机；b连铸机的圆弧半径，m若椭圆形铸机为多个半径之乘积，也标志可浇铸坯的最大厚度：坯
2、厚=b/ (3036) mmC铸机拉坯辊辊身长度，mm还标志可容纳铸坯的最大宽度：坯宽=C-(150 200) mm 岳例如：(1) 8R8 8 机，弧形连铸机，弧形半径 8 m(2) R6.5/12 1200 1机，椭圆形连铸机，弧形半径为 6.5m和12m辊身长度 为1200mm浇注板坯的最大宽度为 1050mm2R12 2000 2机，弧形连铸机，弧形半径为12m拉坯辊辊身长度为2000mm4. 连铸机的主要设计参数：(1)铸坯断面;(2)拉坯速度(浇注速度);(3) 液相深 度、冶金长度;(4)圆弧半径;(5)连铸机流数的选择5. 中间包钢水流量控制方式，常用的有三种：塞棒式、定径水口
3、式和滑动水口 式。6. 结晶器在线调宽技术：(1) L式宽度调整方法；(2) 丫式宽度调整方法7. 结晶器振动装置的作用：(1) 防止初生坯壳与结晶器壁粘结(2) 避免拉漏坯壳(3) 改善表面质量结晶器的振动装置用于支撑结晶器，并使其上下往复振动以防止坯壳与结晶器粘结而被拉裂，且有利于保护渣在结晶器壁的渗透，保证结晶器充分润滑和顺利脱模。5二匸图10 25垛靑拉斷利粘结消隊过程示盘图1-结品雕注-坯壳i4喷心-呷i8. 结晶器振动的振动方式：1 ）同步振动（云岗式振动）2 ）负滑脱振动（梯速振动）3 ）正弦振动4 ）非正弦振动9. 二次冷却装置的作用：（1）采用直接喷水冷却铸坯，使铸坯加速凝固
4、，能顺利进入拉矫区。（2） 通过夹辊和侧导辊，对带有液心的铸坯起支撑和导向作用，防止并限制铸 坯发生鼓肚、变形和漏钢事故。（3）对引锭杆起导向和支撑作用。（4）对带直结晶器的直弧形连铸机，要完成对铸坯的顶弯作用。10. 连铸工艺对二次冷却装置的要求：（1）在高温铸坯作用下要具有足够的强度和刚度；（2）结构简单，调整方便，能快速处理事故，各段要能整体快速更换。（3）能按要求灵活调节二次冷却区水量，以适应改变浇注断面、钢种、 不同浇注温度和拉速时的工艺要求。11. 结晶器下的第一扇形段有 板式结构和辊式结构两种。12. 二次冷却装置的主要结构形式分为 箱式和房式两大类。13. 二次冷却喷雾方法分为
5、水喷雾冷却及气水喷雾冷却。14. 铸坯切割设备的两种方式：火焰切割、机械剪切15. 连铸坯铸坯结构可区分为三个带： 激冷层：也称为表皮细小等轴晶：厚度一般为25mm浇注温度高时可薄一些；注温低时则厚一些。 柱状晶区：柱状晶发达有时会贯穿铸坯中心形成穿晶结构。从纵断面看， 柱状晶向上倾斜一定角度（如 100），并不完全垂直于铸坯表面，这说明液相穴 内在凝固前沿有向上的液体流动。从横断面看，树枝晶呈竹林状。 中心等轴晶区：树枝晶细小无规则排列，并伴随有疏松缩孔和偏析。16. 中心等轴晶的形核提出的4种学说： 爆发形核理论； 固体质点理论; 成分过冷理论；树枝晶熔断理论。17. 偏析分为显微偏析和宏
6、观偏析两类18. 液体金属凝固时的体积变化包括：液体收缩；凝固收缩；固态收缩19. 过冷度就是钢水的理论结晶温度与实际结晶温度之差。20. 连铸坯的凝固特征：1）连铸坯的凝固过程实质是热量散放、传递的过程，也是强制快速冷却过程。2）铸坯是边下行、边散热、边凝固，因而铸坯形成了很长的液相穴。3）连铸坯的凝固是分阶段完成的。4）已凝固坯壳在连铸机内冷却可以看作是经历形变热处理。21. 铸坯凝固冷却过程分为四个阶段：1）钢液在结晶器中快速冷却，形成薄的坯壳，坯壳与结晶 器壁紧密接触，此时冷却较快，铸坯表面温度明显下降；2）随着凝固壳增厚，铸坯收缩，坯壳与结晶器壁间产生气隙，铸坯冷却速度减慢；3）铸坯
7、从结晶器中拉出，在二冷区受到强烈的喷水冷却，中心逐渐凝固；4）铸坯在空气中较缓慢的冷却，铸坯中心的热量传导给外层使铸坯外层变热，表面温度回升。22. 结晶器中钢水在水平方向的传热有以下过程：（1）钢水向坯壳的对流传热。（2）凝固坯壳中的传导传热。（3）凝固坯壳与结晶器壁传热。（4）结晶器壁传导传热。（5）冷却水与结晶器壁的强制对流传热，热量被通过水缝中高速流动的冷 却水带走。23. 凝固坯壳厚度的确定方法：A、试验测定；B、经验法；C、热平衡法24. 二冷区铸坯向外传热有以下几种形式：（1）铸坯表面辐射25%（2）喷雾水滴蒸发33%（3）喷淋水加热25%（4）辊子与铸坯的接触传导17%25.
8、影响二冷区传热的因素：（1）铸坯表面温度；（2）水流密度；（3）水滴速度；（4）水滴直径；（5）铸坯表面状态。26. 连铸钢水温度过高或过低的危害：A、钢水温度过高的危害（1）出结晶器坯壳薄，容易漏钢。（2）铸坯柱状晶发达，中心偏析、疏松和裂纹等缺陷加重。（3）加剧钢水自身的二次氧化及对钢包包衬、 水口耐火材料的熔损， 从而污染钢水。（4）降低了铸机的生产率。B钢水温度过低的危害（1）容易发生水口堵塞，浇注中断。（2）铸坯表面容易产生结疤、夹渣、裂纹等缺陷。（3）非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。27. 钢中夹杂物有内生夹杂物和外来夹杂物。内生夹杂物主要是脱氧产物；外来 夹杂物包括在浇注过
9、程中钢水的二次氧化产物、 被冲蚀的耐火材料以及卷入的钢 包渣、中间包渣和结晶器浮渣等。内生夹杂颗粒细小是微观夹杂物， 外来夹杂多 数颗粒粗大是宏观夹杂物。28. 中间包覆盖剂主要有以下4种类型：酸性渣；中性渣；碱性渣； 双层渣。29. 二冷强度的控制方案：1) “热行”，也称软冷却。在整个二冷区内铸坯表面温度缓慢下降，铸坯矫直 以前表面温度达到900C以上。冷却强度一般为 0.5-1.01/kg。(2) “冷行”，也称硬冷却。在较大的冷却条件下，整个二冷区铸坯表面维持较低的温度，在650-700 C的范围内矫直，从而避开脆性区。冷却强度一般为 2-2.51/kg。(3) “混行”，冷却强度介于
10、“热行”与“冷行”之间，在二冷区使铸坯表面温度保持在一定水平，出二冷区后铸坯表面温度有所回升， 并使铸坯在脆性温度 区以上的温度进行矫直。30. 二次冷却方式：A、水喷雾冷却；B、气水喷雾冷却；C、干式冷却。31. 气水喷雾冷却：用压缩空气在喷嘴中将水滴进一步雾化， 使喷出水滴直径变 小，速度增大，从而产生强烈的冷却作用。气水喷雾冷却的优点：1)气一水喷嘴的喷孔口径较大，喷嘴堵塞事故的发生率很低，可降低对 水质的要求。(2) 可改变压缩空气和水的压力以及气水比，有效扩大水流量范围。(3) 水的雾化程度高，水滴直径小，冲击力大，冷却效率高。(4) 冷却覆盖面大，铸坯表面冷却均匀。(5) 单位耗水
11、量下降，约为水喷雾冷却的一半左右。32. 二次冷却水的控制方法：A、仪表控制法；B、动态控制法.33. 保护渣的三层结构，即粉渣层、烧结层和液渣层。(或四层，固态渣层，烧 结层，半熔化层，液态渣层)。34. 保护渣的作用：(1) 绝热保温：向结晶器液面加固体保护渣覆盖其表面，由于保护渣的三层结构，钢液通过保护渣的散热量大大降低，从而避免了钢液面的冷凝结壳；2) 隔绝空气、防止钢水二次氧化：保护渣可阻止空气与钢液直接接触，再加上保护渣中碳粉的氧化产物和碳酸盐受热分解的气体，可驱赶弯月面处的空气，有效地避免钢液的二次氧化；3) 净化钢渣界面、吸附钢液中夹杂物：加入的保护渣在钢液面上形成一 层液渣，
12、具有良好的吸附和溶解从钢液中上浮的夹杂物，达到净化钢液的作用；4) 润滑作用：液渣填充于气隙之中，形成液膜，在结晶器壁和坯壳之间 起着良好的润滑作用，防止了铸坯与结晶器的粘结，减少了拉坯阻力；5) 改善凝固传热：由于钢液的凝固收缩，铸坯凝固壳脱离结晶器产生气 隙，使热阻增加，影响铸坯的散热；而保护渣的液渣均匀的充满气隙，减小了气 隙的热阻。35. 保护渣的性能评价参数：(1)熔化温度；(2)熔化速度；(3)粘度；(4) 表面张力。36. 中间包冶金技术：1).长水口 Ar 封; 2).密封盖；3).内衬耐火材 料；4).挡墙和坝；5).过滤器；6) . Ar气吹洗装置；7).覆盖剂；8). 钢
13、包下渣监测系统；9).加热装置；10).塞棒吹氩。37. 夹杂物的碰撞有以下四种方式：(a)布朗碰撞。(b)斯托克斯碰撞。(c)速 度梯度碰撞。(d)湍流碰撞。38. 中间包包底吹氩的作用：（1） .排成列的吹氩孔口垂直于沿包底流动的液流布置，类似于在包底设 置了坝，促使钢液转向上方流动，有利于夹杂物上浮。其作用比坝的效果还强烈。（2）.氩气泡的浮力产生气泡泵现象，促使该局部的湍动能耗散率显著增 大，有利于夹杂物颗粒碰撞长大而排除。（3）.上浮的气泡可以捕获夹杂物颗粒，并携带着它一同上浮，这样就使 微细夹杂物颗粒上浮速度增大到气泡上浮的速度。39. 铸坯洁净度：夹杂物数量、形状、尺寸和分布铸坯
14、表面缺陷：纵裂纹、横裂纹、网状裂纹（星形裂纹）、夹渣、气孔连铸坯内部缺陷：裂纹、中心疏松、缩孔和偏析、非金属夹杂 铸坯形状缺陷：鼓肚和脱方40. 钢中夹杂物四种评价： 金相法； 电解法；（3）硫印法总氧T0法,T0= 0溶 +0夹41. 高附加值产品对洁净度要求：钢中总氧T0要低夹杂物数量少夹杂物尺寸要小夹杂物形态要合适42. 内生夹杂物，主要是脱氧产物，其特点是：0溶T,脱氧产物增加；夹杂物尺寸细小20卩m在钢包精炼搅拌，大部分夹杂物上浮；一般来说，对产品质量不构成大的危害；钢成分和温度变化时有新的夹杂物沉淀（5卩m）。43. 外来夹杂，钢水与环境（空气、包衬、炉渣、水口等）二次氧化产物，其
15、 特点是：夹杂物粒径50卩m 甚至几百卩m组成复杂；来源广泛；偶然性分布；对产品性能危害最大。44. 中间包的作用：（1）加中间包覆盖剂防止钢水二次氧化和吸气；（2）加不同控流装置改善钢水流动状态，防止卷渣，促进夹杂物上浮；（3）加合金微调钢水成分；（4）通过中间包喂线处理控制夹杂物形态；（5）通过等离子加热和感应加 热精确控制钢水过热度。45. 电磁搅拌减少柱状晶的机理：（1）.加强凝固前沿固-液热交换，消除凝固前沿液相的剩余过热度.（2）.柱状晶先端被重新融化（3）.运动的钢液将柱状晶树枝打断（4）.断下的树枝作为等轴晶形核的核心.46. 电磁搅拌的效果：（1）.电磁搅拌技术可以降低温度梯
16、度，降低柱状晶所需的长大过冷条件.（2）.使柱状晶端部打断，碎片为发展等轴晶核心，可以达到细化晶粒，消除偏析，防缩孔,改善铸培内部质量.(3) .促进气体和夹杂物的上浮，使处于表面区域的夹渣和气泡被清洗 ，改善铸培 表面质量.47. 在连铸过程中，如何防止“很干净”的钢水被再次污染？(1) 保护浇注：保护方法有中包密封充 Ar;钢包中间包长水口； N = 1.5ppm甚至为零 中间包一结晶器浸入式水口(2) 中间包控流装置：利用挡墙+坝，多孔挡墙，阻流器等改变钢水在 中间包流动路径和方向，促进夹杂物上浮。(3) 加中间包覆盖剂：主要是双层渣覆盖剂，上层是碳化稻壳，下层是 碱性渣，上层可以保温，下层可以吸附夹杂物。(4) 碱性包衬：生产洁净钢应用碱性包衬。对低碳 AI-K钢，中间包衬用 Mg-CaM( AI2QT0)，包衬反应层AbO可达21%，能有效吸附夹杂物。(5) 钢中微细夹杂物去除：采用中间包控流技术去除大颗粒夹杂，采用 中间包钙质过滤器和中间包电磁旋转去除小颗粒夹杂。(6) 防止乳化卷渣：控制结晶器流场使液面波动小，进行液面控制(7) 防止Ar气泡吸附夹杂物：采用浸入式水口吹 Ar防止水口堵塞(8) 结晶器钢水流动控制：采用电磁制动控制。