连铸复习大纲.doc

连铸知识复习大纲1、弧形连铸机由哪几部分组成：钢包回转台、中间包及中间包车、结晶器及振动装置、二冷区、引锭存放装置、拉矫机、铸坯切割、辊道冷床。2、引绽头送入结晶器后，先定位，然后再用石棉绳填塞引定头周边与结晶器内壁间的空隙，再铺上一层清洁废钢。3、钢水在中间包内停留时，使非金属夹杂物有机会上浮，钢水在中间包最佳停留时间为8-10min。4、中间包的容积一般为大包容积的20%-40%，中间包钢水液面深度为600-800。5、中间包水口流量的控制由：定径水口控制、塞棒控制、滑动水口控制三种。6、中间包钢水注入结晶器有两种方式：一是敞开浇注，二是保护浇注。7、浸入式水口主要是保护钢流，防止钢水二次氧化，促进非金属夹杂物在结晶器内上浮。8、中间包有储存钢水、减低钢水静压力、分流和净化钢水的作用。是钢水进入结晶器的最后一个重要冶金反应器。9、影响拉速的主要因素有：钢种、中间包容量、中间包液面深度、铸坯断面、冶金长度、结晶器出口坯壳厚度和浇注温度等。10、钢的清洁度:主要是指钢中气体含量和非金属夹杂物的数量、尺寸、分布和形态。11、内生夹杂物:内在夹杂物主要是脱氧元素于溶解在钢液中O的反应产物，内生夹杂物一般叫显微夹杂，它的特点是颗粒直径小，数量多。12、结晶器的主要功能是什么？答： （1）高效的传热器。（2）钢水凝固成型器。（3）钢水净化器。（4）铸坯表面质量控制器。13、中间包覆盖渣的功能是什么？答： （1）绝热保温、防止散热。（2）吸收上浮的夹杂物，如AL2O3、钙铝酸盐等。（3）杜绝二次氧化，防止空气中02、N2进入钢水。14、造成钢水的结瘤、堵塞有哪二种情况？答：一种是由于钢水温度低，冷钢堵住水口，这时可用氧气烧水口。另一种：由于脱氧产物或空气二次氧化产物生成AL2O3等高熔点的化合物附积在水口内壁上，随着浇注的进行AL2O3富集物越积越多，最后将水口孔堵死。15、二冷区的作用是什么？答： （1）通过喷水冷却，加速铸坯凝固。（2）对液芯铸坯有支撑和向导作用。（3）对引锭杆有支撑和向导作用。16、什么是拉坯速度和浇注速度？答：拉坯速度（简称拉速），单位是m/min。浇注速度（简称注速），单位是kg/min。这两者是不同角度来表示连铸机的生产能力。拉速表示的是铸坯在连铸机里前进的速度，注速是表示单位时间通过连铸机的钢水重量。17、连铸钢水的浇注温度是如何确定的？答：连铸钢水的浇注温度，一般是指中间包内的钢水温度。为简便起见，通常以中间包内钢水的过热度来量度。中间包内钢水的适宜过热度要准确的出钢温度和稳定的过程温降来保证。即：t浇注=t出钢-t过程-tL（12-7）式中t浇注连铸时所期望的中间包内钢水的适宜过热度；t出钢炼钢炉内钢水的出钢温度；t过程从出钢到开始浇注的过程温降；tL钢的液相线温度，因钢种而异。18、连铸钢水温度控制原则是什么？答：连铸钢水温度控制原则是控制中间罐温度在目标温度范围之内。但连铸实际生产中温度影响因素很多，因而钢液往往偏离目标范围，所以要加以调整才能达到要求。一般连铸钢水温度控制应注意以下几点：首先是尽可能稳定炼钢操作，稳定钢水温度，稳定钢水温度，提高出钢温度的命中率；其次，尽可能减少钢水传递过程温降，第三加强生产调度和钢包周转，充分发挥精练设施的调节作用。19、连铸钢水成分控制应注意哪些问题？答：钢水成分的控制首先应满足钢种规格的要求。但符合钢种规格要求的钢水不一定完全适合连铸工艺的要求。连铸钢水成分控制应该即满足钢种规格的要求又适合连铸工艺的要求;因此，应该严格控制连铸钢水成分，并注意以下几个问题：（1）成分稳定性：为保证多炉连浇时工艺操作稳定性和铸坯质量均匀性，必须要求把各炉钢水成分控制在较窄的范围内，来保证各炉钢水成分的相对稳定。（2）钢水可浇性：中间包水口直径小，浇注时间长，必须保证钢水具有良好的流动性，不堵塞、冻结水口。（3）抗裂纹敏感性：由于铸坯在连铸机内边运动边凝固，受外力作用和冷却水的强制冷却，坯壳容易产生裂纹，因此对钢的高温力学性能有强烈降低作用的元素，如硫（S）、磷（P）、应加以限制，以提高铸坯抗裂纹的能力。（4）钢水纯净度：应尽可能减少钢水在浇注过程中的再污染，减少或杜绝杂物的来源，提高产品质量。20、连铸钢水常规成分控制要求是什么？答：浇注过程中对钢水常规元素的控制要求是：碳（C）：是对钢的性能影响最大的基本元素。若多炉浇注时，各炉之间钢水中碳含量差别要求小于0.02%。钢中C=0.12%0.17%，连铸坯易产生纵裂纹、角裂、甚至造成漏钢事故。为了减少这类钢对裂纹的敏感性，通常在保证机械性能的前提下，把钢的含碳量控制在0.16%0.22%范围内，而把锰（Mn）含量提高到0.7%0.8%。硅（Si）、锰（Mn）含量控制：硅锰含量既影响钢的机械性能，又影响钢水的可浇性。首先要求把钢中硅、锰含量控制在较窄的范围内（波动值Si0.05%，Mn0.10%），以保证连浇炉次铸坯中硅、锰含量的稳定。其次要求适当增加Mn/Si比，以改善钢水的流动性。S、P含量要严格控制，低于规定的最低含量。残余元素的含量：残余元素的影响应给予充分考虑，控制其含量，使其对铸坯质量不造成影响。21、钢液纯净度控制的内容是什么？答：纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量、形态和分布。要根据钢种和产品质量，把钢中夹杂物降低到所要求的水平，应从以下五方面着手：（1）尽可能降低钢中O含量；（2）防止钢水与空气作用；（3）减少钢水与耐火材料的相互作用；（4）减少渣子卷入钢水内；（5）改善流动促进钢水中夹杂物上浮。22、钢液纯净度控制都有哪些手段？答：从工艺操作上，应采取以下措施：（1）无渣出钢：转炉采用挡渣球，防止钢渣大量流到钢包。（2）钢包精练：根据钢种选择合适的精练方法，以均匀温度、微调成分、降低氧含量、去除气体夹杂物等。（3）无氧化浇注：钢水经钢包处理后，钢中总氧含量可由13010-6下降到2010-6以下。如钢包中间包注流不保护或保护不良，则中间包钢水中总氧量又上升到6010010-6范围，恢复到炉外精练前的水平，使炉外精练前功尽弃。（4）中间包冶金：中间包采用大容量，加挡墙和坝等是促进夹杂物上浮的有效措施。如6t中间包，板坯夹杂废品率12%，夹杂物为0.82个/m2；12t中间包+挡墙，板坯夹杂废品率为0，夹杂物为0.04个/m2（5）侵入式水口+保护渣：保护渣应能充分吸收夹杂物，侵入式水口材料、水口形状和插入深度有利于夹杂物上浮分离。23、钢液二次氧化又什么特点？答：在钢液浇注过程中，从钢包中间包结晶器过程中，钢水要发生二次氧化，其氧源为：（1）注流与空气接触的直接氧化；（2）注流卷入空气与中间包、结晶器内钢液的相互作用；（3）包衬耐火材料与钢水的相互作用；（4）机械卷入钢液的悬浮渣滴与钢水的相互作用。钢液浇注过程中防止二次氧化就是切断氧源。24、防止钢液二次氧化应注意哪些方面？答：能否防止钢包注流和中间包注流的二次氧化，关键在于注流周围气氛中的氧含量。一般情况下，注流周围气氛中氧含量小于1%就可以取得较好的防止钢液二次氧化的效果。对于低碳铝镇静钢和含钛钢，注流周围气氛中氧含量应控制在0.2%0.4%的水平，才能取得较好的防止钢液二次氧化的效果。连铸过程注流保护包括四个方面：（1）钢水包至中间包注流的保护；（2）中间包注流保护；（3）中间包至结晶器注流保护；（4）结晶器液面保护。25、结晶器锥度是如何计算的？答：方坯结晶器锥度计算：=(S1-S2)/S1L100%式中 结晶器锥度，%/m； S1结晶器上口断面积，mm2； S2结晶器下口断面积，mm2； L结晶器长度，m。板坯结晶器是由两块宽铜板和两块窄铜板组合而成，由于厚度方向的收缩比宽度方向收缩小的多，同时便于安装找正，通常把结晶器宽面做成平行的，此时锥度可按对应边长计算：=(L1-L2)/L1L100%式中 L1结晶器上口边长，mm； L2结晶器下口边长，mm；根据经验，小方坯管式结晶器锥度为0.4%0.8%/m；对板坯结晶器，一般使宽面相互平行，而窄面有0.9%1%/m的锥度。26、连铸对结晶器的基本要求是什么？答：钢水在结晶器中的凝固行为对铸坯表面质量和铸机的正常生产有重大影响。故对结晶器有如下要求：（1）为使钢水迅速凝固，结晶器壁应有良好的导热性和水冷条件。（2）为使凝固的初生坯壳与结晶器内壁不粘结，摩擦力小，在浇注过程中结晶器应作上下往复运动并加润滑剂。（3）为使钢坯形状准确，避免因结晶器变形而影响拉坯，结晶器应有足够的钢性，较高的和再结晶温度。（4）结晶器的结构要简单，重量要轻，寿命要长。27、结晶器振动参数是如何确定的？答：结晶器振动的主要参数是振幅、频率、负滑脱量。结晶器振动波形、频率和振幅要根据铸坯断面尺寸和浇注速度来合理选择。为改变铸坯表面质量，形成表面光滑的铸坯，现在振动多采用高频率小振幅，振幅一般为4mm，振幅最高可达到300多次/min，液压伺服振动频率可更高。另外可任意调整振动波形，改善钢坯的内部质量。28、结晶器冷却水有哪些要求？答：根据结晶器的结构形式不同对冷却水有不同要求。水缝式结晶器采用闭路循环冷却，喷淋式结晶器采用开路冷却（喷淋式结晶器目前在国内只用于小方坯上）。通常对冷却水有两方面的要求，首先是控制方面，它是指水的压力控制、水流量控制、水的流速控制等；另一方面是对水质的要求。29、连铸二次冷却的作用是什么？答：二次冷却的区域是铸坯从结晶器出来到拉矫机前的范围内叫二次冷却区域，它是一个喷水的冷却区。二次冷却的主要作用是：（1）将从结晶器出来的近80%未凝固的铸坯继续强冷凝固；（2）保证铸坯不发生漏钢、不变形及产生裂纹和其它缺陷，以获得良好的铸坯内部质量和外形尺寸；（3）在引锭杆时对引锭杆起支撑、导向作用。30、连铸二次冷却水量是如何确定的？答：根据铸坯的外形尺寸计算出总的水量要求，按二次冷却区各段水量的分配原则进行水量分配。二次冷却段各段水量的分配原则是，既要使铸坯散热快，又要防止铸坯内外有过大的温度差而引起热应力，使铸坯产生裂纹。因此，水量应从铸机上部到下部逐渐减少。弧形机的内、外弧基本上是对称冷却。二次冷却区常用比水量来表示冷却强度，比水量的定义是，在单位时间内消耗的冷却水量与通过二次冷却区的铸坯重量的比值，单位为L/Kg钢。此比值是因钢种、铸坯尺寸、铸机形式不同而变化的。 二次冷却区冷却水量计算：W=abV式中 W二次冷却区总水量，L/min；ab铸坯断面，m2；V拉速，m/min；钢的密度，kg/m3；比水量，L/kg。值主要决定于钢种，一般为0.52.0L/kg。对低碳钢或裂纹不敏感的钢种，值取高限，对高碳钢、合金钢、裂纹敏感性钢，取低限。31、为什么水口容易发生堵塞？答：在连铸过程中，中间包水口浸入式水口常常容易发生堵塞。水口容易发生堵塞的原因是：（1）钢水温度低、水口未烘烤好，钢水冷凝。这种情况容易发生水口冻死。适当提高钢水温 度，加强水口烘烤可以解决。（2）钢中Al2O3含量过高，附着在水口内壁，使水口变窄甚至堵塞。控制钢中的含铝量可以解决。32、连铸漏钢有哪几种类型？答：漏钢是连铸生产中的恶性事故，应尽力避免。产生漏钢的根本原因是结晶器内坯壳薄且生长不均匀，当铸坯出结晶器下口后，承受不住钢液的静压力以及其他应力的综合作用，坯壳的薄弱处被撕裂，钢液漏出，造成漏钢。连铸漏钢一般有下列几种类型：开浇漏钢、铸中漏钢、粘结漏钢等。小方坯还易发生偏角裂漏钢。33、造成开浇漏钢的原因有哪几些？答：造成开浇漏钢的原因主要是开浇准备不充分以及开浇操作不当造成开浇漏钢。设备上结晶器与二冷区首段对弧不好也会引起开浇漏钢。为避免开浇漏钢，应充分做好浇注前设备检查和开浇前的准备工作；根据所浇注的钢种与断面控制好开浇的起步时间，起步拉速，并按要求增加拉速，保持结晶器液面稳定，坯壳均匀生长。34、怎样避免浇注过程中发生漏钢？答：浇注过程中发生漏钢的原因是多方面的，主要应注意以下因素：（1）结晶器过度磨损及较严重的变形，锥度变小，造成铸坯严重脱方；注流与结晶器不对中；结晶器与二冷区对弧不准；铸坯出结晶器冷却强度不够等会影响铸坯，使坯壳厚薄不均，极易造成漏钢。（2）长时间浇注，侵入式水口底部蚀穿，或者半边脱落，结晶器内热中心下移，液面可能结冷钢，严重时形成悬挂，撕裂坯壳漏钢。（3）拉速过快，浇注温度过高，或拉速突然变化，都会使铸坯坯壳过薄而引起漏钢。（4）保护渣性能不良；或形成渣圈未及时挑出；或敞开浇注没能及时捞渣，被凝固壳捕捉，形成夹渣漏钢。35、什么叫粘结漏钢，发生的主要原因是什么？答：粘结漏钢是凝固坯壳与结晶器壁之间发生粘结，拉坯阻力增大，粘结处被拉裂，产生漏钢。粘结漏钢发生的主要原因是结晶器润滑不好或无润滑，保护渣粘度过大，或液渣层较薄。流入结晶器不够充分，坯壳局部过薄，高温强度，不够等因素造成的。36、怎样才能避免粘结漏钢？答：为了避免粘结漏钢，应采取以下措施：（1）加强钢液管理给连铸提供合格钢液。（2）保证润滑，选用性能良好的保护渣，并保证足够的液渣厚度。（3）定期检测振动参数，确保合适的负滑脱率。（4）安装漏钢预报设施，及时预报。37、怎样才能避免小方坯偏角裂漏钢？答：为减少小方坯偏角裂漏钢可采取以下措施：（1）降低钢液含硫量，并保持一定的Mn/S值。（2）降低钢液的过热度。（3）结晶器采用“弱冷”，在保证坯壳厚度的前提下，使坯壳均匀增厚，减少偏角裂，避免漏钢。（4）提高结晶器的倒锥度，角部纵裂纹得到明显改善，减少漏钢。近来采用钻石型结晶器，对角裂漏钢的减少或避免很有效果。（5）二冷区要严格对弧，特别是第一段的对弧更为重要；同时要均匀冷却，尤其是角部冷却。38、连铸坯质量的含义是什么？答：连铸坯存在的缺陷在允许范围内，叫合格产品。连铸坯质量是从以下几个方面评价的：（1）连铸坯的纯净度：指钢中夹杂物的含量，形态和分布。（2）连铸坯的表面质量：主要是指连铸坯表面是否存在裂纹、夹渣及皮下气泡等缺陷。连铸坯这些表面缺陷主要是钢液在结晶器内坯壳形成生长过程中产生的，与浇注温度、拉坯速度、保护渣性能、侵入式水口的设计，结晶器的内腔形状、水缝均匀情况，结晶器振动以及结晶器液面的稳定因素有关。（3）连铸坯的内部质量：是指连铸坯是否具有正确的凝固结构，以及裂纹、偏析、疏松等缺陷程度。二冷区冷却水的合理分配、支撑系统的严格对中是保证铸坯质量的关键。（4）连铸坯的外观形状：是指连铸坯的几何尺寸是否符合规定的要求。与结晶器内腔尺寸和表面状态及冷却的均匀程度有关。39、连铸方坯的主要缺陷有哪些？答：连铸方坯的主要缺陷有：（1）形状缺陷：菱形变形（脱方）、与菱形变形相关的凹陷。（2）表面缺陷：表面纵裂纹、表面横裂纹、表面龟裂、气泡、夹渣、双浇（接痕或重接）、翻皮（重皮）、振动异常、渗漏、擦伤等。（3）内部缺陷：内部裂纹、挤压裂纹、中间裂纹、角部裂纹、中心星状裂纹、中心偏析、中心疏松等。40、什么叫连铸坯菱形变形（脱方）？答：坯菱形变形（脱方）是大小方坯特有的形状缺陷。当方坯横截面上的两个对角线长度不等时称为菱形变形（脱方）。菱形变形（脱方）的变形程度用R（%）表示：R=（a-b）/（a+b）100%或R=（a-b）/b100% a、b为对角线长度。菱形变形还会引起角部裂纹等缺陷，并伴有内部裂纹出现。严重时会在轧钢时不能咬人，钢坯在加热炉内推钢发生堆钢等现象。41、连铸坯横裂产生的原因及特征有哪些？答：横向裂纹多出现在连铸坯的内弧侧振痕波谷处，通常是隐蔽看不见的。经金相检查指出，裂纹深7mm，宽0.2mm，处于铁素体网状区，也正好是初生奥氏体晶界。晶界处有细小质点（如AIN）的沉淀，降低了晶界的结合力，诱发了横裂纹的产生。横裂纹产生的原因：（1）结晶器内热流密度不均匀及振痕太深是横裂纹的发源地。（2）钢中Al、N含量增加，促使质点（AIN）在结晶沉淀，诱发横裂纹。（3）铸坯在700900脆化温度区矫直。（4）二次冷却太强。42、怎样才能防止连铸坯横裂纹产生？答：减少连铸坯横裂纹可以从以下几方面着手：（1）采用最佳的、合理的结晶器及结晶器采用高频率，小振幅振动。（2）二冷区采用平隐的弱冷却，矫直时铸坯表面温度要高于质点沉淀温度或高于转变温度，避开低延性区。（3）选用性能良好的保护渣；保持结晶器液面稳定。（4）降低钢中的S、O、N含量，或加入Ti、Zr、Ca等元素，抑制C-N化物和硫化物在晶界的析出，或使C-N化物的质点变相，以改善奥氏体晶粒热延性。（5）横裂纹往往沿着铸坯表面层粗大奥氏体晶界分布，因此可通过二次冷却使铸坯表面层奥氏体晶粒细化，降低对裂纹的敏感性，从而减少横裂纹的形成。43、连铸坯中心偏析是怎样产生的？答：中心偏析是由于铸坯凝固末期，尚未凝固富集偏析元素的钢液流动造成的。钢液在凝固过程中，由于溶质元素在固液相中的再分配形成了铸坯化学成分的不均匀性，中心部位C、S、P含量明显高于其他部位，这就是中心偏析。中心偏析往往与中心疏松和缩孔相伴存在，恶化钢的力学性能，降低了钢的韧性和耐蚀性，严重影响产品质量。44、怎样才能防止连铸坯中心偏析？答：为防止连铸坯中心偏析，可采取以下措施：（1）降低钢中易偏析元素P、S的含量。（2）控制低过热度的浇注，减少柱状晶带的宽度，从而达到控制柱坯的凝固结构。（3）采用电磁搅拌技术，消除柱状晶“搭桥”，增大中心等轴晶区宽度，达到减轻或消除中心偏析，改善铸坯质量。（4）防止铸坯发生鼓肚变形，为止二冷区夹辊要严格对弧；宽板坯的夹辊最好采用多节辊，避免夹辊变形。（5）在铸坯的凝固末端采用轻压下技术，来补偿铸坯最后凝固的收缩，从而抑制残余钢水的流动，减轻或消除中心偏析。（6）在铸坯的凝固末端设置强制冷却区。可防止鼓肚，增加中心等轴晶区，减轻中心偏析。45、什么叫连铸坯中心疏松？答：在铸坯的断面上分布有细微的孔隙，这些孔隙称为疏松。分布于整个断面的孔隙称为一般疏松，在树枝晶间的小孔隙称为枝晶疏松，铸坯中心线部位的疏松即中心疏松。一般疏松和枝晶疏松在轧制过程中能焊合，惟有中心疏松伴有明显的偏析，轧制后，完全不能焊合。 根据钢种的需要控制合适的过热度和拉坯速度；二冷区采用冷却制度和电磁搅拌技术，可以促进柱状晶向等轴转化，是减少中心疏松和改善铸坯致密度的有效措施。46、什么是鼓肚变形？答：带液心的铸坯在运行过程中，高温坯壳在钢液静压力作用下，于两支撑辊之间发生的鼓胀成凸面的现象，称为鼓肚变形。板坯宽面中心凸起的厚度与边缘厚度之差叫鼓肚量，依 此衡量鼓肚变形程度。高碳钢在浇注大、小方坯时，在结晶器下口侧面有时也会产生鼓肚变形，同时还可能引起角部附近的皮鼓肚下晶间裂纹。板坯鼓肚会引起液相穴内富集溶质元素钢液的流动，从而加重铸坯的