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钢的凝固与浇注复习资料

第二章连铸机的机型和机构特征

1.连铸机的机型按铸坯运行的轨迹(外形)分类:立式、立弯式、直结晶器弧形、弧形、椭圆形、水平式。

2.弧形连铸机

(1)弧形结晶器弧形连铸机

定义:结晶器、二次冷却段夹辊、拉坯矫直机等设备均布置在同一半径的1/4圆周弧线上;铸坯在1/4圆周弧线内完全凝固,铸坯在垂直中心线切点位置被矫直,而后切成定尺,从水平方向出坯。

优点:a.比立弯式连铸机的高度降低,基建投资费减少

b.坯壳承受钢水静压力小,不易产生鼓肚

(2)直结晶器弧形连铸机

定义:为了改善铸坯的质量,在弧形连铸机上采用直结晶器,在结晶器下口设2~3m垂直线段,带液心的铸坯经多点弯曲,或逐渐弯曲进入弧形段,然后再多点矫直。

优点:较标准弧形连铸机铸坯夹杂物的不均匀分布有所改善,偏析减轻

缺点:弯曲造成铸坯变形裂纹倾向加大

3.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:

坯厚=b/(30~36)mm

C—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-150mm

例如:(1)8R8

8机,弧形连铸机,弧形半径8m。

(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1050mm。

(3)2R12—2000

2机,弧形连铸机,弧形半径为12m,拉坯

辊辊身长度为2000mm。

4. 确定铸坯断面和尺寸的依据如下:

(1)轧材需要的压缩比

(2)炼钢炉容量、铸机生产能力、轧机规格

5.中间包的作用:

a.防止钢水二次氧化和吸气

b.改善钢水流动状态,防止卷渣,促进夹杂物上浮

c.防水成分微调

d.夹杂物形态控制

e.精确控制钢水过热度

6.中间包钢水流量控制方式常用的有三种:塞棒式、定径水口式和滑动水口式。

7.结晶器及要求

(1)结晶器作用:

连铸生产中,钢液在结晶器内凝固成所需的断面形状和一定厚度的坯壳,在高拉速条件下保证有均匀的坯壳厚度而不致拉漏以及不产生变形和裂纹等缺陷。

(2)连铸工艺对结晶器的要求:

a.良好的导热性,能使钢液在结晶器内迅速凝固成足够

厚度的初生坯壳。

b.钢液和内壁不粘结,有较好的耐磨性

c.结构刚性好,力求简单

d.具有足够高的强度和硬度,减小结晶器内衬

8.结晶器的形式和结构根据拉坯方向断面内壁的线型,分为直型结晶器和弧形结晶器。

9.结晶器在线调宽技术有:L式宽度调整方法和Y式宽度调整方法。

10.二次冷却装置作用及要求

(1)二次冷却装置的作用

a.采用直接喷水冷却铸坯,使铸坯加速凝固,能顺利进

入拉矫区。

b.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。

c.对引锭杆起导向和支撑作用。

d.对带直结晶器的直弧形连铸机,要完成对铸坯的弯曲

和矫直作用。

(2)连铸工艺对二次冷却装置的要求

a.在高温铸坯作用下要具有足够的强度和刚度;

b.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;

c.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、不同浇注温度和浇注速度。

11.二次冷却喷雾方法分为用水喷雾冷却及用水和气喷雾冷却。

12.铸坯切割方式:火焰切割、机械剪切。

第三章连铸坯的凝固传热

13.过冷度就是钢水的理论结晶温度与实际结晶温度之差。14.连铸坯的凝固特征:

a.连铸坯的冷却过程是强制冷却过程

b.连铸坯边下行,边传热,边凝固,因而形成很长的液相穴

c.连铸坯的凝固是分阶段的凝固过程

d.除头尾之外,铸坯长度方向上的结构均匀一致

15.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,冷却速度较快,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,冷却速度减慢;

(3)坯壳具有足够的厚度时,铸坯从结晶器中拉出,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地冷却,铸坯中心的热量传递到外层,表面温度回升,趋于均匀。

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16.铸坯凝固结构

(1)细小等轴晶带

钢液注入结晶器以后,受到结晶器壁的急

剧冷却,围绕结晶器的周边形成了细小的

等轴晶带。

(2)柱状晶带

在已形成的细小等轴晶的基础上,一些在散热方向上具有优先成长方位的晶体将继续长大。如果在结晶前沿液相中成分过冷很大,则晶体呈树枝状发展,从而形成了大体上平行于散热方向的树枝晶集合组织(柱状晶)。

(3)中心等轴晶带

中心等轴晶带由细小无规则排列的等轴晶组成,并伴有不同程度的中心偏析和疏松。

17.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

18.凝固坯壳厚度的确定的三种方法:试验测定、经验法和热平衡法。

19.对结晶器传热的影响有:结晶器设计参数、操作因素和钢水成分。

20.影响二冷区传热的因素有:铸坯表面温度、水流密度、水滴速度、水滴直径、铸坯表面状态和喷嘴的使用状况。

补充:

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第四章连铸工艺

21.连铸钢水温度调整措施:a.钢包吹氩调温b.加废钢调温

c.钢包中钢水加热技术。

22.中间包覆盖剂主要有以下4种类型:酸性的、碱性的、中性的和双层渣。

23.中间包加热技术的优越性

(1)与钢包加热技术相比,具有降低炼钢炉出钢温度、补充钢水热量不足的作用。

(2)钢包加热不能解决连铸不稳定期钢水温度的波动,而中间包加热可根据要求直接调控浇注温度,达到恒温浇注。(3)钢包加热要占用工序时间,而中间包加热可以在线进行,可以边浇钢边加热。

24.影响拉速的因素:钢种、断面形状和尺寸以及注温。25.二冷强度的方案(大题)

(1)“热行”,也称软冷却

(2)“冷行”,也称硬冷却

(3)“混行”,冷却速度介于“热行”和“冷行”之间26.气—水喷雾冷却的优点:

(1)气—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)单位耗水量下降,约为水喷雾冷却的一半左右。

27.二次冷却水的控制方法有:仪表控制法和动态控制法。28.保护渣的三层结构及作用

三层结构:粉渣层、烧结层和液渣层

作用:(1)隔绝空气、防止钢水二次氧化

(2)净化钢渣界面、吸附钢液中夹杂物

(3)润滑作用

(4)改善凝固传热

(5)绝热保温减少钢液热损失

29.连铸保护渣一般由三部分物料组成:

(1)基础渣料(2)辅助材料,即助熔剂(3)熔速调节剂30.保护渣的性能指标有:熔化温度、熔化速度、粘度和表面张力。

补充:高效连铸是指:高拉速、高作业率、高质量

在连铸过程中防止再污染的技术措施:

(1)保护浇注

(2)中间包控流装置

(3)中间包覆盖剂

(4)碱性包衬

(5)钢中微细夹杂物去除

(6)防止渣子乳化卷渣

(7)防止Ar气泡吸附夹杂物

(8)结晶器钢水流动控制

第五章中间包冶金

31.中间包湍流控制器的作用:

(1)对钢包注流的冲击起缓冲和限制作用;

(2)改善中间包钢水的流动特性,延长停留时间,有利于钢水中的夹杂物上浮分离;

(3)减轻大包开浇和更换时大包注流冲击中间包钢水造成的钢水飞溅 ,减少中间包衬的侵蚀;

(4)增加中间包钢水流动的活塞流体积 ,降低死区体积。32.中间包吹氩的作用:

(1)改善中间包流体的流动状况;

(2)增加搅拌能促进夹杂物上浮;

(3)形成液面保护层;

(4)中间包内在开浇和浇注过程中处于惰性气氛。

33.中间包流体流动的体积可划分为活塞流体积、死区体积和完全混合流体积。

第六章连铸坯质量控制

34.连铸坯质量概念

铸坯洁净度:夹杂物数量、形状、尺寸和分布

铸坯表面缺陷:纵裂纹、横裂纹、网状裂纹、夹渣、气孔铸坯内部缺陷: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

35.钢中夹杂物评价的四种方法:金相法、电解法、硫印法和总氧T[O]法(T[O]= [O]溶+[O]夹)。

36.为什么会产生裂纹?

各种力作用于高温坯壳上产生变形,超过了钢的允许强度和应变是产生裂纹外因,钢对裂纹敏感性是产生裂纹的内因,而连铸机设备和工艺因素是产生裂纹的条件。

37.电磁搅拌分为:结晶器搅拌、二冷区搅拌和凝固末端搅拌。

38.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)柱状晶先端被重新熔化;

(3)运动的钢流将柱状晶树枝打断;

(4)断下的树枝作为等轴晶形核的核心。