连铸工艺及设备复习

2020-03-02 06:08:37 来源：范文大全收藏下载本文

连铸工艺及设备复习

1.钢和生铁是铁碳合金，其界定是：W［C］＜2.11%为钢，W［C］≥2.11%为生铁。 2.磷、硫一般为有害元素，磷含量过高会造成钢的“冷脆”性，硫含量高造成钢的热脆性，氧含量超过限度后会加剧钢的热脆性，并形成氧化物夹杂和气泡，因而冶炼终了要脱氧；钢中氢使钢产生氢脆（白脆），氮会导致蓝脆和时效性。

3.炼钢的基本任务是：脱碳、脱磷、脱硫、脱氧；去除有害气体和夹杂物；提高温度；调整成分。炼钢过程通过供氧、造渣、升温、加合金、搅拌等手段完成上述任务。 4.铁水预处理的脱硫剂有：钝化金属镁和石灰。

5.炉外精炼系统在提高钢水质量的同时，调整钢水成分和温度达到目标值，精确控制成分和温度满足连铸的要求；精炼设备还起到缓冲、协调炼钢－连铸生产的作用。 6.炉外精炼的目的是：在真空或常压条件下对钢水进行深脱碳、脱硫、脱氧、去气、调整成分（微合金化）和温度并使其均匀化，去除夹杂物，改变夹杂物形态和组成等。 7.吹氩搅拌分为强搅拌和弱搅拌，加合金、加造渣剂渣洗用强搅拌，利于加速反应，均匀成分、温度；弱搅拌利于夹杂上浮，减少二次氧化。 8.转炉炼钢工艺制度包括装入制度（装入铁水量和废钢量）、供氧制度（氧流量、氧压、枪位）、造渣制度、温度制度、终点控制（成分、温度达到要求）与脱氧合金化制度。 9.溅渣护炉：转炉钢水出尽后检查炉衬损坏情况，根据情况实施溅渣护炉操作。

10.炉外精炼：根据的需要选择钢水精炼方式。在精炼过程中可以精确地调整温度和成分，继续深脱硫、脱氧、脱气、提高钢液纯净度，改善夹杂物形态等。 11.根据转炉吹炼过程中金属成分、熔渣成分、熔池温度的变化规律，吹炼过程大致分为三个阶段：

A、吹炼前期。也称硅锰氧化期。任务是早化渣、多去磷、均匀升温。［Si］+{O2}=（SiO2）

［Si］+2(FeO)={SiO2}+2[Fe] ［Mn］+1/2{O2}=(MnO) ［Mn］+（FeO）=(MnO)+ [Fe] ［Mn］+[O]=(MnO) B、吹炼中期。主要是脱碳、脱磷、脱硫反应［C］+1/2｛O2｝＝｛CO｝［C］+（FeO）＝｛CO｝+ [Fe] ［C］+［O］＝｛CO｝

2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO.P2O5)+5[Fe]

2[P]+5(FeO)+3(CaO)=(4CaO.P2O5)+5[Fe] [FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO) [FeS]+(MnO)=(MnS)+(FeO) [FeS]+(MgO)=(MgS)+(FeO) C、吹炼终点。 12.钢水脱氧：

A、沉淀脱氧：基本原理——向钢液中加入与氧亲和力大于铁的脱氧元素，用来夺取钢液中的氧，并生成不溶于钢液的氧化物排至炉渣中，从而降低钢中含氧量

B、扩散脱氧：基本原理：在炼钢过程中，根据氧在金属液与炉渣间的分配定律，通过不断降低炉渣中氧化铁含量来相应地降低钢液中氧含量的方法。真空脱氧属于扩散脱氧。 13.根据脱氧的程度，钢分为沸腾钢和镇静钢。脱氧不完全的钢为沸腾钢；脱氧完全的钢是镇静钢。 14.模铸方法有上注法和下注法。

15.弧形连铸机的特点是：铸机的高度基本上等于圆弧半径，铸机高度低，仅为立式铸机高度的三分之一；设备较轻，安装和维护方便，基建投资低。铸坯在被矫直前没有附加的弯曲变形，坯壳承受钢水静压力小，不易产生鼓肚和内裂，但钢水中非金属夹杂物的上浮条件不好，有向内弧侧聚集的倾向。

16.立弯式连铸机的特点：立弯式连铸机与立式相比，机身高度降低，节省投资；水平方向出坯，加长机身比较容易，可实现高速浇注；铸坯内未凝固钢液中的夹杂物容易上浮，夹杂物分布均匀。缺点是因铸坯要经过一次弯曲一次矫直，容易产生内部裂纹；基建费用仍然较高。

17.立式连铸机的特点：立式连铸机从中间包到切割站车主要设备都排列在一条垂直线上。这种铸机占地面积小，设备紧凑；高温铸坯无弯曲变形，铸坯表面和内部裂纹少；钢液中夹杂物易于上浮；二次冷却装置和夹辊等结构简单，便于维护。但这种铸机的基建费用昂贵；只能低速浇注，生产率低；钢水静压力大，容易使铸坯鼓肚。 18.低头或超低头连铸机的机型是根据连铸机高度与铸坯厚之比确定的。

19.弧形连铸机规格表示方法：aRb－C

a表示机数R表示弧形或椭圆形连铸机b表示圆弧半径，若为椭圆形铸机为多个半径之乘积C表示铸机拉坯辊辊身长度。 20.坯壳厚度计算公式：KLvc

21.液芯长度计算公式：

DL2K2v

22.钢包内衬由保温层、永久层和工作层组成。

23.长水口用于钢包与中间包之间流注保护，避免钢水二次氧化和流注的飞溅、保温，还可消除敞开浇注的卷渣。其材质有熔融石英和铝碳质两种。 24.中间包的作用：减小钢水静压力，使注流稳定；中间包利于夹杂物上浮，净化钢水；实现多炉连浇；在一机多流上起分流浇注作用；中包冶金功能。 25.倒锥度：由于钢水在结晶器内凝固形成一定厚度的坯壳使铸坯收缩，在结晶器壁和坯壳之间产生一定的气隙，影响铸坯与结晶器壁之间进行传热，因此需要设定倒锥度来支撑坯壳和增加传热。 26.过长的结晶器无益于坯壳的增厚，是没有必要的。

27.结晶器振动的目的：铸坯得以强制脱模；利于铸坯的润滑，消除粘连；万一坯壳发生粘连拉裂，由于结晶器的振动可以得到愈合；能够改善铸坯表面质量。 28.二冷区的作用：

1、使铸坯快速完全凝固；

2、对铸坯起支撑、导向作用，防止鼓肚；

3、对引锭杆起支撑导向作用；

4、对直结晶器的弧形连铸机要完成弯曲作用；

5、对多拉矫机而言，起到拉坯作用；

6、对于椭圆形连铸机又是分段矫直区。 29.喷嘴类型：压力喷嘴、气水雾化喷嘴。 30.矫直方式：一点矫直，多点矫直，连续矫直。

31.压缩浇铸基本原理：在矫直点前设一组驱动辊，给铸坯一定推力；在矫直点后面布置一组制动辊，给铸坯一定的反推力，铸坯在受压力状态下矫直。作用是可使铸坯内弧侧的拉应力减小，实现带液芯铸坯的矫直，达到铸机的高拉速、提高铸机生产能力。 32.轻压下有机械应力轻压下和热应力轻压下。 33.引锭装置的作用：引锭杆是结晶器的活底，开浇前用它堵住结晶器的下口，开浇后结晶器内的钢水与引锭头凝结在一起，经拉矫机的牵引，铸坯随引锭杆连续地从结晶器下口拉出，直到铸坯通过拉矫机，与脱钩为止，引锭装置完成任务，铸机进入正常拉坯状态。 34.引锭杆装入结晶器的方式有上装式和下装式。

35.火焰切割原理是：预热氧与燃气混合燃烧的火焰，使切割缝处的金属熔化，然后利用高压切割氧的能量所熔化的金属熔掉，形成切缝，切断铸坯。 36.燃气有乙炔、丙烷、天然气、焦炉煤气、氢气等。

37.割嘴分为内混式和外混式。 38.电磁搅拌有助于纯净钢水、改善铸坯凝固结构、提高铸坯的质量和内部质量，扩大品种。 39.电磁搅拌的原理：当磁场以一定速度相对钢水运动时，钢水中产生感应电流，载流钢水与磁场相互作用产生电磁力，从而驱动钢水运动。

40.电磁搅拌器在连铸安装的位置一般有三处：结晶器电磁搅拌、二冷区电磁搅拌、凝固末端电磁搅拌。

41.结晶器电磁搅拌能够均匀钢水温度、减少钢水过热、促进气体和夹杂上浮、增加等轴晶晶核。

42.二冷区电磁搅拌可以扩大中心等轴晶带，细化晶粒，也有利于减小中心疏松和中心偏析，夹杂物在横断面上分布均匀，从而改善铸坯内部质量。

43.凝固末端电磁搅拌可使铸坯获得中心宽大的等轴晶带，消除或减少中心疏松和中心偏析，对于高碳钢效果尤为明显。 44.结晶器电磁制动：抑制液面波动防止卷渣，降低注流冲击，气泡、夹杂得以上浮排除，还有控制结晶器弯月面，改善结晶器纵向传热均匀性的功能。 45.结晶器钢水液位检测有红外线法、热电偶法、磁感应法、涡流法、雷达法、激光法和同位素法。

46.液面控制（中包钢流控制）有：滑动水口控制，塞棒控制、复合控制。 47.结晶器漏钢预报主要是检测粘结漏钢。

48.铸机长度是指从结晶器中心至出坯挡板之间的总长度。 49.铸机高度是从拉矫机底座基础面至中间包顶面的距离。

50.结晶器、设备冷却供水为闭路供水系统。二冷水为开路系统。 51.屈服强度：由弹性变形点转变为塑性变形时的应力。 52.纯铁在912℃以下以体心立方晶格形式存在，标作；912－1394℃之间转化为面心立方晶格，标作；1394－1538℃之间又是以体心立方晶格形式存在，标作。 53.同素异晶转变是晶格原子重新规则排列的过程，因此同素异晶转变是遵循形核、核长大的规律，称其为二次结晶，也称再结晶。

54.两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的，并且有金属性质的材料叫合金。 55.固溶体：一种金属或非金属元素均匀地溶于另一种金属中所形成的晶体相叫固溶体。根据溶质原子在溶剂晶格中的分布状况，分为置换固溶体和间隙固溶体。

56.奥氏体是碳溶于γ-Fe中的固溶体，属面心立方晶格。铁素体是面溶于α－Fe或δ-Fe中的固溶体，是体心立方晶格。 57.铁碳合金状态图中，有三条横线，包晶线，共晶线，共析线。

58.碳含量在0.09%～0.53%的铁碳合金都会出现包晶反应，但在0.12%最易出现裂纹。 59.淬火将钢的工件加热到临界点以上温度，保温一段时间，然后急剧冷却的工艺过程叫淬火。

60.回火处理是交淬火后的钢件加热到727℃以下的某一温度，保温一段时间，然后以一定的方式冷却，得到较稳定组织的工艺过程。

61.退火：钢件加热到临界温度，即铁碳合金状态图GSK线附近，保温一段时间后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工艺。

62.金属结晶需要两个条件：一定的过冷度，此为热力学条件；必要的晶核，此为动力学条件。 63.晶体长大机构有两种形式：定向生长(形成单向的柱状晶)；等轴晶生长。

64.液相线温度指钢水冷却开始凝固的温度；固相线温度指钢加热开始熔化的温度。 65.选择结晶又称选分结晶。钢溶液中碳和其他元素含量较低，比较纯，熔点较高，最先凝固成晶体，杂质含量高，熔点也低些，后凝固，这种现象即称为选择结晶。 66.工艺上控制偏析的措施：增加钢液凝固速度；合适的铸坯断面；控制钢液流动状态；采用电磁搅拌；降低钢水温度、防止鼓肚；降低S、P含量。

67.钢液的收缩随温降和相变可分为3个阶段：液态收缩；凝固收缩；固态收缩。 68.连铸坯的凝固特征：

1、连铸坯的凝固过程实质是热量释放、传递的过程，也是强制快速冷却的过程

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、铸坯在连铸机内下行，铸坯的冷却可以看作是经历“形变热处理”过程。 69.由于钢水与结晶器铜壁的润湿作用，钢水与铜壁相接触之处形成了一个半径很小的弯月面。 70.铸坯凝固结构从边缘到中心是由细小的等轴晶带、柱状晶带、中心等轴晶带组成。 71.小钢锭结构：由于冷却不均匀，柱状晶优先发展，当两边的柱状晶相接，出现搭桥现象，在凝固过程中形成疏松和疏孔，并伴随有严重的偏析。

72.连铸坯冷却过程中的应力：热应力；组织应力；机械应力。连铸坯表面与其内部温度不均匀、收缩不一致而产生的应力是热应力。热应力的大小主要取决于铸坯线收缩量。 73.连铸对钢水温度的要求：高温、稳定、均匀。

74.浇注温度包括两部分：一是钢水的液相线温度，二是调出液相线温度的数值，即过热度。 75.钢水的可浇性也是指钢水的流动性。

76.现代冶金生产两工艺流程：

长流程：高炉铁水—铁水预处理—转炉炼钢—精炼—连铸—连轧

短流程：废钢、生铁、金属化球团—电弧炉炼钢—精炼—连铸—连轧 77.从钢水注入结晶器开始到拉矫机构启动的时间为起步时间。

78.单位质量钢水从液态到固态到室温放出的热量包括：过热、潜热、显热。

79.铸机冷却分为三个冷却区：一冷即结晶器冷却、二冷即喷淋冷却、三冷即铸坯在空气中冷却。 80.中包冶金功能：冶金净化功能、精炼功能。

81.铸坯中夹杂物按来源分：内生夹杂与外来夹杂。 82.浇注过程中防止钢水二次氧化的措施：

1、钢包与中间包之间采用长水口

2、采用氩封

3、中包内使用中包覆盖剂

4、采用浸入式水口