目录
第三章连铸钢水的准备.......................................................................................................... - 1 - 92．对连铸钢水质量的基本要求是什么? ........................................................................ - 1 - 93．对连铸钢水浇注温度有哪些要求? ............................................................................ - 1 - 94．如何确定浇注温度? .................................................................................................... - 1 - 95．如何确定出钢温度? .................................................................................................... - 2 - 96．连铸钢水温度控制的原则是什么? ............................................................................ - 2 - 97．减少钢包过程温降有哪些措施? ................................................................................ - 3 - 98．调节钢水温度有哪些措施? ........................................................................................ - 3 - 99．为控制好钢水温度，在操作上应注意哪些问题? .................................................... - 3 - 100．连铸钢水为什么要进行吹气搅拌? .......................................................................... - 4 - 101．钢包吹气搅拌有哪些方法? ...................................................................................... - 4 - 102．钢包吹气位置应如何选择? ...................................................................................... - 5 - 103．钢包吹气搅拌的吹气流量和吹气压力如何确定? .................................................. - 5 - 104.钢包吹气种类的选择应注意什么? ............................................................................. - 5 - 105．连铸钢水成分控制有哪些要求? .............................................................................. - 5 - 106．连铸钢水常规成分控制有哪些要求? ...................................................................... - 6 - 107．连铸钢水其他元素含量控制有哪些要求? .............................................................. - 6 - 108．连铸硅镇静钢成分控制有哪些特点? ...................................................................... - 7 - 109．什么叫铝镇静钢，如何控制钢中的铝量? .............................................................. - 7 - 110.浇注铝镇静钢时为什么常发生中间包水口堵塞? ..................................................... - 8 - 111．转炉出钢为什么要挡渣? .......................................................................................... - 8 - 112．出钢挡渣的方法有哪些? .......................................................................................... - 9 - 113．什么叫钢水炉外精炼(或称钢包精炼)? .................................................................... - 9 - 114．炉外精炼工艺特点和冶金作用是什么? ................................................................ - 10 - 115．选择与连铸相匹配的炉外精炼的要求是什么? .................................................... - 10 - 116．与连铸相配合的RH(或DH)真空处理法的特点是什么? .................................... - 11 - 117．与连铸相配合的钢包精炼有哪几种方法? ............................................................ - 11 - 118．与连铸相配合的喷射冶金技术的特点是什么? .................................................... - 11 - 119．与连铸相配合的喂线技术的特点有哪些? ............................................................ - 12 - 120．控制钢水中加铝的方法有哪些? ............................................................................ - 12 - 121．钢包加热技术有哪些方法? .................................................................................... - 13 - 122．吹氧化学加热钢水有哪些方法? ............................................................................ - 13 - 123．吹氧化学加热使用的发热剂有哪几种? ................................................................ - 14 - 124．钢包采用化学加热法对钢水质量有何影响? ........................................................ - 14 - 第四章中间包冶金和保护浇注............................................................................................ - 14 - 125．中间包的作用是什么? ............................................................................................ - 14 - 126．所谓“中间包冶金”的含义是什么? .................................................................... - 14 - 127.中间包钢水停留时间的定义及其意义是什么? ....................................................... - 15 - 128．中间包加挡墙和坝的目的何在? ............................................................................ - 15 - 129．连铸使用大型中间包有何优点? ............................................................................ - 16 - 130．什么叫中间包钢水临界液面高度? ........................................................................ - 16 -
131．中间包钢水流动有哪些特点? ................................................................................ - 16 - 132．敞开浇注和长水口浇注对中间包钢水流动有何影响? ........................................ - 17 - 133．中间包覆盖剂的作用是什么? ................................................................................ - 17 - 134．中间包吹氩的作用是什么? .................................................................................... - 18 - 135．中间包钢水喂线的．目的是什么? ........................................................................ - 18 - 136．中间包采用过滤器的目的是什么? ........................................................................ - 18 - 137．过滤器的原理是什么? ............................................................................................ - 18 - 138．对过滤器材质有什么要求? .................................................................................... - 19 - 139．中间包使用过滤器的效果如何? ............................................................................ - 19 - 140．中间包钢水为什么要加热? .................................................................................... - 19 - 141．中间包加热有哪些方法? ........................................................................................ - 20 - 142．什么叫钢水的二次氧化? ........................................................................................ - 20 - 143．钢水二次氧化的产物有何特点? ............................................................................ - 20 - 144．连铸过程中钢水二次氧化有哪些来源? ................................................................ - 21 - 145 注流的二次氧化有何特点，有那些防范措施？.................................................... - 21 - 146．连铸过程中钢水与耐火材料的作用有何特点? .................................................... - 22 - 147．熔融石英水口为什么不能浇含锰量高的钢? ........................................................ - 22 - 148．钢水与炉渣的相互作用有何特点? ........................................................................ - 22 - 149．浇注过程中如何评价钢水二次氧化? .................................................................... - 23 - 150．采用保护浇注时对保护介质有哪些要求? ............................................................ - 24 - 151．保护浇注有哪些方法? ............................................................................................ - 24 - 152．钢包－中间包使用长水口保护浇注的效果如何? ................................................ - 24 - 第五章连铸工艺.................................................................................................................... - 25 - 153．如何决定浇注速度? ................................................................................................ - 25 - 154．什么叫多炉连浇? .................................................................................................... - 25 - 155．如何实现多炉连浇? ................................................................................................ - 26 - 156．提高连浇平均炉数的技术措施有哪些? ................................................................ - 26 - 157．连铸时为什么要调节中间包钢水流量? ................................................................ - 26 - 158．什么叫“冷”中间包? ............................................................................................ - 27 - 159．对连铸中间包有什么要求? .................................................................................... - 27 - 160．中间包内钢水流出量是如何控制的? .................................................................... - 27 - 161．中间包的结构和形状有哪些要求? ........................................................................ - 27 - 162．什么叫浸人式水口?它的作用是什么? .................................................................. - 28 - 163．浇注过程中水口为什么会堵塞? ............................................................................ - 28 - 164．防止水口堵塞有哪些措施? .................................................................................... - 28 - 165．对中间包支承装置有何要求? ................................................................................ - 29 - 166．钢水在结晶器内是如何凝固的? ............................................................................ - 29 - 167．结晶器的振动参数有哪些? .................................................................................... - 29 - 168．对结晶器倒锥度的要求是什么? ............................................................................ - 29 - 169．结晶器冷却水的作用是什么? ................................................................................ - 30 - 170．结晶器内钢水液面为什么要控制? ........................................................................ - 30 - 171．结晶器钢水液面自动控制有哪几种方法? ............................................................ - 30 - 172．连铸结晶器的作用是什么? .................................................................................... - 31 - 173．对结晶器材质有何要求? ........................................................................................ - 31 -
174．如何选择结晶器的基本参数? ................................................................................ - 32 - 175．改善结晶器传热效果应采取哪些措施? ................................................................ - 32 - 176．中间包塞杆或浸人式水口吹Ar应注意哪些问题? .............................................. - 33 - 177．向结晶器加保护渣操作应注意哪些问题? ............................................................ - 33 - 178．浇注过程中如何监视保护渣熔融状况? ................................................................ - 34 - 179．结晶器液位控制应注意哪些问题? ........................................................................ - 34 - 180．连铸二次冷却的作用是什么? ................................................................................ - 34 - 181．什么叫做二次冷却区的冷却强度? ........................................................................ - 34 - 182．对二次冷却区喷水系统的要求是什么? ................................................................ - 35 - 183．连铸二次冷却区喷嘴有哪些要求? ........................................................................ - 35 - 184 什么叫喷嘴的冷态特性.......................................................................................... - 35 - 185．什么叫喷嘴的热态特性? ........................................................................................ - 36 - 186．什么叫气—水冷却? ................................................................................................ - 36 - 187．什么叫“干式”冷却? ............................................................................................ - 37 - 188．连铸二次冷却制度制订的原则是什么? ................................................................ - 38 - 189．如何提高连铸坯在二次冷却区的冷却效率? ........................................................ - 38 - 190．连铸二次冷却控制方法有哪几种? ........................................................................ - 38 - 191．连铸漏钢有哪几种类型? ........................................................................................ - 39 - 192．防止开浇漏钢在操作上应注意哪些问题? ............................................................ - 39 - 193．浇注过程发生漏钢的原因有哪些? ........................................................................ - 39 - 194．什么叫粘结漏钢，它是如何发生的? .................................................................... - 40 - 195．防止粘结性漏钢有哪些对策? ................................................................................ - 40 - 196．大方坯或小方坯高速连铸的技术措施有哪些? .................................................... - 40 - 197．什么叫连铸坯纵切技术? ........................................................................................ - 41 - 198．影响连铸机的生产率有哪些因素? ........................................................................ - 42 - 199．什么叫连铸喷淋冷却结晶器，它有何优点? ........................................................ - 42 - 200．什么叫异钢种浇注? ................................................................................................ - 43 - 第六章连铸坯凝固与铸坯质量............................................................................................ - 44 - 201．钢水由液体转变为固体的条件是什么? ................................................................ - 44 - 202．钢水凝固过程中的收缩包括哪些? ........................................................................ - 44 - 203．连铸坯凝固过程有哪些特点? ................................................................................ - 44 - 204．钢水凝固放出的热量包括哪几部分? .................................................................... - 45 - 205．什么叫凝固偏析? .................................................................................................... - 45 - 206．连铸坯质量的含义是什么? .................................................................................... - 46 - 207．提高连铸钢种的纯净度有哪些措施? .................................................................... - 46 - 208．提高连铸坯表面质量有哪些措施? ........................................................................ - 47 - 209．提高连铸坯内部质量应采取哪些措施? ................................................................ - 47 - 210．连铸坯缺陷有哪几种类型? .................................................................................... - 48 - 211．连铸坯表面纵裂产生的原因及其防止方法有哪些? ............................................ - 48 - 212．连铸坯表面横裂产生的原因及其防止方法有哪些? ............................................ - 49 - 213．连铸坯表面网状裂纹产生的原因及其防止方法有哪些? .................................... - 49 - 214．连铸坯角部纵裂纹形成原因及防止措施有哪些? ................................................ - 49 - 215．连铸坯角部横裂纹形成原因及防止措施有哪些? ................................................ - 49 - 216．连铸坯的皮下气泡是如何形成的? ........................................................................ - 50 -
217．什么叫连铸坯表面折叠缺陷? ................................................................................ - 50 - 218．铸坯表面“冷痣”产生的原因是什么? ................................................................ - 50 - 219．什么叫连铸坯表面的重皮缺陷? ............................................................................ - 50 - 220．为什么连铸坯表面有时呈凹状? ............................................................................ - 51 - 221．为什么连铸坯表面有时呈凸状? ............................................................................ - 51 - 222．为什么连铸小方坯有时会沿长度方向变成扭曲形状? ........................................ - 51 - 223．连铸坯内部裂纹有哪几种，如何防止? ................................................................ - 51 - 224．什么叫做连铸坯的低倍结构(低倍组织)? ............................................................. - 52 - 225．如何控制好连铸坯的低倍组织? ............................................................................ - 52 - 226．什么叫连铸坯中心疏松? ........................................................................................ - 52 - 227．什么叫连铸坯中心偏析? ........................................................................................ - 52 - 228．什么叫轻压下技术? ................................................................................................ - 53 - 229．如何防止连铸坯矫直时产生内裂纹? .................................................................... - 53 - 230．连铸坯中非金属夹杂物有哪些类型? .................................................................... - 53 - 231．怎样减少连铸坯中的非金属夹杂物? .................................................................... - 54 - 232．什么叫连铸坯皮下夹渣缺陷? ................................................................................ - 54 - 233。连铸坯中夹杂物分布有何特点? ............................................................................ - 54 - 234．如何确定连铸坯中夹杂物的起源? ........................................................................ - 55 - 235．连铸坯低倍酸浸检验原理是什么?方法有哪些? .................................................. - 55 - 236．连铸坯硫印检验原理是什么?方法有哪些? .......................................................... - 56 - 237．检验连铸坯夹杂物的常用方法有哪些? ................................................................ - 56 - 238．连铸生产过程中在线硫印的检验能提供哪些信息? ............................................ - 57 - 239．什么叫连铸坯鼓肚? ................................................................................................ - 57 - 240．什么叫连铸坯菱形变形? ........................................................................................ - 57 - 241．连铸圆坯有时为什么会变成椭圆形? .................................................................... - 58 - 242．为什么连铸圆坯有时会变成不规则的形状? ........................................................ - 58 - 243．连铸二次冷却区支承辊的对中误差...................................................................... - 58 - 244．什么叫包晶反应? .................................................................................................... - 59 - 245．铁的晶体结构有哪几种形态? ................................................................................ - 60 - 246．为什么C＝0.12～0.17％时钢对裂纹敏感性最强? ............................................... - 60 - 247．什么叫钢的高温延性曲线? .................................................................................... - 60 - 248．什么叫连铸坯“小钢锭结构”? ............................................................................ - 61 - 249．什么叫连铸坯凝固冷却的冶金准则? .................................................................... - 62 - 250 钢中微量元素对连铸坯质量有何影响微.............................................................. - 62 - 251．脱氧方式对连铸坯质量有何影响? ........................................................................ - 62 - 252．特殊钢凝固有哪些特点? ........................................................................................ - 63 - 253．为什么连铸不能浇注沸腾钢? ................................................................................ - 64 - 254．硬线钢连铸有哪些特点? ........................................................................................ - 64 - 255．深冲薄板钢连铸有何特点? .................................................................................... - 65 - 256．中厚板钢连铸有何特点? ........................................................................................ - 65 - 257．不锈钢连铸有何特点? ............................................................................................ - 66 - 258．什么叫IF钢，连铸IF钢有何特点? ..................................................................... - 66 - 259．硅钢连铸有何特点? ................................................................................................ - 66 - 260．重轨钢的连铸应注意哪些问题? ............................................................................ - 67 -
261．易切削钢连铸有何特点? ........................................................................................ - 67 - 262．轴承钢连铸有何特点? ............................................................................................ - 68 - 263．连铸圆坯质量有何特点? ........................................................................................ - 68 - 264．连铸坯切割成定尺后为什么要去毛刺? ................................................................ - 68 - 第八章连铸保护渣.................................................................................................................. - 69 - 304．连铸保护渣的作用是什么? .................................................................................... - 69 - 305．对保护渣熔化模式有何要求? ................................................................................ - 69 - 306．如何实现使结晶器保护渣粉形成所谓“三层结构”.......................................... - 69 - 307．影响保护渣吸收钢水中夹杂物有哪些因素? ........................................................ - 70 - 308．结晶器液渣层厚度的作用及其测定方法有哪些? ................................................ - 70 - 309．保护渣是如何起润滑作用的? ................................................................................ - 71 - 310 ．保护渣成分的设计原则是什么? .......................................................................... - 71 - 311．配制保护渣所用的主要原料是什么? .................................................................... - 72 - 312．连铸保护渣有哪几种类型? .................................................................................... - 72 - 313．连铸保护渣主要理化性能有哪些? ........................................................................ - 72 - 314．如何控制保护渣的水分? ........................................................................................ - 73 - 315．保护渣对连铸坯质量有何影响? ............................................................................ - 73 - 316．连铸低碳铝镇静钢用保护渣的特点是什么?铝 .................................................... - 73 - 317．连铸不锈钢用保护渣有何特点? ............................................................................ - 74 - 318．超低碳钢连铸保护渣有何特点？.......................................................................... - 74 - 319．连铸高拉速保护渣有何特点? ................................................................................ - 75 - 320．在生产中评价保护渣的使用性能有哪些方法? .................................................... - 75 - 321．实现连铸过程自动化的意义是什么? .................................................................... - 76 - 322．连铸自动化包括哪些内容? .................................................................................... - 76 - 501．保证水平连铸生产主要消耗件的要求是什么? .................................................... - 76 - 第十二章连铸新工艺............................................................................................................ - 77 - 502．什么叫连铸坯热送热装，有什么优点? ................................................................ - 77 - 503．什么叫连铸坯直接轧制，有什么优点? ................................................................ - 77 - 504．实现连铸坯热送热装或直接轧制的前提条件是什么? ........................................ - 78 - 505．提高连铸机高温出坯技术有哪些? ........................................................................ - 78 - 506．提高热送连铸坯温度的保温措施有哪些? ............................................................ - 79 - 507．连铸坯热补偿技术有哪些? .................................................................................... - 80 - 508．什么叫接近最终产品形状(简称近终形)的连铸技术? .......................................... - 80 - 509．薄带连铸机有哪几种类型? .................................................................................... - 80 - 510．什么叫喷雾成型技术? ............................................................................................ - 82 - 511．什么叫薄板坯连铸，它有什么优点? .................................................................... - 82 - 512。什么叫CSP薄板坯连铸技术? ............................................................................... - 82 - 513．什么叫ISP薄板坯连铸技术? ................................................................................ - 83 - 514．什么叫双带式薄板坯连铸技术? ............................................................................ - 84 -
第三章连铸钢水的准备
92．对连铸钢水质量的基本要求是什么?
与传统的模铸相比，连铸对钢水质量提出了更严格的要求所谓连铸钢水质量主要是指：
(1)钢水温度：连铸钢水的要求是6个字，即高温、稳定、均匀。由于连铸多了中间包热损失，故出钢温度比模铸高20～50℃。
(2)钢水纯净度：最大限度的降低有害杂质(如S、P)和夹杂物含量，以保证铸机的顺行和提高铸坯质量。如钢水中S含量大于0．03％，容易产生铸坯纵裂纹，钢水中夹杂物含量高，容易造成弧形铸机铸坯中内弧夹杂物集聚，影响产品质量。
(3)钢水的成分：保证加入钢水中的合金元素能均匀分布，且把成分控制在较窄的范围内，保证产品性能的稳定性。
(4)钢水的可浇性，要保持适宜的稳定的钢水温度和脱氧程度，以满足钢水的可浇性。如铝脱氧，钢水中A12O3，夹杂含量高，流动性差，容易造成中间包水口堵塞而中断浇注。
因此要根据产品质量和连铸工艺要求，对连铸钢水温度、成分和纯净度进行准确和适度的控制，有节奏地、均衡地供给连铸机合格质量的钢水是连铸生产顺利的首要条件。对模铸来说，如果钢水质量不合格，还能凑合浇注，即使一个模子发生事故，不会影响整个浇注进程。而对连铸来说，如果钢水质量不合格造成结晶器漏钢，那就不是连续铸钢而是连续麻烦了。因此我们应转变观念，不能用搞模铸的办法来搞连铸。必须重视钢水质量。
93．对连铸钢水浇注温度有哪些要求?
合理选择浇注温度是连铸的基本参数之一。浇注温度偏低，会使1)钢水发粘，夹杂物不易上浮；2)结晶器表面钢水凝壳，导致铸坯表面缺陷；3)水口冻结，浇注中断。浇注温度太高会使1)耐火材料严重冲蚀，钢中夹杂物增多；2)钢水从空气中吸氧和氮；3)出结晶器坯壳薄容易拉漏；4)会使铸坯柱状晶发达，中心偏析加重。
如果说不合适的浇注温度在模铸时还能勉强浇注，而连铸时就会造成麻烦(如拉漏、冻水口)，因此对连铸钢水温度要比模铸严格得多。对连铸钢水温度的要求是：
(1)高温，由于增加了中间包热损失，中间包水口小，浇注时间长，因此钢水温度比模铸高20～50℃，才能顺利浇注。
(2)均匀，实际上钢包内钢水温度是上下偏低，而中间温度高，这样会造成中间包钢水温度也是两头低中间高，不利于浇注过程的控制，因此要求钢包内钢水温度上下均匀。
(3)稳定，连浇时供给的各炉钢水温度不要波动太大，保持在10～20℃范围内。
94．如何确定浇注温度?
连铸浇注温度是指中间包钢水温度。钢水浇注温度包括两部分：一是钢水凝固温度(也叫液相线温度)，因钢种不同而异。二是钢水过热度，即超过凝固温度的值。以Tc代表浇注温度，T L。代表液相线温度，△T代表钢水过热度，则：Tc= T L+△T
计算T L有不同的公式，常用的公式如下：
T L=1537℃-[88C%+8Si％＋5Mn％＋30P％＋25S％＋5Ca％＋4Ni％＋2Mo％＋2V%+1.5Cr%]
如Q235钢合金化后钢包钢水成分为:C 0.15% Si 0.25% Mn 0.45% P 0.025% S 0.025%.将各成分代入公式得:
T L=1537℃-[88*0.15+8*0.25＋5*0.45＋30*0.025＋25*0.025]=1518℃
也就是说，钢水开始凝固温度为1518℃。对于C＝0.10～0.20%钢，钢水凝固温度一般波动在1510～1520℃。过热度△T的确定原则与产品质量有关。对于中厚板材，为减轻铸坯内部裂纹和中心偏析，△T以偏低为好(10～15℃)。这样根据钢种计算得到了液相线温度，再加上过热度就可得到浇注温度。也就是说浇注过程中间包所需要保持的钢水目标温度，实践证明，控制好中间包钢水目标温度是保证连铸机产量和铸坯质量的关键工艺参数。必须予以充分重视。
95．如何确定出钢温度?
当中间包钢水目标温度确定之后，如何确定炼钢炉的出钢温度呢?出钢温度可表示为：T出：Tc+△T1+△T2+△T3+△T4
△T1为出钢温度损失。对转炉出钢温度损失的经验数据是：大于50t转炉，出钢时间为3～6min，平均温降为10℃/min；小于50t转炉，出钢时间为2～4min，平均温降为15℃/min；般出钢温降在40～60℃。
△T2：为吹氩搅拌(或其他炉外处理)钢水温降(转炉吹氩时间一般为3～5min)。吹氩钢水温降与钢包容量、吹氩时间有关．吹氩引起的温降为4～6℃／min。
△T3为钢包运输、静置时的钢水温降。钢包内钢水自然温降与钢包衬耐火材料质量、钢包加覆盖剂或加盖等有关。一般为1～1．5℃／min。
△T4为浇注过程中钢水温降，一般是小于l℃／min。
以某厂50t钢包为例，钢种为Q235，计算得了T L＝1510℃，测定的各阶段钢水温度损失为：△T1：＝60℃，△T2＝30℃，△T3＝6℃，△T4＝45℃，所以了T出：T出＝1510+30+60+30+6+45＝1681℃
也就是说出钢温度为1681℃。
出钢后钢包在各阶段的钢水温降，可用插入式热电偶进行实际测定，进行统计分析，得出平均值。然后制成图或表来指导生产。也可以根据钢中碳含量与钢水温度关系作成图来得出各阶段的温度损失，如C＝0．2％，T出＝1630℃，吹氩后钢水温度1610℃，中间包温度在1560～1 540℃，T L＝1520℃。
96．连铸钢水温度控制的原则是什么?
连铸工艺要求钢水出钢温度高，浇注温度波动窄，这就使钢水温度控制难度增加。因此，控制钢水温度的出发点，首先是尽可能减少钢包过程温降以降低出钢温度；其次尽可能稳定炼钢操作，提高出钢温度的命中率，避免高温出钢；第三加强生产调度和钢包周转。
降低出钢温度可带来一系列好处：
(1)减少炉衬浸蚀，提高转炉炉龄；
(2)减少铁氧化损失，缩短吹炼时间，提高生产率；
(3)减少对耐火材料的浸蚀，提高钢质量；
(4)有利于稳定冶炼工艺，便于转炉与连铸的配合
97．减少钢包过程温降有哪些措施?
影响钢包过程温降最突出的因素是钢包容积、包衬材质及使用状况。生产实践表明，下述保温措施是行之有效的。
(1)钢包加砌绝热层，减少包衬散热损失。如110t钢包加砌30mm厚的绝热层，温降速度比无绝热层平均降低20～0％，出钢后40min，包内钢水温度降低17～20℃。
(2)钢包高温烘烤：如70t钢包采用快速烘烤装置，烘烤15min包衬温度可达850℃以上，烘烤的钢包平均温降由80～90℃减少到30～60℃。
(3)红包出钢：加快钢包周转，提高钢包衬温度。35t钢包红包出钢，可使出钢温度平均下降17℃。
(4)采用滑动水口代替塞棒式水口，这不仅可以加快钢包周转，提高包衬温度；还可以增加钢包工作的可靠性。
(5)钢包表面加碳化稻壳或保温材料，减少热损失。
(6)钢包加盖。这一方面可使钢包长时间有效保温，还可使钢液面上的熔渣保持为液态，便于注后清渣，另外可减少包衬散热，提高钢包温度。
采用上述措施，可以减少钢包过程温降，有利于连铸钢水温度的稳定性。
98．调节钢水温度有哪些措施?
在实际生产中，由于原料和操作等因素的影响，往往出钢温度控制得不那么准确，往往都是比预定的出钢温度要高。为满足连铸浇注温度的要求，出钢后对钢水温度进行调节，一般的方法是：
(1)搅拌法。在钢包顶部或底部吹入氩(或氮)气搅拌钢水，使钢包上下部温度和成分均匀。
(2)搅拌+冷废钢。在吹气搅拌的同时，加入轻型废钢，借助于废钢熔化吸热来降温。钢水温度降低1℃，需加废钢0.7kg／t。
如果按预定目标温度出钢，钢水又要进行炉外精炼处理，由于处理过程中的热损失，就不能保证所要求的中间包浇注温度，这样需要在钢包进行热补偿，采用方法有：
(1)电弧加热法：利用石墨电极产生高温电弧(4000℃)加热钢水。钢包容量越大，加热效率越高。如20t钢包，加热效率为30％，250t钢包，加热效率为25％，升温速度为3～6℃/min。
(2)感应加热法：利用线圈产生的交流磁场在钢水中产生感应电势使其钢水加热。加热效率可达70％，升温速度为2.5℃／min。
(3)等离子加热法：气体(如氩、氮)被加热到高温会变成等离子状态，利用高温等离子体(温度可达3000℃以上)来加热钢水，升温速度为5～6℃／min，热效率可达70～80％。
(4)化学法：在钢包内加入发热元素(如铝)并同时吹氧使铝氧化放出大量热量以加热钢水，如270t钢包，升温速度可达5～10℃／min。
(5)氧燃加热法：利用氧气和燃料(油、煤)同时喷到钢水表面，形成高温火焰以加热钢水，热效率为35％，加热速度为1℃／min。
99．为控制好钢水温度，在操作上应注意哪些问题?
钢水温度的控制，受现场操作的影响很大。在实际生产中，由于温度控制不当而发生事
故，是屡见不鲜的。由于各生产厂的条件不同，考虑控制温度的操作也不尽相同。一般说，要控制好钢水温度，必须注意以下几点：冶炼过程的控制(如铁水成分、废钢、新、老炉等)；出钢口要打好，用大孔径钢，以缩短出钢时间；钢包和中间包均采用绝热性能良好的火材料，使包衬温降到最低值；钢包、中间包加覆盖剂和盖子利用红包出钢和滑动水口；分批加入块度合适的铁合金块；包传递时间不要耽误等。
100．连铸钢水为什么要进行吹气搅拌?
从炼钢炉出到钢包的钢水，在钢包内钢水温度分布是均匀的，由于包衬吸热和钢包表面的散热，在包衬周围钢水度较低，而钢包中心区域温度较高。如25t钢包，上、下层温差为70～100℃，50t为60～70℃，150t为40～50℃。这样如果钢水注入中间包，由于中间包衬的吸热再加上钢包底部钢水温度较低，就会造成中间包钢水温度降低过大而接近液相温度，导致水口冻钢，浇注中断。另外，钢包上、下部钢水温度低而中间温高的特点，也会导致浇注过程中中间包钢水温度前、后期低，中期温度高，这样会引起结晶器坯壳生长厚度的不均匀性，同时对铸坯内部质量也有不利影响。因此，各厂都规定供给连铸的钢水必须进行钢包吹气搅拌，以使浇注过程中钢水温度稳定均匀。吹气搅拌已成为保击连铸钢水质量必要的技术措施。
钢包吹气搅拌钢水的目的是：
(1)均匀钢水温度：对25t钢包吹氩搅拌钢水试验表明吹气lmin降温约10℃。吹气搅拌后浇注前、中期中间包钢温度差平均为3℃；而未吹气搅拌的炉次，前、中期钢水温差为14℃。这说明吹气搅拌促使钢包上、下钢水温度的均匀。
(2)均匀钢水成分：出钢时在钢包内加入大量的铁合金（锰铁、硅铁、铬铁等），吹气搅拌可使钢水成分均匀。
(3)促使夹杂物碰撞上浮，如30t钢包吹氩3min，氧化物夹杂平均减少28％，总氧含量降低17．5％。
吹气时，钢中氢含量变化不大。吹气压力和流量的控制应以不使钢水裸露翻腾为原则，否则钢水二次氧化严重，会使钢中氮和夹杂物含量有所增加。
101．钢包吹气搅拌有哪些方法?
最常用的是在车间内设立吹气站。钢水吹气搅拌有两种方法：
(1)钢水塞棒顶吹气法：要求设立固定的吹气站。此法操作稳定，便于加废钢调温，还可进行喷吹粉剂或喂丝等操作。
(2)多孔砖底吹气法：此法设备简单，操作灵活，不占固定的操作场地和额外的操作时间，可以在出钢过程或运输途中吹氩，甚至可以直接就在钢包回转台上吹气搅拌。在相同吹气条件下，均匀钢水温度和成分效果最佳。但缺点是，透气砖易堵塞，与钢包寿命不同步。透气砖处有漏钢的危险性。
目前国内大部分厂还是使用钢包顶吹法，应根据本厂生产条件，因地制宜地选择吹气方法。
炉外精炼方法如喷吹、电磁搅拌、真空处理等都是具有搅拌钢水的功能。采用任何一种炉外精炼的方法都可取代单一的钢包吹气搅拌法。同时钢包底吹氩搅拌与其他技术配套可组成新的炉外精炼工艺。
102．钢包吹气位置应如何选择?
向钢包内吹气位置的不同，钢水搅拌效果会有所不同。用水力学模型试验表明，钢包中心吹气和偏离钢包中心(吹气点离钢包中心半径的0.5～0.7处)吹气对钢水的搅拌效果是：
(1)钢包中心底吹气比偏心吹气更有利于钢包顶渣和水的反应。
(2)偏心底吹气造成钢渣乳化程度低，而中心底吹气造成乳化程度高，因此偏心底吹气有利于夹杂物排除。
(3)偏心底吹气有利于钢包内部钢水的混合和温度的匀化以及夹杂物排除。而钢包中心底吹气有利于钢包渣金间的反应，有利于顶渣的脱硫反应。
因此，选择钢包底吹气位置时，应根据钢包处理的目的决定。如是以均匀钢水温度和成分为主要目的，则以钢包偏吹气搅拌为好。
对于钢包塞棒顶吹气，其搅拌效果还与塞棒浸入钢水度有关，插入越深，其搅拌效果就越好。
103．钢包吹气搅拌的吹气流量和吹气压力如何确定?
吹气流量和压力的选择是影响钢包吹气搅拌效果的一个重要参数。吹入钢水中的气体，分散成无数的小气泡而上浮，同时，在高温钢水中气体被加热而膨胀，这样产生的上浮力，抽引相当于吹入气体体积50～100倍钢水进行循环流动，而产生了强烈的搅拌作用。随着吹气量的增加，搅拌强度增大。然而吹气量的增加是有一个临界值的。如果吹气量超过某一临界值，吹入的气体从钢包底部向上部形成所谓贯穿流容易引起钢水发生喷溅，加重了钢水的二次氧化，减轻了搅拌强度。
吹入的气量是与吹气压力、吹气喷嘴结构等因素有关的可由试验决定。在生产中人们通常根据不冲破钢包渣层裸露钢水为原则来确定吹气量和吹气压力。如70t钢包，底吹氩量为0．3Nm3／rain左右，吹氩3—5min，钢中总氧含量减少40～60t钢包塞棒顶吹氩，吹氩压力0.2～0.3MPa，流量0.1～0.2／rain。吹氩耗量一般在0．10～0．5Nm3/t钢。
吹气搅拌时间应大于钢水温度和成分混匀时间，生产经验表明，吹气搅拌3～5min就可满足要求。
104.钢包吹气种类的选择应注意什么?
在生产中使用钢包搅拌的气体有惰性气体氩(Ar)和不不活泼气体氮(N2)。氩气不溶解于钢水，也不与任何元素发生反应。是一种理想的搅拌气体。但氩气成本高，约为氮气成本的5～10倍。而用氮气搅拌效果与氩气一样，且氮气便宜。然而，在高温下氮能溶解在钢水中，能与钢中的—些元素生成氮化物影响钢质量，因而使用氮气作为搅拌气体受到了一定的限制因此，生产上钢包吹气搅拌广泛采用氩气，仅有少量钢种如含氮的铬、锰低合金钢或高铬合金钢可用氮气作为搅拌气体
105．连铸钢水成分控制有哪些要求?
钢水成分的控制首先应满足钢种规格的要求。钢水中含的元素大致可分为以下几类：
(1)合金元素：有意加入到钢中，使其达到规定的成分范围，保证钢的机械性能和使用性能。
(2)杂质元素：是指不希望在钢中存在的，也不是有意加入的元素，对钢的性能起有害作用。
(3)残余元素：是指由原材料(如废钢)，或耐火材料带入钢中而不是有意加入的元素如砷(As)、锑(Sb)、锡(Sn)、铜(Cu)等，它们对钢的热脆性、腐蚀性有不良影响。
(4)微量元素：有意加入钢中的元素，如加入钢中硼(B)、铌（Nb）、钒(V)、钛(Ti)改变产品某一性能，其含量均小于小l％。
钢中这些元素有的是有意加入的，有的是因去除不净留下来的，它们对钢水的浇注性能和产品质量有重要影响。
对连铸钢水成分控制的要求是
(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的均匀性，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，受到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，减少或杜绝钢中夹杂物的来源，提高产品质量。
106．连铸钢水常规成分控制有哪些要求?
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％。实践证明，钢中C＝0.12～0.17％，连铸坯易产生纵裂、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(S)、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Si土0.05％、Mn土0.10％)，以保证连浇炉次铸坯中硅、锰含量的稳定。其次要求适当提高Mn／Si比。Mn／Si大于3．0，可得到完全液态的脱氧产物，以改善钢水的流动性。因此，应在钢种成分允许的范围内适当增加Mn／Si比，使生成的脱氧产物(MnO2SiO2)为液态。如以Q235钢为例，规格成分Si为0.12～0.30％，Mn为0．4～0.6％。如按成分中限控制，Mn／Si比为2．5，此时脱氧产物为SiO2，它熔点高呈固态，使钢水的流动性变差，影响了钢水的可浇性。如将Si按中、下限控制，Mn按中、上限控制，把Mn／Si比控制在3.0左右，此时钢水的脱氧生成物为液态的硅酸锰(MnO2SiO2)，改善了钢水流动性，保证了连铸顺利。
因此，在成分规格范围内，调整Si、Mn含量，保持2Mn／Si大于3．o，以改善钢水的可浇性，这是连铸硅镇静钢的一个特点。
107．连铸钢水其他元素含量控制有哪些要求?
钢中的碳和合金元素(硅Si、锰Mn、铬Cr、镍Ni)含量应按钢种规格要求进行严格控制，
还应对其它元素进行严格控制。
有害元素(硫S、磷P)含量：S、P是由原料中带入的。除个别钢种(如易切削钢)要求含有较高S外，绝大部分钢种，根据产品用途对S、P含量有一定的限制。S对钢的热裂纹敏感性有突出的影响，S大于0.025％时，钢的延性有明显的下降，铸坯裂纹加重；P会使钢的晶界脆性增加，裂纹敏感性增强。因此对于连铸钢水要求S小于0.03％，最好S小于0.025％，或S+P小于0.050％才能防止铸坯产生热裂纹。
目前，世界各国不少工厂利用铁水预处理和炉外精炼的方法来降低钢中S、P含量，有的产品如石油管线用钢要求钢中S含量小于0.005％。
残余元素含量：钢中残余元素如铜、锡、铅、锑等，通常是由废钢带入的，而在冶炼中不能去除而残留在钢中。连铸坯在冷却过程中由于铁的氧化，这些元素在晶界富集，造成铸坯表面裂纹。因此应精选废钢或废钢搭配使用，控制钢水中铜小于0.2％，锡、砷、锑含量小于0.10％。
微量元素：为了改善钢的使用性能，出钢合金化时，有意加入微合金元素，使其在钢水中保持其一定含量，如钢中含有微合金元素铌Nb、钒V，可提高钢的韧性，增加抗硫化氢腐蚀能力。
108．连铸硅镇静钢成分控制有哪些特点?
根据钢水脱氧程度的不同，可分为镇静钢、沸腾钢和半镇静钢3类。
目前，连铸只能浇镇静钢。而连铸镇静钢还可分为硅镇静，钢和铝镇静钢。
所谓硅镇静钢，就是出钢时在钢包中加入硅铁和锰铁进行脱氧合金化。终脱氧不用铝或用少量的铝。硅镇静钢(如20MnSi)主要是做钢筋，广泛应用于建筑行业，是小方坯连铸的一个主要钢种。
而小方坯连铸一般是敞开浇注，中间包采用定径水口。连铸硅镇静钢常发生的问题：(1)如终脱氧不用铝，常发生脱氧不良，结晶器内钢水生成一氧化碳(CO)气体而铸坯产生皮下气泡。(2)如终脱氧用铝，而加铝量控制不当，钢水中A12O3。夹杂会使定径水口堵塞，影响浇注的正常进行。(3)结晶器钢水面生成浮渣太粘甚至呈固态。容易在铸坯表面形成夹渣。常常造成拉漏事故。
因此连铸硅镇静钢，为了解决上述3个问题，在钢水成分和脱氧控制上应注意以下几点：
(1)控制钢水成分中的Si、Mn量，使其Mn／Si比保持在3.0左右，以使结晶器钢水面的浮渣呈液态，防止生成表面夹
(2)终脱氧适当加铝。加铝量既要能使钢水完全脱氧，在晶器钢水凝固时铸坯不形成皮下气泡，又要在钢水中不形成单独的A12O3，夹杂，以防止堵塞水口。理论和实践经验指出，钢中酸溶铝含量在0.006～0.008％时，可以满足要求。因比，在钢包加200～300g/t钢铝终脱氧，同时加1kg/t钢的Si一Ca合金脱氧。
109．什么叫铝镇静钢，如何控制钢中的铝量?
对镇静钢，一般用硅铁、锰铁和铝脱氧，为细化晶粒，改善钢的性能，要求钢中的酸溶铝保持在0.01～0.02％。所谓铝镇静钢，一般是低碳(小于0.1％)、低硅(0.02～0.03％)含量而钢中溶解铝含量在0.03～0.07％。主要是用于做深冲制品的薄板。
铝是强脱氧元素，当钢中铝大于0.01％时，钢中溶解氧是很低的。对连铸铝镇静钢，要解决两个问题：
(1)铝是易氧化的元素，如何把铝加入到钢水中，使其保持所要求的铝含量。
(2)钢水中铝含量大于0.01％时，生成单相的A12O3，钢水发粘，容易堵水口。
由于铝轻，在出钢时随钢流加入钢包，常常浮到钢水表面烧掉，铝的回收率很低(仅百分之十几)，铝的耗量大，而溶解在钢水中的铝含量也很不稳定。要保持钢水中铝含量在0.03～0.07％，需要加入铝为1.0—2.0kg／t钢，问题是如何把铝加入钢水而得到稳定的含铝量。
出钢时向钢包加铝的方法有：
(1)一步法：在出钢过程中，把全部铝块一次加入钢包，加铝量由终点钢水中的碳含量和钢水温度来决定。这种加铝方法简单，但铝回收率较低，钢中铝含量波动大。
(2)两步法：把所需加入钢水中的铝量分为两部分，一部分随钢流加入钢包，加入量是脱除钢水中过剩氧量，起预脱氧作用，其余部分的铝是在吹氩站加入到钢包，脱去与[C]相平衡的氧钒，并溶解于钢中保证达到规定的铝含量。
根据两步加铝的方法，在吹氩站设置铝线机加铝。如220t/炉，在出钢时钢包加铝块0.6kg/t，吹氩站铝线机加铝量1.5kg/t，则钢水中溶解氧可稳定在0.04—0.06％。
110.浇注铝镇静钢时为什么常发生中间包水口堵塞?
浇注含铝的钢，常发生水口堵塞，影响浇注的顺利进行，甚至使生产中断。
对中间包水口内堵塞物的分析指出：主要是高熔点的氧化物，以Al2O3为主，并混有MgO2Al2O3尖晶石以及CaO－Al2O3为主的化合物。大致的化学组成是：Al2O3 70～80％，Mg0～10％，Ca 0～12．5％，SiO2小于3％。
用铝脱氧后，钢水中有Al2O3夹杂，钢水流经水口时，Al2O3是如何附着在水口内壁上的，这是一个复杂的理论问题。有各种不同的说法，但一般认为：钢水通过水口时，水口横断面上钢水流速呈抛物线分布，靠近水口壁附近流速很低，促使固体的Al2O3夹杂沉积在水口壁上逐渐长大直至堵塞。
那么钢水中的是Al2O3从何而来的呢？归纳起来有4个来源：
(1)出钢时用铝脱氧，生成的脱氧产物Al2O3，未完全排除而留在钢中。
(2)钢水中的溶解[A1]与水口内表面的SiO2。发生还原反应而生成的Al2O3；附着于水口壁上。
(3)水口内吸入空气中的氧与钢水中的[A1]发生氧化反应生成Al2O3。
(4)钢水流经水口温度降低使A1—O平衡破坏，析出的[O]与钢水中的[A1]继续反应生成Al2O3。
可以说，水口堵塞是与水口内壁发生上述反应复杂的物理化学过程。在浇注过程中，在水口内壁不断发生氧化物沉积和被注流冲走的过程。如果沉积物是低熔点氧化物，则发生水口浸蚀；如是难熔氧化物，则发生水口堵塞。
111．转炉出钢为什么要挡渣?
转炉冶炼到终点，渣子是高碱度(CaO/ SiO2＝3～4)、高氧化铁(FeO＝15～25％)的渣子。出完钢后有部分渣子会流入到钢包表面，这样带来的坏处：
(1)发生回磷使成品出格。钢包加铁合金脱氧合金化，氧化性降低使渣中P2O5，还原重新回到钢中。如35t钢包，不挡渣钢包渣层平均厚度为140mm，挡渣时平均为67mm。而钢包钢水的平均磷含量：挡渣为0.0084％，不挡渣为0.012％。
(2)钢包高氧化性渣子降低了炉外精炼的冶金效果，如钢包喷Si—Ca粉或喂钙线，由于
有高FeO渣子，降低了钙回收率。钙的回收率是：挡渣时平均为11．2％，不挡渣时为7.75％。
(3)出钢时，高FeO渣子被钢流卷入钢包内部，悬浮的渣滴与钢水中铝、硅、锰等元素发生化学反应，使铸坯中夹杂物增加，渣中FeO越高，下渣越多，铸坯夹杂物就越严重。
(4)钢包高FeO渣子是氧的储存器。浇注过程中钢包表面渣子可能会凝结在钢包内壁上，浇完后倒渣不净，附着在包壁上的高FeO渣子与下一炉钢水相接触，渣中氧就要释放出来，氧化合金元素(如硅、锰)，严重时会导致钢水成分出格。
因此，为了发挥炉外精炼的效果，提高铸坯的质量，控制钢水成分的稳定性，在出钢时必须进行挡渣操作。
112．出钢挡渣的方法有哪些?
用于转炉出钢挡渣方法有挡渣球、挡渣棒、气动阀等，但目前普遍应用的是挡渣球。
挡渣球外层为铸铁，内包铸造砂。根据转炉容量有不同的规格。如35t转炉所用的挡渣球外径为180～200mm，铁壳厚度10～20mm，球体积3500～4100cm3，球重量14～17kg，球密度为4.2～4.6g／cm3。
挡渣时，用机械装置把挡渣球送到出钢口上方，在出钢1/2～3/4时将球翻入熔池。球到位的命中率90％。加球过早或过晚，球不易到位。出钢口内侧应形成一定的喇叭状，才便于钢水在出钢口上方形成旋涡，而把球吸引到位。球的密度过大会早堵住口，导致钢水出不尽；密度过小会推迟堵口，导致渣子流出。在出钢渣密度为3．4g／cm3左右时，直径180mm 挡渣球密度为4.6g／cm3较为合适。
电炉采用偏心炉底出钢。该炉子特点是取消了电炉的出钢槽，其炉身上部仍为圆形，下部为鼻状偏圆形，在其底部设出钢口。出钢口类似钢包水口。出钢前将炉子倾动12°～15°就可顺利出钢。此法优点：(1)可实现无渣出钢，易与炉外精炼相配合；(2)钢流短，无散流，缩短出钢时间，减少了钢水二次氧化；(3)减少了耐火材料的消耗。我国抚顺钢厂已建成一座50吨偏心炉底出钢电炉。我国10吨电弧炉采用偏心炉底出钢技术与原电炉相比，冶炼时间缩短40min，电耗平均降低63kWh／t，耐火材料消耗平均减少4kg／t钢。
113．什么叫钢水炉外精炼(或称钢包精炼)?
炉外精炼是把转炉、平炉或电炉中所炼的钢水移到另一个容器中(主要是钢包)进行精炼的过程。也叫“二次炼钢”或钢包精炼。炉外精炼把传统的炼钢分为两步。(1)初炼：在氧化性气氛下进行炉料的熔化、脱磷、脱碳和主合金化。(2)精炼：在真空、惰性气氛或可控气氛下进行脱氧、脱硫、去除夹杂、夹杂物变性、微调成分、控制钢水温度等。从60年代以来，各种炉外精炼方法相继出现。目前，全世界已有500多台炉外精炼设备在钢厂投入工业生产。
炉外精炼在现代化的钢铁生产流程中已成为一个不可缺少的环节。尤其是炉外精炼与连铸相配合，是保证连铸生产顺行、扩大连铸品种、提高铸坯质量的重要手段。
在炼钢生产流程中，采用转炉(电炉)――炉外精炼――连铸已成为钢厂技术改造的普遍模式。
114．炉外精炼工艺特点和冶金作用是什么?
各种炉外精炼方法的工艺各异，共同特点是：(1)有一个理想的精炼气氛，如真空、惰性气体或还原性气体。(2)采用电磁力、吹惰性气体搅拌钢水。(3)为补偿精炼过程中的钢水温降损失，采用电弧、等离子、化学法等加热方法。
炉外精炼主要是在钢包内完成的。总的来说，有以下冶金作用：
——钢水温度和成分均匀化。
－－微调成分使成品钢的化学成分范围非常窄。
—－把钢中硫含量降到非常低(如S<0.005％)。
—－降低钢中的氢氮含量(如H<2ppm)。
—－改变钢小灾尔物形态和组成。
—－去除有害元素。
—－调整温度。
钢包精炼方法不同，采用的工艺操作也不相同，所达到的冶金效果也不一样。要结合生产的钢种、产品质量来选择合适的炉外精炼方法。
115．选择与连铸相匹配的炉外精炼的要求是什么?
与连铸相匹配的钢包精炼，在于提高铸坯质量和保证连铸工艺的稳定性。选择合适的炉外精炼方法是连铸钢水准备、提供合格质量钢水的重要手段。为此结合产品质量要求，选择钢包精炼设备应满足以下基本要求：
(1)调节钢水温度，达到连铸所要求的浇注温度。
(2)提高钢水清洁度，特别是减少钢中大型夹杂物的含量。
(3)降低钢中气体(如氢)含量。
(4)降低有害杂质(如硫、磷)含量。
(5)夹杂物变性作用，改善钢水流动性。
(6)减轻炼钢炉的冶炼负荷，缩短冶炼周期，提高生产率。
(7)钢包精炼炉成为炼钢炉和连铸机之间的一个“缓冲器”，平衡两者之间的生产节奏，有利于提高连铸机的生产率。
炼钢炉与连铸机之间装设了炉外精炼设备，可以达到以下目的：1)为连铸提供合格质量的钢水，改善连铸坯质量；2)协调炼钢与连铸之间的节奏，提高连铸机的生产率。因此凡是有连铸机的工厂应选择合适的炉外精炼方法来准备钢水。
究竟采用哪种炉外精炼法取决于工厂条件、产品质量等。应根据产品质量要求，建立不同的生产工艺流程：
(1)对于电炉或超高功率电炉相配合连铸机，选择钢包精炼应满足合金比高的产品质量的要求。如不锈钢可采用电炉一AOD炉一连铸、电炉一VOD炉一连铸，轴承钢采用电炉一钢包炉(如LF、SKF)一连铸。
(2)对于大型转炉相配合的板坯、大方坯、圆坯连铸机，要提供优质钢水，生产高质量的铸坯。采用转炉一RH一连铸、转炉一RH+KIP一连铸。生产超低碳(碳小于0.1％)或超低硫(硫小于0.005％)可采用LF炉与真空处理并用，可得到最佳效果。
(3)对于小型转炉，相配合小方坯、矩形坯连铸机，以生产普碳钢为主，一般采用钢包吹氩或辅以钢包喂丝技术，基本上能满足连铸工艺和铸坯质量要求。
与连铸相匹配常用的炉外精炼法有：真空处理(如RH、DH)，钢包精炼炉(如LF法、ASEA
—SKF法、VOD法等)，钢包钙处理(如TN法、KIP法、喂钙丝法等)。
116．与连铸相配合的RH(或DH)真空处理法的特点是什么?
RH是目前广泛应用的一种真空处理法。其设备由真空室与抽气装置组成。真空室下有吸取钢水的上升管和排出钢水的下降管。脱气处理时．首先将两根管子插入钢包内钢水面以下150～300mm。抽真空时钢水在大气压力作用下进入真空室。同时在上升管内吹入氩气，因钢水内充满氩气泡，液体密度减小而使钢水向上流动进入真空室，而下降管内钢水密度大而下降，返回钢包内。因此连续反复循环，使钢水在真空室脱气。
RH的作用是脱氢、脱氧、脱碳、减少钢中夹杂物、均匀钢水温度和微调成分等。
RH真空处理法已向多功能方向发展，如RH真空室吹氧以生产超低碳钢(碳小于0.003％)，开发了RH—OB、RH—KTB法。武钢、宝钢均采用转炉一RH一连铸工艺流程生产板坯。目前，DH真空处理法用得较少。
117．与连铸相配合的钢包精炼有哪几种方法?
目前广泛采用的钢包精炼法有以下几种：
(1)LF钢包精炼炉
该法主要特点是：有3根石墨电极，电弧产生在钢包钢水面上的炉渣中，进行“埋弧精炼和加热”。处理时添加合成渣脱硫，钢包底部吹氩搅拌钢水，可以均匀温度和成分，促使夹杂物上浮排除。这是一种设备投资省、精炼效果好的炉外精炼法。LF炉已成为电炉与连铸之间的一个重要设备。
LF炉具有加热功能，可使电炉出钢温度降低120℃。缩短冶炼时间，提高电炉生产率20％。经过LF炉处理使连铸钢水温度波动减少到土2℃，有利于连铸生产的稳定性。我国不少电炉厂建成了电炉一LF炉一连铸以生产方坯、圆坯的生产流程。
(2)VOD炉
VOD炉主要用于冶炼低碳不锈钢，在钢包炉内真空条件下吹氧脱碳(脱碳量为0.3一0.6％)。采用消耗式喷枪或水冷喷枪吹氧。VOD炉没有热源，一般不用造渣精炼。上钢三厂已建成电炉一VOD一板坯连铸机流程生产不锈钢，年产量达10万t／年。
118．与连铸相配合的喷射冶金技术的特点是什么?
喷射冶金是以压缩气体(如氧气)作为载体，把各类精炼粉剂(如石灰粉、Si—Ca粉等)喷射到钢包深部，利用气体的搅拌作用增加粉剂和钢水的接触面积，从而改善化学反应的动力学条件。这样可以快速脱硫、脱氧、脱磷、提高合金的收得率和钢的纯净度。
与连铸相配合的钢包喷粉技术主要解决以下问题：
(1)改善钢水的可浇性和中间包水口的堵塞。浇注含铝钢，钢水中A12O3，夹杂呈固态串簇状分布，使钢水发粘是水口堵塞的根源。在钢包内喷吹Si—Ca粉，使CaO与A12O3结合成铝酸钙(12CaO27A12O)，在钢水中呈液态球形而上浮，解决了水口堵塞。
(2)降低钢水中含硫量。连铸用于生产石油管线和船板的板坯，要求钢中硫小于0.005％，可在钢包喷吹Ca—Si粉、石灰粉来生产低硫钢。
(3)夹杂物变性处理以提高钢的清洁度。如16Mn钢经喷粉处理后，钢中A12O3，以及MnS
夹杂物明显降低，A12O3降低67％，MnS降低66％。且夹杂物呈细小均匀分布，有利于钢材力学性能的改善。
目前将喷射冶金和真空处理相结合，是一种有吸引力的炉外精炼技术。如将LF、VOD、RH等精炼设备与喷射冶金相结合组成新的精炼工艺，可进一步提高钢水精炼效果。
119．与连铸相配合的喂线技术的特点有哪些?
向钢水中加钙不仅改善连铸钢水的可浇性，而且可改善钢的质量。目前向钢水喂钙丝已成为向钢水加钙的有效技术，可取代喷吹Si—Ca粉技术。以80～300m／rain的速度把钙线喂入钢包深部，在1600℃高温下，钙在1～3S内就可熔化，钙滴或钙气泡向上移动时间较长，与钢水更能有效的起反应。比喷吹Si—Ca粉效果要好。
由于金属钙是非常活泼的元素，在1600℃能很快的气化，所以出钢时若采用通常方法把钙加入钢包，钙蒸发会引起激烈的沸腾喷溅，钙烧损大，效率低。
为此，采用特殊加工方法将CaSi粉或CaSi+Al按比例混合作为芯部材料，外面用0.2mm 厚的薄钢带包覆起来，并将粉剂压实，制成6～10mm不同直径的复合包线。包线可做成圆形或矩形(如1236mm)。用专制的喂线机通过导管喂入钢包内钢水深部。
向钢包喷吹Si+Ca粉，钙的回收率仅有±10～20％；向钢包喂钙线，钙回收率为20～60％。与喷吹法比较，喂线法具有投资省、占地小、设备轻便、操作简单、冶金效果显著、生产成本低等特点。所以近年来在国内外得到了普遍应用。它可适用于不同容量的钢包。
在钢包中除喂钙线外，还可喂含硼、钛、锆、碲、硒等元素的包芯线。中间包水口堵塞与否，与喂钙量、钙收得率、钢中Ca％／Al％比不同有很大的关系。试验证明，中间包水口不堵塞的Ca％／Al％比分别为：弹簧钢0.52，合金钢0.49，碳钢0.44
120．控制钢水中加铝的方法有哪些?
根据钢种不同，要求连铸钢水含有0.02～0.06％铝。由于铝轻，易氧化，在出钢时手工把铝块投入钢包，铝回收率低，且钢水中铝含量不稳定。为满足连铸钢水质量要求，现在广泛使用的方法：
(1)喂铝线机：把铝做成φ6～10mm的铝线由专制机器以120～280m／min速度，在出钢时或在吹氩站喂入钢包深部。此法优点：1)铝的回收率可达40％以上，而钢包加铝块仅为10—20％。2)成品钢中酸溶铝含量范围控制较稳定，如深冲铝镇静钢中酸溶铝含量标准差从0.011％到0.008％。因酸溶铝而不合格的炉次大为减少。3)钢水中酸溶铝含量小于0.02％炉次从未出现，避免了铸坯表面气孔缺陷。以成品钢中酸溶铝含量的命中率来衡量，铝块投入命中率为55％，而喂线法为90％。
向钢包中加铝方法还有弹丸法，就是把铝做成子弹状，用枪以高速射入到钢包内部。但此法用的较少。
(2)CAS法：钢包底部吹氩撇开顶部的渣子使钢液裸露，把一个耐火材料的浸渍罩插入钢水下约200mm处，这样在罩内的钢水面上无渣子，里面充满氩气。把铝粒加入其中，进行吹氩搅拌使钢水温度和成分均匀化并去除夹杂物。如300t钢包CAS处理，铝回收率为44～58％，钢中酸溶铝含量较稳定。利用此法还可进行合金成分的微调。
121．钢包加热技术有哪些方法?
钢包加热的主要目的是作为转炉与连铸之间的缓冲手段，为连铸提供稳定的钢水温度，保证连铸中间包钢水浇注温度在规定的目标值。
目前已开发出的钢包加热方法有以下几种：
(1)电弧加热：钢包精炼炉(如LF)采用电极产生电弧加热钢水，以补偿精炼过程的热损失，保证供给连铸钢水温度的稳定性。此法设备投资大、成本高，还可使钢水增碳。加热速度最高可达3．.3℃／min，钢水温度波动可控制在士2℃范围。
(2)等离子加热：用等离子弧钢包加热。据报道，在220t钢包采用3.5MW功率的等离子体加热钢水，15～30min可抵消钢水自然温降，加热速度达到2.3℃／min。
(3)氧燃加热：利用天然气和空气在钢液面上燃烧向钢水供热，提温速度达到1℃／min。此法已不采用。
(4)化学加热法：利用氧气与铝、硅元素化学反应放出热量，对钢水进行加热。从理论上讲，每吨钢加入lkg铝需氧0.62m3，完全燃烧后可使钢水提温35℃；lkg硅需氧0.8m3，可提温33℃。生产上使用的于均加热速度分别为7℃／min和4.3℃／min。化学法具有价廉、简便、高效率的特点，是目前广泛使用的一种方法。从1982年以来使用化学加热原理相继开发了CAS—OB、IR—UT、BSLRP法。
122．吹氧化学加热钢水有哪些方法?
(1)CAS—OB法：此法为新日铁最早推出。该法的特征是，钢包瘴部吹氩撇开浮渣，在钢包顶部插入一个锥形浸渍罩，在罩内钢水表面无渣，上部有足够的空间，从罩上面加入合金微调成分，或把铝加入钢水面，在罩上面插入氧枪吹入氧气，发生氧化反应放出热量：2Al+3/2O2＝A12O3+30932kJ／kg铝
Si+ O2＝SiO2+29260kJ／kg硅
加入的铝、硅元素氧化的同时，还氧化钢水中的碳放出热量。借助钢包底部吹氩搅拌，把钢水面的热量传向钢水深部，使钢水温度均匀，钢水热吸收率可达80％以上。
据经验，200～300t钢包供氧强度为11～20m3／h．升温速度5～13℃／min；160t钢包供氧强度平均为14m3／h2t，升温温度7～10℃／min；20t钢包供氧强度为32～45m3／h2t，升温速度可达15℃／min。
目前，世界上已有30套CA S－OB投入使用，鞍钢、武钢。已有同类型CA S—OB投产。
(2)IR—UT法：此法为日本住友金属推出。此法特点，插入圆筒形浸渍罩。从罩上部插入氧枪和加铁合金。钢包采用顶枪吹氩搅拌或吹精炼粉剂。250t钢包升温速度一般为8℃／min，最高达13℃／min。
(3)BSLRP法：此法为美国伯利恒公司推出。此法特点，从钢包顶部插入两根浸入式枪，一根吹氩搅拌，一根吹氧。用叫喂线机把铝插入钢包深部。此法没有隔渣浸渍罩，这样要求出钢使钢包必须很好地排渣，并加合成渣保护。150t钢包应用此法提温速度为8．3℃／min。
这3种方法中，钢水搅拌方式有所差别，一般认为钢包顶吹氩气量大(可比底吹大10倍)，并可利用吹氩枪喷吹精炼粉剂。由于化学加热期间增强钢水搅拌，对热效率和升温速度有明显好处，因此，顶枪吹氩颇具生命力。
123．吹氧化学加热使用的发热剂有哪几种?
发热剂主要有铝、硅、碳，也有以钛、锰作发热剂的。
日本曾研制碳发热剂，采用沥青、淀粉或树脂等粘结剂，将粒度1mm左右的焦碳粉、石墨粉、煤或其他混合物粘结成块，投入钢水表面后即刻崩裂、燃烧，钢水升温速度达到4.5℃／min。
目前广泛采用铝作为发热剂，为防止小方坯连铸中间包定径水口的堵塞，要求钢水的酸溶铝小于0.007％，可采用硅发热剂，但升温速度比铝慢40％，还需加入少量石灰以保证碱度。
发热剂可制成块状、丸状、棒状或线状，应尽量加在吹氧位置。
124．钢包采用化学加热法对钢水质量有何影响?
试验表明，采用化学法加热，对钢水质量的影响有：
(1)吹氧时，钢中元素有轻微烧损：采用铝、硅吹氧加热钢水，钢水中硅、锰、碳有微量烧损。如加热含有0.1～0.3％硅、0.3—0.．6％锰的钢水，吹氧升温期将有约0.03％的硅和约0.07％的锰被烧损，[C]小于0.15％时，吹氧烧损量约为0.02％，[C]大于0.35％时，吹氧烧损量约为0.03％。
(2)吹氧后，发热元素铝在钢水中有少量增加，钢水中酸溶铝含量一般在0.008—0.012％。
(3)钢水中夹杂物和总氧量无明显变化。吹氧前后钢包钢水中总氧在40～80ppm。吹氧后钢水中夹杂物有所增加，但吹氩搅拌后夹杂物明显下降。
(4)由于吹氩搅拌造成无渣壳面、消除回磷的可能性。如果罩内留有残渣，便会出现回磷，如磷由0.009％增至0．012％。
所以用吹氧化学加热法对钢水质量无明显影响，完全可以满足连铸要求。
第四章中间包冶金和保护浇注125．中间包的作用是什么?
中间包是一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。它的作用是：
(1)降低钢水静压力，保持中间包稳定的钢水液面，平稳地把钢水注入结晶器；
(2)促使钢水中的夹杂物进一步上浮，以净化钢液；
(3)分流钢水。对多流连铸机，通过中间包将钢水分配到各个结晶器；
(4)贮存钢水。在多炉连浇更换钢包时不减拉速，为多炉连浇创造条件。
可见，中间包的作用主要是减压、稳流、去夹杂、贮存和分流钢水。
126．所谓“中间包冶金”的含义是什么?
随着对钢的质量要求日益提高，开发了各种钢包精炼技术，其目的就是提高纯净度，把
钢水搞“干净”些。而中间包是连铸钢包与结晶器间的一个耐火材料容器。经过炉外精炼的钢水可以说是“干净”了，但浇到中间包又可能再污染。因此，不应把中间包看作是简单的钢水过渡容器，而应把它看成为一个连续的冶金反应器，钢包精炼中采用的措施可以移植到中间包，以进一步净化钢液。为此提出了中间包冶金的概念，受到了人们的重视。中间包冶金的功能是：
(1)净化功能。为生产高纯净度的钢，在中间包采用挡墙加坝、吹氩、陶瓷过滤器等措施，可大幅度降低钢中非金属夹杂物含量，且在生产上已取得了明显的效果。
(2)调温功能。为使浇注过程中中间包前、中、后期钢水温差小于5℃，接近液相线温度浇注，扩大铸坯等轴晶区，减少中心偏析，可采取向中间包加小块废钢、喷吹铁粉等措施以调节钢水温度。
(3)成分微调。由中间包塞杆中心孔向结晶器喂入铝、钛、硼等包芯线，实现钢中微合金成分的微调，既提高于易氧化元素的收得率，又可避免水口堵塞。
(4)精炼功能。在中间包钢水表面加入双层渣吸收钢中上浮的夹杂物，或者在中间包喂钙线改变A12O3，夹杂形态，防止水口堵塞。
(5)加热功能。在中间包采用感应加热和等离子加热等措施，准确控制钢水浇注温度在土3～士5℃，，
127.中间包钢水停留时间的定义及其意义是什么?
钢包注流进入中间包到流入结晶器路程中，钢水在中间包所经历的时间叫停留时间。它的定义是：
t＝V/Q
式中t――钢水在中间包的停留时间，min；
V一—中间包钢水容积或钢水重量，m3或t；
Q一－中间包钢水流量，t／min。
如中间包钢水重量为15t，浇注板坯20031200mm，拉速V为l.5m／min，则钢水流量Q：Q＝0.231.231.537. 0＝2.52t／min
所以t＝15/2.52=6min
也就是说钢水在中间包停留时间为6min。如果在中间包内钢水很快的从水口流到结晶器内，则夹杂物就来不及上浮。总的原则是：在中间包内钢水停留时间越长，则夹杂物就有充分时间上浮，钢水就越干净。为增加钢水停留时间，有效的方法就是采用大容量、深熔池的中间包。60年代中间包容量—般为6t，现在最大为80t。应根据钢包容量，尽可能把中间包容量选大一些，采用大容量、深熔池中间包是当前发展的趋势。
128．中间包加挡墙和坝的目的何在?
由中间包容量与中间包钢水流量求出的钢水停留时间称为理论停留时间。然而实际生产中，中间包内钢水流动是不均匀的，有的地方快，有的地方慢，尤其是中间包底部区域存在有不活跃的钢水停滞区，夹杂物上浮困难。钢水在中间包的实际平均停留时间要比理论的平均停留时间要短些。为了充分有效的利用中间包容积，促进夹杂物上浮，采取的措施是在中间包加挡墙和坝，其目的：
——消除中间包底部区域的死区。
——改善钢水流动的轨迹，使流动沿钢渣界面流动，缩短夹杂物上浮距离，有利于渣子
铸钢件的制作方案 一. 概述 xxX主体育场并非简单构筑物，其中的铸钢件要求尺寸精度高且加工制作难度大，其既为一件精密的机械零件，又是一件精美的艺术品。 在xxX主体育场铸钢件的设计、模型制造、铸造、加工及质检等过程中，始终贯彻下述原则：我们在设计、生产制作过程中，认真执行相关国家、行业及特定验收标准。严格控制每一生产过程，确保提供外型尺寸符合图纸要求；化学成分、机械性能达到设计要求；铸钢件内外质量满足检测要求的高品质铸钢件。 xxX主体育场铸钢件是集计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测量(CAM)及先进的铸造凝固模拟分析技术（CAE）为一体的高科技产品。 本内容详细介绍xxX主体育场铸钢件在设计、制作过程各个环节：难点及解决方案；铸钢件主要结构形式；制作工艺流程；铸钢件制作；质量控制；检验标准。 二. 关键点、难点及解决方案 （一）铸钢件的关键点 关键点：xxX主体育场铸钢件结构形式需要满足下列要求： 首先：铸钢件保证原设计的外部造型及整体受力要求。 其次：铸钢件保证尺寸精度及表面粗制度的设计要求。 最后：铸钢件内部结构符合铸造工艺的要求。 解决方案：针对以上铸钢件的关键点，利用三维造型软件、有限元受力分析软件、计算机凝固模拟分析软件相互协调，在原设计的基础上深化设计满足上述要求的铸钢件结构形式（铸钢件三维实体模型）。 （二）铸钢件的难点 难点：由于xxX主体育场铸钢件的特点种类多、数量多、分枝多，导致大量的模型制作工作量。如何解决模型制作在满足设计的结构形式的前提下保证工期的要求是本工程的难点。 解决方案：针对以上铸钢件的难点。利用三维造型软件。
铸钢件生产工艺要求及质量标准 一、混砂工艺标准 （一）材料要求： 1、造型砂：符合GB9442-88 、JB435-63细粒砂要求，一般选用二氧化硅含量较高的天然砂或石英砂，原砂粒度根据铸件大小及壁厚确定，原砂的含泥质量分数应小于2%，原砂中的水份必须严格控制，且一般应进行烘干。 2、水玻璃：水玻璃模应根据铸件大小来确定。 （1）小砂型（芯）为加速硬化采用选用M=2.7—3.2的高模数水玻璃。 （2）中型砂型（芯）可选用M=2.3—2.6的水玻璃。 （3）生产周期长的大型砂型（芯）选用M=2.0—2.2的低模数水玻璃。 （二）混制比例（质量分数%） 造型砂/水玻璃=100：6～8 （三）混制时间：一般情况下混制5分钟，室温或水玻璃密度较大时可适当延长混砂时间。 （四）混制后要求：混制好的造型砂要求无块状或团状，流动性较好。 二、造型工艺要点： （一）基本原则： 1、质量要求高的面或主要加工面应放在下面。
2、大平面应放在下面。 3、薄壁部分应放在下面。 4、厚大部分应放在上面。 5、应尽量减少砂芯的数量。 6、应尽量采用平直的分型面。 （二）基本要求： 1、木模：要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁，尺寸符合铸造工艺图纸要求，并经常进行尺寸校验。 2、砂箱：砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定，大、中型砂箱应焊接箱筋。 3、浇注系统：根据铸件的结构特点的工艺要求，选择适宜的浇注系统，通常采用顶注式、底注式。 （1）浇注系统设置基本原则：浇口、冒口安放位置合理，大小适宜不妨碍铸件收缩，便于排气、落砂和清理，应使铸型尺寸尽量减少，简化造型操作，节省型砂用量和降低劳动强度。 （2）内浇道位置的注意事项。 1）内浇道不应设在铸件重要部位。 2）应使金属液流至型腔各部位的距离最短。 3）应不使金属液正面冲击铸型和砂芯。 4）应使金属液能均匀分散，快速地充满型腔。 5）不要正对铸型中的冷铁和芯撑。 4、冒口 （1）冒口设置基本原则：
铸造生产的工艺流程 铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序： 1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图； 2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备； 3）造型与制芯； 4）熔化与浇注； 5）落砂清理与铸件检验等主要工序。 成形原理 铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。
图1 铸造成形过程 铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能 型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。 2、型砂的组成 型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤粉、锯末、纸浆等。型砂结构，如图2所示。 图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点： 1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。 2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3）铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金属材料，又省切削加工工时。4）铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5）铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以机械化生产。 铸件的手工造型
《连续铸钢》课程标准 本课程标准是根据高职高专专业人才培养方案编写的。编写本课程标准时，坚持“理论联系实际”的原则，突出应用能力的培养。 课程标准中教学内容和学时，可根据具体教学需要做适当的调整和补充。 一、课程简介 1．课程名称：连续铸钢 2．课程代码：093317 3．学时：56学时 4．学分：3.5学分 5．适用专业：冶金技术方向 6．课程性质： 本课程是冶金技术专业的一门专业核心课程。是一门综合性、实践性较强的专业核心课程，在专业人才培养中具有十分重要的地位。本课程系统论述了钢的浇铸、连铸设备、连铸基础理论、连铸工艺与操作、保护浇铸、连铸坯质量、连铸工艺实践与新技术应用、连铸坯热装与直轧、连铸过程检测与自动控制、连铸用耐火材料。重点介绍了连铸工艺与操作、连铸坯质量、连铸工艺实践与新技术应用、连铸过程检测与自动控制，通过本课程的学习，基本能解决连铸生产过程中的实际问题。 二、课程教学目标 1．职业专门技术能力目标 掌握铸坯的成型方法；能根据铸坯的成分、性能要求和生产条件，拟定出工艺方案和连铸工艺。通过本课程的学习，学生应达到以下要求： 1．能根据铸坯的技术要求和生产条件，拟订出连铸工艺。 2．对连铸生产中有关技术问题能作出初步分析并提出相应的解决技术措施。 3．能选定铸机的主要工艺结构参数，设计常用的工艺装备。 2．理论知识目标 掌握连铸基础理论；铸坯成型过程的质量检测与控制。 3．职业关键能力目标 独立思考、自主完成项目任务；善于总结经验、有创新意识；乐于合作、发挥集体力量、共同完成任务；坦诚相待、乐于助人、树立良好的职业道德意识；坚韧、诚信，遵守秩序。熟悉与职业相关的劳动保护要求和安全操作规程。能熟练查阅常用手册、国家及行业标准等。 三、课程教学内容、要求及学时分配 序号课题教学内容教学要求 学 时
连铸工艺流程介绍 将高温钢水浇注到一个个的钢锭模内，而是将高温钢水连续不断地浇到一个或几个用强制水冷带有“活底”(叫引锭头）的铜模内（叫结晶器),钢水很快与“活底”凝结在一起,待钢水凝固成一定厚度的坯壳后，就从铜模的下端拉出“活底”，这样已凝固成一定厚度的铸坯就会连续地从水冷结晶器内被拉出来，在二次冷却区继续喷水冷却。带有液芯的铸坯,一边走一边凝固，直到完全凝固。待铸坯完全凝固后,用氧气切割机或剪切机把铸坯切成一定尺寸的钢坯。这种把高温钢水直接浇注成钢坯的新工艺，就叫连续铸钢。
【导读】:转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包,结晶器、拉矫机等。本专题将详细介绍转炉（以及电炉）炼钢生产的工艺流程,主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。? 连铸的目的: 将钢水铸造成钢坯。?将装有精炼好钢水的钢包运至回转台,回转台转动到浇注位置后,将钢水注入中间包,中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一,它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用,将结晶器内的铸件拉出,经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。?连铸钢水的准备 一、连铸钢水的温度要求: 钢水温度过高的危害:①出结晶器坯壳薄，容易漏钢；②耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控,降低浇铸安全性；③增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；④铸坯柱状晶发达;⑤中心偏析加重，易产生中心线裂纹。 钢水温度过低的危害：①容易发生水口堵塞,浇铸中断;②连铸表面容易产生结疱、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。 二、钢水在钢包中的温度控制: 根据冶炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄的范围内变化;其次,要最大限度地减少从出钢、钢包中、钢包运送途中及进入中间包的整个过程中的温降。 实际生产中需采取在钢包内调整钢水温度的措施： 1）钢包吹氩调温 2)加废钢调温 ３）在钢包中加热钢水技术 4）钢水包的保温 中间包钢水温度的控制
1.连铸机的分类及特点：①立式：铸坯做垂直直线运动，不受强制性变性力作用；铸坯冷却均匀，非金属夹杂物上浮条件良好，钢的成分和夹杂物偏析较少；小断面铸坯中心容易产生二次缩孔；机身高20~30m以上，厂房高度大，一次性投资较多。②立弯式：铸坯有拉坯机拉出结晶器后，被顶弯装置弯成弧形，然后在水平位置上加以矫直；保持的立式连铸机在垂直方向上进行浇注和冷凝的特点；设备总高度有所降低。③弧形：采用弧形结晶器，在结晶器内形成弧形铸坯；使用弧形二次冷却装置，在水平切点处矫直铸坯；铸机高度大大降低，但是铸机的弧形部件加工、制造、安装、调试、维修困难；铸坯在弧形不对称的状态下冷却不均匀。④椭圆形：弧形结晶器可倾斜安装，用逐渐增大圆弧半径的方法进行矫直，铸坯可延水平方向拉出；铸坯不需要进行大量的弯曲或矫直，钢液的静压小，铸坯的鼓肚缺陷减少；夹杂物上浮机会减少，铸机机身高度大大降低。⑤水平式：结晶器水平安装，铸坯无弯曲矫直变形，，夹杂分离困难；以间歇式拉坯代替结晶器振动，铸坯容易产生深的裂纹；不需要修建特殊的厂房，设备费用便宜，维修方便。 2.连铸机的主要设备：钢包运载装置，中间包，中间包车，结晶器，结晶器振动装置，二次冷却装置，拉坯矫直装置，切割设备和铸坯运出装置 3.铸坯断面尺寸：根据轧材需要的压缩比确定，根据炼钢炉容量和铸机生产能力及轧材规格来考虑，要适合连铸工艺的要求。 4.拉坯速度：指每分钟拉出铸坯的长度，单位是m/min 5.液相深度：铸坯从结晶器液面开始到铸坯中心液相凝固终了的长度，也称为液相长度。 6.冶金长度：根据最大铸坯厚度、最大拉速确定的液相深度 7.铸机长度：结晶器液面到最后一对拉矫辊之间的实际长度 8.中间包的作用：①可减少钢液静压力，稳定注流。②中间包有利于夹杂物上浮，净化钢液 ③在多流连铸机上，中间包讲钢液分配给每个结晶器。④在多炉连浇时，中间包贮存一定量的的钢液，更换钢包时不会停浇。⑤根据连着队钢质量要求，也可将部分炉外精炼手段转移到中间包内实施，及中间包冶金 9、结晶器的重要参数：①结晶器的断面尺寸：冷态铸坯的断面尺寸为公称尺寸，结晶器断面尺寸应根据铸坯的公称尺寸来确定。②结晶器长度：主要依据是结晶器下口时德尔坯壳最小厚度。 10.倒锥度：钢液在结晶器内冷却凝固生成坯壳，进而收缩脱离结晶器逼，产生气隙。因而导热性大大降低，有此铸坯的冷却不均匀：为了减小气隙，加速坯壳生长，结晶器的下口要比上口断面略小，称谓结晶器倒锥度。 11.结晶器的要求：应具有良好的导热性和刚性，不易变形；重量要轻，，以减少振动时的惯性力，内表面耐磨性要好，以提高寿命；结构要简单，便于制造和维护。 12结晶器作用：钢液在结晶器内冷却，初步凝固成型，且均匀形成具有一定厚度的坯壳。采用冷却水冷却，通常称为一次冷却。 13.结晶器振动的目的：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内壁的渗透，保证结晶器充分润滑和顺利脱模。 14.二次冷却的作用：带液心的铸坯从结晶器拉出后，需喷水或喷气水直接冷却，使铸坯快速凝固，以进入拉矫区；对未完全凝固的铸坯起支撑、导向作用，防止铸坯的变形；在上引锭杆时，队引锭杆七支撑、导向作用；倘若是采用直结晶器的弧形连铸机，二冷区的第一段还要把直坯弯成弧形坯；如果采用多辊矫机时，二冷区的部分夹辊本身又是驱动辊，起到拉坯作；对于椭圆形连铸机，二冷区本身又是分段矫直区。 15.压缩浇注：连铸生产中为了提高拉速，防止铸坯内部固液两项区界面上的凝固层产生内裂，采用压缩浇注技术。
连铸： 转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。 连铸的工艺流程: 将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。 连铸自动化控制主要有连铸机拉坯辊速度控制、结晶器振动频率的控制、定长切割控制等控制技术。 连铸的主要工艺设备介绍:
钢包回转台 钢包回转台：设在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包过跨和支承钢包进行浇铸的设备。由底座、回转臂、驱动装置、回转支撑、事故驱动控制系统、润滑系统和锚固件6部分组成。 单臂钢包回转台：由底座、立柱、上转臂、上转臂驱动装置、下转臂、下转臂驱动装置组成。 蝶形钢包回转台：由底座、升降液压缸、回转架、钢包支座、回转臂、平行连杆、驱动装置、防护板组成。 钢包回转台是连铸机的关键设备之一，起着连接上下两道工序的重要作用。钢包回转台的回转情况基本上包括两侧无钢包、单侧有钢包、两侧有钢包三种情况，而单个钢包重量已超过140吨。三种情况下，钢包回转台受力有很大不同，但无论在何种情况下，都要保证钢包回转台的旋转平稳，定位准确，起停时要尽可能减小对机械部分的冲击，为减少中间包液面波动和温降，要缩短旋转时间。因此，我们在变频器的容量选择上，留有余地，即比电机功率加大一级。同时利用变频器的s曲线加速功能，通过调整s曲线保证加、减速曲线平滑快速，减少对减速机的冲击，再通过PLC判断变速限位、停止限位实现旋转过程中高、低速自动变换及到位停车，同时满足了对旋转时间和平稳运行的要求。 顺时针，逆时针，旋转
连续铸钢基本概念（1） 发表日期：2007-5-19 阅读次数：705 1.什么是钢水的浇注作业? 钢的生产过程主要分为炼钢和浇注两大环节。浇注作业就是将成分合格的钢水铸成适合于轧钢和锻压加工所需要的一定形状的固体。 把钢水凝固铸成固体有两种工艺方法：一种是钢锭模浇注法，一种是连续铸钢法。后者可以将炼钢炉炼好的钢水直接浇注成板坯、扁坯、方坯和圆坯等钢坯，再将钢坯供给各种轧钢机，生产各种规格的钢材。 浇注作业是衔接炼钢和轧钢之间的一项特殊作业。它的特殊性表现为把钢水转变为固体的凝固过程。当钢水一旦凝固成固体后，在以后的轧钢过程中就不能对质量有本质上的改进了。因此，浇注作业对产品质量和成本有重大影响，必须予以特别重视。要精心操作，不出废品，保证质量。否则将“前功尽弃”。 2.什么叫连续铸钢? 连续铸钢与普通模铸不同，它不是将高温钢水浇注到一个个的钢锭模内，而是将高温钢水连续不断地浇到一个或几个用强制水冷带有“活底”(叫引锭头)的铜模内(叫结晶器)，钢水很快与“活底”凝结在一起，待钢水凝固成一定厚度的坯壳后，就从铜模的下端拉出“活底”，这样已凝固成一定厚度的铸坯就会连续地从水冷结晶器内被拉出来，在二次冷却区继续喷水冷却。带有液芯的铸坯，一边走一边凝固，直到完全凝固。待铸坯完全凝固后，用氧气切割机或剪切机把铸坯切成一定尺寸的钢坯。这种把高温钢水直接浇注成钢坯的新工艺，就叫连续铸钢。它的出现从根本上改变了一个世纪以来占统治地位的钢锭一初轧工艺。 3.连续铸钢有哪些优越性? —简化了生产钢坯的工艺流程，节省大量投资。省去了模铸工艺中脱模、整模，以及均热和初轧开坯等中间工序。基建投资和操作费用可节省40%，占地面积减少50%,设备费用减少70%,耐火材料消耗减少15％。 —提高了金属收得率和成材率。连铸从根本上消除了模铸中注管和汤道的残钢损失，提高了钢水的收得率。同时省去了钢锭的保温帽，不需要切除钢坯的头部，成材率可提高10～15％。如100t钢水用钢锭模浇注，只可以得到86t钢坯。而同样数量的钢水，如果用连铸，去除浇注损失、火焰切割损失和氧化损失。可以得到95t钢坯。就是说年产100万t钢,采用连铸比模铸每年可以多生产9万t钢坯。可见其经济效益是相当可观的。 —极大地改善了劳动条件，机械化、自动化程度高。模铸工段的环境恶劣。劳动笨重，工作条件差，是炼钢生产过程中最落后的一个工序。特别是转炉炼钢技术的发展，铸锭与炼钢生产之间不相适应的矛盾日益突出，往往是炉后工序跟不上。成为提高产量的限制环节。采用连铸，机械化和自动化水平高，甩掉了笨重的体力劳动，节省了劳动力。为提高生产率创造了有利条件。 —大大节约能量消耗。采用连铸，省去了钢锭均热炉加热的燃料消耗，可使能量消耗减少二分之一到四分之一。据统计，生产一吨合格钢坯，连铸比模铸节能400～1200MJ，相当于节省重油10～30kg。如考虑采用连铸后金属收得率的提高，炼钢厂每生产一吨钢坯平均节能为1800～2600MJ。 4.连铸机分类方法有哪些?
1.炼钢主要是一个氧化反应过程，炼钢过程中，通过向炉内吹入氧气以氧化金属料中的碳、硅、锰等元素。对 2.为了熔融矿石中杂质脉石，高炉生产中需要加入熔剂，常用的是碱性熔剂。对 3.热轧的变形制度仅仅是制定压下规程，制定压下规程目的是合理分配各个道次的变形量，变形量包括总的压下量和道次压下量。错 4.热轧通常有两个轧制阶段，一是粗轧阶段，以较小的变形量进行轧制，使轧件具有精确的尺寸和光洁的表面；二是精轧阶段，采用高温大压下量，以减少轧制道次提高生产率。错 5.目前，宝钢分公司烧结厂共有3台495㎡的鲁奇式带式烧结机（长90m，宽5.5m），年产烧结矿1700万吨。对 6.宝钢分公司炼钢厂具有公称容量为300吨和250吨（平均炉产钢水量300吨和250吨）的顶底复合吹转炉各3座。对 7.钢管按生产方式可分为无缝钢管和焊接钢管两类，分别采用热穿孔和钢板/带钢焊接工艺生产。对 8.连铸是连续铸钢的简称，它是通过连铸机直接把钢水连续不断地浇铸成具有一定断面形状和尺寸的钢坯。对 9.在涂镀产品的后处理中，磷化处理后形成的磷化膜具有良好的润滑性、涂装性以及一定的耐蚀性。而钝化是采用辊涂方式生产，采用环保的无铬钝化处理液，提高产品的耐蚀性，可防止白锈的产生。对 10.矿石中的铁在高炉中几乎能全部被还原出来，在高炉的不同区间和温度时,由高价铁氧化物到低价铁氧化物到金属铁是完全一样的还原顺序。错 11.连轧管时，孔型顶部的金属由于受到轧辊外压力和芯棒内压力作用而产生轴向延伸，并向圆周横向宽展，达到减径减壁的效果。因此成型和焊接是它的两个基本工序，而不同的成型和焊接方法构成不同的焊管生产方法。对 12.在高炉炼铁中，矿石中的铁元素以氧化物的形式存在于自然界中，在高温下利用氧化反应冶炼成铁水，铁水作为炼钢的主要原料。错 13.液压热定心机定心，其目的是改善穿孔时的咬入条件和减少毛管前端的壁厚偏差。对 14.造渣剂是炼钢的一种重要辅助原料，一般有石灰石、石灰、软硅石等。石灰石和石灰中的CaO是炉渣的主要成分，它参与脱磷、脱硫反应。软硅石主要含有SiO2，用来调整熔渣碱度和钢渣量。对 15.高炉炼铁是将铁矿石在高温下冶炼成金属铁的过程，一方面由炉顶往炉内装入炉料，另一方面从高炉下部鼓入纯氧使炉料中的燃料燃烧。错 16.在最新的轧机中，在酸洗出口段与冷连轧机间增加一套活套装置，将分别在两个机组完成的工序在联合机组一次完成生产，因此又称为酸洗－冷轧联合生产技术。对 17.冷轧板带的品种规格较多，其生产工艺流程亦各有特点，一般来说主要的工序有：表面清理、冷连轧、退火、平整、剪切（横切、纵切）。错 18.轧钢的目的一方面是得到需要的产品形状和尺寸，另一方面改善钢的内部质量，提高钢的机械性能。对 19.热轧工艺过程主要分为：坯料准备、加热、轧制（粗轧、精轧）和精整等四个步骤。对 20.钢水炉外精炼就是将炼钢炉中初炼的钢水移到钢包或其他容器中再进行精炼处理，也称为二次精炼。对 21.高炉使用的燃料主要是焦炭，它在冶金中主要起三方面的作用：发热剂、还原剂和料柱骨架。对 22.炼钢反应是在高温条件下进行的，转炉炼钢通常无外加热源，冶炼过程的加热和升温，主要依靠铁水中硅、锰、碳、磷等元素的氧化放出的热量。电炉炼钢时则主要依靠电能来加
铸钢件生产中清理环节的注意事项和要求 一般情况下，铸钢件生产工艺流程可分为混砂工艺、造型工艺、钢液的熔炼工艺、浇注工艺、铸钢件清理、铸钢件退火热处理、铸钢件质量验收标准七个环节，每个环节在铸钢件生产整个流程中都意义重大，企业应该积极督促员工按照各个环节的要求和标准执行操作，力保万无一失。 铸钢件清理环节是继浇注工艺后的一个环节，其在整个工艺流程中虽然并非技术要求最高、难度最大的环节，但是是不可或缺的步骤，企业应该重视并严格按照标准要求员工做到落实。 铸钢件清理注意事项及其要求： 铸钢件在未完全凝固前，不能搬动铸件，也不准在600℃以上喷水强冷。铸件一般经自然冷却2-3小时后进行清件。 （一）工作流程 清理铸件表面、型腔废砂→气割铸件浇口、冒口、毛刺→再次清理铸件残砂→焊补铸件→打磨铸件→质量验收 （二）操作方法及质量标准 1、准备工作
按照要求佩戴好劳保用品，并对工作环境进行安全确认；准备好所用机器设备和工具，并认真检查，确保机器设备、工具完好，能正常、安全运行和使用。 2、正常操作 （1）利用风镐或水清砂机进行铸件废砂清理。 （2）铸件废砂清理完毕，按照《气割安全技术操作规程》操作割枪，切割铸件浇口、冒口、飞边、毛刺。 （3）铸件切割完毕，符合要求。按照《电焊工安全技术操作规程》操作电焊机，对铸件残缺部位进行焊补，确保铸件完整。 （4）焊补完毕，复合工艺要求。利用砂轮机对铸件切割、焊补等部位进行打磨处理，保证切割部位和焊补部位光洁、平整。 （5）打磨完毕，进行验收，准备热处理 以上是铸钢件生产中清理环节的注意事项和要求，由于铸钢件清理紧随浇注环节之后，清理前一定要等铸钢件完全凝固并且要冷却2-3小时后方可进行，降低清理中员工高温受伤风险和铸件未完全凝固带来的铸钢件缺陷风险。
连续铸钢知识介绍 钢的生产过程分为炼钢和烧注两大环节。把钢水凝固成固体有两种工艺方法：一种种是钢锭模浇注法，一种是连续铸钢法。我厂采用后者，即将炼好的钢水直接铸成小方坯。 1、连铸机的主要类型 现在世界各国使用的连铸机有立式、立弯式、弧型、椭圆形和水平式等5种。立式连铸机的浇注作业和结晶凝固、二次冷却、切割等工序都在垂直线上顺序进行。立弯式铸机，先是垂直的，待铸坯凝固后再弯90o成水平状，然后切割运出，设备高度比立式有所降低。弧形连铸机是把钢液浇到弧形结晶器内，然后沿弧形轨道运行，经过四分之一圆弧，然后地水平方向出坯，其设备高度比立弯式更进一步降低，地弧形连铸机的基础上进一步改进，就出现了椭圆形连铸机。目前新建连铸机是弧形最多。 2、连铸机组成 主要设备由钢包回转台、钢水包、中间包（罐）、结晶器（一次冷却）、结晶器振动机构、二次冷却装置、拉坯（矫直）装置、切割装置、和铸坯运出装置等9部分组成。 3、我公司连铸机主要工艺参数 机型：三台三机三流（ROKOP）全弧型小方坯连铸机。 一台二机二流（ROKOP）全弧型小方坯连铸机。 铸坯断面：120×120mm；150×150mm；160×220mm． 定尺范围：2.8～9m 铸机弧型半径：6/12m，6m 剪切机形式；45o液压对角剪和平剪。
中间包容量：14T，9T（注指溢流液面时）。 浇注钢种：普碳钢、低合金钢、20g、45#钢。 流间距：1200mm。冶金长度：9.731m。 振动频率：0～256次/分 振动行程：8.2mm、10.5mm 结晶器长度：812mm 4、连铸机流数的确定 炼钢炉出钢量确定了之后，在一台连铸机上浇同一种断面铸坯的流数： n=G/a×b×c×d式中：n—一台连铸机的流数； G—钢包容量，t； a×b—铸坯断面面积，mm2； V—平均拉速，m/min； ρ—钢密度，t/m3； T—钢包浇注时间，min。 5、弧形连铸机弧形半径的计算 弧形半径是指连铸坯外曲率半径。它既影响铸坯质量，又影响铸机高度和设备重量，确定弧形半径应考虑以下四点： ——表面所允许的变形量； ——二次冷却区应有一定的长度； ——矫直前铸坯表面温度； ——钢水静压力 弧形半径的计算方法： 根据矫直时所允许的最大变形量，以免产生裂纹：
第4章方坯连铸机总体设计及计算 4.1 总体方案的确立 钢水凝固成型有两种方法：传统的模铸法或连续铸钢法。传统的模铸法分为脱模、整模、钢锭均热与开坯等工序。基建投资大，能耗大，生产成本很高。连续铸钢法的出现从根本上一个世纪以来占统治地位的钢锭初扎工艺，节省了工序，缩短了流程，提高了金属的收得率，降低的能耗。本设计的主要工序流程是：钢水从钢水包中流出，先注入中间包，然后进入弧形结晶器，在结晶器中形成弧形铸坯沿着弧形辊道向下运动，运动中受喷水冷却，直至完成或部分凝固，然后铸坯到水平切点处进入拉矫机，然后用火焰切割车把铸坯切割成定尺，从水平方向出坯。 4.2 弧形连铸机总体设计计算与确定 弧形连铸机总体参数包括：铸坯断面尺寸、冶金长度、拉坯速度、铸机半径以及连铸机的流数。这些参数是确定铸即性能和规格的基本要素，也是设备选型和设计的主要依据。 4.2.1 铸坯断面 连铸的坯型有：板坯、方坯、矩形坯、圆坯、六角或八角坯等。以生产的铸坯断面尺寸和坯形如表4-1所示：
确定铸坯断面尺寸时，应根据轧才的需要和轧制时的压缩比。还应考虑炼钢炉的容量和铸机的生产能力。对大型炼钢炉一般配置大断面和多流连铸机。 轧制的压缩比可取6～10。对不锈钢和耐热钢最小取8，对高速钢和工具钢最小取10，对碳素钢和低合金钢可取6。 铸坯断面越大，对加杂物上浮越有利，同时铸机生产能力越大，但铸坯断面尺寸超过最大压缩比的要求时，就会相对得多消耗能量。 在选择铸坯断面形状和尺寸时，还应考虑与轧机能力的合理配合，可参照表4-2选用。 4.2.2 冶金长度 从结晶器液面到铸坯全部凝固为止，铸坯中线距离称为液心长度或称冶金长度，因此液心长度与铸坯冷凝有关。 冷凝公式： 铸坯凝壳厚度δ与冷凝强度和冷凝时间有关，冷凝强度用单位热流表示，即 每单位时间单位面积上流出的热量，用0H 表示，单位为Kj/m 2·min,0H 越大表 明冷凝强度越大，凝壳越厚。由实验知，有如下关系： δ∝5.05.00τH （mm ） 或者 δ=ξ5.05.00τH （4.1） 式中 τ——冷凝时间（min ） ξ——系数（mm ·m/k 5.0J ），与铸坯形状和材质有关，由实验知ξ
连续铸钢工艺 1 、弧形连铸机有哪此特点？ 立式和立弯式连铸机的结晶器都是直的， 而弧形连铸机采用的是具有某一曲率 半径的弧形结 晶器， 其结晶器、 二次冷却装置都布置在某一半径的一个圆的四分之一弧度上。 铸坯在结晶 器内凝固时就已弯曲，带液芯的铸坯从结晶器拉出来，沿着弧形轨道运行，继续喷水冷却， 在四分之一圆弧处 完成凝固，然后矫直并拉出送至切割站。 弧形连铸机的高度仅为三分之一，建设费用低，钢水静压力小，铸坯在辊间的鼓肚小， 铸坯 质量好；加长机身也比较容易，故可高速浇注，生产率高。弧形连铸机的缺点是：因铸坯弯 曲矫直，容易引起 内部裂纹；铸坯内夹杂物分布不均匀， 内弧侧存在夹杂物的集聚；设备较 为复杂，维修也较困难。 弧形连铸机虽有缺点， 但由于在设备和工艺上的技术进步， 仍然是世界各国钢厂采用最多的 一种机型。 2、 什么叫负滑脱？ 当结晶器下振的速度大于拉坯速度时， 铸坯对结晶器的相对运动为向上， 即逆着拉坯方向的 运动，这种运动 称负滑脱或称负滑动。 3、 结晶器振动频率用什么数学模型控制？ 对正弦式振动负滑脱率 ￡ v % Vmi-结晶器振动平均速度 m/min ; V —拉坯速度m/min 。 结晶器振动速度vm 可用下式表示 Vm=( n fh/1000 )X sin2 n f 式中：h —振幅mm 由上式可求得结晶器振动的平均速度 Vm=2fh 将Vm 代入负滑脱率式中即可求得振动频率 f 在连铸机中 ￡ v 皆取定值， 那么频率与拉速便成线性关系， 用这个关系式来控制随拉速变化 而变化的振动 频率， 这个公式就是用负滑脱率控制振动频率的数学模型， 这个模型广泛应用 于国内外连铸生产中。 4、如何减小铸坯振痕？ 为了防止拉漏， 减小结晶器阻力，采取了结晶器振动技术，但是由于结晶器振动， 在铸坯表 面产生了横向痕 迹，此痕迹称振痕，振痕为沟状，其间距 h=v/f ，其中V 为拉坯速度，f 为 振动频率。 研究表明， 振痕处易形成裂纹和成份的偏析， 随着振痕深度的加深而加重。 因此减小振痕深 度是改善铸坯 表面质量极为有效的措施。 振痕深度与结晶器振动负滑脱时间有关， 负滑脱时间越短， 振痕深度就越浅。 负滑脱时间又 与结晶器振动 频率和振幅有关，它可用下式表示： tm= ￡ V= 式中： 式中 f 振动频率， l/min ；
模具、芯骨、工装、夹具、专用检测器具、专用加工设备 原辅材料、备品、备件 检验 检验冶炼造型 浇注 铸件待冷却铸件出型清砂铸件清理铸件热处理铸件毛坯精整机加工 发运 包装 油漆 抛丸 检验 检验 检验 检验 检验 检验检验 检验检验检验
2、产品主要成份、性能、技术质量指标 （1）材质要求具体化学成份为（%）：C 0.17～0.23；Si≤0.60；Mn 1.0～1.50；P≤0.020；S≤0. 015；Cr≤0. 30；Mo≤0. 15；Ni≤0.40；Al≤0.020 ; Re0.2～0.35(加入量) （2）机械性能要求 屈服强度≥230Mpa 抗拉强度≥450Mpa 延伸率≥22% 冲击功≥40J 1）按GB11352标准要求随炉提取试样，每一个炉号制备二组试样，其中一组备查。 2）为确保具有良好的焊接性能，节点铸件碳当量控制在CE≤0.42。 3）铸件表面质量符合设计要求，表面粗糙度达到GB6060.1标准要求。 4）铸件的探伤要求,按GB7233探伤, 采用6㎜探测头,管口焊 缝区域150mm以内范围超声波100%探伤，质量等级为Ⅱ级, 其余外表面10%超声波探伤，质量等级为IV级。不可超声波 探伤部位采用GB9444磁粉表面探伤，质量等级为III级。 5）节点的外形尺寸符合图样要求，管口外径尺寸公差按负偏差 控制。 6）热处理按照Q/32182HQA05-2002标准要求,铸件进行正火处 理(920±20℃，出炉空冷,加640±20℃回火处理)。 7）涂装处理要求：表面采用抛丸或喷砂除锈，除锈等级Sa2.5
级，随即涂水性无机富锌底漆，厚度50μm，环氧云铁中间漆 2×30μm。 3、铸造工艺参数 （1）加工余量按照GB/T11350-89，CT12H/J级。 （2）模样线收缩率2.0% 铸件毛坯尺寸偏差符合GB6414-86中CT12要求。 4、铸造工艺说明 （1）为保证叉管与杆件相交处质量，考虑尽可能将支管水平放置，分二箱造型，在铸件上平面分型，整体分两半实模。 （2）冒口采用标准保温冒口套Φ400×h600，5件， （3）型砂：铸型和泥芯均采用树脂砂，表面涂锆英粉涂料二遍，用煤油喷枪辅助烘干。 （4）铸件毛重约6000㎏，浇冒口约重3000kg，工艺出品率 66.7%。
连续铸钢的具体流程为：钢水不断地通过水冷结晶器，凝成硬壳后从结晶器下方出口连续拉出，经喷水冷却，全部凝固后切成坯料的铸造工艺过程。如果连铸生产薄板坯，那么还可以进入连铸连轧工艺进行进一步的加工。 连铸机主要由中间罐、结晶器、振动机构、引锭杆、二次冷却道、拉矫机和切割机组成。 钢水温度过高的危害：①出结晶器坯壳薄，容易漏钢；②耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，降低浇铸安全性；③增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；④铸坯柱状晶发达； ⑤中心偏析加重，易产生中心线裂纹 钢水温度过低的危害：①容易发生水口堵塞，浇铸中断；②连铸表面容易产生结疱、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。 虽然高度的自动化有助于生产出无收缩铸件，但如果液态金属事先不除尽杂质，在铸造过程中会出现问题。氧化是液态金属杂质的主要来源，气体、矿渣或不溶合金也可能卷入液态金属。为防止氧化，金属尽量与大气隔离。在中间包，任何夹杂物包括气泡，其他矿渣或氧化物，或不溶合金也可能被夹杂在渣层。 一个主要的连铸问题是连铸坯的断裂。如果凝固的金属外壳过薄，有可能导致钢坯在拉出一定长度后下方的金属将上方正在凝结的金属拉断，导致钢水泄露，进而破坏其他机器而发生事故。通常情况下，断裂是由于过高的拉出速度，使凝固的外壳没有足够时间来产生所要求的厚度；也有可能是拉出的金属温度仍然过高，这意味着最终凝固时间大大低于矫直辊和地方链断裂整顿期间，由于应用的压力。阿突破，也可能发生，如造成撕裂。如果传入的金属过热，可以通过减慢拉出速度来防止断裂。 另一个可能出现的问题是碳化物，钢铁与溶解氧反应也可能产生碳化物。由于金属是液态，这种碳化反应是非常的快，同时产生大量高温气体，如果是在中间包或者结晶器中发生碳化反应，氧元素还会反应生成氧化硅或氧化铝，如果产生过多的氧化硅或氧化铝将有可能堵塞中间包与结晶器中间的连接管，进而导致破坏生产。 优越特性：简化生产工序连铸可以省去初轧开坯工序，不仅节约了均热炉加热的能耗，而且也缩短了从钢水到成坯的周期时间 提高金属的收得率采用钢锭模浇铸从钢水到成坯的收得率大约是84～88%，而连铸约为95～96%，因此采用连铸工艺可节约金属7～12%，这是一个相当可观的数字。日本钢铁工业在世界上之所以有竞争力，其重要原因之一就是在钢铁工业中大规模采用连铸。从1985年起日本全国的连铸比已超过90%。对于成本昂贵的特殊钢，不锈钢，采用连铸法进行浇铸，其经济价值就更大。 节约能量消耗改善劳动条件，易于实现自动化铸坯质量好 由于连铸冷却速度快、连续拉坯、浇铸条件可控、稳定，因此铸坯内部组织均匀、致密、偏析少、性能也稳定。用连铸坯轧成的板材，横向性能优于模铸，深冲性能也好，其他性能指标也优于模铸。近年来采用连铸已能生产表面无缺陷的铸坯，直接热送轧成钢材。 连铸机可以按多种形式来分类。若按结构外形可把连铸机分为立式连铸机，立弯式连铸机，
连续铸钢工艺教程 1.连铸工艺 连铸工艺介绍 连铸全称连续铸钢，与模铸不同，它不是将高温钢水浇铸到一个个的钢锭模内，而是将高温钢水浇注到一个或几个用强制水冷、带有“活底”（叫引锭头）的铜模内（叫结晶器），钢水很快与“活底”凝结在一起，待钢水凝固成一定厚度的坯壳后，就从铜模的下端拉出“活底”，这样已凝固成一定厚度的铸坯就会连续不断地从水冷结晶器内被拉出来，，在二次冷却区继续喷水冷却，带有液芯的铸坯一边走一边凝固，直到完全凝固，待铸坯完全凝固后，用氧气切割或剪切机把铸坯切成一定尺寸的钢坯。 连铸是连接炼钢和轧钢的中间环节，是炼钢生产的重要组成部分，连铸生产的正常与否，不但会影响到炼钢生产任务的完成，还会影响到轧材的质量和成材率。 一台连铸机主要由大包回转台、中间包、中间包车、结晶器、结晶器振动装置、二次冷却装置、拉坯矫直装置、切割装置和出坯辊道等部分组成。 在连铸生产时通常用天车将钢包吊至大包回转台，然后大包转台将钢包旋至浇注位，经大包底部水口把钢水注入到中间包内，打开中间包塞棒后，钢水流入到下口用引锭杆堵塞并能上下振动的结晶器中，钢水沿结晶器周边冷凝成坯壳，当结晶器下端出口处坯壳有一定厚度时，带有液芯并和引锭杆连在一起的铸坯在拉矫装置的作用下，离开结晶器，沿着二冷段的支撑结构下移，与此同时铸坯被二次冷却装置进一步冷却并继续凝固，当引锭装置进入拉矫机后脱去引锭装置，铸坯在全部凝固或带有液芯的状态下被矫直，随后在水平位置被切割成定尺长度，经出坯辊道运送到规定地点，上述整个过程在实际生产中是连续进行的。 连铸的主要设备 1.3.1钢包回转台 钢包回转台设置在电炉、精炼同一跨，它的本体是一个具有两个钢包支撑架的转臂，绕回转台中心回转，钢包回转台工作时，出钢跨一侧的天车将盛满钢水的钢包吊放到支撑架上，然后回转台旋转180o，将钢包转到连铸跨中间包上方的浇注位进行浇注，浇注完毕，再把空包转出的同时，又把另一个盛满钢水的钢包旋转到浇注位置，这样就可以快速更换钢包，实现多炉连浇。 1.3.2中间包（中间罐） 中间包是钢包和结晶器之间用来接受钢水的过渡装置，它用来稳定钢流、减小钢流对结
试题 一、填空题 1、连铸对钢水的基本要求（钢水温度）（钢水纯净度）（钢水的成分）（钢水的可浇性）。 2、结晶器振动机构采用（高频率）、（小振幅）的振动方式以减少振痕深度，提高铸坯表面质量。 3、中间包是钢包与结晶器之间的中间储存容器，它有（储钢）、（稳流）、（分流）、（缓冲）、（分渣）的作用，是实现多炉连浇的基础。 4、当结晶器（下振的）速度大于（拉坯）速度时，铸坯对结晶器的相对运动为向上，即逆着拉坯方向的运动，这种运动称负滑脱或负滑动。 5、拉矫机的作用有（拉坯）、（矫直）、（送引锭）。 6、连铸小方坯低倍组织是由（边缘等轴晶）、（柱状晶）、（中心等轴晶）三部分组成。 7、结晶器中保护渣的三层结构为（液渣层）、（烧结层）、（粉渣层） 8、我厂新区有4台连铸机，其中5、7、8#机为（小方坯）连铸机；6#机为（异型坯）连铸机。 9、我厂6#机结晶器铜板长（700）mm，流间距为（1800）mm; 5#机结晶器铜管长（1000）mm，流间距为（1300）mm; 7#机结晶器铜管长（900）mm，流间距为（1250）mm; 8#机结晶器铜管长（1000）mm，流间距为（1250）mm; 10、连铸坯质量缺陷主要有（裂纹）、（夹杂）、（皮下气泡）、（脱方）、
（划痕）等。 11、大包保护浇注的主要目的是为了避免(二次氧化)。 12、(结晶器)被称为连铸机的心脏。 13、连铸坯的内部缺陷主要有(中心疏松、缩孔、中心裂纹、中间裂纹、皮下裂纹、皮下气泡、中心偏析、夹渣)等。 14、提高连铸钢水纯净度的主要措施有：炼钢(提供纯净钢水)，采用钢水(炉外精炼处理)和(连铸保护浇铸)。 15、镇静钢的连铸坯内部结构可分为(表面等轴晶)带,( 柱状晶)带及(中心等轴晶)带。 16、工业用钢按化学成分一般分为(碳素钢)和(合金钢)二大类。 17、炉外精炼的主要功能是：调整（温度、成分)，去除钢中(夹杂和气体)。 18、采用轻压下技术主要是改善铸坯的(中心偏析)。 19、当小方坯横截面上两个对角线长度不相等时称为(脱方)。 20、纵裂缺陷属于(表面)缺陷。 21、铸坯中的偏析是指铸坯(化学成份)和(气体及夹杂)的分布不均匀，而通常是指(化学成份)的不均匀分布。 22、产品的技术标准，按照其制定权限和使用的范围可分为(国家标准)、(行业标准)、企业标准等。 23、钢水中的磷是一种有害元素，它可使钢产生(冷脆)。 24、钢水中的硫是一种有害元素，它可使钢产生(热脆)。 25、影响钢水流动性的主要因素是(温度)、(成分)和(钢中夹杂物)。
生产工艺流程图 铸造生产的工艺流程 铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序： 1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图； 2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备；3）造型与制芯； 4）熔化与浇注； 成形原理 铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。 图1 铸造成形过程 铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能 型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。 2、型砂的组成
型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构，如图2所示。 图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点： 1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。 2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3）铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金属材料，又省切削加工工时。 4）铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5）铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以机械化生产。 铸件的手工造型 手工造型的主要方法 砂型铸造分为手工造型（制芯）和机器造型（制芯）。手工造型是指造型和制芯的主要工作均由手工完成；机器造型是指主要的造型工作，包括填砂、紧实、起模、合箱等由造型机完成。泊头铸造工量具友介绍手工造型的主要方法： 手工造型因其操作灵活、适应性强，工艺装备简单，无需造型设备等特点，被广泛应用于单件小批量生产。但手工造型生产率低，劳动强度较大。手工造型的方法很多，常用的有以下几种： 1．整模造型 对于形状简单，端部为平面且又是最大截面的铸件应采用整模造型。整模造型操作简便，造型时整个模样全部置于一个砂箱内，不会出现错箱缺陷。整模造型适用于形状简单、最大截面在端部的铸件，如齿轮坯、轴承座、罩、壳等（图2）。 图整模造型 2．分模造型 当铸件的最大截面不在铸件的端部时，为了便于造型和起模，模样要分成两半或几部分，这种造型称为分模造型。当铸件的最大截面在铸件的中间时，应采用两箱分模造型（图3），模样从最大截面处分为两半部分（用销钉定位）。造型时模样分别置于上、下砂箱中，分模面（模样与模样间的接合面）与分型面（砂型与砂型间的接合面）位置相重合。两箱分模造型广泛用于形状比较复杂的铸件生产，如水管、轴套、阀体等有孔铸件。