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1、第 1 章 绪论1. 浇注作业：将成分合格的钢水铸成适合于轧制和锻压加工所需要的一定形状的固体。2. 钢的浇注方法：钢锭模浇注（模铸）、连续铸钢（连铸） 、压力浇注、真空浇注。3. 模铸设备主要包括：盛钢桶、钢锭模、保温帽、中注管和底板等。模铸法分为上注法和下注法两种。4. 模铸的不足：准备工作复杂；综合成材率较低；能耗高；劳动强度大；劳动条件差；生产率低。5. 连铸机高度：指从结晶器液面到出坯辊道表面的垂直高度。6. 按结构的外形可分为立式连铸机、立弯式连铸机、 多点弯曲的立弯式连铸机、弧形连铸机、椭圆形连铸机、水平式连铸机等；按铸坯断面形状可分为方坯连铸机、圆坯连铸机、板坯连铸机和异型坯连
2、铸机等；按铸坯所承受的钢水静压头，即铸机垂直高度H与铸坯厚度D比值的大小， 可将连铸机分为高头型、标准头型、低头型和超低头型四种。7. 连铸优越性：简化生产工序，缩短工艺流程；提高金属收得率；降低能耗；生产过程机械化、自动化程度高；扩大钢种，提高产品质量。8. 连铸机主要设备组成：一台连铸机主要是由钢包运载装置、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、切割装置和铸坯运出装置等部分组成的。9. 高效连铸机的技术特征：高的拉坯速度、高的铸机作业率、多炉连浇、高的单机产量。本章小结： 钢浇注的两种常用的工艺方法： 连铸机主要设备组成？ 连铸优越性？ 高效连铸机的技术特征
3、？第 2 章 浇注与凝固理论1. 钢液浇注的实质就是完成钢从液态向固态的转变，也就是钢的结晶过程， 也称为钢的凝固。2. 过冷度：理论结晶温度Tm与实际结晶温度Tn的差值称为过冷度，以T表示， T=Tm - Tn，T0是结晶的必要条件。3. 过冷现象：金属的实际结晶温度Tn低于理论结晶温度Tm的现象称为过冷现象。4. 金属由液态转变为固态结晶的必要条件是有一定的过冷度，即实际温度低于熔点。而结晶的充分条件是液体中必须有结晶核心。5. 均质形核： 在一定过冷度T 下，液态金属中一些体积很小的近程有序排列的原子集团转变成规则排列并稳定下来的胚胎晶核，这一过程称为均质形核。6. 形核功：形成临界晶核
4、时需要一定的能量，这部分补充的能量叫形核功，用G*表示。能量涨落：能量涨落是指微元体积内自由能短暂的偏离平均值。形核率：单位体积中单位时间内形成晶核的数目称为形核率。7. 非均质形核： 实际凝固过程中，金属液或多或少存在夹杂质点且铸模内表面不光滑，结晶时常以这些界面为“依托”，优先不均匀地形成晶核，这种形核过程叫做非均质形核。8. 晶核长大的实质就是液体中原子向固体的转移，此过程存在能量消耗，由过冷度提供。包括：原子的扩散、晶体缺陷、原子的粘附、结晶潜热的导出。9. 纯金属凝固过冷是靠模壁向外传热控制的。合金的凝固 ( 钢) 凝固前沿由溶质再分配所产生的成分过冷。凝固前沿由溶质再分配所产生的成
5、分过冷是晶核长大的驱动力。而成分过冷的条件是：凝固前沿实际温度低于液相线温度。10. 钢液的过热：指从浇注温度TC冷却到液相线温度TL所释放的热量。钢液的结晶潜热：指从液相线温度TL冷却到固相线温度TS，即完成从液相到固相转变的凝固过程中所释放的热量。凝固后的显热：指已凝固的钢从固相温度TS冷却至室温T0所释放的热量。钢液凝固冷却后的放热主要由液态转变为固态的放热和完全凝固后的冷却放热两部分组成。 前者是控制铸坯结构和内部质量的关键，而后者对于防止铸坯产生裂纹也是非常重要的。11. 连铸坯凝固传热可分为三个区：结晶器冷却区；二次冷却区；空气冷却区。12. 结晶器的作用： 保证铸坯出结晶器有足够
6、的坯壳厚度，以抵抗钢水静压力，防止拉漏；使周边坯壳厚度能均匀地生长，保证铸坯表面质量。13. 结晶器传热机构：结晶器中心液体传热：这是强制对流传热过程。由中间包水口流出的钢流动能引起钢液在结晶器内的对流运动，把钢水的过热传给已经凝固的坯壳；凝固坯壳与结晶器传热: 可将钢液凝固过程分为弯月面区钢水快速凝固、凝固壳与铜壁紧密接触区传导传热、坯壳收缩与铜壁产生气隙区辐射对流；铜壁与冷却水之间传热:强制对流传热区、核态沸腾区、膜态沸腾区。气隙热阻对结晶器传热起了决定性作用。14. 影响结晶器传热的因素：结晶器锥度；结晶器长度；结晶器铜板厚度；结晶器材质；拉速；浇注温度；结晶器润滑；冷却水；钢水成分。1
7、5. 二冷：铸坯从出结晶器开始到完全凝固这一过程称为二次冷却，二冷传热的主要方式冷却水蒸发、冷却水加热、铸坯表面辐射、支撑辊传导传热。喷淋水的传热占主导地位。16. 影响二冷区传热的因素：铸坯表面温度；水流密度；水滴速度；水滴直径；铸坯表面状态；喷嘴使用状态。17. 连铸坯的凝固特征：连铸坯的冷却过程为强制冷却过程；连铸坯的移动特征，边传热，边凝固；铸坯长度方向上的结构较均匀一致。18. 连铸坯的凝固过程分为三个阶段：结晶器内形成初生坯壳；二冷区坯壳稳定生长；液相穴末端的加速凝固。19. 连铸坯凝固结构可区分为三个带：细小等轴晶带、柱状晶带、中心等轴晶带。20. 凝固结构控制方法：浇注温度 (
8、 过热度 ) 扩大铸坯等轴晶区最有效的手段是尽可能在钢种的液相线温度浇注；二冷水量降低二冷水量，可以减少柱状晶区宽度，使等轴晶区宽度增大；铸机类型立式连铸机的铸坯低倍结构对称；外力的作用电磁搅拌；加入形核剂，以增加结晶核心数量，扩大等轴晶区。21. 液态金属凝固时体积的变化包括三部分，即液态收缩、凝固收缩和固态收缩。含碳高的钢密度更低一些。22. 凝固裂纹：按位置分，可分为内裂纹和外裂纹；按成因分，可分为热裂纹和冷裂纹。钢锭凝固冷却过程中有体积收缩和线收缩。凝固体积收缩在钢锭中残留缩孔，产生热裂纹；而冷却线收缩会导致钢锭表面产生冷裂纹。23. 偏析：钢的凝固发生在一定的温度和浓度范围内，由于溶
9、质元素在液相和固相的溶解度不同和凝固过程中选分结晶作用的结果，各部分的化学成分远不是均匀一致的，这种钢坯内不同部位的化学成分不均匀的现象称为偏析。24. 钢的偏析程度常用以下三种方法表示：偏析度、偏析量、相对偏析。25. 避免凝固过程中再生夹杂生成的措施：强化脱氧， 降低钢中 O 的水平； 防止浇注过程中钢水的二次氧化；降低钢中S 水平；控制夹杂物的形态和分布，以减少它的有害程度。26. 非金属夹杂物：凝固过程中生成的氧化物和硫化物不能上浮而被树枝晶捕集，同时还有脱氧产物、二次氧化产物以及耐火材料的侵蚀物，它们来不及上浮排除，而被残留在钢中，统称为非金属夹杂物。27. 铸坯中夹杂物的起源大致可
10、包括：脱氧产物；炉渣的混入；中间包水口的熔损；包衬耐火材料的熔损；二次氧化产物；结晶器粉渣的卷入等。28. 提高钢纯净度的措施：无渣出钢；选择合适的精炼处理方式；采用无氧化浇注技术；充分发挥中间罐冶金净化器的作用；选用优质耐火材料；充分发挥结晶器的作用；采用电磁搅拌技术，控制注流运动。本章小结： 钢液的结晶应满足的两个条件： 过冷度： 过冷现象： 均质形核： 非均质形核： 在连铸机内，液体钢水转变为固体钢坯传输的热量有哪些？在连铸机内，钢水热量的传输分别在哪几个区进行对应完成什么任务？ 钢液的收缩随温降和相变可分为哪几个阶段？ 结晶器坯壳厚度的生长决定于传热速率，而传热速率决定于结晶器内钢水热
11、量传给冷却水所克服的热阻，结晶器热阻包括哪些？最大热阻是什么？ 二冷区冷却的好坏对铸机产量和铸坯质量都有很大影响，对二冷区的冷却要求是什么？ 二冷区铸坯表面热量传递方式有哪些？连铸坯的凝固特征、凝固结构及其控制方法。 钢液凝固过程体积变化包括哪些？ 偏析： 非金属夹杂物： 夹杂物破坏钢基体的连续性，对钢的性能有一定的影响。控制夹杂物应从哪两方面入手？第 3 章 连铸设备1. 台数：凡是共用一个钢包，浇注1 流或多流铸坯的1 套连续铸钢设备称为1 台连铸机。2. 机数： 凡具有独立传动系统和独立工作系统，当它机出现故障，本机仍能照常工作的一组连续铸钢设备，称之为1 个机组。 1 台连铸机可以由1
12、 个机组或多个机组组成。3. 流数： 1 台连铸机能同时浇注铸坯的总根数称之为连铸机的流数。4. 弧形连铸机规格的表示方法为：aRbc（教材 P13页）5. 弧形连铸机的主要设计参数：铸坯断面尺寸、拉坯速度、圆弧半径和液相深度等。6. 压缩比：铸坯断面积与轧材断面积的比值称为压缩比。7. 拉坯速度与浇注速度：拉坯速度vc是指每分钟拉出铸坯的长度，单位是 m/min， 简称拉速；浇铸速度q 是指每分钟每流浇注的钢水量，单位是t/(min*流) ，简称注速。8. 限制拉坯速度的主要因素是铸坯出结晶器下口的安全厚度，即最小坯壳厚度min。9. 圆弧半径：铸机的圆弧半径 R 是指铸坯弯曲时的外弧半径（
13、m ） 。10. 液相深度： 液相深度L液是指从结晶器钢液面开始到铸坯中心液相全部凝固时的长度，也称为液心长度。11. 冶金长度：根据所能浇注的最大铸坯厚度和最大拉速计算得到的液相深度就是连铸机的冶金长度L冶。12. 铸机长度：铸机长度L机是从结晶器钢液面到最后一对拉矫辊之间的实际长度。13. 钢包：钢包又称盛钢桶、钢水包、大包等；它是用于盛装、运载钢液并进行浇注的设备，也是钢液炉外精炼的容器。14. 钢包结构：钢包由外壳、内衬、注流控制机构和底部供气装置等构成。15. 钢包内衬一般由保温层、永久层和工作层组成。保温层紧贴外壳钢板，主要作用是减少热损失，常用石棉板砌筑；永久层是为了防止钢包烧穿
14、事故， 一般由有一定保温性能的粘土砖或高铝砖砌筑；工作层直接与钢液、炉渣接触，受到化学侵蚀、机械冲刷和急冷急热作用及由其引起的剥落。16. 滑动水口：钢包通过滑动水口开启、关闭来调节注流的流量。滑动水口由上水口、上滑板、下滑板、下水口组成。靠下滑板带动下水口移动，调节上下注孔间的重合程度来控制注流大小。驱动方式有液压和手动两种。17. 提高钢包水口自开率，可以采用两种方式：在下滑板上安装透气砖，通过吹氩搅动钢液防止冻结； 预先在上水口和上滑板注孔中填充镁砂、硅钙合金粉等材料或专门的引流砂以防止冻结。18. 长水口：长水口又称保护套管，用于钢包与中间包之间保护注流不被二次氧化，同时也避免了注流的
15、吸气、飞溅以及敞开浇注的卷渣问题。目前长水口的材质有熔融石英质和铝碳质两种。19. 目前承托钢包的方式主要有钢包回转台和钢包支架，钢包回转台有直臂式和双臂式两种。20. 中间包的作用：减小并稳定钢液静压力，稳定钢流； 有利于夹杂物上浮，净化钢液；在多流连铸机上，分配钢液至每个结晶器；在多炉连浇时，贮存一定量钢液，换钢包时不断流； 根据连铸对钢质量要求，将部分炉外精炼手段移到中间包内实施，即中间包冶金。21. 中间包内衬由绝热层、永久层和工作层组成。中间包包盖的作用是保温、保护钢包包底不致过分受烘烤而变形。在包盖上开有注入孔和塞棒孔。22. 浸入式水口：浸入式水口的形状和尺寸直接影响结晶器内钢液
16、流动的状况，因而也关系到铸坯表面和内部质量。目前使用最多的浸入式水口有单孔直筒形和双侧孔式两种。双侧孔浸入式水口其侧孔有向上倾斜、向下倾斜和水平状三类。浇注大型板坯时可采用箱式浸入式水口。23. 中间包塞棒：中间包用塞棒与水口相配合来控制注流。24. 中间包车的作用：支承、运输、更换中间包；车的结构便于浇注、捞渣、烧氧等操作；具有横移、升降调节和称量功能。25. 结晶器：高效率的传热器、钢液凝固成型器、钢液净化器、铸坯表面质量控制器。26. 按结晶器外形分：直结晶器：立式、立弯式及直弧形连铸机弧形结晶器：全弧形和椭圆形连铸机按结晶器结构分：管式结晶器：小方坯、圆坯及矩形坯组合式结晶器：大方坯、大矩形坯和板坯27. 多级结晶器： 随着拉速提高， 出结晶器下口坯壳变薄，为防止铸坯变形或出现漏钢事故，在结晶器下口安装足辊、铜板或冷却格栅，称为多级结晶器技术。28.
