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1、连铸参考资料技师培训连铸技师培训学习指导及形成性考核参考答案 首钢高级技工学校 三、形成性考核课程作业题目（一）1、固态纯铁有几种同素异形结构？对应钢的组织有哪些名称？钢的基本组织有哪些？复合组织有哪些？答：固态纯铁同素异晶：912以下以体心立方晶格形式存在，标作-Fe；9121394之间转化为面心立方晶格，标作-Fe；13941538之间又是以体心立方晶格形式存在，标作-Fe；相应对应钢的组织分别是：铁素体、奥氏体、-Fe；钢的基本组织：铁素体、奥氏体、-Fe、渗碳体；钢的复合组织：铁素体与渗碳体组成的珠光体、曲氏体、索氏体。2、画出铁碳相图，标明各个点、线、区、碳含量和温度。表 铁碳相图中

2、的特性点符号温度/碳含量/%说明A15380纯铁熔点B14950.53包晶转变时液态合金成分C11484.30共晶点D12276.69渗碳体熔点E11482.11碳在-Fe中的最大溶解度F11486.69渗碳体成分G9120-Fe与-Fe相互转变温度()H14950.09碳在-Fe中的最大溶解度J14950.17包晶点K7276.69渗碳体的成分N13940-Fe与-Fe相互转变温度()P7270.0218碳在-Fe中的最大溶解度S7270.77共析点()Q6000.00570时碳在-Fe中的溶解度3、用铁碳相图说明连续铸钢矫直温度为什么要避开700900范围？为什么碳含量在0.070.16最

3、易出现裂纹？答：在727912发生的共析转变，碳含量在0.77%的S点，同时析出铁素体与渗碳体的混合物珠光体。其过程是：，体积发生膨胀，造成应力，进而造成内部裂纹。在铁碳相图上，包晶转变发生在1495的HJB线，碳含量为0.17%的J点，处于液相、奥氏体、-Fe三相平衡状态，发生，凡是碳含量在0.09%0.53%的铁碳合金都会出现这个包晶反应。由于晶型的转变，导致体积膨胀，在0.070.16体积线收缩最大，是铸坯出现裂纹的一个主要原因。4、用缺陷理论具体分析说明提高钢强度的措施有哪些？答：固溶体以及晶体中的空位原子是点缺陷，使金属的晶格变形的位错是线缺陷，而晶界是面缺陷，类似的金属碳化物、氮化

4、物或其他小型的夹杂物是体缺陷，这些缺陷的适当运用可以在一定范围内综合提高钢的力学性能。纳米级夹杂物可以提高钢的强度，微米级夹杂物降低钢的强度。课程作业题目（二） 1、叙述钢水凝固的过程和需要的条件。钢水凝固分为形核和核长大两个阶段；形核阶段需要热力学条件过冷度和动力学条件凝固核心两个条件；核长大仍然需要过冷度这个条件。2、连铸生产Q215钢时，较易发生纵向裂纹漏钢，试分析应如何着手解决？答：连铸生产Q215钢时较易发生纵向裂纹漏钢是因为，钢水成份中C含量在包晶反应区，钢水在凝固过程中的线收缩最大，因此，最易出现纵裂纹。解决的主要技术措施有：1)采用合理的结晶器倒锥度；2)选用合适的结晶器保护渣

5、；3)浸入式水口的出口倾角和插入深度要合适，水口与结晶器要严格对中；4)确定合理的浇注温度集拉速；5)保持结晶器液面稳定：结晶器钢水液而波动控制在5mm以内；6)控制钢水成份中的C含量避开0.100.12纵裂敏感峰值区；7)采用热顶结晶器或结晶器弱冷。3、连铸坯中心偏析的产生原因及解决措施是什么？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。铸坯的柱状晶比较发达，凝固过程常有“搭桥”发生。方坯的凝固末端液相穴窄尖，“搭桥”后钢液补缩受阻，形成“小钢锭”结构。因而，周期性、间断地出现了缩孔和偏析。板坯形成鼓肚变形时，也会引起液相穴内富集溶质元素的钢液流动，从而形成中心偏析。

6、措施： 降低钢中易偏析元素S、P的含量； 采用低过热度浇钢，减小柱状晶带的宽度，控制铸坯的凝固结构； 采用电磁搅拌技术，消除“搭桥”，增大中心等轴晶区宽度，减轻或消除中心偏析； 严格二冷对弧精度，对板坯的二冷夹辊最好采用多节辊，避免辊子变形； 在铸坯凝固末端采用轻压下技术，抑止残余钢水的流动。4、等轴晶的生成条件及促进等轴晶生成的措施有哪些？等轴晶的生成条件有以下四种说法：1） 由组成上的过冷生成等轴晶。2） 由自由激冷晶生成等轴晶。3） 由树枝晶枝干的重熔生成等轴晶。4） 由上部沉降下来的“结晶雨”生成等轴晶。在实际生产中，可以采用以下措施促进等轴晶的生成：1） 低温浇注或实现所谓的“零”过

7、热度浇注。2） 添加抗生剂，如铁粉或钢丝、稀土、钴-硼酸盐等。3） 电磁搅拌。4） 调整二冷水量等。课程作业题目（三） 1、某台铸机生产Q235钢连浇第6炉，上机温度1580，连浇中期发生中间包冻流停浇事故。该炉浇注过程中，中间包钢水温度测量值依次为：1545，1536，1531。试问应如何分析此次事故？应采取哪些措施？此次事故属于正常连浇浇注过程中大包温降过快，导致中间包温度过低发生冻流。因此，应从以下几方面分析有无异常：1)钢包状况：周转情况；包龄；维修类别；烘烤情况；包内粘渣、粘包等。2)出钢后钢包运行情况：出钢进站处理出站坐包开浇。3) 钢水温降情况：出钢过程温降；进站温度及预处理温降

8、；处理毕至大包开浇温差等。 根据所调查的结果，制订相应的措施：1) 坚持“红包”出钢，保证钢包的正常周转； 2) 对异常钢包（粘渣、粘钢、小修、新包等）适当提高出钢温度和上机温度； 3) 控制好出钢后的钢包运行各环节的时间，钢水处理后到大包开浇时间不宜过长。 4) 做好钢包、中间包的保温，实行“黑面”操作； 5) 加强各工序的信息联系沟通，有问题及时通报，采用相应的措施； 6) 发现中间包温度逐步降低趋势连铸要及时联系下一炉钢水提前上机，避免铸机冻流停机。2、某厂使用120120mm80钢连铸坯轧制成的10mm盘条，在拉拔过程中出现拉拔脆断，断口呈现“子弹头”状空腔，请问：问题可能出在哪个生产

9、环节？应如何解决？此类问题可能出在连铸，由于铸坯中心缩孔较大或伴有明显的偏析的中心疏松引起的。解决措施如下：1)低温浇注，扩大等轴晶区；2)结晶器内加入微型冷却剂，降低钢水过热度；3)结晶器内增加形核剂，扩大等轴晶区；4)二冷区采用弱冷工艺；5)采用电磁搅拌技术（M-EMS+F-EMS）；6)采用压缩浇注或轻压下技术；7)加强二冷室的检查与维护，确保喷淋冷却效果良好；8)优化二冷配水工艺。3、结合本厂实际，谈一谈保证高效铸机的正常水平发挥技术措施有哪些？1)保证合适的钢水温度、最佳钢水成份并保证其稳定性的连铸相关配套技术。2) 供应清洁的钢水和良好流动性钢水的连铸相关技术。3) 采用高冷却强度

10、、导热均匀的长寿结晶器。4)高精度、长寿的机械传动或液压传动的结晶器振动装置。5)选择与高拉速相试用的结晶器保护渣。6)稳定的结晶器液面控制技术，有条件尽可能使用结晶器液位自动控制。7)采用计算机动态控制的二次冷却自动配水工艺。8)连续矫直、轻压下技术减小偏析、缩孔、裂纹。9)低温浇注技术。10) 其它：保护浇注、电磁搅拌、自动开浇。4、欲生产良好的滚珠轴承钢，试问应采用哪些技术措施？首先，该钢种属于洁净钢。因此，应从以下几方面重点控制：1) 严格的保护浇注措施 钢包中间包注流长水口+吹氩保护；中间包结晶器浸入式水口保护浇注，浸入式水口与中间包连接处采用氩密封，钢水吸氮小于2.5PPm。 在第

11、一炉开浇时中间包内充满空气，为防止钢水中生成大量的Al2O3和吸氮，中间包盖与本体应用纤维密封，中间包内充满氩气。 2) 中间包冶金 采用大容量碱性包衬中间包，加大容池深度； 中间包采用挡墙+坝、多孔挡墙、过滤器、吹氩搅拌、阻流器； 采用碱性中间包覆盖剂，保温、避免与空气接触，吸附夹杂物。 钢包滑动水口自开率应大于95%； 开浇、换包、浇完时防止卷渣； 中间包热态循环使用技术； 中间包真空浇注技术。3)结晶器操作。 选择性能合适的保护渣（熔化温度、熔化速度、粘度）及合适的加入量； 浸入式水口的插入深度，对中，控制钢水流出方向； 结晶器液面稳定； 拉速稳定； 板坯电磁制动；4) 铸坯内部质量控制

12、。 结晶器电磁搅拌（增加等轴晶、减少中心偏析和缩孔，同时可改善表面质量，促进夹杂物上浮）； 凝固末端电磁搅拌和轻压下（减少高碳钢中心偏析、V形偏析、缩孔）。课程作业题目（四） 1、二次冷却与铸坯质量有什么关系？二次冷却不良，会铸坯出现表面缺陷、内部缺陷、形状缺陷。 1) 二冷造成的铸坯表面缺陷 表面纵裂：二冷局部过冷； 表面、角部横裂纹：二冷水量过大，喷嘴斜射铸坯角部； 表面对角线裂纹：四面冷却不均，喷嘴堵。2) 二冷因素造成的内部缺陷 中间裂纹：是因为铸坯凝固过程中受到过冷或不均匀冷却后产生的热应力作用在树枝晶较弱的部位而产生的缺陷； 中心星状裂纹：二冷过激； 中心偏析与中心疏松：凝固“搭桥

13、”；3) 形状缺陷 菱形脱方：虽在结晶器内形成，但二冷不均会加剧菱形脱方程度； 纵向凹陷：二冷装置不对中；二冷局部过冷。2、说明钢水浇注温度过高或过低的危害，并简述连铸钢水温度控制的对策。1） 铸要求浇注温度稳定。会温度低不利于夹杂物上浮，还引起水口冻结迫使浇注中断；温度高会使铸坯产生裂纹、中心偏析等缺陷，还会使结晶器坯壳厚薄不一，严重者造成拉漏。2） 铸钢水温度控制对策主要有以下几条：i. 稳定出钢温度。提高终点命中率，合适的出钢时间。ii. 减少钢水传递过程中温降。红包出钢、钢包覆盖剂、钢包加盖和保温层、加速钢包周转、减少中间包热损失。iii. 钢包吹氩、加冷料调温，准确控制精炼结束温度i

14、v. LF、CAS-OB等钢包加热手段。3、说出连铸坯纵裂产生的原因及防止措施。1）原因：i. 发源于结晶器弯月面初生坯壳厚度的不均匀性。ii. 水口与结晶器不对中产生偏流冲刷坯壳iii. 保护渣熔化性能不良、液渣层过厚或过薄导致渣膜厚薄不均。iv. 结晶器液面波动。v. 钢水成份的影响2）措施：水口对中，插入深度合适结晶器液面波动稳定在10mm之内合适的结晶器尺寸，与二冷区对弧情况良好合适的保护渣性能。采用顶热式结晶器等技术合理的成份控制。4、简述硫印的原理。说出其反应式。1） 印是用相纸显示试样上的硫化物（FeS，MnS）发生反应，在试验过程中，相纸上的硫酸与试样面上的硫化物发生作用，产生

15、硫化氢气体；硫化氢又与印相纸上的溴化银发生作用，生成硫化银，沉积在印相纸相应的位置上，形成黑色或深褐色斑点。印相纸上有深褐色斑点的地方，即是硫化物存在的部位，斑点越大，色泽越深，即表示硫化物颗粒越大，硫含量也越高。2） 反应式为：FeS+H2SO4=FeSO4+H2SMnS+H2SO4=MnSO4+H2SH2S+2AgBr=Ag2S+2HBr课程作业题目（五） 1、炉外精炼包括哪些要素？每种要素又包括哪些方式？答：炉外精炼要素包括：1)搅拌：包括吹氩搅拌和电磁搅拌，吹氩搅拌又分为顶吹氩和底吹氩；2)加热升温：包括物理升温(电弧加热)和化学升温(加铝吹氧加热)；3)渣洗：包括钢渣混冲和精炼炉造渣

16、；4)真空处理；5)夹杂变性：包括喷粉和喂线。2、说明LF炉包括哪些精炼要素。LF炉为什么要采用白渣精炼？如何保证白渣精炼效果？答：LF炉包括：吹氩搅拌、电弧加热、白渣精炼、微调成分，还可扩展增加喂线夹杂变性。LF炉为了保证脱硫、脱氧和改善夹杂物形态，采用白渣精炼。保证白渣精炼效果的关键在于对精炼渣化渣做到快、白、稳，并且做到精炼炉内微正压操作，同时保证初期中流量吹氩，和电极升降联锁。3、LF精炼炉在不同阶段如何防止钢液增碳。答：LF炉增碳原因是：断电极、钢水舔电极、包衬增碳和合金增碳剂增碳。预防措施：1)检查电极质量，螺丝扣；2)选择合适的加热档位，造好泡沫渣，保证电极升降与吹氩连锁；3)采

17、用无碳包衬或者合理配渣，少用萤石，减少包衬增碳；4)不同阶段控制合适的吹氩搅拌强度；5)取样有代表性，成分均匀后加入增碳剂，先粗调，后精调。6)使用低碳保温剂。4、说明RH包括哪些精炼要素。RH精炼炉有哪些扩展方式？RH精炼工艺浅处理与深处理含义是什么？适合处理什么钢种？答：RH包括吹氩搅拌、真空脱气、成分微调，扩展要素有吹氧升温、喷粉、喂线等。RH扩展方式有：RH-OB、RH-KTB、RH-MFB、RH-PB等。RH轻处理 400001333Pa低真空度，脱碳脱氧去气，降低合金消耗，减少铝加入量，准沸腾钢(Si0.01%)，时间短，转炉终点碳高，余锰高，铁低，适用于质量要求一般高的钢种；RH

18、深(本)处理高真空度100Pa，加脱硫剂脱硫，适用于质量要求高的钢种；深脱碳处理极限真空度2.8可以形成熔点为1251的MnO.SiO2(Mn/Si=2.0)或者1345的2MnO.SiO2(Mn/Si=4.0)，保证了形成低熔点大颗粒夹杂物上浮排出，也避免了钢水流动性的降低，利于提高铸坯质量、改善操作。2、运用二元状态图解释连铸钢水为何需要保证钙铝比？絮状Al2O3熔点2050以上，在浇注过程中易粘结在水口内表面造成水口结瘤套眼，影响连浇操作。若形低成熔点1395的12CaO.7Al2O3(Ca/Al=0.12)，夹杂物在连铸过程以液态存在，不会造成套眼，并且有利于形成大颗粒上浮排除，实际生

19、产钙铝比按照0.080.15控制。3、三元状态图成分三角形三个顶点代表什么？下面成分三角形中的P点A、B、C三个组元成分各是多少？其等温线疏密代表什么？三个顶点代表：P点，A60；B20；C20；等温线疏代表：随着成分变化，熔点变化比较快；等温线密代表：随着成分变化，熔点变化比较慢；4、在以下三元状态图中标明连铸结晶器保护渣成分范围。课程作业题目（七） 1、连铸HRB335钢时，最易产生的铸坯质量缺陷是什么？应如何防止？答：该钢种最易产生铸坯菱形脱方质量问题。应从以下几方面予以防止： 生产前要对结晶器认真检查确认，保证有良好的结晶器锥度； 结晶器铜管不得有划伤、凹坑、较明显的变形； 结晶器足辊

20、对中精度好，喷嘴不缺、不堵； 结晶器冷却水流量符合工艺规定； 二冷各段喷淋状况良好，无泄漏、堵塞、不对中问题； 结晶器冷却采用强冷； 二次冷却适当弱冷； 控制浇注温度，采用低过热度浇钢。等。2、连铸生产Q215钢时，较易发生纵向裂纹漏钢，试分析应如何着手解决？答：连铸生产Q215钢时较易发生纵向裂纹漏钢是因为，钢水成份中C含量在包晶反应区，钢水在凝固过程中的线收缩最大，因此，最易出现纵裂纹。解决的主要技术措施有：1)采用合理的结晶器倒锥度；2)选用合适的结晶器保护渣；3)浸入式水口的出口倾角和插入深度要合适，水口与结晶器要严格对中；4)确定合理的浇注温度集拉速；5)保持结晶器液面稳定：结晶器钢

21、水液而波动控制在5mm以内；6)控制钢水成份中的C含量避开0.100.12纵裂敏感峰值区；7)采用热顶结晶器或结晶器弱冷。3、高铝钢浇注时应注意哪些问题？答：1)钢水进行钙处理，使夹杂变性，Ca/Al=0.100.25。2)保证精炼出站前58分钟的弱搅拌时间上浮夹杂；3)做好浇注过程的保护，防止浇注过程的二次氧化，稳定控制钢中AlS的含量，减少钢中Al2O3夹杂。具体做法是：保护套管浇注；水口联结处采用氩封；中间包及结晶器及时加保护渣，防止钢液裸露；控制滑板间隙等。4、为适应市场需求，某钢厂开发了一个新钢种，其主要化学成分如下：0.100.15%C，Si0.50%，1.001.60%Mn，0.

22、0200.06%Al，0.0200.04%Nb，P0.030%、S0.25%。请根据上述化学成分条件，为保证铸坯的表面质量，为其制定合理的工艺措施，并说明采用这些措施的理由。（假设可以给你提供所有条件。）答：钢水的C含量在0.100.15%，正好处于包晶反应区，钢水在凝固过程中发生，体积收缩，易造成坯壳厚度生长不均匀，在坯壳薄的地方应力集中，当应力超过坯壳的抗拉强度时就产生纵裂。另外，钢水中还含有Al、Nb等微合金元素，它们会与N结合生成AlN和NbC、N在晶界沉淀，诱发横裂纹的产生。Nb明显降低铸坯的高温（700900）塑性，易产生矫直横裂纹。为减少或消除上述铸坯表面缺陷，应采取如下措施：（

23、1） 结晶器采用合理的锥度，及最佳的内腔形状的铜管或铜板，尽量使结晶器内的热流密度趋于均匀。结晶器采用高频、小振幅的振动方式。（2） 合理控制钢水的化学成分，尽量降低钢中的P、S含量，提高Mn/S比；降低钢中的O、N含量，或加入Ti、Zr、Ca等元素，抑制C-N化物的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。（3） 二冷区采用平稳的弱冷方式，减小冷却的不均并提高矫直温度，避开低塑性区。（4） 选用性能良好的保护渣。一般要求保护渣应具有较高的熔点和结晶温度，减小结晶器的冷却强度。（5） 保持结晶器液面稳定。结晶器液面波动区间应控制在5mm以内，最好在3mm。（6） 浸

24、入式水口的出口倾角和插入深度要合适，安装要对中，减轻注流对坯壳的冲刷，使其生长均匀，减少纵裂的发生。（7） 采用热顶结晶器，使结晶器上下的热流密度趋于均匀，延缓坯壳的收缩，减轻铸坯表面的凹陷，从而减少裂纹的发生几率。课程作业题目（八） 1、连铸坯中心偏析的产生原因及解决措施是什么？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。铸坯的柱状晶比较发达，凝固过程常有“搭桥”发生。方坯的凝固末端液相穴窄尖，“搭桥”后钢液补缩受阻，形成“小钢锭”结构。因而，周期性、间断地出现了缩孔和偏析。板坯形成鼓肚变形时，也会引起液相穴内富集溶质元素的钢液流动，从而形成中心偏析。措施： 降低钢

25、中易偏析元素S、P的含量； 采用低过热度浇钢，减小柱状晶带的宽度，控制铸坯的凝固结构； 采用电磁搅拌技术，消除“搭桥”，增大中心等轴晶区宽度，减轻或消除中心偏析； 严格二冷对弧精度，对板坯的二冷夹辊最好采用多节辊，避免辊子变形； 在铸坯凝固末端采用轻压下技术，抑止残余钢水的流动。2、.某台铸机连浇过程中，结晶器下口处出现四面漏钢，结晶器内残留坯壳，如何分析这种漏钢事故？预防措施有哪些？答：从这次漏钢事故的现象看应属于以下两种漏钢：一种是由于浇注温度高，拉速过快造成的结晶器下口出口处坯壳过薄，拉脱漏钢；一种是由于结晶器弯月面处的凝固坯壳与结晶器铜板之间润滑不良，坯壳与结晶器铜板发生粘结，使拉坯阻

26、力增大，在结晶器振动过程中，粘结处被撕裂，到达结晶器下口就发生漏钢。其原因是： 结晶器保护渣性能不良，使熔渣不易流入坯壳与铜板之间形成涧滑渣膜；异常情况下高拉速；结晶器液面波动过大。预防措施： 避免浇注过程中拉速过快，尤其是注温高时； 控制好连铸浇注温度，低过热度浇钢，避免高温浇注； 保证结晶器良好的润滑：选择合适的结晶器保护渣；控制润滑油加入量。 定期检测结晶器振动参数：保证合适的负滑脱率；控制偏振量在工艺允许范围内。 安装结晶器拉漏预报警装置。3、粘结漏钢的有要原因是什么？如何防止？1）原因：vi. 结晶器保护渣粘度等物理性能不合适。vii. 异常情况下的高拉速。如液面波动时的高拉速等。v

27、iii. 结晶器液面波动过大，如：吹氩量过大，浸入式水口堵塞、偏流更换钢包时引起的液面波动。2）对策：监视保护渣使用情况，确保保护渣有良好性能。如测量液渣层厚度、消耗及结块情况。提高操作水平，控制液位波动。确保合适的拉速，控制拉速波动。采用漏钢预报系统。4、连铸坯中心偏析是常见质量缺陷，请问什么叫中心偏析？如何发生？有何危害以及如何预防？答：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含量明显高于其它部位，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，严重影响了产品质量。中心偏析是由于铸坯凝固

28、末期，尚未凝固的富集偏析元素的钢液流动造成的。铸坯的拄状晶比较发达，凝固过程常有“搭桥”发生。方坯的凝固末端液相穴窄尖，“搭桥”后钢液补缩受阻，形成“小钢锭”结构。因而周期性、间断性出现了缩孔和偏析。为防止连铸坯中心偏析，可采取如下措施：（1） 降低钢中易偏析元素P、S的含量。（2） 采用低过热度浇注工艺，减少柱状晶带的宽度，从而达到控制铸坯的凝固结构。（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，为此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。