1、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 铁碳相图中的特性点符号 温
2、度/ 碳含量/% 说明A 1538 0 纯铁熔点B 1495 0.53 包晶转变时液态合金成分C 1148 4.30 共晶点D 1227 6.69 渗碳体熔点E 1148 2.11 碳在 -Fe 中的最大溶解度F 1148 6.69 渗碳体成分G 912 0 -Fe 与 -Fe 相互转变温度( )3AH 1495 0.09 碳在 -Fe 中的最大溶解度J 1495 0.17 包晶点K 727 6.69 渗碳体的成分N 1394 0 -Fe 与 -Fe 相互转变温度( )4AP 727 0.0218 碳在 -Fe 中的最大溶解度S 727 0.77 共析点( )1AQ 600 0.0057 0时
3、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%67.30218.72%.0 CFeA 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%17.01495%0.53.0AL 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
4、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、氮化物或其他小型的夹杂物是CFe3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
5、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
6、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
7、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
8、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；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
9、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
10、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、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
11、、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、
12、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。 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、
13、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” ；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
14、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iv. 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
15、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
16、=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；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
17、、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 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67Pa，适用于超低碳钢处理。
