连铸连轧

1、连铸流运行轨迹将连铸机分为哪几种？简述每种机型的特点？

1）立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭圆形连铸机和水平连铸机。

2）A、立式连铸机：优点：铸机坯壳冷却均匀，且不受弯曲矫直作用，故不宜产生内部和表面裂纹，有利于夹杂物上浮；缺点：其设备高度大，操作不方便，投资费用高，设备维护及事故处理难，铸坯断面和定长及拉速受限，并且铸坯因钢水静压力大，板坯股肚变形较突出。

B、椭圆形连铸机：优点：是高度较弧形大大减小，钢水静压力低，铸坯股肚量小，内部裂纹中心偏析得到改善，投资节约20%----30%（比弧形）。缺点：结晶器内钢水中的夹杂物几乎无上浮机会，故对钢水要求严格。

C、水平连铸机：优点:是设备高度最低，钢水物二次氧化，铸坯质量得到改善，不受弯曲及矫直作用，有利于防止裂纹，设备维护简单，事故处理方便；缺点：中间包和结晶器连接处的分离较贵，结晶器和铸坯间润滑困难，拉坯时结晶器不振动，适合小坯量，多种浇注，200mm以下方坯，圆坯，特殊钢。

D、弧形连铸机：分为单点矫直弧形连铸机，多点矫直弧形连铸机，直结晶器弧形连铸机。 a）单点矫直弧形连铸机：优点：高度比立式、立弯式低，故设备重量轻，投资费用低，安装和维修方便，钢水对铸坯的静压力小，可减少因股肚造成的内列和偏析，有利于提高拉速改善铸坯质量。缺点：钢水凝固过程中，非金属夹杂物有向弧内聚焦的倾向，一造成铸坯内部杂物分布不均匀。

b）多点矫直弧形连铸机：优点：固液界面变形率降低铸坯带液芯矫直时，不产生内部裂纹，有利于提高拉速。

c）直结晶器弧形连铸机优点：具有立式的优点，有利于大型夹杂物的上浮及钢中夹杂物的平均分布，比立弯式高度更高，建设费用低。缺点：铸坯外弧侧坯壳受拉伸，两相区易造成裂纹缺陷，设备结构复杂，检修，维修难度大。

2、连铸生产工艺对连铸设备的要求：

1）必须适合高温钢水由液态变成液固态，又变成固态的全过程；

2）必须具有高度的抗高温，抗疲劳强度的性能和足够的强度；

3）必须具有较高的制造和安装精度，易于维修和快速更换，充分冷却和良好的润滑等。

3、连铸连轧的定义：由连铸机生产出来的高温无缺陷坯，不需要清理和再加热（但需进过短时均热和保温处理）而直接轧制成材，这样把“铸”“轧”直接连成一条生产线的工艺流程就称为连铸连轧。

4、连铸和连轧紧凑联结的方法：连铸坯热装、连铸坯直接轧制。

连铸坯热装工艺是指连铸机生产的钢坯不经过冷却，在热状态下卷入加热炉加热，然后进

行轧制的方法。

连铸坯直接轧制工艺是指铸机出来的高温铸坯不再经过加热或只对边棱进行轻度的补充

加热就直接送往轧机轧制成材。

5、连铸连轧的优点：1）简化生产工艺流程，生产周期短； 2）占地面积少；

3）固定资产投资少；4）金属的收得率高； 5）钢材性能好； 6）能耗少；

7）工厂定员大幅降低； 8）劳动条件好，易于实现自动化。

6、提高拉坯速度的限制因素：1）拉坯力的限制； 2）铸坯断面影响； 3）铸坯厚度影响；

4）结晶器导热能力的限制； 5）速度对铸质的影响；6）钢水过热度的影响；7）钢种的影响。

7、二次区包括：足辊段、支撑导向段和扇形段。

二冷区冷却方式：1）干式冷却；2)水喷雾冷却；3）水—气喷雾冷却（效果最好）。

二冷区作用：1）带液心的铸坯从结晶器中拉出后，需喷水或喷气水直接冷却，使铸坯快

速凝固，以进入拉铸区；

2）对未完成凝固的铸坯起支撑、导向作用，防止铸坯的变形；

3）在上引锭杆时对锭杆起支撑、导向作用；

4）直弧形连铸机，二冷区第一段把直坯弯成弧形坯。

8、结晶器的主要参数：⑴ 长度； ⑵ 倒锥度（最重要）； ⑶ 结晶器断面。

倒锥度：为了减少气隙，加速钢水的传热和坯壳生长，通常结晶器的下口断面比上口断面

小。倒锥度过小会导致坯壳过早脱离铜壁产生气隙，降低冷却效果，或使结晶器的坯壳厚度不够产生拉漏事故；倒锥度过大容易导致坯壳与结晶器铜壁之间的挤压力过大从而加速铜壁的磨损。

结晶器满足要求：1）结构简单重量轻； 2）良好的导热性和水冷条件；

3）应做上下往复运动并加润滑剂； 4）结晶器有足够的刚度，以免影响铸坯质量。 结晶器震动方式：同步式、负滑脱式、正弦振动式（应用最广）。

结晶器震动作用：上下往复振动起到“脱模”作用，以防止初生坯壳表面产生过大压力而

导致裂纹的产生。

结晶器调宽方法：1）停机变宽； 2）平移变宽； 3）转动加平移变宽（最具代表性）。

9、立式轧边机中立辊的基本形状：1）平辊； 2）锥形辊；

3）带平或凸槽底表面的孔型辊；4）带斜槽底表面的孔型辊。

10、轧制调宽中特殊的辊型法：1）扇贝形轧辊增宽； 2）具有交错辊环的轧辊增宽；

3）具有中部凸出块的轧辊增宽； 4）具有可变环型凸出块的轧辊增宽；

5）大凸度辊增宽； 6）锥形辊增宽。

11、短锤头调宽压力机分为：

1)起—停式调宽压力机； 2)连续式调宽压力机； 3)摇动式调宽压力机。

特点：1) 起停式调宽压力机：工件在工作中保持静止，定位精确，夹持辊可以防止板坯和弯曲； 2) 连续式调宽压力机：对工件的压缩与工作的前进是同步的，作业周期短，效率高，工作连部表面质量高； 3) 摇动式调宽压力机：以上两个优点结合。

12、长锤头压力机对板坯减宽时通常需要一个行程。

13、轧件调宽过程中易出现的失稳情况：板坯的倾翻、板坯的翘曲。

板坯的倾翻预防办法：1）用孔型辊或带底腔的锥度辊来防止脱分；

2）采用倾斜立辊防止板坯升高。

板坯翘曲预防办法：1）中心支撑，两端支撑，三点支撑； 2）采取防止下弯的措施；

3）把两个立辊斜置。

14、减少调宽切量的方法：1）利用凸形板坯法； 2）润滑轧制法； 3）后推板坯轧制法；

4）凸形断面轧制法； 5）利用可变孔形尺寸轧制法； 6）板坯端部预成型法。

15、铸、轧的连续衔接匹配：速度匹配、温度匹配、规格匹配、产量匹配。

16、轧制过程瞬时速度变化的影响因素：1）轧制规格对速度的影响；2）换辊对速度的影响； 连铸过程瞬时速度变化的影响因素：1）中间包液面高度变化对拉速的影响；

2）水口通流截面变化对拉速的影响；3）钢温变化对拉速的影响；4）过渡过程对坯料的处理。

17、浇铸温度的定义：指中间包的钢水温度。

平均浇铸温度的测量方法：通常一炉钢水需要在中间包内测三次温度，分别在开浇后和

结束浇铸前的5分钟以及在浇铸中间各测一次温度，这三次结果算出平均值。

理想浇铸温度的计算：T=TL+▽T 式中TL—液相线温度；▽T—钢水过热度。

18、热带轧制中采用的保温罩系统：绝热保温罩，反射保温罩，逆辐射保温罩（保温效率最高）。

19、连铸坯在线保温技术：1）为了保证铸坯达到剪切机前，液芯完全凝固，应该知道该冶金

长度，为了保证拉速，适应轧制需要，增加结晶器的长度；

2）铸坯被切断后，利用高速辊道运输，或采用保温辊道运输，降低温度损失；

3）铸坯边角散热快，采取（补）加热措施；

4）软二冷，进入矫直机的温度应保证在1000℃以上。

21、连铸坯的质量概念包括：1）铸坯洁净度；2）铸坯表面质量；

3）铸坯内部质量；4）铸坯断面形状。

影响：1）洁净度取决于钢水进入结晶器之前的各工序；

2）连续铸坯表面质量决定于钢水在结晶器的凝固过程；

3）铸坯内部质量主要决定于钢水在二冷区的凝固过程。

22、影响连铸洁净度的因素：1）机型； 2）连铸操作； 3）耐火材料质量

23、表面纵向裂纹发生在板坯那个部位：主要发生在板坯宽面中央位置及内部。

形成原因：初生坯壳厚度不均匀，在薄的地方应力集中，当应力超过坯壳抗拉强度时产生纵向裂纹。

24、星状裂纹形成原因：主要是因结晶器的铜渗入钢液所致，铸坯在少许应力作用下晶间即

会发生断裂。

预防措施：采用镀Cr、Ni结晶器。（较薄时采用镀Cr较厚时采用镀Ni）

网状裂纹形成原因：连铸过程中结晶器镀层发生严重磨损，铜板与铸坯发生粘结，铜渗到铁基中恶化了钢的塑性，导致裂纹产生。

预防措施：1) 改善结晶器表面镀Cr和Ni的质量，增加结晶器硬度；2）调整出结晶器段夹辊支撑硬度；3）调整二冷水量，防止铸坯在连铸过程中受到过大的应力。

25、液面结壳：液面结壳就好像浮在结晶器保护渣层下边，钢水表面之上，当它与坯壳的凝

固层接触时，就融在坯壳表皮层上并一起被拉入结晶器之中。

凹坑：铸坯表面粗糙形成了铸坯表面出现皱纹，严重的呈现出山谷状的凹陷。

重皮：对于横向凹陷，由于沿拉坯方向收到结晶器摩擦力的作用，很容易产生横裂纹。如

果这时有钢水渗漏出来，遇到结晶器壁若能重新凝固，就形成所谓的重皮。

26、内裂纹形成的三阶段：1）拉伸力作用到凝固界面； 2）造成柱状晶间开裂；

3）偏析元素富集的钢液填充到开裂的空隙小。

27、中心偏析：连铸坯的中心部分形成的元素富集偏析。 影响因素：机械因素：铸坯鼓肚。 冶金因素：1）晶状生长；2）某些工艺因素影响使得柱状晶生长不稳定；3）优先生长的

柱状晶在铸坯中心相遇，形成“晶桥”；4）晶桥形成的上部钢水变阻，不能对

下部钢水的凝固收缩进行及时补充。

28、鼓肚变形：带液心的铸坯在运行过程中，于两支撑辊之间，在高温坯壳中钢液

静压力作用下，发生鼓胀成凸面的现象，称之为鼓肚变形。

铸坯鼓肚量大小的影响因素：1）铸坯横断面的尺寸与形状； 2）钢水静压力；

3）支持辊的间距； 4）凝固的坯壳的厚度； 5）钢的高温弹性模数；

6）坯壳的温度； 7）拉速。

减小鼓肚的措施：1）降低连铸机的高度；2）二冷区采用小辊距、密排列、铸机由上到下辊距应由密到疏； 3）支持辊要严密对中； 4）加大二冷区冷却强度；

5）防止支持辊的冷却变形，板坯的支持辊最好选用多节辊。

29、保护渣组成：1）基料部分：提供SiO2、CaO、Al2O3的基本造渣材料；

2）辅助材料：调节融化温度及粉度； 3）熔速调节剂：调节融化温度。

作用：1）绝热保温； 2）隔绝空气，防止钢水二次氧化；

3）净化钢渣界面，吸附钢液中的夹杂物； 4）润滑凝固坯壳并改善凝固传热；

5）充填坯壳与结晶器间的气隙，改善结晶器传热。

30、连铸保护渣三层结构：由下到上 → 熔渣层；过渡层（烧结层）；粉渣层。

31、薄板坯连铸机浸入式水口要求：1）与结晶器铜板间需有一定的间隔，以保证不凝钢；

2）水口直径大小能提供足够的钢水流量； 3）水口应有足够的壁厚，以使其有较长的使用寿命； 4）浸入式水口的内部与外部形状，尤其是开口的布置和配置，决定了结晶器内钢水的流向和钢液的形状，以及注入结晶器后引起的功能配置。

32、四种典型薄板坯连铸连轧生产技术？结晶器名称及特点？ 二冷方式 驱动方式 振动频率 震动波形 漏斗形结晶 器 CSP 喷水冷却，冷却强度大，根据浇注速度调整水量及水压 四点偏心轮机振动驱动形式 40-400 次/分钟 正弦波形 1)有利于浸入式水口的置入 2)有利于保护渣的均匀扩散 3)满足 铸坯厚度要求 4)漏斗形状能尽量满足减少坯壳弯曲应变量保证表 面质量 缺点：1)造价高 2)斜度大，拉坯时阻力大 3)不适宜于浇注较窄 的和中等宽度的薄板坯 具有良好的抗热震性、抗渣性及高温强度，防止钢水喷溅，在结晶 器壁上，可保障钢液在结晶器中的均匀分配，以利于形成均匀的凝 固坯壳。 气水混合冷却 液压驱动 0-400 次/分钟 波形可调 其鼓肚形状贯穿整个钢板自上而下，内部容积大，钢水有自然减速 的效应。此外，结晶器上部尺寸加大，保证结晶器液面稳定，适宜 生产高质量的钢坯。 水口面积大，钢液从水口流出的速度低，加之水口与结晶器距离较 大，可以防止对坯壳的冲刷，坯壳生长有规律，能最大限度地减少 拉漏事故的发生。 气水混合冷却 承受拉应力的能力较强，拉坯时经受的变形小，上中尺寸小，不利 于浸入式水口的插入， 保护渣熔化效果不好， 薄板坯表面质量不好。 对材质的要求较高，并以静压法成型，单位质量金属液的接触面积 大。水口下口出钢。 气水混合冷却 液压驱动式四点偏心轮振动 最大 400 次/分钟 宽度尺寸和浇注速度可在较大的范围内调整。钢水初期的凝固过程 平衡而均匀，夹杂物能充分上浮，表面质量好。 使用表片形的浸入式水口。缺点：寿命短。

特点

浸入式 水口特点 二冷方式 驱动方式 振动频率 透镜式结晶 器 FTSR 震动波形 特点

浸入式 水口特点 平行板式 薄板坯结晶 器 ISP 二冷方式 特点 浸入式 水口特点 二冷方式 驱动方式 平行板式 中厚坯结晶 器 CONROLL 振动频率 震动波形 特点 浸入式 水口特点

33、电磁搅拌技术的作用：1）明显的提高铸坯质量；2）改善了晶体结构；

3）提高了一冷端的冷却效率；4）中心碳偏析也显著减少。

34、液芯压下技术的定义：是在铸坯出结晶器下口后，对其坯壳施加压力加工，此时液芯仍

保留在其中。就是在液芯末端以前对铸坯施以压缩加工。

注意事项：液芯压下厚度必须小于产生裂纹的最大压下值，压下后的叠加应变低于产生裂纹的临界应变，最好在上部扇形段完成压下，且不要集中在很短的区域。

35、薄板坯连铸连轧生产中常用三种加热炉，那种占地面积大、最简单、技术最新？

1）隧道式辊底加热炉（CSP、FTSR）：加热段、均热段、缓冲段、出料端。

优缺点：使用最多，可靠性强，工艺顺畅，使用灵活，占地面积过大，生产线过长，维

护费用高（耐热辊的定期更换）。

2）感应加热炉（ISP）：是在加热炉中采用排列在辊道上的一组感应线圈实行加热技术。

优缺点：较长的缓冲时间，可灵活调整加热温度和深度，占地小，新技术不成熟，维护

困难，投资相对大。

3）步进梁式加热炉（CONROLL）：

优缺点：最简单，技术成熟，投资少，使用维修费用低，易掌握，对铸坯单位重量有限

制（单重增大、炉子过宽导致投资增多）。

36、半无头轧制：

无头轧制：指将粗轧后的带坯在中间辊道上焊合起来，并连续不断地通过精轧机进行连

续轧制。

铁素体轧制：轧体在进入精轧机之前，就应该完成r-α的相变。