附录2 连铸工理论知识复习题参考答案
一、判断题
1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.√ 6.√ 7.√ 8.√ 9.× 10.× 11.√ 12.√ 13.× 14.√ 15.√ 16.× 17.× 18.× 19.× 20.× 21.× 22.√ 23.√ 24.√ 25.√ 26.× 27.× 28.√ 29.√ 30.× 31.√ 32.√ 33.× 34.× 35.√ 36.√ 37.× 38.× 39.× 40.√ 41.√ 42.√ 43.√ 44.× 45.× 46.× 47.× 48.√ 49.× 50.× 51.√ 52.√ 53.√ 54.√ 55.√ 56.√ 57.√ 58.√ 59.× 60.√ 61.× 62.× 63.√ 64.√ 65.√ 66.√ 67.× 68.√ 69.× 70.√ 71.× 72.× 73.√ 74.√ 75.√ 76.× 77.× 78.√ 79.√ 80.√
81.× 82.× 83.√ 84.√ 85.× 86.× 87.√ 88.√ 89.× 90.√ 91.√ 92.√ 93.× 94.√ 95.√ 96.× 97.√ 98.√ 99.√ 100.√ 101.× 102.× 103.√ 104.× 105.√ 106.× 107.√ 108.× 109.× 110.√ 111.√ 112.√ 113.× 114.√ 115.√ 116.√ 117.× 118.× 119.× 120.×
二、选择题
1.B 2.D 3.B 4.C 5.A 6.C 7.B 8.C 9.C 10.A 11.A 12.B 13.D 14.A 15.A 16.A 17.C 18.B 19.A 20.B 21.C 22.B 23.B 24.A 25.C 26.C 27.A 28.B 29.B 30.A 31.C 32.B 33.A 34.C 35.A 36.B 37.C 38.C 39.C 40.A 41.B 42.C 43.C 44.A 45.B 46.C 47.B 48.B 49.B 50.A 51.B 52.A 53.D 54.A 55.A 56.B 57.A 58.C 59.C 60.A 61.B 62.C 63.B 64.B 65.B 66.B 67.B 68.C 69.A 70.A 71.C 72.C 73.A 74.Ａ 75.B 76.B 77.A 78.B 79 B 80.C 81.A 82.C 83.A 84.B 85.B 86.A 87.A 88.D 89.A 90.C 91.B 92.A 93.B 94.A 95.A 96.C 97.A 98.C 99.B 100.A 101.B 102.B 103.A 104.A 105.A 106.A 107.C 108.B 109.B 110.C 111.A 112.C 113.B 114.B 115.A 116.B 117 A 118.C 119.C 120.C
三、填空题
1.1200℃ 2.t=D/4K22
3.运载中间包 4.过冷度 5.挠性引锭杆 6.正弦振动 7.停止浇注 8.表面裂纹 9.连续 10.较小 11.工作层 12.拉漏 13.压缩比 14.结晶器 15.工艺不好漏钢 16.铸坯断面尺寸 17.氢气 18.化学作用 19.浇注能力 20硫印21.100毫米 22.工艺不好漏钢 23.拉坯阻力 24.冷却 25.塞棒式 26.鼓肚 27.热应力 28.软水 29.自发 30.隔绝空气杜绝二次氧化 31.比水量或注水比
32.熔化速度
33.负滑脱
34.化学作用
35.外混式 36.0.6% 37.铸坯断面尺寸 38.等离子加热法 39.冶金长度 40.熔化温度 41.保护渣润滑 42.内部 43.放射源 44.炉渣成份 45.20～30℃ 46.保温 47.氧气开关 48.抗裂纹敏感性 49.中心偏析 50.越好 51.过程温度 52.气隙 53.收得率 54.潜热 55.红外线法 56.冷却强度57.过冷度 58.环管式 59.80% 60.紧密接触区 61.稳定 62.发达 63.位移 64.过热度 65.溢钢 66.宏观 67.煤气开关 68.直形结晶器 69.矫直点 70.三倍 71.高温脆性曲线 72.收得率 73.气隙 74.上装式 75.软水 76.多点矫直 77.大于 78.表面质量 79.等轴晶 80.均质形核 81.过程控制 82.大小和位置 83.热电偶法 84.表面缺陷 85.切断气体总阀 86.角部横裂 87.跑、漏、溢、凝焊 88.CaO-SiO2-Al2O3 89.凝固壳厚度 90.临界高度 91.底部区域 92.大于 93.液态收缩 94.高连浇率 95.选分结晶 96.增加的 97.结晶器 98.铁水废钢比 99.液芯 100.交流 101.二次氧化 102.冷却和暂存待运铸坯 103.钢水液相线温度+钢水过热度 104.火焰切割 105.压力水喷嘴 106.支撑 107.硫化物
108.两个
109.正偏析 110.无油污 111.交流感应式 112.15-20 113.四连杆 114.二冷强度 115.不均匀性 116.形状 117.1/2－1/3 118.引锭杆 119.临界高度 120.不致密
四、名词解释
1.铸坯中心部位的碳、磷、硫、锰等元素含量高于铸坯边缘的现象称为中心偏析。 2.是指连铸过程中，盛钢桶和中间包的钢液和注流以及结晶器内的钢液与空气接触发生氧化，在钢液表面产生氧化膜或氧化渣皮的过程。
3.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)。 4.浸入式水口就是把中包水口加长，插入到结晶器钢液面下一定的深度，把浇注流密封起来。
5.连铸坯鼓肚是指铸坯凝固壳由于受到内部钢水静压力的作用而鼓胀成凸面的现象。
6.多炉连浇指上一次引锭杆可连续浇注多炉钢水。
7.对弧形连铸机，从二次冷却段出来的铸坯是弯曲的，必须进行矫直，若通过一次矫直，以将铸坯矫成平直，称为单点矫直。
8.在连铸坯剖面上可以看到不同程度的分散的小空隙，称为疏松。沿铸坯轴线产生的为中心疏松。
9.在钢液的凝固过程中，由于温度起伏的液相穴内钢液流动的影响，使局部的柱状晶可能比邻近的柱状晶优先生长，优先生长的柱状晶一方面它本身生长速度快，另一方面沉降下来的晶片可能落到它上面，于是这部分柱状晶发展更快，产生穿晶，形成搭桥。
10.二次冷却区的冷却强度一般用比水量来表示。即在单位时间内消耗的冷却水量与通过二次冷却区的铸坯重量的比值。
11.铸坯相邻两边不成直角的现象,主要出现在小方坯。
12.结晶器上下运动的结果在表面上造成周期性的沿整个周边的横纹模样的痕迹，称为振动痕迹。
13.连铸坯的偏析是指在铸坯横断面和纵断面上出现的碳、磷和硫等元素的浓度偏差。
14.钢材抵抗疲劳的能力叫疲劳强度。
15.是指铸坯在单位时间单位面积上所接受的冷却水量。
16.从高温钢液进入钢包开始，直至钢液全部从滑动水口流出的整个工艺操作阶段发生的钢水从滑动水口以外底部或壁部漏出，则称为发生穿包事故。
17.是指二冷区不喷水，依靠铸坯的辐射和水冷支承辊的间接冷却方式，冷却水从辊身和辊套之间流过。特点是铸坯表面温度均匀，冷却速率低，适于浇注对裂纹敏感的钢种或板坯。
18.连铸生产过程中的“三电”系统是指计算机控制系统、电气传动控制系统、仪表控制系统三部分的总称。
19.粘结漏钢是指结晶器弯月面的铸坯凝固壳与结晶器铜板之间无润滑液，使拉坯阻力增大，粘结处被拉断，到达结晶器下口就发生漏钢。
20.轻压下技术就是在铸坯液相穴的末端，即快要完全凝固之处，对铸坯进行轻微的压下，要求其既不产生内裂，又可防止最后凝固收缩或鼓肚造成的流动，以减轻中心偏析。
21.就是把切成定尺的连铸坯在热状态下直接送到轧钢车间装入加热炉或装入保温坑的过程。
22.连铸坯纵切技术是把铸出的宽板坯通过离线火焰切割分成2～3条窄板坯。 23.所谓高效连铸是指以生产高质量铸坯为基础、高拉速为核心，高作业率、高连浇率的连铸技术。
24.铸机溢漏率指的是在某一时间段内连铸机发生溢漏钢的流数占该段时间内该铸机浇注总流
数
的
百
分
比
。
计
算
公
式
为
: 铸机溢漏率（%）=溢漏钢流数总和 100%
浇注总炉数´铸机拥有流数
五、问答题
1.中间包加挡墙和坝的目的是：(1)消除中包底部区域的死区；(2)改善钢水流动的轨迹，使流动沿钢渣界面流动；(3)缩短夹杂物上浮距离；(4)有利于渣子吸收夹杂物。
2.连铸坯的中心疏松是指连铸坯横断面中心附近分散的细小空隙称为铸坯的中心疏松。
产生原因：柱状晶过分发展，形成“搭桥”现象而引起。
预防措施：(1)根据钢种、钢液温度和二次冷却温度，确定合适的拉坯速度。对凝固温度范围宽的钢种要降低二次冷却强度和拉坯速度；(2)选择合适的浇注温度。浇注温度高将增加中心疏松。但温度不能过低，应选择温度中限以保证钢液的流动性从而补充铸坯在凝固中的体积收缩；(3)加大压缩比，采用加稀土元素、电磁搅拌等方法。
3.连铸钢水温度控制的原则是：(1)严格控制出钢温度，使其在较窄的范围内变化；(2)最大限度地减少从出钢、钢包中、钢包运送途中以及进入中间包的整个过程中的温降；(3)加强生产调度和钢包周转。
4.(1)耐高温，能经受高温钢水长时间作用而不熔融软化。(2)耐热冲击，能反复承受钢水的装、出而不开裂剥落。(3)耐熔渣的侵蚀，能承受熔渣和熔渣碱度变化对内衬的侵蚀作用。(4)具有足够的高温机械强度，能承受钢水的搅动和冲刷作用。(5)内衬具有一定的彭胀性，在高温钢水作用下，使内衬之间紧密接触而成为一个整体。
5.由于保护渣是多种材料的机械混合物，会在一定温度范围内熔化，为了统一其熔化温度的标准，人们将保护渣熔化达到一定流动性的温度定义为熔化温度。
实际应用中是将渣料制成φ3×3mm的标准试件，在半球点测定仪上测定的。即将试样加热到由圆柱形变为半球形的温度，称为熔化温度。
6.从广义来说，所谓连铸坯质量是指得到合格产品所允许的铸坯缺陷严重程序。它的含义是：(1)铸坯纯净度(夹杂物数量、形态、分布、气体等)；(2)铸坯表面缺陷(裂纹、夹渣、气孔等)；(3)铸坯内部缺陷(裂纹、偏析、夹杂等)。
主要有四项指标：铸坯几何形状、表面质量、内部组织致密性、钢的清洁性。 7.浇注温度偏低的危害：A、钢液发粘、夹杂物不易上浮；B、结晶器内表面钢液凝壳，易导致铸坯表面缺陷；C、水口冻结、浇注中断。
浇注温度太高的危害：A、耐火材料严重冲蚀，钢中夹杂物增多；B、钢液在空气中吸氧和氮加重；C、出结晶器下口坯壳薄，极易造成拉漏事故。D、会使铸坯柱状晶发达，中心偏析加重。
8.在确定连铸拉速时，应选择合适的工作拉速，即能发挥铸机的生产能力，又可以保证良好的铸坯质量。拉速是根据铸坯断面尺寸、烧注钢种和浇注温度来确定的，可按照铸坯出结晶器时要求的最小坯壳厚度计算，也可按铸机冶金长度计算。
9.总的要求是在开浇前2小时，快速将水口、塞棒烘烤到1000～1100℃，中包内衬先小火烘烤30min，再大火烘烤90min以上。铝碳质制品在烘烤过程中，其强度变化规律是：随着烘烤温度的上升，其强度下降，到500～600℃时强度最低，当温度继继上升，春强度又增加，到1300℃左右恢复原状，再升高温度，其强度又下降，所以水口、塞棒应快速烘烤到1000～1100℃。
10.的凝固过程中，由于温度起伏的液相穴内钢液流动的影响，使局部的柱状晶可能比邻近的柱状晶优先生长，优先生长的柱状晶一方面它本身生长速度快，另一方面沉降下来的晶片可能落到它上面，于是这部分柱状晶发展更快，产生穿晶，形成搭桥。
“桥”一形成，把上下两部分钢液分开，桥下的钢水凝固收缩得不到钢水补充，形成缩孔和疏松，并加剧了硫、磷、碳、锰等元素轴向偏析。
11.纵向裂纹起源于结晶器内，凝壳不均匀，抗张应力集中在某一薄弱部位，造成了纵裂。生产中常见的因素有：(1)结晶器的磨损、变形，导致凝固壳不均匀，裂纹产生于薄弱部位；(2)保护渣的粘度与拉速不匹配，渣子沿弯月面过多流入使渣圈局部增厚，降低了热传导，阻碍了凝固壳的发展；(3)结晶器内液面波动过快、过大，也直接影响凝固壳形成的均匀性并易形成纵裂纹；(4)浸入式水口套安装偏斜，造成局部冲刷，使该部位凝壳变薄；(5)过高的浇注温度也对凝固壳的均匀生长有较大的影响。
12.铸坯两条邻边之间的交角若不为直角，则称为连铸坯的脱方。 产生原因：是坯壳在结晶器内不均匀冷却所引起的。
预防措施：(1)采用镀铬结晶器，增强结晶器的耐磨性尽量保持其倒锥度；(2)合理布置二冷区喷嘴，保证喷水畅通，在结晶下口加设足辊或冷却格栅，可以控制铸坯形状，使坯壳均匀冷却；(3)控制钢液的过热度不超过规定的要求，尽量稳定拉坯速度；(4)采用浸入式水口保护渣工艺，缓和及均匀坯壳的冷却效果；(5)加强设备的维护和管理。定期检查结晶器内腔尺寸，制定合理的判废标准；经常检查结晶器与二次冷却段对中程度，防止结晶振动摇晃。
13.包车的作用:(1) 中间包车是支承、运载、更换中间包的设备；(2) 中间包车的结构要有利于浇注、捞渣和烧氧等操作；(3) 它设置在连铸浇注平台上，可沿中间包的烘烤位和浇注位之间的轨道运行；(4) 开浇前，将中间包放置在中间包车上，进行烘烤；(5) 准备开浇时，中间包车将已烘烤的中间包运至结晶器的上方，并使其水口与结晶器对中；(6) 浇注完毕或遇故障停浇时，它会载着中间包迅速离开浇注位置。
功能：运行功能、升降功能、横移对中功能、称量功能。
14.(1) 对铸坯进行均匀的强制冷却，使铸坯在出二次冷却段时全部凝固，并且温度不低于900℃为宜；如果是带液芯矫直，二次冷却要将铸坯凝固到足够的厚度。(2) 对铸坯和引锭杆进行支撑和导向，防止铸坯变形。(3) 对于带直结晶器或多曲率半径的弧形连铸机来说，二次冷却装置还对铸坯起弯曲或矫直作用。(4) 如果采用多辊拉矫机时，二冷区的部分夹辊本身又是驱动辊，起到拉坯作用；(5) 对于椭圆形连铸机，二冷区本身又是分段矫直区。弧形连铸机的二次冷却装置的重要性不亚于结晶器，它直接影响铸坯的质量、设备的操作和铸机作业率。
15.为保证剪切机的正常工作，剪切机的维护是很重要的。从工艺要求出发，剪切机的维护要注意以下几点：
(1) 为保证剪切机事故少，加强稀油和干油润滑都是十分重要的，特别是稀油要定期检查化验其粘度、夹杂、水份、酸性和色相，不合格者必须立即换油，否则将会影响蜗轮的寿命和剪切机的顺利工作。
(2) 气动制动离合器的摩擦片要定期检查，定期更换。新装摩擦片间隙不得大于1mm，磨损后间隙不大于2mm，4块摩擦片总摩损量不得大于4mm。
(3) 上下剪刃重叠时的间隙应小于0.2mm。 (4) 经常检查剪切机干油润滑点，保证润滑良好。
(5) 定期检查同步摆动和复位机构，维护好为同步摆动而设置的斜块，调整好斜度，确保摆动与拉速同步。
(6) 剪刃磨损要有规定，要做到定期更换。 (7) 油路和气路系统要做到不跑漏。
(8) 要经常检查三角皮带的张紧状况，要定期调整和更换。
16.硫印是用相纸显示试样上硫的偏析的方法，使相纸上硫酸和试样上的硫化物(FeS，MnS)发生反应，生成硫化氢气体，硫化氢再与相纸上的溴化银作用，生成硫化银沉淀在相纸上的相应位置，形成黑色或褐色斑点。
反应方程式为：Fe＋S＋H2SO4→FeSO4＋H2S↑ MnS＋H2SO4→MnSO4＋H2S↑ H2S＋2AgBr→Ag2S↓＋2HBr (1)根据铸坯内裂纹生成的位置，判断二次冷却区支承辊异常情况，为定点检修提供信息；
(2)铸坯偏析状态。硫印图上铸坯横断面中心线有不连续的黑线并伴有疏松，说明铸坯中心偏析严重，要检查液相穴未端区域支承辊是否异常；
(3)铸坯内弧侧夹杂物集聚状态。在硫印图离内弧表面区域有成群的或单个的小黑点，说明有Al2O3的集聚。
17.粘结漏钢是指结晶器弯月面的铸坯凝固壳与结晶器铜板之间无润滑液，使拉坯阻力增大，粘结处被拉断，到达结晶器下口就发生漏钢。
原因是：(1)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润滑渣膜；(2)异常情况下高拉速；(3)结晶器液面波动过大。
18.对连铸钢水浇注温度的要求有：(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，因此温度要高；(2)均匀，要求钢包内钢水温度上下均匀；(3)稳定，连浇时各炉钢水温度波动不能太大，保持在10～20℃范围内。
19.在钢包内钢水温度分布是不均匀的，由于包衬吸热和钢液上表面的散热，在包衬周围和上表面钢水温度分布是不均匀的，在包衬周围和上表面钢水温度较低，而中心区域温度较高。如果这样，将钢水注入中包，加上中包衬的吸热和钢包底部温低，就会造成中包钢水温度过低，可能导致水口堵塞，浇注中断。另处，由于中包温差大，可能造成结晶器坯壳生长厚度不均匀，影响铸坯质量，所以连铸钢水必须吹Ar搅拌，以均匀钢包内钢水温度。
20.中间包的作用是：(1)降低钢水静压力，稳定钢水液面；(2)储存钢水，为多炉连浇创造条件；(3)可使钢水分流，实现多流浇铸；(4)控制钢水注入量，稳定结晶器等；(5)去除杂质，达到净化钢水的目的。
21.(1)采用高频率、小振幅结晶器，以减少负滑脱时间，减小铸坯振痕。(2)采用粘度大，消耗量少的保护渣可减小铸坯振痕。
22.连铸结晶器应具有：(1)良好的导热性；(2)结构刚性要好；(3)装拆和调整方便；(4)工作寿命长；(5)振动时惯性力要小。
23.防止中间包浸入式水口堵塞的措施有：(1)提高钢水浇注温度；(2)采用合适的水口材质；(3)加大水口直径和控制钢中铝含量；(4)气洗水口；(5)中间包严格预热。
24.防止铸坯表面横向裂纹的措施有：(1)降低钢中硫、氧和氮等元素的含量，加入微量钛、锆和钙等元素，抑制碳化物、氧化物和硫化物在晶界析出；(2)铸坯采用缓冷，控制晶界析出物，并使析出物粗大化；(3)控制矫直温度，避开脆性区。
25.(1)结晶器四个面不对称，凝固壳厚薄不均；(2)结晶器变形严重；(3)二冷四个面冷却水分布不均匀。
26.连铸起步后发生漏钢的原因有：(1)“出苗”时间不够；(2)起步升速过快；(3)铁钉屑撒的太少或撒放不均匀；(4)堵引锭头钢板未放好，落入格栅内与坯壳间卡住；(5)保护渣加的过早且大量推入造成卷渣；(6)结晶器与二冷区首段不对弧等都可能导致开浇漏钢。
27.因为中间包内衬温度属于“冷”中间包，在开浇时，主要因为中间包内衬需要吸收一些热量，致使钢水温度比正常浇注的钢水温度降低很多，为防止水口的冻结，确保浇注过程的顺利，所以开浇第一炉温度比连浇温度高。
28.用硫印检验可显示连铸坯的裂纹、偏析线、低倍结构和夹杂物的分布等。根据硫印可提供以下信息：
(1)根据铸坯内裂纹生成的位置，判断二次冷却区支承辊异常情况，为定点检修提供信息；
(2)铸坯偏析状态。硫印图上铸坯横断面中心线有不连续的黑线并伴有疏松，说明铸坯中心偏析严重，要检查液相穴未端区域支承辊是否异常；
(3)铸坯内弧侧夹杂物集聚状态。在硫印图离内弧表面区域有成群的或单个的小黑点，说明有Al2O3的集聚。
29.硫印是用相纸显示试样上硫的偏析的方法，使相纸上硫酸和试样上的硫化物(FeS，MnS)发生反应，生成硫化氢气体，硫化氢再与相纸上的溴化银作用，生成硫化银沉淀在相纸上的相应位置，形成黑色或褐色斑点。
30.弧形连铸机的特点是：铸机的高度基本上等于圆弧半径，铸机高度低，仅为立式铸机高度的三分之一；设备较轻，安装和维护方便，基建投资低。铸坯在被矫直前没有附加的弯曲变形，坯壳承受钢水静压力小，不易产生鼓肚和内裂，但钢水中非金属夹杂物的上浮条件不好，有向内弧侧聚集的倾向。
六、计算题
1.解：浇注时间＝钢水量/(拉速×断面系数)＝73/(1.1×1.72)＝39min 答：此炉钢的浇注时间为39min。 2.解：小时浇钢量＝(140×10-3×140×10-3)×3.0×4×7.6×60＝107.25t/h 答：每小时浇注钢水107.25t。
3.解：小时浇钢量＝(180×10-3×1500×10-3)×1.0×2×7.6×60＝246.24t/h 答：每小时浇注钢水246.24t。
4.解：t＝30÷(4×0.15×0.15×7.4×1.5)＝30.03min 答：一炉钢浇注时间为30.03min。
5.解：T1＝1537-(88×0.17+8×0.5+5×1.45+30×0.03+25×0.03)＝1509℃ T2＝T1+α＝1509+15＝1524℃ 答：16Mn钢的浇注温度为1524℃。 6.解：根据公式得：
d=0.073abV/CDH=0.073创0.150.15创2/0.9答：水口直径为17.81mm。
7.解：TL=1537℃-(88%C+8%Si+5%Mn+30%P+25%S)
0.7=17.81mm
=1537℃-(88×0.15+8×0.5+5×1.45+30×0.03+25×0.03) =1537℃-26.1℃=1510.9℃ T浇=1510.9+15=1525.9=1526℃
8.解：锥度值＝(上口宽度-下口宽度)/下口宽度×100%＝0.995% 答：宽度方向的锥度0.995%。
9.解：结晶器有效长度L＇＝L－50＝650mm 该机出结晶器的坯壳厚度 e=Kt=KL\'/V=18?0.65/1.511.85mm
答：出结晶器的坯壳厚度e为11.85mm。 10.解：34.63万吨/a＝86575吨/a·流
日产量(t)＝86575/(365×85.38％)＝277.81t/a·流
年平均拉速m/min＝277.81/(0.15×0.15×7.4×60×24)＝1.16m/min 答：该机的年平均拉速为1.16m/min。 11.解：T＝钢水量/(2×断面积×拉速×比重) ＝162/(2×0.21×1.32×0.8×7.8) ＝46.82min 答：浇钢时间为46.82min。
12.解：120×120铸坯Q1=nFvr=4×0.12×0.12×1.8×7.8=0.81 吨/分 150×150铸坯Q2=4×0.15×0.15×1.5×7.8=1.05吨/分
Q=24mQ时C1C2C3=1440×300×(40%×0.81+60%×1.05) ×0.98×0.9%×0.7=28吨
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