连续铸钢原理与工艺

发展连续铸钢是我国钢铁工业的一项重要技术政策。经过十多年的努力，我国的钢铁工业已进入了以发展全连铸为方向，炼钢一炉外精炼一连铸“三位一体”的组合优化，促进炼钢生产发展的重要时期。据预测，到2000年，我国将拥有50～60个全连铸钢厂，全国钢产量的连铸比将达到70％～80％。 为了适应连铸技术的发展和人才培训的需要，冶金部组织编写了连铸技术系列培训教材，本书就是其中之一。全书共分十二章，内容有连续铸钢的发展、连铸机型和结构特征、连铸工艺参数的设计原理、连铸钢水质量控制、连铸操作工艺、中间包冶金、连铸保护浇注、结晶器冶金、连铸坯凝固与传热、连铸二次冷却控制、连铸坯质量控制、连铸保护渣和覆盖剂等。编著者力图从理论和实践结合的角度来阐明连铸原理和工艺以及应采取的技术对策，希望本书对从事炼钢和连铸生产、设计、科研、教学的人员有所裨益。

目录 1连续铸钢的发展 1.1连续铸钢发展概况 1.1.1连续铸钢发展历史和现状 1.1.2我国连续铸钢技术发展 1.2连续铸钢的优越性 1.2.1节省工序缩短流程 1.2.2提高金属收得率 1.2.3降低能量消耗 1.2.4生产过程机械化和自动化程度高 1.2.5连铸钢种扩大，产品质量日益提高 1.3传统连铸技术的发展与新的连铸技术的开发 1.3.1传统连铸技术的发展 1.3.2新的连铸技术的开发 参考文献 2连铸机机型和结构特征 2.1连铸机机型 2.1.1连铸机机型分类 2.1.2各种连铸机的特点 2.2连铸机的结构特征 2.2.1小方坯连铸机 2.2.2板坯连铸机 2.2.3圆坯连铸机 2.2.4大方坯连铸机 2.3连铸机机型的选择 2.3.1连铸机机型选择原则 2.3.2连铸机型的确定 参考文献 3连铸工艺参数的设计原理 3.1连铸机生产能力 3.1.1连铸机产量计算 3.1.2铸坯断面 3.1.3连铸机流数 3.1.4连铸机的作业率 3.1.5金属收得率 3.1.6浇注时间 3.1.7准备时间 3.1.8连浇炉数 3.2连铸机的基本参数计算 3.2.1铸机的弧形半径 3.2.2冶金长度 3.2.3拉速设计 3.3中间包结构的设计 3.3.1中间包容积 3.3.2中间包形状 3.3.3中间包内腔主要尺寸 3.3.4中间包内衬 3.3.5中间包水口流量控制 3.4结晶器的设计 3.4.1结晶器的结构 3.4.2结晶器主要尺寸计算 3.4.3结晶器冷却水量 3.5二冷区设计 3.5.1二冷区比水量的确定 3.5.2二冷区水量及各段水量分配 3.5.3二冷区喷水系统 3.6水口设计 3.6.1定径水口计算 3.6.2浸入式水口 参考文献 4连铸钢水质量控制 4.1钢水温度的目标管理 4.1.1连铸钢水温度控制的重要性 4.1.2连铸钢水传递过程温度变化规律 4.1.3连铸钢水浇注温度的确定 4.1.4连铸钢水温度控制对策 4.2钢水成分的控制 4.2.1碳及硅、锰含量的控制 4.2.2磷、硫含量的控制 4.2.3残留元素含量的控制 4.3钢水纯净度的控制 4.3.1冶炼过程钢水含氧量控制 4.3.2脱氧控制 4.3.3少渣或无渣出钢工艺 4.3.4吹氩搅拌 4.4连铸钢水炉外精炼工艺路线 4.4.1各种炉外精炼设备的功能 4.4.2连铸钢水炉外精炼工艺路线 参考文献 5连铸操作工艺 5.1浇注前的准备 5.1.1钢包的准备 5.1.2中间包的准备 5.1.3结晶器的检查 5.1.4铸坯导向和二冷区检查 5.1.5拉矫机和剪切操作检查 5.1.6堵引锭头操作 5.2浇注操作 5.3浇注温度控制 5.4拉坯速度控制 5.5冷却水控制 5.5.1一次冷却 5.5.2二次冷却 5.6操作中事故分析 5.6.1漏钢 5.6.2水口堵塞 5.7异钢种连浇技术 5.8耐火材料质量对工艺操作影响 5.8.1连铸耐火材料的选择 5.8.2耐火材料质量对操作的影响 参考文献 6中间包冶金 6.1中间包操作过程的流动现象 6.1.1中间包钢液流动概念 6.1.2钢包注流冲击区 6.1.3注流卷入空气 6.1.4旋涡 6.1.5流动不稳定性和波的形成 6.2中间包钢水夹杂物的去除 6.2.1夹杂物上浮 6.2.2钢水平均停留时间 6.3中间包流动形态控制 6.3.1中间包无控制流动 6.3.2中间包控制流动 6.3.3中间包卷渣 6.4中间包精炼技术 6.4.1中间包双层覆盖渣 6.4.2中间包吹Ar 6.4.3夹杂物形态控制 6.5中间包过滤器应用 6.5.1过滤器原理 6.5.2过滤器材质 6.5.3深床过滤器动力学模型 6.5.4过滤器应用效果 6.6中间包加热技术 6.6.1中间包钢水温度稳定性控制对策 6.6.2中间包热平衡分析 6.6.3中间包加热方法及效果 参考文献 7连铸保护浇注 7.1钢水二次氧化与钢的清洁度 7.1.1钢清洁度概念 7.1.2二次氧化生成夹杂物特征 7.2浇注过程中二次氧化源 7.2.1注流与空气相互作用 7.2.2钢液与空气相互作用 7.2.3钢液与耐火材料作用 7.2.4钢液与渣相的相互作用 7.2.5渣相与耐火材料的相互作用 7.3浇注过程中钢液二次氧化产物的形成 7.3.1二次氧化产物形式模式 7.3.2钢中夹杂物起源的追踪 7.4二次氧化量度的评价 7.4.1中间包Al平衡法 7.4.2钢水氮平衡 7.4.3钢水总氧量 7.4.4钢中夹杂物评级 7.5防止二次氧化的对策 7.5.1保护介质的工艺功能 7.5.2保护浇注方法 参考文献 8结晶器冶金 8.1结晶器钢水流动行为 8.1.1结晶器钢水流动特征 8.1.2结晶器钢水流动形态 8.1.3结晶器钢流控制技术 8.2结晶器的冶金作用 8.2.1凝固坯壳生长均匀性 8.2.2液相穴夹杂物上浮与排除 8.2.3结晶器微合金化 8.2.4凝固组织的控制 参考文献 9连铸坯凝固与传热 9.1连铸坯凝固与传热特点 9.1.1连铸坯凝固过程实质上是热量传递过程 9.1.2连铸坯凝固是沿液相穴在凝固温度区间把液体转变为固体的加工过程 9.1.3铸坯凝固是分阶段的凝固过程 9.1.4在连铸机内运行的已凝固坯壳的冷却可看成是经历“形变热处理”过程 9.2结晶器钢水凝固与传热 9.2.1结晶器平均散热量 9.2.2结晶器瞬时散热量 9.2.3结晶器坯壳生长 9.2.4影响结晶器传热的因素 9.3二冷区的凝固与传热 9.3.1二冷区传热方式 9.3.2影响二冷区传热的因素 9.3.3二冷区凝固坯壳生长 9.4连铸坯凝固结构 9.4.1铸坯低倍结构特征 9.4.2连铸坯低倍结构模型 9.4.3铸坯结构的控制 参考文献 10连铸二次冷却控制 10.1二次冷却与铸坯质量 10.2二次冷却区的设计 10.2.1二冷区的基本结构 10.2.2喷嘴的选择及配置 10.2.3冷却水分配原则及冷却方式 10.3连铸坯凝固传热数学模型 10.3.1基本概念 10.3.2一维传热数学模型 10.3.3二维传热数学模型 10.3.4数学模型的求解 10.4连铸二次冷却控制 10.4.1二冷水控制方法 10.4.2目标表面温度动态控制法 10.4.3参数控制法 10.4.4两种控制方法的比较 10.5控制模型的应用 10.5.1拉速的影响 10.5.2浇注断面的影响 10.5.3过热度的影响 10.5.4冷却强度的影响 参考文献 11连铸坯质量控制 11.1铸坯纯净度 11.1.1铸坯纯净度与产品质量 11.1.2连铸坯夹杂物 11.1.3提高铸坯纯净度措施 11.2铸坯表面质量 11.2.1表面纵裂纹 11.2.2表面横裂纹 11.2.3铸坯表面网状（星形或晶界）裂纹 11.2.4铸坯表面夹渣 11.2.5铸坯皮下气孔 11.3铸坯内部质量 11.3.11铸坯凝固结构 11.3.2铸坯中心偏析 11.3.3铸坯中心致密度 11.3.4铸坯内部裂纹 11.4铸坯形状缺陷 11.4.1铸坯菱形变形（脱方） 11.1.4.2鼓肚 11.5热加工对铸坯缺陷影响 11.5.1压下量对铸坯内部缺陷的作用 11.5.2压下量对铸坯表面缺陷的影响 11.5.3轧制过程铸坯中夹杂物变形 参考文献 连铸保护渣及覆盖剂 12.1保护渣的冶金功能 12.1.1隔绝空气防止对钢液的二次氧化 12.1.2吸收非金属夹杂物净化钢渣界面 12.1.3在凝固坯壳与结晶器壁间形成润滑膜 12.1.4改善结晶器与坯壳间传热 12.1.5绝热保温减少钢液热损失 12.2保护渣的基本特性 12.2.1渣层结构 12.2.2熔化特征 12.2.3粘度 12.2.4界面特性 12.3保护渣的配制 12.3.1保护渣基础成分的设计 12.3.2原料的选择及组合 12.3.3配加调整剂 12.3.4原料加工及成品 12.4保护渣的选用对策 12.4.1保护渣对铸坯质量的重要性 12.4.2使用过程对保护渣的评价 12.4.3选用保护渣的对策 12.5中间包保护渣及覆盖剂 参考文献