一、问答题1. 与连铸相配合的喷射冶金技术的特点是什么?
与连铸相配合的喷射冶金技术的特点是以压缩气体(如氩气)作为载体,把各类精炼粉剂(如石灰粉、Si—Ca粉等)喷射到钢包深部,利用气体的搅拌作用增加粉剂和钢水的接触面积,从而改善化学反应的动力学条件,这样可以快速脱硫、脱氧、脱磷,提高合金的收得率和钢的纯净度。
2. 什么叫连铸坯纵切技术,连铸坯纵切技术的优缺点是什么?
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。优点是:(1)不需建设小断面的板坯(或方坯)连铸机而满足了轧制产品规格的需要;(2)生产效率高。
缺点是增加了切口金属损失和切割设备。
3. 磷对钢的力学性能有什么影响?
磷对绝大多数钢而言是有害元素,随磷含量的增加,室温时钢的屈服强度和抗拉强度增高,但钢的塑性和韧性降低,特别是韧脆转折温度急剧升高,造成钢的冷脆性。
4. 硫对钢的力学性能有什么影响?
硫对大多钢而言是有害元素。硫的化合物能在晶间析出,使钢的连续性遭到破坏,降低钢的塑性。其次,硫能使钢产生热脆现象。
5. 碳对钢的力学性能有什么影响?
碳是决定钢的力学性能的主要元素,一般来说,含碳量越高,钢的强度、硬度越高,抗拉强度增大,而塑性和韧性降低,伸长率和断面收缩率下降。
6. RH真空处理的作用是什么?
RH真空处理的作用是脱氢、脱氮、脱碳,减少钢中夹杂物,均匀钢水温度和微调钢水成分等。
7. 连铸用耐火材料包括哪几类?
连铸用耐火材料包括钢包用耐火材料、中间包用耐火材料和功能用耐火材料。
8. 目前已经开发的钢包加热方法有哪些?
目前已经开发的钢包加热方法有电弧加热、化学加热、等离子加热和氧燃加热。
9. 薄板坯连铸的工艺流程是什么?
薄板坯连铸的工艺流程是:
薄板坯(20~60mm)→均温、保温→精轧机组(2~10mm板卷)→冷轧
10. 何谓出苗时间,结晶器出苗时间如何确定?
出苗时间是指从钢液注入结晶器到拉矫机开始拉坯这段时间。出苗时间是保证连铸结晶器内凝固成足够厚度的坯壳所必需的时间,它与钢液温度、钢种、连铸坯断面等因素有关。
结晶器出苗时间的确定方法为:
(1)当浇铸的连铸断面较大或浇铸的钢液温度较高时,采用出苗时间的上限控制。
(2)出苗时间一般在10~30s之间。
11. 何谓二次氧化,如何防止二次氧化?
钢水的二次氧化是指连铸过程中,盛钢桶和中间包的钢液与铸流以及结晶器内的钢液与空气接触发生氧化反应,在钢液表面产生氧化膜或氧化渣的过程。防止二次氧化的措施分为盛钢桶到中间包的钢流保护和中间包到结晶器的钢流保护。
(1)盛钢桶到中间包的钢流保护,采用的保护方法有气幕法、压力箱法和长水口保护法。
(2)中间包到结晶的钢流保护采用浸入式水口和保护渣浇铸方法。
12. 何谓冷却强度,确定冷却强度的原则是什么?
冷却强度(也叫比水量)是指每单位质量的铸坯所消耗的二次冷却水量。
确定冷却强度的原则是:
(1)在整个二冷区应当遵循自上而下冷却强度由强到弱的原则。
(2)在提高冷却效率的同时,要避免铸坯表面局部降温剧烈而产生裂纹,应使铸坯表面及纵向都能均匀降温。
(3)控制二次冷却强度,应使铸坯表面温度降至900%:以上,即高于脆性温度区进行矫直。为了保证二冷区支撑辊之间形成的鼓肚量最小,整个二冷区铸坯表面温度应控制在1100℃以下。
(4)要适应不同钢种的需要,特别是对裂纹敏感性强的钢种,要采用弱冷。
13. 何谓黏度,黏度对保护渣性能的影响有哪些?
黏度是流体力学性质之一。黏度是以不同速度移动着的流体层之间的质点相互作用所产生的内摩阻力。黏度对保护渣性能的影响为:保护渣的渣膜厚度和均匀性与其黏度有关。黏度过大或过小,会使渣膜厚度不一致,润滑和传热不良。
二、计算题1. 某转炉出钢量为73t,铸机断面为210mm×1050mm,铸机拉速为1.1m/min恒定不变,求此炉钢的浇铸时间(铸坯密度为7.4t/m
3,结果保留小数点后两位有效数字)。
解:t=73÷(0.21×1.05×1.1×7.4)=40.67min
答:此炉钢的浇铸时间为40.67min。
2. 某转炉出钢量30t,四流小方坯连铸,断面为150mm×150mm,拉速为1.5m/min,求此炉钢的浇铸时间(铸坯密度为7.4t/m
3,结果保留小数点后两位有效数字)。
解:t=30÷(4×0.15×0.15×7.4×1.5)=30.03min
答:此炉钢浇铸时间为30.03min。
3. 钢水包内钢水量为162t,连铸机为一机二流且铸坯断面为210mm×1320mm,铸机拉速为0.8m/min,恒定不变,求这炉钢要浇多少时间(铸坯密度为7.4t/m
3,结果保留小数点后两位有效数字)?
解:t=162÷(2×0.21×1.32×0.8×7.4)=49.36min
答:浇钢时间为49.36min。
4. 一台四流小方坯连铸机,铸坯断面为140mm×140mm,拉速为3.0m/min,这台铸机每小时能浇铸多少钢水(钢水密度为7.6t/m
3,结果保留小数点后两位有效数字)?
解:每小时浇钢量=(140×10-3×140×10-3)×3.0×4×7.6×60=107.25t/h
答:每小时浇铸钢水107.25t。
5. 一台二流板坯连铸机,铸坯断面为180mm×1500mm,拉速为1.0m/min,这台铸机每小时能浇铸多少钢水(钢水密度为7.6t/m
3,结果保留小数点后两位有效数字)?
解:每小时浇钢量=(180×10-3×1500×10-3)×1.0×2×7.6×60=246.24t/h
答:每小时浇铸钢水246.24t。
6. 已知16MnK的成分(质量分数)为:w(C)=0.17%、w(Si)=0.5%、w(Mn)=1.45%、w(P)=0.03%、w(S)=0.03%,计算16MnK钢的浇铸温度。已知钢液的液相线温度的计算公式为:
T
1=1537-[88×w(C)×100+8×w(Si)×100+5×w(Mn)×100+30×w(P)×100+25×w(S)×100+5×w(Cu)×100+4×w(Ni)×100]
成分未注的其含量忽略不计,钢液过热度为15℃。
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:16MnK钢的浇铸温度为1524℃。
7. 已知所浇钢种为16Mn,16Mn的成分(质量分数)为0.15%C、0.50%Si、1.45%Mn、0.03%P、0.03%S,计算16Mn的浇铸温度(锰钢的过热度α=15℃,各元素增加1%熔点降低值,C:88℃,Si:8℃,Mn:5℃,P:30℃,S:25℃)。
解:TL=1537-[88w(C)×100+8w(Si)×100+5w(Mn)×100+30w(P)×100+25w(S)×100]
=1537-(88×0.15+8×0.5+5×1.45+30×0.03+25×0.03)
=1537-26.1=1510.9℃
T浇=TL+α=1510.9+15=1525.9=1526℃
答:16Mn钢的浇铸温度为1526℃。
8. 某厂小方坯结晶器断面为150mm×150mm,其拉速为2.0m/min,结晶器铜板长度为700mm,求水口直径为多少(水口流量系数为0.9)?
解:根据公式得:
d=0.073abv/(C
DH
)=0.073×0.15×0.15×2/(0.9×
)=17.81mm
答:水口直径为17.81mm。
9. 已知铸坯的名义宽度为1000mm,结晶器下口宽度为1005mm,上口宽度为1015mm,求宽度方向的锥度值是多少(计算结果保留三位小数)?
解:锥度值=[(上口宽度-下口宽度)/下口宽度]×100%
=[(1015-1005)/1005]×100%=0.995%
答:宽度方向的锥度为0.995%。
10. 小方坯断面为150mm×150mm,v=1.5m/min,结晶器长度L=700mm,若浇铸过程中结晶器液面稳定在离上口50mm,结晶器凝固系数K=18mm/min
1/2,求出结晶器的坯壳厚度e(计算过程中保留两位小数)。
解:结晶器有效长度L′=L-50=700-50=650mm
该机出结晶器的坯壳厚度为:
答:出结晶器的坯壳厚度e为11.85mm。
11. 某厂3号连铸机四机四流150mm×150mm断面方坯连铸机,年产坯34.63万吨,铸机作用率为85.38%。若铸坯密度为7.4t/m
3,试求该机的年平均拉速(保留两位小数)。
解:单流年产坯量=34.63×104/4=86575t
单流日产量=86575/(365×85.38%)=277.81t
年平均拉速=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。
12. 某厂一台四流弧形连铸机,铸坯断面为120mm×120mm、150mm×150mm,工作拉速分别为1.8m/min和1.5m/min,每日有效作业率为70%,钢水成坯率为98%,铸坯合格率为99%。年有效作业天数为300天,其中年生产120×120铸坯40%,150×150铸坯60%,求该机的年生产能力(铸坯密度为7.8t/m
3)。
解:120×120铸坯:Q1=nSvp=4×0.12×0.12×1.8×7.8=0.81t/min
150×150铸坯:Q2=4×0.15×0.15×1.5×7.8=1.05t/min
Q=300×24×60×(40%×0.81+60%×1.05)×0.98×0.99×0.7=28万吨
13. 已知:结晶器冷却水流量W=1500L/min,出口水温升高7℃。求每分钟结晶器冷却水带走的热量(水的比热容为1cal/(g·℃),1cal=4.1868J)?
解:Q=CWΔt=1500×1000×1×7=10500kcal/min。
答:每分钟结晶器冷却水带走的热量为10500kcal。