钢锭模铸锭介绍
1模铸法特点及其简介 (1)
1.1 坑铸法和车铸法 (1)
1.2 上注法和下注法 (1)
2模铸法的主要设备 (3)
2.1 钢包 (3)
2.1.1 钢包本体 (4)
2.1.2 耐火衬 (4)
2.1.3 水口启闭控制系统 (5)
2.2 钢锭模 (6)
2.2.1 钢锭模锥度 (7)
2.2.2 钢锭模断面形状 (7)
2.2.3 钢锭模高宽比 (9)
2.3 保温帽和绝热板 (10)
2.4 中注管 (12)
2.5 底板 (13)
3模铸浇注工艺 (14)
3.1 生产准备 (14)
3.2 钢液浇注进行 (14)
3.3 保护浇注 (15)
3.4 浇注操作 (16)
3.5 钢锭的冷却和退火 (16)
4镇静钢钢锭结构 (17)
4.1 镇静钢钢锭结构 (17)
4.2 镇静钢钢锭的偏析状况 (18)
5 镇静钢钢锭常见缺陷 (19)
6 钢锭的检查与精整 (20)
7 模铸工艺的发展 (20)
8 参考文献 (21)
钢锭模铸锭介绍
1模铸法特点及其简介
钢锭模铸锭（模铸）钢的浇注，就是把在炼钢炉中或炉外精炼所得到的合格钢水，经过钢包（又称盛钢桶）及中间钢包等浇注设备，注入到一定形状和尺寸的钢锭模或结晶器中，使之凝固成钢锭或钢坯。钢锭（坯）是炼钢生产的最终产品，其质量的好坏与冶炼和浇注有直接关系，是炼钢生产过程中质量控制的重要环节。目前采用的浇注方法有钢锭模铸钢法（模铸法）和连续铸钢法（连铸法）两种。
模铸法是将盛钢桶内的钢水注入到具有一定形状和尺寸的钢锭模中，把液态的钢水变成固态的钢锭。钢锭经过初轧开坯轧制成钢坯，然后再进一步轧制成各种钢材。模铸法可分为以下几种。
1.1 坑铸法和车铸法
坑铸法是将钢锭模摆放在铸坑内的底板上进行浇注，浇注作业全在铸锭跨内进行。此法生产效率低，劳动条件差，因此仅在一些中小型的炼钢车间采用。
车铸法是将钢锭模摆放在铸车的底板上进行浇注，除在铸锭跨内进行浇注钢液外，其他作业如脱模、整模等均在另外的厂房内进行，从而克服了坑铸法的缺点。但占地面积大，基建投资多，多在大型的炼钢车间采用。
1.2 上注法和下注法
上注法是将钢液直接由钢锭模上口直接注入的方法。上注法每次只能铸1支（或2~4支）钢锭，必需的设备是钢包、钢锭模、保温帽、中注管和底板。
上注法的优点和缺点：
（1）优点：铸锭准备工作简单，耐火材料消耗少，金属损失少,钢水收得率高，钢锭成本低；带入钢中的夹杂物含量少,由于耐火材料侵蚀产生的夹杂物少，浇注速度比下注法快，注温可比下注法低；有利于减少翻皮、缩孔和疏松等钢锭缺陷，钢锭内部质量好。
（2）缺点：同时浇注的钢锭数量少,每次只能浇注1支（或2～4支）钢锭；开浇时易引起飞溅，造成结疤、皮下气泡等缺陷；容易烧坏钢锭模和底板，钢锭
模消耗较高；为减轻上注时钢液的冲压力，可采用中间漏斗或中间盛钢桶，以降低其液面高度，使钢液入模速度下降；为防止飞溅，还可以将模底做成球形，锭模内表面喷涂料以及模内放置防溅桶等措施；只适宜大钢锭的浇注。
下注法是使钢液经中注管、流钢砖从钢锭模底部注入的方法。下注法一次能够铸成数根至数十根钢锭。
（1）优点：能同时浇注多根钢锭，生产率较高，浇注时间比上注短；钢液在模内上升平稳，钢锭表面质量好；有利于钢中气体及夹杂物上浮排出。此法在炼钢生产中得到普遍采用。
（2）缺点：浇注准备工作复杂，耐火材料消耗高，同时使金属损失增加，钢液损失多，导致钢锭成本增加；由于钢液对耐火材料的侵蚀，可能使钢中夹杂物增加；钢锭上部钢液温度低，不利于钢液的补缩，使钢液内部质量不如上注法好。
上注法和下注法的选择，应根据钢种、钢锭大小、加工方法、对钢的质量要
求以及车间设备条件和作业面积等加以选择。通常，钢锭小而每炉浇注根数多者，需采用下注；若生产大钢锭而且钢锭根数少，宜采用上注。对表面质量要求较严，如不锈钢、硅钢、轧制薄板钢等宜采用下注；对钢锭内部质量要求较严，如轴承钢、炮弹钢等宜采用上注；对于高碳钢，因其体积收缩大、线收缩性小，可快速上注；而低碳钢体积收缩小、线性收缩大，因此下注更适宜；小钢锭适于下注；沸腾钢适于下注；半镇静钢适于上注。锻造用钢锭主要用于锻件，产品多为轴类、套筒等，其吨位大多为3吨~400吨，断面为多边形。小于五十吨的钢锭均采用下注法浇注，并用绝热板代替保温帽；大于五十吨的钢锭，采用上注法或真空浇注。
2模铸法的主要设备
2.1 钢包
钢包是盛放和运载钢水的浇注设备。它由钢包本体、耐火衬和水口启闭控制系统等组成。钢包的容积应足够容纳全部钢水和部分保温用渣液，此外，上部还应有一定的余量，以适应钢水量的波动和精炼要求。在出钢使用前，必须将其烘干并预热到一定温度。
2.1.1 钢包本体
钢包本体主要由外壳、加强箍、耳轴、溢渣口、注钢口、透气口、倾翻装置、支座和氩气配管等零部件组成。
钢包外壳是钢包的主体构架，由钢板焊接而成。在外壳钢板上加工有一定数量的排气孔，这样能排放耐火材料中的湿气。
为了保证钢包的坚固性和刚度，防止钢包变形，必须在钢包外壳焊有加强箍和加强筋。
在钢包的两侧各有一个耳轴，可以用于调运钢包。
设置溢渣口可以使出钢时钢包内的炉渣流入已经备好的渣罐内。溢渣口的高度比钢包上沿低100~200mm，其位置与耳轴错开，以免干扰钢包的吊运。
在钢包底部一侧设置一个注钢口。它可以使钢水流出，所以又叫钢包水口。在其周围安装水口砖，钢包水口有普通水口和滑动水口两种形式。
在钢包底部可以根据需要设置1~2个透气口，主要用于安装吹氩搅拌的透气砖。
倾翻装置可以将钢包翻转180。完成倒渣和倒钢作业，它由连杆机构和吊环装置组成。在钢包底部一般设置3个支座，既可以保证钢包的平稳放置，又能保护钢包底部的倾翻装置以及滑动水口机构。
2.1.2 耐火衬
钢包耐火材料钢包耐火衬一般由三层组成。外层是隔热层，中间是保护层，里面是工作层。由于耐火衬各层的工作条件不同，因此耐火材料的选择和砌筑也不同。
隔热层紧靠外壳由石棉板或石棉泥铺砌而成，用以减少钢水的热损失。
保护层也叫非工作层，一般采用黏土砖或高铝砖砌筑，有时采用整体浇注成形。保护层的作用是当工作层的厚度侵蚀到较薄时，防止钢包穿漏事故。
工作层直接与钢水接触，承受高温、化学侵蚀、机械冲刷和急冷急热作用。当损坏到一定程度时，必须予以拆修和更换。工作层一般采用镁炭砖、高铝砖或铝镁材料整体浇注成形。
钢包还可以作为精炼炉的重要组成部分。在钢包中配置电极加热、合金加料、
吹氩搅拌、喂丝合金化、真空脱气等各种精炼措施，通过钢包精炼处理可以使钢水的温度更加精确，成分控制命中率及钢水纯净度进一步提高，满足浇注生产对钢水供应质量的需要。
2.1.3 水口启闭控制系统
钢包水口启闭控制系统的作用是在浇注过程中可以开启、关闭钢包水口，从而实现钢水流量的控制，它有塞棒控制系统和滑板控制系统两种。
塞棒机构主要由水口砖、塞棒和启闭机械装置组成。浇注钢液时，要求利用塞棒来启闭水口并控制钢流的大小，故要求塞棒头必须严密堵住水口眼。塞头砖和水口砖通常用高铝质耐火材料制成
滑动水口装置主要由上、下水口和上、下滑板组成。上水口和上滑板均固定在钢包的底壳上，下水口和下滑板则固定在滑动盒中。两块滑板的接触面要求磨平，并通过螺钉或弹簧等调节装置保持彼此之间的紧密接触。操作时，通过滑动机构的作用，使上、下水口想通或关闭以控制钢流的大小。滑动水口有两种类型：一类是滑板做直线运动；另一类是做旋转运动，旋转水口有2~3个直径不同的下水口，通过交替使用不同直径水口，可以调节钢水流量。两种滑动水口的结构大致相仿，由上水口、上滑板、下水口和下滑板组成，如采用氩气引流，下滑板上还安装有透气塞砖。滑动水口使用过程中要承受温度急变、钢水静压力和高温钢渣的冲刷、侵蚀。因此，其材质必须是有足够的高温强度、耐冲刷、耐磨性好、热稳定性强、抗渣性好的材料。
滑板控制系统与塞棒控制系统相比有以下优点：
（1）由于安装水口的操作在盛钢桶外进行，既改善了劳动条件，又减少了钢包的热损失，节约了烘烤用燃料，同时又加快了钢包的周转，减少了因急冷急热造成的钢包损害，提高了钢包的使用寿命。
（2）由于取消了塞棒，根本上杜绝了塞棒掉头、熔断等事故，同时放宽了钢水镇静时间的限制，便于真空处理、炉外精炼、连续浇铸等工艺的操作。
（3）由于取消了塞棒，能连续使用，节约了耐火材料，同时避免了因袖砖被侵蚀带入钢水的非金属夹杂，提高了钢锭的质量。
滑板系统的主要缺点有：滑板的物化性能较差，使用次数少，寿命低，一般只能使用1~2个炉次，因此在生产过程中对上、下滑板砖的更换工作量大，滑板
的消耗量也很大；滑动水口机构的自动开浇率较低，通常可采用烧氧法引流进行补救。
为了避免钢水在上水口和上滑板注孔中凝结，一般采用吹氩引流或填料引流。吹氩引流时，必须在下滑板注孔中加入干砂、炭粉或白渣粉等填料，防止凝结，成本虽低，但填料注入对钢质量有影响。
2.2 钢锭模
钢锭模是使钢液凝固成钢锭的模具，大多数用生铁铸造而成。其使用寿命波动较大，一般在60~80次。其形状和各部分尺寸主要取决于冶炼和热加工工艺、产品类型以及钢锭质量，所铸钢锭的单重在几百千克到几百吨之间。目前国内如
一重、二重等已具备浇注600吨大型铸锭的能力。
钢锭模的主要结构由钢锭模本体、吊耳等零部件组成。钢锭模本体由模壁、模底和模底塞砖孔等部分组成，它与锭盘一起构成一个钢水冷凝成形的模具。钢锭模本体中的模壁和模底是一个整体。模底塞砖孔的作用是安装模底塞砖，以及防止高温钢水与模底孔相接触，避免烧损，又有利于钢锭的脱模。吊耳用于整模、脱模过程中对钢锭模的吊装。
2.2.1 钢锭模锥度
从钢锭模的纵断面形状来看，有上大下小型和上小下大型两种。
（1）上大下小、有底、带保温帽的钢锭模，多用于浇注镇静钢，因其上部断面较大并带有保温帽，能使上部钢液冷却凝固得慢些，有利于补缩，可避免在锭身产生缩孔，提高钢锭质量。
（2）上小下大、无底、不带保温帽的钢锭模，多用于浇注沸腾钢，因其上大下小，便于脱模，钢锭不会产生集中缩孔，有利于提高钢锭质量。一些炼钢车间为了简化铸锭生产工序，采用在上小下大的钢锭模内挂装绝热板，用于浇注镇静钢，取得了较好效果。上小下大的锭型也不利于钢水中夹杂物的上浮和去除，铸锭皮下夹杂物含量高。
习惯上用j=(D1-D2)/H表示锥度。过去锻造钢锭的锥度比较小，如英国钢铁公司175t锭为3.1%，法国克鲁索公司为3.5~5.0%。而近年来国外趋向于大锥度，如法国克鲁索公司用于600MW汽轮机主轴的190t钢锭的锥度为9%，英国钢铁公司制造发电机转子用的95t钢锭的锥度为10.2%。苏联重型与起重运输中央科技情报与技术经济研究所，建议大型钢锭的锥度采用13~16%，以便使钢锭确立一定的凝固方向。这对改善中心缺陷是有好处的。然而，锥度太大使柱状晶过分粗大，影响锻造性能。
2.2.2 钢锭模断面形状
钢锭模的断面形状即决定了钢锭的面形状，二者是一致的。
国内特殊钢厂普遍采用方形断面的钢锭，用于轧制各种型钢。矩形断面用于轧制板材，八角形和多角形用于大钢锭锻造用。多边形钢锭散热面大而均匀，钢锭不易产生热裂纹。对相同重量的钢锭来说，圆形断面钢锭比其他形状的断面散
热面最小，急冷层相对薄，则容易形成纵裂。所以圆形钢锭一般只用于需要扒皮者或用于生产厚壁目直径较大的无缝钢管，而一般无缝钢管多采用方锭并不是圆锭。
1 方形断面
方形断面钢锭有平边、凹边、凸边及波浪形四种。方形平边钢锭模应用最广泛，寿命较长。当锭模受热时热冲击(即由于突然升温而产生应力)因各部分厚度相差不大而比较均匀。方形凸边钢锭模，在加热时锭模棱角不易过烧，但这种断面近于圆形，容易产生纵裂。方形凹边钢锭模，散热面较大，冷却速度较快，急冷层较厚，但易产生角部纵裂和烧蚀。方形断面钢锭的角部都为圆形，圆角半径等于钢锭边长的10%，（即r=0.1D ，这里r 为钢锭模圆角半径，D 为钢锭平均半径）以防止邻边柱状晶带结合处的脆面靠近表面产生角裂。圆角半径不宣过大也不宜过小。过大会接近圆形，过小接近直角。波浪形钢锭模能承受钢水的压力，钢锭表面不容易产生裂缝。但是波峰在加热过程中易过烧，锭模寿命降低。所以波浪形钢锭模采用不多。
2 长方形断面
长方形断面的钢锭多用于轧制板坯。在设计轧制板坯的钢锭模时使铸成的钢锭宽度比要求轧成板坯宽度要大6~10%，以减少轧制道次。决定了钢锭的宽度后，在根据要求的锭重确定钢锭的宽度和厚度，—般钢锭的宽厚比在1.5~2，个别情况下达2~3。宽厚比越大，说明钢锭越扁，有利于轧制。但钢锭模容易挠曲，脱模困难，锭模寿命降低。—般长方形断面的圆角半径为窄边平均边长的10%，也有设计成：ab r 1.0
式中a 为断面的平均宽，b 为断面的平均厚度。长方形的窄边应凸出，宽边应凹进，这样轧成的板子不容易出现拆痕。
3 多边形断面
六边形、八边形和十二边形的钢锭都用于锻件。锻造钢锭以八棱为多。但是目前随着钢锭重量的增加，棱边有增加的趋势，钢锭愈大棱边愈多：苏联800MW 转子用的200t 钢锭是16棱；捷克斯洛伐克242t 钢锭是12棱；美、日、法、意都用24棱。意大利的台尔尼钢厂还规定对大型钢锭采用48棱。只有个别国家采用10棱、16棱、20棱和32棱。增加棱角可以减少棱角处的偏析，而且增加了
周长与截面积之比，钢锭不易产生裂纹。采用“短、粗、胖”钢锭后，截面积增大，压力增加，钢锭易产生裂纹，增加棱角，刚性增大，裂纹相应减少。但是棱角过多，制造锭模时要麻烦些。
2.2.3 钢锭模高宽比
钢锭的高度与平均宽度的比值（H/D）对质量的影响很大。
比值小，能减轻中心疏松的发展，非金属夹杂物和气体易于排除，但偏析严重；锻造道次增加，后续生产能力下降。显然，小高径比钢锭即矮粗型钢锭，可增加锻压比。一般情况下，较大的锻压比，意味着钢料在压应力状态下；经过较大的塑性变形，可以消除其缺陷提高其性能。这主要表现在可以焊合空洞缺陷，细化晶粒。钢锭内部的缩松、缩孔、微裂和气泡将逐渐缩小而完全焊合，偏析有不同程度降低。小高径比有利于提高钢料的致密性和均匀性，宏观及微观缺陷得以改善和消除。这些都可以提高材料的机械性能，从而提高产品质量。
比值大，由于模内钢液静压力增加，会助长镇静钢的纵裂倾向和加深缩孔，中心疏松发展；上注时，钢水中夹杂物不易上浮；由于钢水飞溅严重，增加钢锭表面结疤和皮下气泡；也会使沸腾钢钢锭气体排出困难，使蜂窝气泡带接近钢锭表面。但是，高宽比大的钢锭与相同重量的钢锭比较，锻造道次可减少，有利于提高后续生产能力。增加高宽比对同一重量的钢锭来说，单位钢液体积的冷却表面积增加，钢锭的冷却速度加快，减少偏析。
国外大钢锭的高径比H/D平均有减小的趋势。过去是2.5~3.0，而现在都趋向于“短、粗、胖”。如美国伯利恒钢厂3O0t钢锭取1.04；日本室兰制作所120t 以上钢锭取1.0~1..5；意大利台尔尼工厂取1.2~1.75；罗马尼亚布加勒斯特重机厂取1.2~2.0；伪法国克鲁索取1.3~2.0。为了防止大型钢锭的中心收缩缺陷，苏联重型与起重运输中央科技情报与技术经济研究所通过一系列工业性试验，建议大钢锭的H/D平均采用1.0~1.3。国外400~50ot的大钢锭最佳的H/D平均值是1.1~1.3，这是由于“短、粗、胖”钢锭可以降低锭身心部凝固速度，以利于补缩和减少疏松，并使偏析区上移到冒口上予以切除，这对易形成缩孔的Ni-Cr-Mo钢尤为有利。
2.3 保温帽和绝热板
使用保温帽和绝热板的目的，是为了使钢锭头部能够在较长时间保持为液体状态，避免钢锭本身因体积收缩而产生的缩孔和疏松，从而获得致密的钢锭。
保温帽由铸铁外壳和耐火材料内衬组成。其内衬对钢液起保温作用，使钢液在较长时间内处于高温状态，以利于补缩。根据它在钢锭模上的放置情况，可分
为固定式和浮游式两种。前者使用普遍，后者仅用于生产批量小、锭型大的锻造钢锭。根据内衬材料的不同，保温帽又可分为普通保温帽、绝热保温帽和发热保温帽。
普通保温帽使用黏土砖作内衬或用高温混凝土整体浇制。其优点是制作简便，寿命长，缺点是保温效果差。
为发挥保温帽的补缩作用，减小保温帽容积，以提高钢材质量和成材率，60年代末以来，保温帽内衬广泛采用绝热保温性能良好的绝热保温帽或发热保温帽，取代了传统的粘土质耐火砖帽。
绝热保温帽是用轻质黏土砖衬或用煤渣粉加水玻璃黏结压制而成。采用绝热帽口可减少帽口本身吸收热量和通过保温帽散失的热量，保温效果比普通型保温帽好，成材率与发热帽相当，成本比发热帽低。但绝热帽使用寿命短，修补工作量大，且煤渣帽衬只能使用一次。
发热保温帽的内衬分为两层。内层为发热层，由发热材料、氧化剂和黏结剂组成；外层为保温层，由河沙、黏土等保温材料组成。发热保温帽的内衬特点是使钢锭头部钢水热量散失减少，保持液态时间延长，使钢锭头部收缩良好，成材率提高。但发热层要消耗大量的铝粉，使浇注成本提高。
保温帽的容积大小与钢种、钢水温度、钢锭大小、保温帽形状、内衬及顶部保温剂的导热性以及发热剂的发热量等有关，保温帽的容积通常为锭身容积的13%~17%，小钢锭取上限，大钢锭取下限。保温帽下部边长应比钢锭上部边长少40~60mm，锥度一般取17%~20%，转角半径应从上向下逐渐减小，到下口边时与锭身上口的转角半径相等。
绝热或发热保温帽，可以制作成整体帽，也可以制成绝热板，由数块绝热板装配成保温帽。
为了省去保温帽的制作、修衬、安装等操作，又要达到对钢锭头部钢水保温的效果，可使用绝热板代替保温帽进行镇静钢的浇注，也叫整体模。绝热板一般以70%~85%的高耐火度材料为骨料，8%~20%的有机纤维材料加人5%~20%的轻质材料、3%~5%的无机纤维材料，经粉碎加入黏合剂混合后压模成形，并经烘干制成，具有重量轻、气孔率高、保温效果好的特点。
为了取得更好的补缩效果，有的还在浇注快结束时往保温帽内加入发热剂，减少钢锭顶部钢液的热损失，以更好地发挥保温帽的补缩作用，提高钢锭质量，从而提高钢材质量和成材率。
2.4 中注管
在采用下注法时，中注管的作用是将从钢包水口流下的钢液引入分流砖、流钢砖而流入各个钢锭模内。中注管由铸铁外(铁)壳、漏斗砖和中注管砖组成。铸铁外壳由上部喇叭口、中部管身和下部底座三部分组成。铸铁外壳的内部砌筑漏斗砖和注管砖。漏斗砖要比铸铁外壳高50~l00mm，漏斗砖的下面是注管砖，注管砖之间必须砌筑密合、垂直。砖与外壳间隙为30~60mm，并用石英砂、河砂或火砖粒等填实。为了保证钢液能注满锭模，中注管应比钢锭模和保温帽高出400~600mm，以保证浇注时钢液有足够的静压力。
2.5 底板
底板又称底盘或锭盘。上注法底板的作用是承托钢锭模，其表面无沟槽；下注法的底板铸有下凹的沟槽，槽内砌分流砖和流钢砖。底板由铸铁铸成，按底板沟槽的形状可分为树枝形底板和放射形底板。前者用于浇注支数较多而单重较小的钢锭；后者用于浇注支数较少而单重较大的钢锭。
3模铸浇注工艺
模铸工艺流程主要包括生产准备、钢液浇注、钢锭冷却和退火3个环节。
3.1 生产准备
浇注准备主要包括：
（1）浇钢前将钢包清理干净并烘烤好。
（2）根据钢种要求选择好合适的水口，安装时要使水口孔垂直，塞棒与水口接触紧密，控制机构灵活好用。使用滑动水口要保证滑板之间严密无缝隙且活动良好。
（3）底板与中注管的修砌要平整、严密，汤道砖内清洁、无杂物。
（4）仔细检查钢锭模，有严重裂纹的不能使用。
（5）钢锭模在底板上摆放位置要正确且平稳。
（6）安装好保温帽或挂板。
上述一切准备好后，即可等待浇注。
3.2 钢液浇注进行
钢液浇注应首先使钢液镇静，并控制浇注温度、浇注速度，必要时尚需采取保护措施，严格操作程序。
（1）钢液在钢包内镇静，从出钢完毕到开始浇注，钢液在钢包内静置的时间称为镇静时间。钢液镇静的主要作用是：使钢液的脱氧和合金化完全，成分进一步均匀；使脱氧产物和其他外来夹杂物充分上浮排除，以纯净钢质；均匀钢液温度。出钢温度过高时，即可适当延长镇静时间，以降低浇注温度。镇静时间的
长短应根据钢种的特点、钢包容量、浇铸方法、出钢温度等来确定，一般为5~10min。此阶段还可以采用钢包内吹氩搅拌操作，并在吹氩结束后测量钢水温度。随着炉外精炼的发展，镇静过程实质上为钢液深加工的炉外精炼所取代。
（2）浇注时钢水温度和浇注速度（注速）是浇注工艺的2个基本参数，必须严格加以控制。
合适的注温是保证钢液顺利浇铸成合格钢锭的前提条件之一。注温过低，钢水流动性差，容易造成中途凝结或不能充满钢锭模；注温过高，容易引起断棒、跑钢及焊模等事故。可根据钢种、锭型和浇铸方法来确定。一般用下式表示：
T注=T熔+ΔT
——浇铸温度，℃；
式中T
注
T熔——钢种的液相线温度，℃；
ΔT——钢水的过热度，℃。
为使钢水有足够的流动性，开始浇铸温度必须高于钢水的液相线，即必须有一定的过热度ΔT。ΔT的大小应根据钢种、锭型、浇铸方法来选择。如低碳钢（0.1%~0.3%C）及合金钢的热裂倾向大，ΔT应小一些；大钢锭ΔT可低些，小钢锭ΔT可高些；下注法ΔT可高些，上注法ΔT可低些等。总之，合适的注温应能保证浇完最后一盘钢锭时，模内钢水仍具有等于或高于钢种的液相线温度，使钢水在模内流动正常。根据经验，ΔT一般波动在80~120℃之间。
注速指单位时间内注入锭模的钢液量（质量注速，kg/min）或指单位时间内锭模内钢液面上升的速度（浇注线速度，mm/min）。通常采用后一种方法。
注速的确定必须综合考虑注温、浇注方法和钢种特点，其一般原则是：高温慢注，低温快注；上注快注，下注慢注；裂纹倾向性大的钢种慢注，含易氧化元素的钢种快注。
注速主要通过选择水口直径及调节水口的闭合程度来控制。浇注过程中可以根据需要通过调节塞棒的启闭程度，在一定范围内进行调节。
3.3 保护浇注
近年来对钢的质量要求日益提高，炉外精炼得到广泛应用。但大部分经过精炼后的钢液是在大气中浇注的，由于钢液的二次氧化和从空气中吸收氢、氮等，使钢水再次受到玷污，几乎使冶炼中各种去气、去夹杂的努力前功尽弃。因此，
为防止钢液再次污染，解决各种钢锭的表面质量问题，对从钢包水口流出的注流和钢锭模内上升的钢液面采取保护措施的办法，得到普遍应用。
保护浇注，按所选的保护介质可分为无渣保护和有渣保护。其中，无渣保护是借助可燃材料或气体，在模内造成还原性或惰性气氛保护钢液面不被空气氧化。有渣保护则使用加入模内的各种固体或液体渣料，通过产生还原气氛隔绝空气，还兼有捕集钢中浮起的非金属夹杂物的作用。而注流气体保护，则是防止注流的二次氧化，一般是用氮气或氩气密封气流。
3.4 浇注操作
浇注镇静钢有可采用上注法或下注法：
上注法：钢包水口中心必须对准锭模中心，使钢流落在两对角线的交叉点上，避免冲刷模壁和减少结疤。开浇后3~5s内，将注速均匀地开到满流并保持圆柱形。若注流呈喇叭形，则钢流易被氧化，注流会洒在模壁上，恶化表面质量。当钢液上升到钢锭模与保温帽接口下100mm时，应开始缓慢而均匀地减速。保温帽部分应细流填注，使钢液能很好地充填钢锭本体，使缩孔集中到保温帽内。保温帽注满后应及时加入保温剂。
下注法：其操作基本与上注法相同。浇注时，水口中心对准中注管中心，避免注流冲刷中注管砖和造成漏钢事故。开浇要稳，使钢水缓慢充满并充分加热流钢砖的汤道，然后均匀加速，使钢水在模内平稳上升，以避免飞溅。如钢锭模是上大下小，上部应比下部有较快的注速。若用石墨保护剂，应在浇注前用袋装好放入模内。
3.5 钢锭的冷却和退火
浇注完毕后，应将钢锭模和钢锭静置一定时间，以待钢液在钢锭模内凝固。凝固后的钢锭温度仍然很高。对于普通镇静钢钢锭，当其完全凝固后即可脱模。但对于某些碳素钢或合金钢钢锭，若凝固后的冷却太快，将因内外冷却速度相差悬殊，在钢锭内部产生很大的内应力而引起开裂。因此，钢锭完全凝固后，尚需根据钢种特点采取缓冷或退火措施。其目的在于消除钢锭的内应力；使硬度较高的钢锭软化，使钢锭的组织及成分均匀化等。钢锭的冷却方法一般可分为模冷、坑冷和热送等几种。
4镇静钢钢锭结构
镇静钢是完全脱氧钢，钢液在凝固过程中不析出CO气体，锭组织致密，无分散气泡，成分比较均匀，轧成的钢板具有良好、均匀的力学性能。所以对力学性能要求较高和较稳定的合金钢和高、中碳钢及部分低合金钢，都冶炼成镇静钢。但镇静钢钢锭头部有缩孔，开坯时切头损失大，成材率低；脱氧剂消耗多，多采用保温帽的钢锭模，耐火材料消耗增加，钢锭成本高。
4.1 镇静钢钢锭结构
其主要结构组织由表到里分别为：钢锭表面的细小等轴晶带、柱状晶带、锭心粗大等轴晶带、沉积带及缩孔等。
细小等轴晶带（激冷层）。与钢锭模壁内表面接触的钢液由于受到锭模的强烈冷却，获得了较大的过冷度。同时，模壁内表面粗糙处起着结晶核心的作用个，形成大量的晶核，其形核速度远远大于晶核长大速度，因而形成不同取向的细小等轴晶粒构成的表面层，又称激冷层。此层厚度一般为5~15mm。它的厚度与钢液的浇注温度有关，浇注的温度越高，则极冷层越薄。
柱状晶带。激冷层形成以后，锭模温度升高，特别是凝固的外壳与模壁间产生气隙，使热阻加大。钢液过冷度减少。只有那些垂直于模壁、伸向锭心的晶体散热阻力最小、散热速度最快，长大速度也最快，于是形成长度方向垂直于模壁的柱状晶带。此带厚度决定于浇注温度和钢锭尺寸。钢种的成分一定时，随着温度升高，柱状晶带宽度增大；浇注条件一定时，随着合金元素含量的增加，柱状晶带宽度减小。
锭心粗大等轴晶带。随着柱状晶的生长，钢液的散热速度逐渐减慢，生成的晶核数量减少，使中心钢液几乎达到同一过冷度，且晶核有足够时间长大，钢液几乎同时凝固，形成锭心粗大等轴晶带。
沉积带（锥体）。在上部钢液最初形成的纯度较高的晶体和一些碎断枝晶，由于对流和重力的作用而下沉到钢锭底部，形成一个圆锥状的晶粒沉积堆。其中大部分是细小的等轴晶和非金属夹杂物，在化学成分上属于含硫、磷、碳等较少的负偏析区，其浓度低于平均浓度。
缩孔。钢锭模内的钢液的凝固顺序是从下到上、从表到里。当下层钢液凝固
时，上层钢液向下层钢液充填补缩；当外层钢液凝固后，上部中心热钢液仍向下补缩，在钢锭头部形成缩孔和疏松。在缩孔和疏松区存在较多较大的夹杂物，在轧制时不能焊接，必须切除。
4.2 镇静钢钢锭的偏析状况
钢锭的偏析：钢锭内部化学成分的不均匀性，称为偏析。高于钢锭平均成分时，称为正偏析；低于钢锭平均成分时，称为负偏析。
偏析可分为显微偏析和宏观偏析。显微偏析是指树枝晶体的枝干与枝晶间成分的不均匀性，只能通过显微镜才能鉴别，又称为树枝状偏析。宏观偏析是钢锭局部成分不均匀性，可用钻样分析进行鉴定，也可通过硫印、酸浸等低倍检验判断，故又称低倍偏析或区域偏析。通过硫印检查钢锭纵断面，可以观察到镇静钢钢锭有三个明显的偏析带，即倒V形偏析带、V形偏析带和底部锥形负偏析带。
倒V形偏析带主要是硫、磷、碳的正偏析，分布在柱状晶带和锭心粗大等轴晶带的中间过渡带。V形偏析是硫、磷的正偏析，分布在锭心等轴晶带，位于缩孔之下。在V形偏析区还常常同时形成中心疏松。锥形负偏析带含硫、磷夹杂较少，但含有大颗粒球形硅酸盐和铝酸盐夹杂物，具有细小等轴晶结构，位于钢锭下部1/3高区域内。
造成偏析的根本原因是选分结晶。即钢液凝固时，含碳、磷、硫等杂质少、纯度高的金属，由于熔点较高而首先开始结晶，使后结晶的液体含有较多的杂质。同时，由于浇注过程和凝固过程所造成的温度和浓度差等，以及凝固时气体的析出等，使凝固过程的钢液一直处于流动状态，因而将富集了溶质的钢液带到未凝固的区域，结果导致宏观偏析。
钢锭中元素的偏析，会使钢材机械性能不均匀，韧性、耐腐蚀性下降。偏析是一种自然规律，要完全消除是不可能的。但通过改变浇注参数，可以减轻偏析。一般来说，通过加快钢锭冷却速度，适当减少钢锭重量，适当降低浇注温度和浇注速度，细化晶粒等措施，都可以不同程度的抑制偏析的发展。钢中常见元素中，其偏析倾向大小的顺序为：硫、磷、碳、硅、锰。
工程材料成型基础.
《工程材料及其成形基础》课程总复习（参考） （上册） 一、单项选择题 （每小题×分，在备选答案中只有一个是正确的，将其选出并把它的标号写在题后表格内） 1.常用的工程强度判据有：（） A.Rm B.A. C.HB D.αk 2.适用HRC测定硬度的材料有：（） A.ZL102 B.HT150 C.60Si2Mn D.Q235. 3.下列不属于影响金属晶粒粗细的因素是：（） A.晶核数目； B.材料硬度； C.变质剂增加； D.冷却速度。 4.Fe3C具有：（） A.体心立方晶格； B.面心立方晶格； B. C.密排六方晶格； D.复杂斜方晶格。 5.P+Fe3C称为：（） A.Ld; B.Fe3C; C.Ld’; D.A 6.钳工实习中挫小锤用的板锉是用（）制造的。 A.W18Cr4V; B.Q235; C.T12A; D.2Cr13. ７.减速器蜗轮应选用材料为：（） A.ZCuSn10Pb1; B.1Cr18Ni9; C.9Mn2V; D.38CrMoAlA. 8.保温杯选用不锈钢制造是基于（）考虑。 A.满足工作要求； B.满足工艺要求； C.提高性价比值； D.我国资源富有。
9.一般车床主轴半精加工后经过淬火又配以（）处理。 A.低温回火； B.中温回火； C.高温回火； D.正火。 10.消除工件加工硬化现象应选用的热处理方法为（） A.完全退火； B.球化退火； C.去应力退火； D.再结晶退火。 11.如下铸造方法中充型能力最差的为（）： A.压力铸造； B.低压铸造； C.离心铸造； D.砂型铸造。 12.造成铸件外廓尺寸减小的原因是：（） A.液态收缩； B.凝固收缩； C.糊状收缩； D.固态收缩。 13.对用于静载荷下要求高强度、高耐磨性或高气密性铸件，特别是厚大件应选用：（） A.ZG200-400; B.QT700-2; C.HT300; D.KTH370-15. 14.大型柴油机缸盖、钢锭模、金属型应选用（）制造。 A.ZG270-500; B.RuT-400 ; C.QT400-18; D.HT350. 15.对零件图上不要求加工的孔、槽，可铸出尺寸为（）： A.30～50； B.15～20； C.12～15； D.无论大小。 16.机器造型工艺特点为（）： A.环芯两箱造型； B.模板两箱造型； C.无芯三箱造型； D.无箱造型。 17.大口径的煤气管道多用球墨铸铁，使用（）法。 A.重力连续铸造； B.低压铸造； C.离心铸造； D.金属型铸造。 18.常用铸造方法中生产率最高的为：（） A.砂型铸造； B.熔模铸造； C.压力铸造； D.离心铸造。
钢材基础知识大全
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钢材基础知识（一） 第一部分基础知识 一、钢及其分类 1、按冶炼方法分类： 平炉钢：包括碳素钢和低合金钢。按炉衬材料不同又分酸性和碱性平炉钢两种。 转炉钢：包括碳素钢和低合金钢。按吹氧位置不同又分底吹、侧吹和氧气顶吹转炉钢三种。 电炉钢：主要是合金钢。按电炉种类不同又分电弧炉钢、感应电炉钢、真空感应电炉钢和电渣炉钢四种。 沸腾钢、镇静钢和半镇静钢：按脱氧程度和浇注制度不同区分。 2、按化学成分分类： 碳素钢：是铁和碳的合金。据中除铁和碳之外，含有硅、锰、磷和硫等元素。 按含碳量不同可分为低碳(C<%)、中碳(C：%%)和高碳(C>%)钢三类。 碳含量小于%的钢称工业纯铁。 普通低合金钢：在低碳普碳钢的基础上加入少量合金元素（如硅、钙、钛、铌、硼和稀土元素等，其总量不超过3%）。而获得较好综合性能的钢种。
合金钢：是含有一种或多种适量合金元素的钢种，具有良好和特殊性能。按合金元素总含量不同可分为低合金 （总量<5%）、中合金（合金总量在5%-10%）和高合金（总量>10%）钢三类。 3、按用途分类： 结构钢：按用途不同分建造用钢和机械用钢两类。建造用钢用于建造锅炉、船舶、桥梁、厂房和其他建筑物。机械用钢用于制造机器或机械零件。 工具钢：用于制造各种工具的高碳钢和中碳钢，包括碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢等。 特殊钢：具有特殊的物理和化学性能的特殊用途钢类，包括不锈耐酸钢、耐热钢、电热合金和磁性材料等。 二、钢材及其分类 炼钢炉炼出的钢水被铸成钢坯，钢锭或钢坯经压力加工成钢材（钢铁产品）。钢材种类很多，一般可分为型、板、管和丝四大类。 1、型钢类 型钢品种很多，是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢材。按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。前者包括圆钢、方钢、扁钢、六角钢和角钢；后者包括钢轨、工字钢、槽钢、窗框钢和异型钢等。直径在的小圆钢称线材。 2、钢板类
南阳汉冶特钢公司钢锭模较大钢水喷爆事故调查报告
南阳汉冶特钢公司钢锭模较大钢水喷爆事故调 查报告 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
南阳汉冶特钢有限公司“5.17”钢锭模较大钢水喷爆事故调查报告2018年5月17日8时43分，南阳汉冶特钢有限公司发生一起钢水喷爆事故，造成4人死亡，11人受伤，直接经济损失约2200多万元。 事故发生后，国家应急管理部、河南省委、省政府和南阳市委、市政府高度重视，各级领导同志分别作出重要批示，要求全力以赴做好伤员救治工作，迅速查明事故原因，严肃追责，深入开展安全生产大检查大整治活动，从严排查安全隐患，坚决防止类似事故发生。国家应急管理部、省、市安监局迅速派员赶赴事故现场，指导事故处置、伤员救治和善后处理工作。 依据《安全生产法》和《生产安全事故报告和调查处理条例》（国务院令第493号）等有关法律、法规规定，2018年5月19日，市政府迅速成立了由市安监局牵头，市监察委、市公安局、市总工会、市工信委和相关冶金行业专家参加的南阳汉冶特钢有限公司“5.17”钢锭模较大钢水喷爆事故调查组（以下简称事故调查组），开展事故调查工作。 事故调查组按照“科学严谨、依法依规、实事求是、注重实效”的原则，通过周密细致现场勘察、调查取证、检测鉴定、综合分析和反复论证，查明了事故发生的经过、原因、应急处置、人员伤亡和直接经济损失情况，认定了事故性质和责任，提出了对有关责任人和责任单位的处理建议，并针对事故原因及暴露出的突出问题，提出了事故防范措施建议。现将有关情况报告如下： 一、事故有关单位基本情况
（一）河南龙成集团有限公司 河南龙成集团有限公司是一家民营股份制高科技企业，位于南阳市西峡县城仲景大道东段116号，成立于1997年9月26日，法人代表朱书成，注册资金3.75亿，员工一万余人。集团经营范围：钢铁、电子产品、铁粉、矿产品、金属及非金属制品、机械设备购销和各类产品及技术的进出口业务。 （二）南阳汉冶特钢有限公司 南阳汉冶特钢有限公司是河南龙成集团有限公司下属一家全资子公司，位于南阳市西峡县回车镇古庄河村，成立于2003年8月，法人代表兼总经理许少普，在岗职工4000余人。主要设备有1260m3高炉1座，450m3高炉2座，100t转炉2座，80t转炉1座，3条连铸生产线，2条模铸生产线，2条轧线，年生产能力为300万吨粗钢。公司下设炼铁厂、炼轧厂、安环监察部、指标核算部。 （三）南阳汉冶特钢有限公司炼轧厂 南阳汉冶特钢有限公司炼轧厂为事故发生单位。炼轧厂在岗职工2564人。主要产品以船板及海洋用钢、锅炉与压力容器用钢、管线钢、桥梁钢、高层建筑结构钢、工程机械用钢、模具钢等“特种、特重、特厚”钢板为主。模铸生产线拥有自主研发、具有自主产权的水冷模铸钢锭设备及各种类型的普通锭模，利用水冷模铸钢锭设备生产的特厚钢板，内部质量达到了电渣重熔模铸钢板水平，铸锭单重达60吨。此次事故发生的炼轧厂炼铸车间模铸作业区，定编75人，实有54人。作业区内设作
铸钢工艺
课程结构 第一章绪论和连铸生产概述 一、连续铸钢工艺流程简述 二、连铸与模铸的比较 三、连铸生产正常化应具备的基本条件 四、连续铸钢生产发展概况 五、连续铸钢特点 六、连铸机分类 七、各类连铸机特点比较 小结: 第一章绪论和连铸生产概述 一、连续铸钢工艺流程简述 连续铸钢：把（一炉或多炉）高温钢水连续不断地浇铸成具有一定断面形状和一定尺寸规格铸坯的生产工艺过程。 工艺流程 特点：铸坯能直接轧制成各种钢材 构成：主体设备：浇注设备、LD、回转台、TD及小车、MD及振动装置、二次冷却支导装置、拉矫装置、切割装置等等。 一台连铸机组成：1）盛钢桶（盛钢桶支撑设备）2）中间包（中间包小车）3）结晶器（结晶器振动装置）4）二次冷却装置5）拉坯(娇直)装置6）切割装置（去毛刺装置）（喷印装置）7）铸坯运出装置等。
图1-1 带有直线段多半径弧形连铸机1-盛钢桶；2-中间包；3-结晶器；4-二次冷却；5-拉矫装置； 6-切割装置；7-运胚和检验装置 二、连铸和模铸的比较 1）模铸工艺流程简述 模铸：按炉将盛在盛钢桶内的钢水注入到具有一定形状和尺寸的钢锭模中铸成钢锭的浇注工艺。 特点：钢锭需经过初轧机轧制成钢坯，然后再进一步轧制成各种钢材。 2）连铸和模铸生产工艺比较图 连铸具有的优越性：提高综合成材率；降低能耗；连铸产品的均一性高、质量好；易于实现机械化自动化。 三、连铸生产正常化应具备的基本条件 完好的设备状态－实现连铸生产正常化的根本保证； 完善的炼钢工艺－是连铸生产正常化的基础；
科学的管理－是保证连铸生产的连续性和稳定性； 高水平的人员素质－是搞好连铸生产的重要条件； 同步发展新工艺新技术－满足连铸生产发展的需要。 四、连续铸钢生产发展概况 五、连续铸钢特点 （1）简化了钢坯生产的工艺流程，节省大量投资，省去了模铸工艺中脱模、整模、均热及初轧等工作。 （2）提高了金属收得率和成材率。 （3）提高了钢坯质量。 （4）改善了劳动强度，提高了劳动生产率，而且有助于铸钢生产的连续化和自动化。 （5）节约能量消耗。 六、连铸机分类 各类连铸机机型简图
炼钢连铸工艺流程介绍
连铸工艺流程介绍 将高温钢水浇注到一个个的钢锭模内，而是将高温钢水连续不断地浇到一个或几个用强制水冷带有“活底”(叫引锭头）的铜模内（叫结晶器),钢水很快与“活底”凝结在一起,待钢水凝固成一定厚度的坯壳后，就从铜模的下端拉出“活底”，这样已凝固成一定厚度的铸坯就会连续地从水冷结晶器内被拉出来，在二次冷却区继续喷水冷却。带有液芯的铸坯,一边走一边凝固，直到完全凝固。待铸坯完全凝固后,用氧气切割机或剪切机把铸坯切成一定尺寸的钢坯。这种把高温钢水直接浇注成钢坯的新工艺，就叫连续铸钢。
【导读】:转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包,结晶器、拉矫机等。本专题将详细介绍转炉（以及电炉）炼钢生产的工艺流程,主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。? 连铸的目的: 将钢水铸造成钢坯。?将装有精炼好钢水的钢包运至回转台,回转台转动到浇注位置后,将钢水注入中间包,中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一,它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用,将结晶器内的铸件拉出,经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。?连铸钢水的准备 一、连铸钢水的温度要求: 钢水温度过高的危害:①出结晶器坯壳薄，容易漏钢；②耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控,降低浇铸安全性；③增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；④铸坯柱状晶发达;⑤中心偏析加重，易产生中心线裂纹。 钢水温度过低的危害：①容易发生水口堵塞,浇铸中断;②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷; ③非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。 二、钢水在钢包中的温度控制: 根据冶炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄的范围内变化;其次,要最大限度地减少从出钢、钢包中、钢包运送途中及进入中间包的整个过程中的温降。 实际生产中需采取在钢包内调整钢水温度的措施： 1）钢包吹氩调温 2)加废钢调温 ３）在钢包中加热钢水技术 4）钢水包的保温 中间包钢水温度的控制
初轧工艺制度课程设计
目录 1前言 (1) 1.1初轧技术的发展 (1) 1.2钢锭的分类及钢锭模设计 (1) 1.2.1钢锭的分类 (2) 1.2.2钢锭模设计 (3) 2原料的选择 (3) 2.1原料的选择 (4) 2.2原料的清理 (5) 2.3根据产品选原料 (5) 3轧制工艺制定 (6) 3.1加热制度 (6) 3.1.1加热炉 (6) 3.1.2加热的目的 (7) 3.1.3加热的要求 (7) 3.1.4加热温度的确定 (7) 3.1.5加热时间 (8) 3.1.6加热速度的确定 (9) 3.2加热操作规程 (9) 3.3压下规程制定 (9) 3.3.1压下规程 (10) 3.3.2轧制操作规程 (10) 3.4轧制温度制度 (11) 3.5轧制速度制度 (11) 3.6轧制力及轧制力矩的计算 (13) 3.6.1计算轧制力 (14) 3.6.2计算轧制力矩 (16) 4设备能力校核 (18) 4.1咬入能力校核 (18) 4.1.1咬入条件 (18) 4.1.2咬入能力校核 (19) 4.2轧辊强度校核 (20) 4.2.1轧辊强度校核 (22) 4.3电机能力校核 (24) 4.3.1轧制力矩 (24) 4.3.2附加摩擦力矩 (24) 4.3.3空转力矩 (25) 4.3.4电机能力校核 (25) 5总结 (26)
1.前言 1.1初轧技术的发展 60年代以来，连铸技术迅速发展，采用钢锭通过初轧来生产钢坯的方式已有所改变了。初轧机的技术发展主要是解决连铸还不能生产的某些钢种和规格的产品的加工问题，而不是追求更高的生产能力。70年代末，已很少建造初轧机，几乎不再建造专门生产板坯的板坯轧机。在连铸生产占比重高的工厂，有的在带有立棍的方坯—板坯初轧机后配置钢坯连铸轧机，克服了连铸机因经常更换浇铸规格而降低作业率的缺点，扩大了产品类型，与连铸生产相配合，可生产多种规格的板坯、方坯、和圆坯。此外，为生产小断面的材料，也用初轧机将连铸坯制成小坯料。用万能式板坯初轧机轧制方坯的主要措施是在水平轧辊两端各开一个箱型孔，立棍随推床同步横移，如果轧制更宽的板坯则要换上没有轧槽的轧辊，为了减少换辊耽误的时间，应设置快速换辊装置。在多种品种的轧机上生产宽边工字钢用的异形坯的技术还在研究中。目前，有些新型初轧机从均热炉加热到轧制、精整和冷却，整个生产过程都采用计算机控制，并配置与全厂生产管理相联系的计算机系统。初轧机技术的发展，降低了能耗，提高了收得率。最好指标已近97%。主要措施有：提高沸腾钢的比例，上铸钢锭时采用防溅桶以减少表面结疤；镇静钢挂绝热板、加发热剂以切头；钢锭采用凹底盘浇注；沸腾钢锭用大头进钢轧制，改变轧制压下制度，以减少底部鱼尾段的长度；沸腾钢采用瓶口膜和机械封顶以减少缩孔；合理剪切以减少切损和发展半镇静钢等。为了提高轧机产量普遍采用多锭串轧。双锭串轧与单锭轧制相比，总轧制时间可缩短25~30%，轧机产量可提高10~30%。此外，采用液芯装炉法，可节约均热炉的燃耗。 1.2 钢锭的分类及钢锭模的设计 1.2.1钢锭的分类 因浇铸前钢液中含氧量的不同，钢锭分为镇静钢，沸腾钢和半镇静钢三种基本类型。 镇静钢 又称全脱氧钢，是凝固过程中钢液内含量低到不会与钢中碳反应生成一氧化碳起泡的钢。铸前钢液须经充分脱氧（如用硅和铝脱氧，钢中硅含量在0.3%左右，铝含量在（0.02~0.06））。镇静钢锭均有缩孔，必须用带保温帽的定模浇铸。轧制后经过切头，钢锭成材率为85~89%。要求成分均匀、组织致密的钢材采用这种钢锭。镇静钢采用上大下小带保温帽的铸模。近年广泛采用发热保温帽和隔热板保温帽等以提高成材率。 沸腾钢 钢液中含氧量较高（0.01~0.04%）、在锭模中发生强烈碳氧反应、生成一氧化碳气泡，是钢液在模中沸腾而得名。这种钢凝固一开始，气泡酒形成并上浮。钢锭表皮凝固成含铁较纯的壳层。当表层达到多要求的厚度时，在钢锭顶部加上盖顶，使顶部凝固，阻止气泡继续溢出；也可以在顶部加入硅铁、铝等脱氧进行化学封顶；也有用瓶口式锭模进行封顶。另一种方法是在钢液凝固成表面层后即
钢锭模铸
16 模铸钢锭 钢的浇注，就是将在炼钢炉中或炉外精炼所得到的合格钢水，经过钢包（又称盛钢桶）及中间钢包等浇注设备，注入到一定形状和尺寸的钢锭模或结晶器中，使之凝固成钢锭或钢坯。钢锭（坯）是炼钢生产的最终产品，其质量的好坏与冶炼和浇注有直接关系，是炼钢生产过程中质量控制的重要环节。 目前采用的浇注方法有钢锭模铸钢法（模铸法）和连续铸钢法（连铸法）两种，下面主要介绍传统的钢的浇注方法—模铸法。 16.1 模铸法及特点简介 模铸法是将盛钢桶内的钢水注入到具有一定形状和尺寸的钢锭模中，冷凝变成固态钢锭的工艺过程。 模铸法可分为以下几种。 16.1.1 坑铸法和车铸法 根据浇注系统的摆放位置不同，可将模铸法分为坑铸法和车铸法。 坑铸法是将钢锭模摆放在铸坑内的底板上进行浇注，浇注作业全在铸锭跨内进行。此法生产效率低，劳动条件差，因此仅在一些中小型的炼钢车间采用。 车铸法是将钢锭模摆放在铸车的底板上进行浇注的，除在铸锭跨内进行浇注钢液外，其他作业如脱模、整模等均在另外的厂房内进行，从而克服了坑铸法的缺点。但占地面积大，基建投资多，多在大型的炼钢车间采用。 16.1.2 上注法和下注法 根据钢液由钢包注入钢锭模的方式不同，又将模铸法分为上注法和下注法两种。 (1) 上注法 钢液由钢锭模上口直接注 入模内的浇注方法，称为上注 法。见图16-1所示。上注法每 次只能铸一支（或2-4支）钢锭， 必需的设备是钢包、钢锭模、保 温帽、中注管和底板。 与下注法相比，上注法有如 下一些优点和缺点： 1)优点：铸锭准备工作简 单，耐火材料消耗少，钢水收得 率高，钢锭成本低；由于耐火材 料侵蚀产生的夹杂物少；浇注速 度比下注法快，注温可比下注法 低；有利于减少翻皮、缩孔和疏松等钢锭缺陷，钢锭内部质量好。 2)缺点：一次只能浇注一支（或2～4支）钢锭；开浇时易引起飞溅，造成结疤、皮下气泡等缺陷；容易烧坏钢锭模和底板，钢锭模消耗较高。只适宜大钢锭的浇注。 (2)下注法 钢液经中注管、汤道从模底进入模内的浇注方法，称为下注法。见图16-2所示。下注
YK-8909高温修补剂修复破损的钢锭模修补剂
钢锭模是炼钢厂模铸生产必备的、周转使用的大宗铸锭设备，它对钢锭的表面和内部质量以 及钢锭成本有重要影响。钢水借以凝固成型的铸铁模型。钢锭模寿命或钢锭模消耗钢是炼钢 生产的一项主要技术经济指标。 某炼钢厂钢锭模在使用过程中出现缺失，影响钢锭脱模成型。选用翌坤胶业生产的YK-8909 高温修补剂进行修复。YK-8909高温修补剂：双组分，无机硅铝酸盐材料，套接强度高，耐 热温度达1700℃，耐油、耐酸碱、不耐沸水，线形膨胀系数与陶瓷相近。用于高温仪表、 传感器、热电偶等耐温元件的包覆和灌封，金属及陶瓷材料的高温粘接和修补。 修复工艺 1、清除基体表面松动物质，粗化处理，使用丙酮清洗剂擦拭，以清洁接着表面。 2、YK-8909高温修补剂是由A、B双组份组成，使用时严格按规定的配合比将主剂A和固 化剂B充分混合均匀，并在规定的操作期内用完。 3、将混合好的修补剂涂抹在经处理过的基体表面，涂抹时应用力均匀，反复按压，保证材 料与基体表面充分接触，以达到效果。 4、室温放置8h，缓慢升温至80℃保持2小时再缓慢升温至150℃保持2小时缓慢冷却完成 固化。 【以下产品为您排忧解难】 高温胶温度范围高温胶型 号 高温胶特点及应用 200度高温修补剂8901 双组份，膏状，灰色，耐280℃，以金属、塑料、陶瓷等为填充复 合的耐高温修补材料.应用石化、电力等高温工况下的油、汽、酸、 碱及管道结合面的密封及修补，高温设备磨损、划伤、腐蚀、破 裂的修复，如排气管、蒸汽管、热油管、发动机缸体等 300度高温修补剂8903 双组份，膏状，灰色，耐温可达300℃，高温性能优良。满足一般 胶粘剂无法解决的各种高温工况密封、填补、灌封、粘接等难题； 高温密封性能好，耐各类酸碱腐蚀、耐油、柔韧性好，长期耐高 温达350℃.应用石化、电力等高温工况下的油、汽、酸、碱及管 道结合面的粘接、密封与修补，特别适合汽轮机缸体结合面的密 封，高温设备磨损、划伤、腐蚀、破裂的修复，如高温高压泵、 法兰、发动机缸体等的密封 400度高温胶8902 400单组份高温结构胶为单组份,常温固化，耐高温400℃的特殊高 分子粘合剂。适用于金属、陶瓷、玻璃、玻纤、塑料、木材、保 温棉等材料的粘接、填补及密封，具有良好的防水，耐老化，抗 震，耐酸碱，高强度的性能，适应于电子电器，机械设备等高温 工况上都有很好的粘接效果，用于金属与各种软性材料的粘接效 果特好。 980度高温结构胶8905 双组份，黑色，耐温980℃,常温绝缘性好，耐水、油，不耐酸碱。 与钢有相近的线膨胀系数，套接强度高达86Mpa。适合金属材料 的轴套粘接、硬质合金的车刀、铣刀及齿轮刀具的粘接、高温工 矿铸造缺陷的修补；高温仪表，传感器，热电偶等耐温元件的灌 封。 1200度高温导热胶胶8906 双组份，棕色，无机硅铝酸盐材料。套接强度高，耐热温度达1200℃，耐油，耐酸碱，不耐沸水。有韧性，可像金属材料一样 切削加工，不绝缘、导热性好，与铜及不锈钢的膨胀系数相近。
钢材料介绍
金属自然界中，凡具有导电、导热、有光泽和正的电阻温度系数的物质称为金属。如铁、钢、铝、铜等。 2.纯金属由一种金属组成的物质，纯是相对而言。 3.合金由两种或两种以上金属(或金属与非金属)融合而成并具有金属特性的物质，如钢和生铁是铁碳的合金；黄铜是铜锌的合金等。 4.钢碳含量小于2.11%的铁碳合金。 5.生铁碳含量大于2.11%的铁碳合金，是铁矿石经高炉冶炼的主要产品。按用途常分为炼钢生铁(白口生铁)和铸造生铁(灰口生铁)等。 6.铁合金铁与碳以外的金属或非金属元素组成的合金的总称。按照元素种类的不同，分为硅铁、锰铁、铬铁等许多种。在实际工作中，铁合金还包括金属锰、金属铬等纯金属添加剂以及锰硅合金、硅钙合金、硅铬合金等中间合金和某些氧化物(如五氧化二钒)添加剂。因为，它们在钢铁和铸造工业中都是作为合金添加剂使用的，归并为一类便于管理。 7.非金属不具备金属特性的物质，如玻璃、橡胶等。 8.金属材料金属经冶炼及各种加工制成的具有一定截面形状和和何尺寸的材料。 9.黑色金属材料通常是指铁、铬、锰及其合金，实际工作中常简称为黑色金属，也称铁金属，包括钢、钢材、工业纯铁、生铁、铁合金等。 10.有色金属材料黑色金属以外的其他金属材料，实际工作中常简称为有色金属，也称非铁金属。如铜、铝、钛、镁、镍及其合金等。 11.非合金钢也称碳素钢，除含有一定量为了脱氧而加入的硅、锰元素外，不含其他合金元素的钢。 12.常存元素钢中除了铁和碳以外，还含有硅、锰、硫、磷、氮、氧、氢等元素，这些元素是由原料或冶炼过程带入的，在各种钢中都或多或少地存在，故称常存元素。 13.合金元素为了适应某些使用要求，特意加入或提高含量的元素或是其含量超过一定数量的元素。 14.合金钢含有合金元素的钢。 15.低碳钢碳含量小于0.25%的钢，也称软钢或铁，俗称的铁皮、铁铲、铁桶等，其实都是低碳钢的制品。 16.中碳钢碳含量0.25%～0.60%的钢。 17.高碳钢碳含量大于0.60%的钢。 18.低合金钢合金元素总量小于5%的钢。 19.中合金钢合金元素总量5%～10%的钢。 20.高合金钢合金元素总量大于10%的钢。 21.沸腾钢脱氧不完全的钢。一般仅用脱氧能力较低的脱氧剂锰铁进行脱氧，钢液中含氧(FeO)量较高，当钢液注入钢锭模后，由于碳氧反应产生大量的气体(CO)从钢液中溢出，钢液在钢锭模内产生沸腾现象，沸腾钢因此而得名。沸腾钢表皮纯净、表面质量好，加工性能好；另外，没有集中缩孔，钢的成材率高，脱氧剂消耗少，成本低。缺点是钢中杂质多，化学成分不均匀，冷脆和时效倾向较严重。 22.镇静钢脱氧完全的钢。先用锰铁脱氧，而后用硅铁或铝进行补充脱氧，钢液含氧量低,当浇入钢锭模后，表面平静，无碳氧反应的沸腾现象，镇静钢因此而得名。镇静钢钢质纯净，化学成分均匀，各部分性能均匀，焊接性能和塑性都比较好，常用来制造重要的机件。缺点是表面质量较差，有集中缩孔，成本高。 23.半镇静钢脱氧程度介于镇静钢与沸腾钢之间，质量与性能也介于二者之间。 24.碳素结构钢旧称普通碳素结构钢，钢中没有特意加入的合金元素，主要用于建筑及工程结构的钢种。 25.低合金高强度结构钢旧称普通低合金结构钢，简称普低钢，钢中含有少量的合金元素(一般不大于3%)，主要用于建筑及工程结构的钢种。由于其强度比碳素结构钢高，故称低合金高强度结构钢。 26.优质碳素结构钢简称碳结钢，俗称优钢。钢中没有特意加入的合金元素，质量优良，主要用于机器结构的钢种。 27.渗碳钢主要用于渗碳等表面热处理的钢，通常为碳含量小于0.25%的优质碳素结构钢和合金结构钢，常用于制造要求表面硬而耐磨、心部有良好的塑性和韧性，能承通较高冲击载荷的零件。 28.调质钢：主要用于调质热处理的钢，通常为碳含量0.25%～0.60%的优质碳素结构钢和合金结构钢，常
(数控模具设计)模具技术用语
模具技术用语 各種模具常用成形方式 accurate die casting 精密壓鑄powder forming 粉末成形calendaring molding 壓延成形powder metal forging 粉末鍛造 cold chamber die casting 冷式壓鑄precision forging 精密鍛造 cold forging 冷鍛press forging 沖鍛compacting molding 粉末壓出成形rocking die forging 搖動鍛造compound molding 複合成形rotary forging 迴轉鍛造compression molding 壓縮成形rotational molding 離心成形 dip mold 浸漬成形rubber molding 橡膠成形encapsulation molding 注入成形sand mold casting 砂模鑄造extrusion molding 擠出成形shell casting 殼模鑄造 foam forming 发泡成形sinter forging 燒結鍛造 forging roll 軋鍛six sides forging 六面鍛造 gravity casting 重力鑄造slush molding 凝塑成形 hollow(blow) molding 中空(吹出)成形squeeze casting 高壓鑄造 hot chamber die casting 熱室壓鑄swaging 擠鍛 hot forging 熱鍛transfer molding 轉送成形 injection molding 射出成形warm forging 溫鍛investment casting 精密鑄造matched die method 對模成形法laminating method 被覆淋膜成形low pressure casting 低壓鑄造 lost wax casting 脫蠟鑄造matched mould thermal forming 對模熱成形模 各式模具分類用語 bismuth mold 鉍鑄模landed plunger mold 有肩柱塞式模具burnishing die 擠光模landed positive mold 有肩全壓式模具button die 鑲入式圓形凹模loading shoe mold 料套式模具center-gated mold 中心澆口式模具loose detail mold 活零件模具 chill mold 冷硬用鑄模loose mold 活動式模具 clod hobbing 冷擠壓製模louvering die 百葉窗沖切模composite dies 複合模具manifold die 分歧管模具counter punch 反凸模modular mold 組合式模具 double stack mold 雙層模具multi-cavity mold 多模穴模具electroformed mold 電鑄成形模multi-gate mold 複式澆口模具expander die 擴徑模offswt bending die 雙折冷彎模具extrusion die 擠出模palletizing die 疊層模 family mold 反套製品模具plaster mold 石膏模 blank through dies 漏件式落料模porous mold 通氣性模具duplicated cavity plate 複板模positive mold 全壓式模具fantail die 扇尾形模具pressure die 壓緊模 fishtail die 魚尾形模具profile die 輪廓模 flash mold 溢料式模具progressive die 順序模 gypsum mold 石膏鑄模protable mold 手提式模具 hot-runner mold 熱流道模具prototype mold 雛形試驗模具ingot mold 鋼錠模punching die 落料模 lancing die 切口模raising(embossing) 壓花起伏成形
锻造工艺与模具设计
1.自由锻工艺规程一般包括以下内容：(1)根据零件图绘制锻件图(2)确定坯料的质量和尺寸(3)制定变形工艺和确定锻造比(4)选择锻造设备(5)确定锻造温度范围，制定坯料加热和锻件冷却规范(6)制定锻件热处理规范(7)制定锻件的技术条件和检验要求(8)填写工艺规程卡片等。 2.冷锭加热规范：加热过程分为预热、加热、均热。保温目的(1)低温装炉温度下保温目的是减小坯料断面温差，防止因温度应力而引起破裂(2)中温800~810°C 保温的目的是减小前段加热后坯料断面上的温差，减小温度应力，并缩短坯料在锻造温度下的保温时间，以减小氧化，脱碳，甚至过热过烧。(3)锻造高温下的保温，是为了防止坯料中心温度过低，引起锻造变形不均，还可以通过高温扩散作用，使坯料组织均匀化，以提高塑性，减少变形不均。 3.确定锻造比：锻造比是表示锻件变形程度的指标，它是指在锻造过程中，锻件镦粗或拔长前后的截面积之比或高度之比，即 (Ao,Do,Ho,和A,D,H,分别为锻件锻造前后的截面积，直径和高度) 4.三拐曲轴的锻造过程：锻造曲轴类锻件的基本工序是拔长错移和扭转。锻造曲轴时应尽可能采用那些不切断纤维和不使用钢材心部材料外露的工艺方案，当生产批量较大且条件允许时，应尽量采用全纤维锻造。另外，扭转时，尽量采用小角度扭转。 过程：(1)下料(2)压槽<卡出II段>(3)错移<压出II拐扁方>(4)压槽
金属材料及非金属材料基础知识
金属材料及非金属材料基础知识 一、钢铁材料分类 钢铁材料又称黑色金属材料，钢铁是指钢和铁的统称，都是以铁和碳为主要元素组成的合金。 1、生铁的分类 生铁：碳的质量分数ωc大于2%的铁碳合金称为生铁 （1）按用途分： ①炼钢生铁：指平炉、转炉炼钢用生铁，其含Si量较低，ωsi不大于1.75%，含硫较高，ωs不大于0.07%。炼 钢生铁硬而脆，断口成白色，所以也叫白口铁。占生铁产量的80%-90% ②铸造生铁:又称翻砂铁，一般含Si量较高，ωsi达3.75%，含硫量较低，ωs不大于0.06%。断口呈灰色又称灰 口铁。它占生铁产量的10% （2）按化学成份分： ①普通生铁：普通生铁是指不含其它合金元素的生铁，如炼钢生铁、铸造生铁 ②特种生铁： a.天然合金生铁：天然合金生铁是指含有共生金属，如铜、钒、镍等的铁矿石或精矿石，用还原剂还原而炼 成的一种生铁，它含有一定量的合金元素，可用来炼钢或铸造。 b.铁合金：是在炼铁中特意加入其它成份，炼成含有多种合金元素的特种生铁，如硅铁、锰铁、铬铁、钼铁 等等。 2、铸铁的分类 碳的质量分数ωc超过2%（一般为2.5%-3.5%）的铁碳合金称为铸铁，是用铸造生铁经冲天炉等设备重熔，用于浇铸机器零件。 （1）按断口颜色分： ①灰铸铁：铸铁中碳大部或全部以自由状态的片状石墨形式存在，断口是暗灰色，故称灰铸铁，有一定力学 性能和良好的被切削加工性。 ②白口铸铁：组织中完全没有或几乎没有石墨的一种铁碳合金，其中碳完全以渗碳体形式存在。 ③麻口铸铁：介于白口铸铁与灰口铸铁之间的一种铸铁，断口呈灰白相间的麻点，故称麻口铸铁，性能不好， 极少应用。 （2）按化学成份： ①普通铸铁：指不含任何合金元素的铸铁。如常用的灰铸铁，可锻铸铁等。 ②特殊铸铁：在普通铸铁中有意加入一些合金元素，借以提高铸铁某些特殊性而配制的一种高级铸铁，如各 种耐热、耐腐蚀、耐磨铸铁。 （3）按生产方式和组织性能分： ①孕育铸铁：又称变质铸铁，在灰铸铁基础上，采用“变质处理”即是在铁水中加入少量的变质剂（硅铁或 硅钙合金）造成人工晶核，获得细晶的珠光体和细片状石墨组织的一种高级铸铁。这种铸铁强度塑性和韧性比一般灰铸铁好，主要用来制造力学性能要求较高而截面尺寸变化大的大型铸件。 ②可锻铸铁：是一种由一定成份的白口铸铁经石墨化退火后而成，其中碳大部或全部成团絮状石墨的形式存 在。比灰铸铁具有较高的韧性，故又称韧性铸铁，此种铸铁并不可以锻造，多用来制造承受冲击载荷的铸件。 ③球墨铸铁：球墨铸铁又称球铁。它是通过在浇铸前往铁水中加入一定量的球化剂（如纯镁或其合金）和墨 化剂（硅铁或硅铝合金）以促进碳呈球状石墨结晶而获得的。由于石墨呈球状，应力大为减轻，它主要可减小金属基体的有效截面积，因而它的力学性能比普通灰铸铁高得多，也比可锻铸铁好。还具备比灰铸铁好的焊接性和接受热处理的性能；和钢相比，除塑性、韧性稍低外，其他性能均接近，是一种同时兼有钢和铸铁优点的优良材料。因此，在机械工程上获得广泛应用。
48t钢锭模设计计算依据
龙成钢铁集团公司48/43吨大钢锭设计说明书 辽宁科技大学冶金工程技术中心 2008-5-20
龙成钢铁集团公司48/43吨大钢锭设计 一．项目概况和设计要求 龙成钢铁集团为了生产特殊钢种、特厚、特重钢板，拟开发45-50吨特大钢锭。现厂冶炼、浇铸、加热、轧制的基本条件如下： 1. 转炉、LF、RH工称容量100吨，可以保证生产纯净钢和特种钢的需要。 2.钢锭采用坑铸或车铸，铸锭、整脱模现场场地满足铸锭要求（年产量约100 万吨）。 3.钢锭采用均热炉或车底式室状炉加热，均热炉炉膛尺寸8x3.9x 4.9米，采用 高炉、转炉混合煤气加热。 4.均热跨间钳式吊车吨位，主钩45吨，副钩50吨，主钩升起最大高度10米， 夹钳开度2200/800mm。 5.受锭、运锭辊道宽2500mm，轧机前后辊道宽3800mm。 6.轧机高压水除鳞箱内腔高1300mm，水压25MPa。 7.轧机前立辊开度3800/1200mm，最大轧制力700吨，电机功率2x1500kW。 8.轧机前后延伸辊道间距800mm。 9.厚板轧机工作辊直径1120/1020mm，辊身长3800mm，支撑辊直径 2200/2000mm，辊身长3700mm，轧机最大开口度1100mm，电机功率2x7000kW，最大轧制力8000吨，转速0-40-90rpm。 10.四辊轧机和立辊轧机间距4800mm，不形成连轧。 11.精整吊车吨位15+15吨，桥式双钩电磁挂梁吊车。 12.11辊矫直机，矫直钢板厚6-120mm，钢板长度4000-42000mm，最大矫直力 3500吨。 13.液压铡刀式双边剪，剪切钢板厚6-50mm。 14.预留超声波探伤装置。 15.热处理设备：辊底式常化炉，辊底式淬火炉各一座，外部机械化炉8座，车 底式加热炉3座。 16.粗轧机和精轧机间距120.26米，精轧机与矫直机间距108.55米。
钢锭模设计相关资料
钢锭模设计相关资料 大型锻件的生产从冶炼、铸锭、锻造、锻后热处理到性能热处理，要经过许多道工序，每一道工序都影响着锻件的质量，稍有偏差就可能引起缺陷。钢锭的质量自然是保证锻件质量的先决条件，钢锭的质量主要表现在纯净性，致密性和均匀性三个方面。 钢锭模是生产钢锭的重要冶金附具。在设计钢锭模时，要同时考虑炼钢生产和锻造生产的两方面要求。一方面钢锭模的尺寸和形状必须保证生产出优质的钢锭，另一方面钢锭的尺寸和形状必须保证后续锻造有较高的生产率。 一：钢锭模的基础设计参数 1、钢锭模棱数：钢锭断面应尽可能接近产品的形状。产品为轴类、套筒等，选用多边形断面钢锭。随着钢锭大型化发展，为了均匀偏析带，棱边有增多趋势。增加棱边可减少棱角处偏析，而且增加了周长与横截面之比，钢锭不易产生裂纹。如日本制钢所高径比1～1.5的大于300吨钢锭有24个棱边。 2、高径比（H/D）：高径比过大，如采用上注法，浇注时由于钢水飞溅严重，降增加钢锭表面结疤和皮下气泡；钢锭静压力也大，容易形成下部纵向裂纹；并且钢液的非金属夹杂不易浮起，气泡不易排出，内部缩孔疏松缺陷比较严重。增加高径比，单位体积钢液冷却表面积大，钢锭凝固速度增加，A型偏析减少。高径比过小，钢液中夹杂物较易上浮，V型偏析程度小，但A型偏析发展严重。钢锭模高径比有减小的趋势。 3、锥度：这里指锭身一侧的斜度。当锥度为1～1.5％时，脱模已没有问题。锥度大对防治缩孔缺陷有利，可以减轻和消除V型偏析，保证钢锭中心部分致密。但锥度太大，会使柱状晶过于粗大而影响锻造性能。近年国外钢锭有大锥度趋势。法国克鲁索公司用于汽轮机的190吨钢锭锥度9％，英国钢公司的95吨钢锭的锥度为10.2％，原苏联重机建议大型钢锭的锥度采用13～16％。 4、钢锭模的外形与壁厚：外形有三种：多边形、圆形、波纹形。壁厚设计要使激冷层有一定厚度，从而防止钢锭表面裂纹，还要使钢锭模有足够的寿命，降低模耗。过厚的钢锭模没有必要。 为使钢锭凝固自下而上，一般下部厚上部薄。钢锭模外壁采用倒锥度。棱角壁厚与面壁壁厚比值最好>0.8。
金属铸锭组织
金属铸锭组织 一、实验意义和目的 金属的结晶，是形核和长大的过程，铸锭结晶后的组织，其晶粒大小决定于形核和长大速率，也就是取决于过冷度的大小和非自发形核的作用。而晶粒的形状还与结晶过程中的散热条件有关。 柱状晶与粗大等轴晶区的发展程度与下列因素有关： （1）冷却速度。冷却速度越大，则表面与中心的温差越大，柱状晶体越能向内发展，中心等轴晶区也就越小。可以改变铸模的温度，使铸锭的组织发生变化。导热性良好的铜模与导热性稍差的钢模、水冷金属模、空气冷却的金属模相比，相同材料的厚壁金属模与薄壁金属模相比，前者的柱状晶发展较显著。而若采用预热砂模，则可能出现全部粗大的等轴晶。 （2）浇注条件。提高浇注时的液体温度以及提高浇注速度，则促使柱状晶区发展。因为在这样的浇注条件下，注入锭模的液体温度高，内外温度梯度大，促使柱状晶长大；柱状晶向内长大时，如果内部液体要结晶，其温度必须降低到熔点以下，才能产生等轴晶晶核，故要放出较多的热量，即需要更长时间，这样柱状晶就有充分时间向内生长而不受阻。此外，由于内部液体温度高，即过热大，非自发形核的机会也就减少，这也是促使柱状晶发展的一个原因。 （3）凝固条件。浇注时，把液体进行机械振动或用超声波振动，可以使柱状晶区大大减小。当振动的频率足够大或体积不大，脆弱的树枝晶振碎，这些细的枝晶可作为晶核。 （4）外来杂质的影响。浇注时，在液体中加入少量可以作为变质剂的元素、合金或化合物，从而促使非自发形核，使铸锭组织细化，这一过程称之为变质处理。如在Al的熔液中加入细的Ti粉，结晶后使晶粒大大细化，这可能是由于Ti在Al中形成TiAl而促使非自发形核的缘故。 本实验目的是观察金属铸锭的3个晶区的形态，分析浇注条件（钢锭模的厚度、锭模的材料、锭模的温度、液体金属的过热度）对3个晶区的影响。 二、实验设备和材料 1．金属坩埚； 2．箱式加热炉及炉温控制仪表； 3．纯铝块； 4．厚壁金属模2个，壁厚10mm；薄壁金属模2个，壁厚5mm；砂模2个，壁厚70mm； 5．铁夹钳2把；钢锯4把；台钳4部。 三、实验步骤 本实验用纯铝做样品，坩埚内放入铝块，在箱式炉内加热，加热温度要高于铝的熔点150℃，使之熔化。待试样完全熔化后浇注，观察其三种晶区的分布和形态。试验前将厚薄
钢材的型号、化学成分、用途及性能
1. 概述 轴承钢是主要用来制造滚动轴承的零件。如滚珠、滚柱和轴承套圈等。它们在工作时承受着高的集中交变载荷，由于滚珠与轴承套圈之间的接触面积小，在高速转动的同时还有滑动，会产生很大的摩擦。因此滚动轴承钢应具有高的硬度、耐磨性和疲劳强度，对钢的金相组织、化学成分要求是十分严格的，否则会显著缩短轴承的使用寿命。一般滚动轴承钢的含碳量较高，在0.95～1.1%范围内，并加入某些合金元素，如铬、锰等。多以球化退火交货，在使用前需进行淬火(约840℃)和低温回火(150℃)。 (1)生产制造方法：对轴承钢的冶炼质量要求很高，需要严格控制硫、磷和非金属夹杂物的含量和分布，因为非金属夹杂物的含量和分布对轴承钢的寿命影响很大。夹杂物量愈高，寿命就越短。为了改善冶炼质量，近来已采用电炉冶炼并经电渣重熔，亦可采用真空冶炼，真空自耗精炼等新工艺来提高轴承钢的质量。 (2)用途：除做滚珠、轴承套圈等外，有时也用来制造工具，如冲模、量具、丝锥等。 2. 主要生产厂及输往国家、地区 我国大连钢厂、大冶钢厂是生产轴承钢的主要产地。目前主要输往香港和东南亚地区。 3. 进口主要生产国家 我国主要从日本、德国进口轴承钢。 4. 种类 我国目前已生产高碳铬不锈轴承钢，主要钢号有9CR18；渗碳轴承钢，主要钢号有G20CrMo；铬轴承钢，主要钢号有GCr15。 5. 规格和外观质量 规格主要有圆钢、扁钢、钢丝等。钢材表面应加工良好。不得有裂纹、折叠、结疤和夹杂。冷拉钢表面还应光滑、干净、无氧化皮。 6. 化学成分 国标、冶标、日本标准中主要钢号的化学成分见表6—7—24。 表6-7-24 有关标准中主要钢号的化学成分指标 轴承钢的物理性能主要以检查显微组织、脱碳层、非金属夹杂物、低倍组织为主。一般情况下均以热轧退火、冷拉退火交货。交货状态应在合同中注明。钢材的低倍组织必须无缩孔、皮下气泡、白点及显微孔隙。中心疏松、一般疏松不得超过1.5级，偏析不得超过2级。钢材的退火组织应为均匀分布的细粒状珠光体。脱碳层深度、非金属夹杂物和碳化物不均匀度应符合相应有关国家标准规定。 8. 包装 直径小于20mm要打包交货，大于20mm时可以裸装交货。对冷拔钢应涂防锈油。货物出厂前应附质量保证书、注明钢号、炉号、重量、规格、化学成分、检验标准及检验结果。