材料加工設(shè)備基礎(chǔ)-復(fù)習(xí)

材料加工設(shè)備基礎(chǔ)課程結(jié)構(gòu)第一章加熱設(shè)備第二章連續(xù)鑄造設(shè)備第三章鍛壓設(shè)備包括鍛錘、曲柄壓力機(jī)、液壓機(jī)第四章擠壓與拉拔設(shè)備第五章軋制設(shè)備第六章剪切機(jī)2SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第一章加熱設(shè)備§1.1熱處理爐及電熱元件§1.2常用筑爐材料§1.3浴爐§1.4真空熱處理爐§1.5感應(yīng)加熱設(shè)備§1.6可控氣氛爐3SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT電阻加熱爐：將電流通入金屬或非金屬電熱元件，使其發(fā)出熱量，借輻射與對(duì)流作用將熱量傳給被加熱的工件，從而使工件加熱到規(guī)定溫度的爐子。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，工作溫度范圍廣泛，容易準(zhǔn)確控制溫度，爐膛溫度分布較均勻，便于使用控制氣氛，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化操作。第三節(jié)熱處理電阻爐4SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT間接加熱式：在爐子內(nèi)部有專用的電阻材料做發(fā)熱元件，電流通過(guò)加熱元件時(shí)產(chǎn)生熱量而加熱制品。直接加熱式：電源直接接在所需加熱的材料上，使電流直接流過(guò)所需加熱的材料而使材料自己發(fā)熱達(dá)到加熱效果。工業(yè)電阻爐，大部分是采用間接加熱式的第三節(jié)熱處理電阻爐電阻爐的分類按熱量產(chǎn)生的方法→間接加熱式和直接加熱式5SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT按工作溫度分類低溫爐：≤650℃中溫爐：650~1000℃高溫爐：>1000℃按爐膛介質(zhì)分類自然介質(zhì)爐浴爐(鹽浴爐)可控氣氛爐真空爐第三節(jié)熱處理電阻爐6SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT電阻爐主要的技術(shù)特性第三節(jié)熱處理電阻爐⑴電阻爐有效功率：電阻爐消耗電能=有效功率+損失功率電阻爐消耗電能轉(zhuǎn)換來(lái)的熱能，一部分用于對(duì)爐內(nèi)工件的加熱形成了電爐有效功率；另一部分則形成了電爐損失功率?？諣t損失：即爐體蓄熱損失?？諣t損失小的電爐，可以得到高的技術(shù)生產(chǎn)率及低的單位電能消耗比。一般工業(yè)電阻爐的效率：小型電爐較低一些，大型電爐較高一些。從10～100千瓦的箱式電爐效率約為65～85%，空爐損失約占總功率的35～15％7SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT⑶升溫速度：升溫速度快，升溫時(shí)間短，生產(chǎn)率高，單位制品的電耗量降低。⑵加熱能力：指電爐的有效功率，從理論計(jì)算上在一個(gè)小時(shí)內(nèi)能把指定的材料加熱到額定溫度的最大重量數(shù)，以kg/h計(jì)算。第三節(jié)熱處理電阻爐影響電爐的加熱能力和升溫速度的因素：電阻爐的功率，電熱元件，電爐保溫能力等。8SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT一、金屬電熱元件

㈠鐵鉻鋁（FeCrAl）第四節(jié)電熱元件有金屬電熱元件與非金屬電熱元件。1.電阻率大，電阻溫度系數(shù)小。

2.使用溫度高，空氣中最高使用溫度：1000-1100℃。3.表面負(fù)荷比NiCr絲稍高。4.抗氧化抗腐蝕能力好，價(jià)格低。表面負(fù)荷是指電熱元件表面上單位面積所負(fù)荷的功率數(shù)

9SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT㈢鎳鉻絲（Ni15Cr60、Cr20Ni80）

1．電阻率較小，高溫強(qiáng)度高；2.加工性能好，高溫下力學(xué)性能不發(fā)生大變化；

2．最高使用溫度：1000—1050℃。第四節(jié)電熱元件㈡高溫鐵鉻鋁鉬（Cr27Al7Mo2）

1．最高使用溫度：1400℃

2．在氮?dú)庵惺褂帽瓤諝庵袎勖停∟2會(huì)破壞加熱元件的氧化膜）10SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT共同特點(diǎn)：

①電阻系數(shù)大，熔點(diǎn)高，抗氧化差（一般不適宜用在空氣狀態(tài)中）。②加熱時(shí)，功率不穩(wěn)定，一定要配磁性調(diào)壓器或可控硅加調(diào)壓器，加熱器電壓應(yīng)該小于100伏。㈣純金屬（高熔點(diǎn)金屬：鉬Mo，鎢W，鉭Ta）第四節(jié)電熱元件11SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT(一)硅碳棒（SiC-94.4%，SiO2-3.6%，其余Al、Fe、CaO）

空氣中使用溫度：600℃～1250℃1

二.非金屬電熱元件簡(jiǎn)介第四節(jié)電熱元件(二)硅鉬棒（MoSi2）（主要用于實(shí)驗(yàn)室電爐）（三）碳系電熱元件（石墨管、石墨棒、石墨布）石墨（熔點(diǎn)：3600℃）常用1400-2500℃400～800℃時(shí)會(huì)產(chǎn)生低溫氧化。高溫下耐氧化，耐高溫（1200～1650℃）。最高使用溫度可達(dá)1700~1800℃12SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT§1.2常用筑爐材料耐火材料保溫材料爐用金屬材料13SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT◆按耐火度分類：普通耐火材料、高級(jí)耐火材料、特級(jí)耐火材料。

◆按化學(xué)礦物組成分類：氧化硅質(zhì)耐火材料、硅酸鋁質(zhì)耐火材料、鉻鐵質(zhì)耐火材料、碳質(zhì)耐火材料、其它高耐火度制品?！舭茨突鸩牧系幕瘜W(xué)性質(zhì)分類：酸性耐火材料、堿性耐火材料、中性耐火材料。分類第一節(jié)耐火材料耐火材料：凡是能夠抵抗?fàn)t內(nèi)高溫并承受在高溫下所產(chǎn)生的物理和化學(xué)作用的非金屬筑爐材料。14SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT物理性能：體積密度、真比重、氣孔率、吸水率、透氣性、耐壓強(qiáng)度、熱膨脹性、導(dǎo)電性、熱容量等。工作性能：耐火度、高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、體積穩(wěn)定性，耐急冷急熱性等?？煞譃槲锢硇阅芎凸ぷ餍阅苣突鸩牧系男阅艿谝还?jié)耐火材料15SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT

1、耐火度

◆耐火度是耐火材料抵抗高溫作用（抵抗熔化）的性能指標(biāo)，表示材料受熱后軟化到一定程度時(shí)的溫度。耐火度大于1580℃的材料才稱為耐火材料。耐火度主要取決于耐火材料的化學(xué)成分和材料中的易熔雜質(zhì)(如FeO、Na2O等)的含量。第一節(jié)耐火材料16SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT

2、高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度—荷重軟化點(diǎn)

◆荷重軟化點(diǎn)：在固定的壓力下（196kPa，輕質(zhì)材料為98kPa），耐火材料開(kāi)始變形（0.6%）時(shí)的溫度，是評(píng)定耐火材料高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的指標(biāo)，主要取決于化學(xué)成分和體積密度；當(dāng)試樣變形達(dá)4％或40％的溫度，稱為荷重軟化4％或40％軟化點(diǎn)。

◆耐火材料的使用溫度必須低于其荷重軟化點(diǎn)。第一節(jié)耐火材料17SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT3、高溫化學(xué)穩(wěn)定性

◆耐火材料在高溫下抵抗熔渣、熔鹽、金屬氧化物及爐內(nèi)氣氛等的化學(xué)作用和物理作用的性能，常用抗渣性評(píng)定。第一節(jié)耐火材料制造無(wú)罐氣體滲碳爐時(shí)，高碳?xì)夥諏?duì)普通粘土磚有破壞作用，爐墻內(nèi)襯的耐火材料需用含F(xiàn)e2O3小于1％的耐火磚，即抗?jié)B磚；制造電極鹽溶爐時(shí)，由于熔鹽對(duì)耐火材料的沖刷作用，坩堝材料必須采用重質(zhì)耐火磚或耐火混凝土；電熱元件擱磚不得與電熱元件材料發(fā)生化學(xué)作用，鐵鉻鋁電熱元件要用高鋁磚作擱磚。

18SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT

4、耐急冷急熱性(熱震穩(wěn)定性)◆表示材料抵抗溫度急劇變化而不破壞的性能?！魷y(cè)定方法：將耐火制品加熱到850℃，然后放入流動(dòng)的冷水中冷卻，反復(fù)進(jìn)行破碎至其重量損失20％時(shí)的次數(shù)?！裟图崩浼睙嵝耘c制品的物理性能、形狀和大小等因素有關(guān)。第一節(jié)耐火材料19SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT

5、高溫體積穩(wěn)定性

◆耐火材料在高溫下長(zhǎng)期使用時(shí)，化學(xué)成分發(fā)生變化，產(chǎn)生再結(jié)晶和進(jìn)一步燒結(jié)現(xiàn)象，從而使耐火材料的體積發(fā)生收縮或膨脹。這種收縮（或膨脹）是不可逆的，稱作殘余收縮（或膨脹），又稱重?zé)湛s（或膨脹）。通常用膨脹系數(shù)或重?zé)€收縮來(lái)表示。

◆一般要求耐火制品的體積變化，不得超過(guò)0.5％～1%。

第一節(jié)耐火材料20SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT

常用耐火材料有粘土磚、高鋁磚、碳化硅耐火制品、耐火纖維、耐火混凝土、耐火涂料等。1、耐火粘土磚◆粘土磚的主要成分是：30%～48％Al2O3，50％～60％SiO2，其余為各種金屬氧化物等。屬弱酸性，荷重軟化點(diǎn)為1350℃，耐急冷急熱性好，原料來(lái)源廣泛，是最常用的耐火材料?！艨捎糜谄鲋t頂、爐底、爐墻及燃燒室等?！翡X電熱體合金與粘土磚有化學(xué)反應(yīng)，使用粘土磚會(huì)使鐵鉻鋁合金受腐蝕。粘土磚在控制氣氛中易受CO、H2的侵蝕而損壞。第一節(jié)耐火材料常用耐火材料21SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT

◆耐火混凝土分類

根據(jù)所用的膠結(jié)材料(水泥)不同，耐火混凝土可分為：

硅酸鹽耐火混凝土、鋁酸鹽耐火混凝土、磷酸鹽耐火混凝土和水玻璃耐火混凝土等。

熱處理爐常用的耐火混凝土有鋁酸鹽耐火混凝土（礬土水泥和低鈣鋁酸鹽水泥耐火混凝土）、磷酸鹽耐火混凝土兩類。第一節(jié)耐火材料22SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT為減少爐子熱傳導(dǎo)引起的熱損失，節(jié)省熱能，提高爐子的熱效率，改善勞動(dòng)條件，在砌筑中溫或高溫爐時(shí)，均在耐火層外需砌一層保溫材料。

◆工程上把導(dǎo)熱系數(shù)小于0.25w/(m.℃)的材料稱為保溫材料。保溫材料用于爐體外襯保溫層起保溫作用，以減少爐體散熱，◆特點(diǎn)：保溫材料具有體積密度小、氣孔率高、熱容量小、熱導(dǎo)率小等。第二節(jié)保溫材料23SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT

◆常用保溫材料有：

石棉、礦渣棉、蛭石、硅藻土、膨脹珍珠巖、巖棉以及超輕質(zhì)耐火磚、耐火纖維等。它們常以散料或制成制品使用，近些年來(lái)新?tīng)t型不提倡使用散料。

第二節(jié)保溫材料24SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT§1.3浴爐概述外熱式浴爐內(nèi)熱式浴爐25SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT浴爐：利用液體介質(zhì)加熱或冷卻工件的一種熱處理爐。浴爐的介質(zhì)熔鹽BaCl2、KCl、NaCl、NaNO3、KNO3熔融金屬或合金熔堿油第一節(jié)概述26SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT外熱式浴爐：將熱源放置在介質(zhì)的外部，間接將介質(zhì)熔化并加熱到工作溫度。構(gòu)成：爐體＋坩鍋坩鍋：耐熱鋼、低碳鋼、不銹鋼焊接或耐熱鋼、鑄鐵鑄造而成。第二節(jié)外熱式浴爐27SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT內(nèi)熱式浴爐：將熱源放置在介質(zhì)的內(nèi)部，直接將介質(zhì)熔化并加熱到工作溫度。分類（工作原理）電極式

插入式和埋入式輻射管式第三節(jié)內(nèi)熱式浴爐28SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT一、插入式電極鹽浴爐1、結(jié)構(gòu)和工作原理

電極從坩鍋上方垂直插入熔鹽，通入低電壓（6~17.5V）大電流（幾千安培）的交流電，由熔鹽電阻熱效應(yīng)，將熔鹽加熱到工作溫度。第三節(jié)內(nèi)熱式浴爐29SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT二、埋入式電極鹽浴爐1、結(jié)構(gòu)和工作原理

將電極埋入浴槽砌體，只讓電極工作面接觸熔鹽，在浴面上無(wú)電極。根據(jù)電極位置不同分為側(cè)埋式和頂埋式電極鹽浴爐。浴槽－耐火磚砌成或用耐火混凝土制成第三節(jié)內(nèi)熱式浴爐30SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT優(yōu)點(diǎn)有效面積大，生產(chǎn)率提高，熱效率高，節(jié)能25~30％；爐溫相對(duì)均勻，介質(zhì)流動(dòng)性好；電極不接觸空氣，壽命長(zhǎng)；工件接觸電極可能性小，廢品率低。第三節(jié)內(nèi)熱式浴爐31SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT缺點(diǎn)砌體與電極一體，不能單獨(dú)更換電極，電極損壞時(shí)，浴槽也要相應(yīng)更換，對(duì)于高溫爐，則插入電極優(yōu)勢(shì)大；形狀復(fù)雜，不易焊接，砌體麻煩；電極間尺寸不能調(diào)節(jié)，電極形狀、尺寸、布置要求高，功率不可調(diào)。第三節(jié)內(nèi)熱式浴爐32SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT§1.4真空熱處理爐概述外熱式真空熱處理爐內(nèi)熱式真空熱處理爐真空熱處理爐的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)33SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT§1.5感應(yīng)加熱設(shè)備概述感應(yīng)加熱設(shè)備感應(yīng)加熱器設(shè)計(jì)概要34SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，表面熱處理技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。表面熱處理可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期和改善勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)組織水平。目前應(yīng)用最廣泛的表面熱處理是感應(yīng)熱處理，它可應(yīng)用于淬火、回火、正火、調(diào)質(zhì)、透熱等，適用于機(jī)械化大生產(chǎn)，可通過(guò)計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作。感應(yīng)加熱示意圖第一節(jié)概述35SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT一、感應(yīng)加熱的基本原理感應(yīng)加熱的物理基礎(chǔ)將工件放在感應(yīng)器中，當(dāng)感應(yīng)器中通過(guò)交變電流時(shí)，在其內(nèi)部產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，由交變磁場(chǎng)激發(fā)的感應(yīng)電勢(shì)將在工件的表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流又稱渦流。因?yàn)楣ぜ牧系碾娮韬苄?，所以不大的感?yīng)電勢(shì)便造成強(qiáng)度很大的渦流，從而釋放出大量的焦耳熱，使工件表面層溫度迅速升高。

第一節(jié)概述36SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT感應(yīng)加熱的物理過(guò)程感應(yīng)加熱開(kāi)始時(shí)，工件處于室溫，電流透入深度很小，僅在此薄層內(nèi)進(jìn)行加熱。溫度超過(guò)A2點(diǎn)后，表面由鐵磁性變?yōu)轫槾判?，表面電流密度下降，而在緊靠順磁體層的鐵磁體處，電流密度劇增，此處迅速被加熱，溫度也很快升高。由此，工件截面內(nèi)最大密度的渦流由表面向心部逐漸推移，同時(shí)自表面向心部依次加熱。這種加熱方式稱為透入式加熱。與此同時(shí)，由于熱傳導(dǎo)的作用，熱量向工件內(nèi)部傳遞，加熱層厚度增厚，這時(shí)工件內(nèi)部的加熱和普通加熱相同，稱為傳導(dǎo)式加熱。第一節(jié)概述37SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT三、中高頻感應(yīng)加熱設(shè)備中電流的特點(diǎn)1、集膚效應(yīng)定義：當(dāng)交變電流通過(guò)施感導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體的表面的電流密度最大，越向?qū)w內(nèi)部電流密度越小，這種現(xiàn)象稱集膚效應(yīng)(或稱表面效應(yīng))。電流的頻率越高，集膚效應(yīng)越顯著。第一節(jié)概述38SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT2、臨近效應(yīng)定義：當(dāng)兩個(gè)載有高頻電流的導(dǎo)體彼此相距很近時(shí)，每個(gè)導(dǎo)體內(nèi)的電流將重新分布。如果兩個(gè)導(dǎo)體中電流方向相同，則最大電流密度將出現(xiàn)在兩導(dǎo)體相背的一面，如果兩個(gè)導(dǎo)體中電流方向相反，則最大電流密度將出現(xiàn)在兩導(dǎo)體相鄰的一面。這種電流向一側(cè)集中的現(xiàn)象叫臨近效應(yīng)。導(dǎo)體內(nèi)電流的頻率越高，鄰近效應(yīng)越明顯。第一節(jié)概述39SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT3、圓環(huán)效應(yīng)定義：當(dāng)高頻電流流過(guò)環(huán)形導(dǎo)體時(shí)，電流在導(dǎo)體橫截面上的分布將發(fā)生變化，此時(shí)電流僅僅集中在圓環(huán)的內(nèi)側(cè)，這種現(xiàn)象叫圓環(huán)效應(yīng)。圓環(huán)的曲率半徑越小，徑向?qū)挾仍酱?，圓環(huán)效應(yīng)也越明顯；電流的頻率越大，圓環(huán)效應(yīng)也越顯著。第一節(jié)概述40SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT4、尖角效應(yīng)定義：當(dāng)用感應(yīng)器加熱不規(guī)則形狀工件表面時(shí)，工件的尖角部位的加熱強(qiáng)度遠(yuǎn)較其它光滑平坦部位強(qiáng)烈，往往會(huì)造成過(guò)熱(例如，齒輪的齒頂部位)，這種現(xiàn)象稱做尖角效應(yīng)。尖角效應(yīng)是由于磁力線易于在尖角處集中，感應(yīng)渦流較強(qiáng)的緣故。為了克服這一現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)形狀不規(guī)則的工件時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大尖角或凸出部位與感應(yīng)器之間的間隙。第一節(jié)概述41SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT§1.6可控氣氛熱處理爐概述可控氣氛爐加熱的基本原理可控氣氛的種類與制備可控氣氛的碳勢(shì)與氧勢(shì)控制42SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT鋼件在保護(hù)氣氛下加熱不僅可實(shí)現(xiàn)無(wú)氧化無(wú)脫碳熱處理，提高熱處理質(zhì)量，還可以進(jìn)行滲碳、脫碳等特殊熱處理。保護(hù)氣氛可以是中性氣體(N2)或惰性氣體(Ar)，有時(shí)也可以是還原性氣體(H2)。大多數(shù)保護(hù)氣氛是由多種氣體(例如CO,CO2,H2,CH4,H2O,N2等)混合組成的，各種氣體與鋼進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)列于表1中。第一節(jié)概述43SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第一節(jié)概述各種氣體與鋼的化學(xué)反應(yīng)和各種氣體之間的化學(xué)反應(yīng)是比較復(fù)雜的，但是可以調(diào)節(jié)保護(hù)氣氛中氧化性氣體與還原性氣體的比例、脫碳性氣體與滲碳性氣體的比例，即CO2/CO、H2O/H2、CH4/H2的相對(duì)含量，使反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，鋼的氧化速度與還原速度相等，鋼的脫碳速度與滲碳速度相等，這樣就能實(shí)現(xiàn)無(wú)氧化與無(wú)脫碳加熱。

44SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT一、鋼在爐氣中的氧化還原反應(yīng)

1、鋼在CO2-CO氣氛中的反應(yīng)鋼在空氣中加熱將與氧發(fā)生氧化反應(yīng)，在560℃以下生成Fe3O4，在560℃以上形成三種氧化物，內(nèi)層為FeO，中層為Fe3O4，外層為Fe2O3，通常認(rèn)為氧氣對(duì)鋼的氧化過(guò)程是不可逆的，無(wú)法控制。

鋼在CO2-CO氣氛中的氧化還原反應(yīng)則有所不同，是可逆的，其反應(yīng)速度和反應(yīng)方向決定于CO/CO2比值和溫度。第二節(jié)可控氣氛加熱的基本原理45SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第二節(jié)可控氣氛加熱的基本原理式中：PCO、PCO2—CO和CO2氣體的分壓;[CO]、[CO2]—CO和CO2氣體的濃度；（CO）,（CO2）混合氣體中CO和CO2的體積百分含量。在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，氣氛中各種氣體濃度不再改變，其平衡常數(shù)為（2）（1）46SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第二節(jié)可控氣氛加熱的基本原理在一定溫度狀態(tài)下，平衡常數(shù)KP1總保持為定值。某一溫度下的kP1值，可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，也可由熱力學(xué)反應(yīng)自由能計(jì)算求得。CO和CO2對(duì)鐵的氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)溫度（℃）2003004005006007008009001000Kp10.6160.7520.8150.9601.1161.451.7952.1422.486應(yīng)用平衡常數(shù)KP即可判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。如在1000℃時(shí)，KP=2.486，即當(dāng)(CO)/(CO2)=2.486時(shí)，氧化還原處于平衡狀態(tài)；當(dāng)實(shí)際爐氣(CO/CO2)<2.486時(shí)，為趨于平衡（1）式反應(yīng)向右進(jìn)行，CO2使Fe氧化生成FeO,CO2濃度降低，同時(shí)CO濃度增加，鋼件氧化。47SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT反之，當(dāng)（CO）/（CO2）>2.486時(shí)，反應(yīng)向左進(jìn)行，發(fā)生還原作用，鋼件不氧化。第二節(jié)可控氣氛加熱的基本原理因此，在一定溫度下，鋼在CO2-CO氣氛中是否發(fā)生氧化，取決于（CO）/（CO2）的比值，即（CO）和CO2的相對(duì)量，并不是絕對(duì)含量。48SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT2、鋼在H2-H2O氣氛中的反應(yīng)在熱處理溫度條件下，鋼在H2-H2O氣氛中的反應(yīng)式為第二節(jié)可控氣氛加熱的基本原理（3）（4）49SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT由此可見(jiàn)，在1000℃，使Fe不氧化

=1.5即可.第二節(jié)可控氣氛加熱的基本原理50SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第二節(jié)可控氣氛加熱的基本原理

3.氣氛中的氧勢(shì)金屬在氣氛中能否被氧化或其氧化物能否自發(fā)分解，一方面取決于金屬氧化物的穩(wěn)定性，可用金屬的分解壓力來(lái)表示；另一方面是氣氛中氧的分壓大小。金屬在含氧氣氛中加熱會(huì)產(chǎn)生如下反應(yīng)（5）51SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT

當(dāng)Me和MexO2皆為化學(xué)純的凝聚相，則反應(yīng)平衡常數(shù)為

KP=1/PO2(6)式中：PO2為化學(xué)平衡系中氧的分壓，即金屬氧化物的分解壓。當(dāng)氣氛中的氧分壓大于PO2時(shí)，反應(yīng)向右進(jìn)行，金屬被氧化成氧化物；當(dāng)氣氛中的氧分壓小于PO2時(shí)，反應(yīng)向左進(jìn)行，金屬氧化物分解。各種氧化物的分解壓是不相同的，并隨溫度的升高而急劇增大，氧化物處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

氧勢(shì)是指在一定溫度下，金屬的氧化和氧化物的分解處于平衡狀態(tài)時(shí)氣氛中氧的分壓或氧化物的分解壓。第二節(jié)可控氣氛加熱的基本原理52SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第二節(jié)可控氣氛加熱的基本原理4.鋼在CO、CO2、H2、H2O混合氣體中的氧化還原反應(yīng)當(dāng)爐內(nèi)氣氛同時(shí)存在CO、CO2、H2、H2O時(shí)，必須綜合考慮式(1)和(3)，這時(shí)要達(dá)到無(wú)氧化加熱需滿足如下條件，即-表示混合爐氣中各組分的分壓。式中：（3）（1）（7）53SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第二節(jié)可控氣氛加熱的基本原理二、鋼在爐氣中的脫碳增碳反應(yīng)1、鋼在CO-CO2氣氛中的脫碳增碳反應(yīng)鋼在CO-CO2氣氛中的反應(yīng)式如下：ac—碳在奧氏體(γ一Fe)中的有效濃度，又稱奧氏體中碳的活度.（ac是在一定溫度下鋼的含碳量與γ-Fe中的飽和含碳量的比值）（8）其反應(yīng)平衡常數(shù)為或（9）（10）54SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第二節(jié)可控氣氛加熱的基本原理2、氣氛中的碳勢(shì)

碳勢(shì)是指一定成分的氣氛，在一定溫度下，氣氛與鋼的脫碳增碳反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，鋼的含碳量。

CO-CO2氣氛中碳勢(shì)與爐溫的平衡曲線鋼在CO-CO2氣氛中化學(xué)反應(yīng)的平衡曲線，條件是PCO+PCO2=98.066kPa（1大氣壓）。曲線上每個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)平衡狀態(tài)。例如，在0.1%C的曲線上，當(dāng)溫度為900℃時(shí)，相應(yīng)的CO為80%，表示在80%CO的氣氛中，含碳0.1%的鋼達(dá)到平衡狀態(tài)，既不脫碳也不增碳、那么900℃下含80%CO氣氛的碳勢(shì)即為0.1%C。

55SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT3.鋼在H2—CH4氣氛中的脫碳增碳反應(yīng)在CO-CH4氣氛中，碳勢(shì)較低，生產(chǎn)上往往借助CO-CO2為載體，來(lái)添加適量增碳劑CH4來(lái)增加碳勢(shì)，或者氣氛中原來(lái)就有H2-CH4氣氛存在。鋼在H2-CH4氣氛中將發(fā)生如下脫碳增碳反應(yīng)

：

CH4與CO的滲碳能力有所不同，CH4的滲碳能力強(qiáng)得多，是一種強(qiáng)滲碳劑。第二節(jié)可控氣氛加熱的基本原理（12）（11）56SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第三節(jié)可控氣氛的種類與制備用于熱處理的可控氣氛種類很多，按照制備可控氣氛的原料氣（液）不同，可控氣氛分為四類：以原料氣制備的、以有機(jī)液體制備的、分離空氣制備的、瓶裝高純氣體。

目前常見(jiàn)的可控氣氛有（以原料氣制取可控氣氛分）放熱式氣氛、吸熱式氣氛、滴注式氣氛、氨分解氣氛、氨燃燒氣氛、氮基氣氛等。首先了解制備可控氣氛的各種常用原料，為我們了解各種氣氛的制備方法、特性與應(yīng)用做鋪墊。57SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT二、制備氣氛的種類1、吸熱式氣氛1）制備原理吸熱式氣氛是原料氣與≤理論空氣需要量一半的空氣(n≤0.5)在高溫及催化劑的作用下，不完全燃燒生成的氣氛。原料氣有天然氣、丙烷、液化石油氣(主要是丙烷、丁烷)、城市煤氣。原料氣與空氣的混合氣體在反應(yīng)罐內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，以丙烷為例，其反應(yīng)式為：2C3H8+3O2+11.28N2→6CO+8H2+11.28N2-Q(13)第三節(jié)可控氣氛的種類與制備58SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT2．放熱式氣氛1）制備原理

放熱式氣氛是原料氣與較多的空氣(n=O.5~0.95)的不完全燃燒產(chǎn)物，所產(chǎn)生的熱量足以維持反應(yīng)進(jìn)行。放熱型氣氛的成分主要是N2、CO、CO2、H2和H2O。放熱式可控氣氛的原料氣可以是液化石油氣、煤氣或其它氣體燃料。原料氣與少于理論需要量的空氣進(jìn)行燃燒，部分原料氣完全燃燒，部分原料氣不完全燃燒，以丙烷原料氣為例。完全燃燒的反應(yīng)式；（空氣與丙烷氣比例23.28：1）C3H8十5O2十18.28N2→3CO2+4H2O十18.28N2+Q(14)第三節(jié)可控氣氛的種類與制備59SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT不完全燃燒的反應(yīng)式為（空氣與丙烷氣比例14.28：2）2C3H8十3O2+11.28N2→6CO+8H2十11.28H2+Q(15)第三節(jié)可控氣氛的種類與制備放熱式可控氣氛的成分隨所用空氣過(guò)剩系數(shù)n的大小而不同，可在很寬的范圍內(nèi)變動(dòng)。當(dāng)n值較小(0.5~0.6)時(shí)，CO/CO2值較大，氣氛氧化性和脫碳性較弱，但產(chǎn)氣量也較少；n值較大(0.8-0.9)時(shí)，CO/CO2值較小，氧化性和脫碳性也較強(qiáng)，但產(chǎn)氣量較大，成本較低。60SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT3.氨分解氣氛與氨燃燒氣氛用氨制備的氣氛可分為氛分解氣氛和氨燃燒氣氛兩種類型，而氨燃燒氣氛又分為完全燃燒和不完全燃燒兩種。

1）氨分解氣氛的制備氨分解氣氛是液氨氣化后，在催化劑作用下加熱分解生成的氣氛，其反應(yīng)式為第三節(jié)可控氣氛的種類與制備氨燃燒氣氛

為了克服氨分解氣氛的缺點(diǎn)，可將氨分解氣或氨氣混合一定數(shù)量空氣進(jìn)行燃燒，燃燒產(chǎn)物經(jīng)過(guò)除水而得到氮基保護(hù)氣氛。61SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT4、滴注式可控氣氛

滴注式可控氣氛就是將具有滲碳性的有機(jī)液體或其混合物直接滴入密封的爐膛(或爐罐)中，在高溫和隔絕空氣條件下進(jìn)行裂解所產(chǎn)生的氣氛。滴注式氣氛的組成可根據(jù)滴入的有機(jī)液體種類與數(shù)量進(jìn)行人為控制以滿足不同熱處理工藝的要求。滴控?zé)崽幚砭哂性O(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、節(jié)能等特點(diǎn)，但所用的有機(jī)液體原料價(jià)格較高。

滴控氣氛的液體原料滴注有機(jī)液體有兩大類：一類是含碳原子較多的重?zé)N類，例如苯C6H6、甲苯C6H5CH3、煤油等，另一類是烴的衍生物，例如甲醇CH3OH、乙醇C2H5OH、異丙醇C3H7OH、丙酮CH3COCCH3、醋酸乙脂CH3COOC2H5等。第三節(jié)可控氣氛的種類與制備62SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT1）、滴注式氣氛的制備原理滴注式氣氛是將甲醇、乙醇、煤油、丙酮、甲酰胺等有機(jī)液體直接滴人熱處理爐內(nèi)，經(jīng)裂解后生成可控氣氛。近年來(lái)，特別是在密封箱式爐上的成功應(yīng)用，滴注式氣氛得到了較大的發(fā)展。氣氛的性質(zhì)主要取決于有機(jī)液體分子式中的C/O，當(dāng)C/O>1時(shí)為還原性和滲碳性，當(dāng)C/O<1時(shí)為氧化性和脫碳性。有機(jī)液體在高溫下的裂解過(guò)程是個(gè)復(fù)雜反應(yīng)，如果按其理論反應(yīng)式反應(yīng)只能生成CO、H2和[c]（活性炭），但氣體產(chǎn)物中也存在著相互作用，因此，在裂化氣氛中還會(huì)存在少量的CO2、H2O及CH4等。第三節(jié)可控氣氛的種類與制備63SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT連續(xù)鑄造設(shè)備第二章連續(xù)鑄造設(shè)備§2.1連續(xù)鑄造設(shè)備§2.2連鑄連軋?jiān)O(shè)備§2.3連續(xù)鑄軋?jiān)O(shè)備65SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT連續(xù)鑄造的分類連鑄機(jī)機(jī)型及其特點(diǎn)連鑄機(jī)的主要設(shè)備§2.1連續(xù)鑄造設(shè)備66SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT1—立式連鑄機(jī)；2—立彎式連鑄機(jī)；3—直結(jié)晶器多點(diǎn)彎曲連鑄機(jī)4—直結(jié)晶器弧形連鑄機(jī)；5—弧形連鑄機(jī)；6—多半徑弧形（橢圓形）連鑄機(jī)；7—水平式連鑄機(jī)第一節(jié)連續(xù)鑄造的分類67SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT弧形連鑄機(jī)第一節(jié)連續(xù)鑄造的分類68SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT立式連鑄機(jī)從中間罐到切割裝置等主要設(shè)備均布置在垂直中心線上，整個(gè)機(jī)身矗立在車間地平面以上。第二節(jié)連鑄機(jī)的機(jī)型及其特點(diǎn)立式連鑄機(jī)的特點(diǎn)：（1）由于鋼液在垂直結(jié)晶器和二次冷卻段冷卻凝固，鋼液中非金屬夾雜物易于上浮，鑄坯內(nèi)夾雜物含量少。（2）鑄坯四面冷卻均勻，橫斷面組織均勻。（3）鑄坯在運(yùn)行過(guò)程中不受彎曲矯直應(yīng)力作用，產(chǎn)生裂紋的可能性較小，質(zhì)量好，適于優(yōu)質(zhì)鋼、合金鋼和對(duì)裂紋敏感鋼種的澆鑄，另外，鑄坯不需矯直。（4）機(jī)身很高，鋼水靜壓力大，極易產(chǎn)生鼓肚變形，設(shè)備維修不方便，投資較大。（5）鑄坯定尺長(zhǎng)度受到限制，隨著生產(chǎn)率的提高，需增大鑄坯尺寸，提高拉速，這就需要提高立式連鑄機(jī)的高度，使其缺點(diǎn)更加突出，從而使立式連鑄機(jī)的發(fā)展受到限制。69SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT立彎式連鑄機(jī)第二節(jié)連鑄機(jī)的機(jī)型及其特點(diǎn)立彎式連鑄機(jī)是連鑄技術(shù)發(fā)展過(guò)程的過(guò)渡機(jī)型，是在立式連鑄機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。立彎式連鑄機(jī)上部與立式連鑄機(jī)完全相同，不同的是待鑄坯全部凝固后，用頂彎裝置將鑄坯頂彎90℃，在水平方向切割出坯，它主要適用于小斷面鑄坯的澆鑄。70SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT

弧形連鑄機(jī)是世界各國(guó)應(yīng)用最多的一種機(jī)型?；⌒芜B鑄機(jī)的結(jié)晶器、二次冷卻段夾輥、拉坯矯直機(jī)等設(shè)備均布置在同一半徑的1/4圓周弧線上；鑄坯在1/4圓周弧線內(nèi)完全凝固，經(jīng)水平切線處被一點(diǎn)矯直，而后切成定尺，從水平方向出坯。第二節(jié)連鑄機(jī)的機(jī)型及其特點(diǎn)弧形連鑄機(jī)的特點(diǎn)：（1）弧形連鑄機(jī)的高度比立彎式連鑄機(jī)又降低了許多，僅為立彎式連鑄機(jī)的1/3，因而基建投資減少了。（2）水平出坯，定尺長(zhǎng)度不受限制，有利于高速澆鑄。（3）鋼水在圓弧中進(jìn)行凝固，夾雜物上浮受到阻礙，并容易向內(nèi)弧宮集，造成夾雜物偏析地。（4）鑄機(jī)中與弧形有關(guān)設(shè)備的制造、安裝、對(duì)弧等均比較麻煩。71SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT2.拉坯速度(澆注速度)第二節(jié)連鑄機(jī)的機(jī)型及其特點(diǎn)拉坯速度是指每分鐘拉出鑄坯的長(zhǎng)度，單位是m/min，簡(jiǎn)稱拉速；澆鑄速度是指每分鐘每流澆注的鋼水量，單位是kg/(min?流)，簡(jiǎn)稱注速式中：ρ——鋼水密度，kg/m3；

a——鑄坯寬度，m；

D——鑄坯厚度，m。72SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT最大拉坯速度

限制拉坯速度的因素主要是鑄坯出結(jié)晶器下口坯殼的安全厚度。對(duì)于小斷面鑄坯坯殼安全厚度為8～10mm；大斷面板坯坯殼厚度應(yīng)≥15mm。

Lm—結(jié)晶器有效長(zhǎng)度(結(jié)晶器長(zhǎng)度-100mm)；—結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固系數(shù)，；—坯殼厚度，mm。第二節(jié)連鑄機(jī)的機(jī)型及其特點(diǎn)73SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT3.圓弧半徑鑄機(jī)的圓弧半徑只是指鑄坯外弧半徑，單位是m。它是確定弧形連鑄機(jī)總高度的重要參數(shù)，也標(biāo)志所能澆鑄鑄坯厚度范圍的參數(shù)。如果圓弧半徑選得過(guò)小，矯直時(shí)鑄坯內(nèi)弧面變形太大容易開(kāi)裂。適當(dāng)增大圓弧半徑，有利于鑄坯完全凝固后進(jìn)行矯直，以降低鑄坯矯直應(yīng)力，也有利于夾雜物上浮。但過(guò)大的圓弧半徑會(huì)增加鑄機(jī)的投資費(fèi)用。第二節(jié)連鑄機(jī)的機(jī)型及其特點(diǎn)74SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT液相深度L液是指鑄坯從結(jié)晶器液面開(kāi)始到鑄坯中心液相凝固終了的長(zhǎng)度，也稱為液心長(zhǎng)度。L液—連鑄坯液相深度，m；

v—拉坯速度，m/min；

t—鑄坯完全凝固所需要的時(shí)間，min。4.液相深度第二節(jié)連鑄機(jī)的機(jī)型及其特點(diǎn)75SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT

根據(jù)最大拉速確定的液相深度為冶金長(zhǎng)度L冶。冶金長(zhǎng)度是連鑄機(jī)的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)；決定著連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力，也決定了鑄機(jī)半徑或高度，從而對(duì)二次冷卻區(qū)及矯直區(qū)結(jié)構(gòu)乃至鑄坯的質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生重要影響。5.冶金長(zhǎng)度第二節(jié)連鑄機(jī)的機(jī)型及其特點(diǎn)

D—鑄坯厚度；

—結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固系數(shù)。76SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT6.鑄機(jī)長(zhǎng)度第二節(jié)連鑄機(jī)的機(jī)型及其特點(diǎn)對(duì)鑄坯全凝固矯直連鑄機(jī)，從結(jié)晶器液面至拉矯機(jī)水平切點(diǎn)弧線長(zhǎng)LB。為了滿足鑄坯矯直前完全凝固，一般留有10%的富裕量。

LB=1.1×L冶77SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT橢圓形連鑄機(jī)的結(jié)晶器、二次冷卻段夾輥、拉坯矯直機(jī)均布置在1/4橢圓圓弧線上。橢圓形圓弧是由多個(gè)半徑的圓弧線組成，其基本特點(diǎn)與全弧形連鑄機(jī)相同。它又進(jìn)一步降低了連鑄機(jī)的高度。可為低頭和超低頭連鑄機(jī)。低頭或超低頭連鑄機(jī)的機(jī)型是根據(jù)連鑄機(jī)高度(H)與鑄坯厚度(D)之比確定的。連鑄機(jī)高度是指從結(jié)晶器液面到出坯輥道表面的垂直高度。H/D=25-40時(shí)，成為低頭連鑄機(jī)；H/D<25時(shí)，則稱為超低頭連鑄機(jī)。

橢圓形連鑄機(jī)第二節(jié)連鑄機(jī)的機(jī)型及其特點(diǎn)78SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT水平連鑄機(jī)的結(jié)晶器、二次冷卻區(qū)、拉矯機(jī)、切割裝置等設(shè)備安裝在水平位置上。中間包與結(jié)晶器是緊密相連的，相連處裝有分離環(huán)。拉坯時(shí)，結(jié)晶器不振動(dòng)，而是通過(guò)拉坯機(jī)帶動(dòng)鑄坯做拉-反推-停不同組合的周期性運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。高度最低的連鑄機(jī)。設(shè)備簡(jiǎn)單、投資省、維護(hù)方便。結(jié)晶器內(nèi)鋼液靜壓力最小，避免了鑄坯的鼓肚變形。中間罐與結(jié)晶器之間是密封連接，有效地防止了鋼液流動(dòng)過(guò)程的二次氧化；鑄坯的清潔度高，夾雜物含量少，一般僅為弧形連鑄機(jī)的1/8-1/6。水平連鑄機(jī)第二節(jié)連鑄機(jī)的機(jī)型及其特點(diǎn)79SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT2.2連鑄設(shè)備組成簡(jiǎn)介主體設(shè)備主要包括：澆鑄設(shè)備—鋼包、鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)、中間包及中間包小車或旋轉(zhuǎn)臺(tái)；結(jié)晶與拉矯設(shè)備—結(jié)晶器及振動(dòng)裝置、二次冷卻裝置、拉坯矯直裝置；切割設(shè)備—火焰切割機(jī)與機(jī)械剪切機(jī)。輔助設(shè)備主要包括：出坯及精整設(shè)備—輥道、拉(推)鋼機(jī)、翻鋼機(jī)、火焰清理機(jī)等；工藝性設(shè)備—中間包烘烤裝置、吹氖裝置、脫氣裝置、保護(hù)渣供給與結(jié)晶潤(rùn)滑裝置等；自動(dòng)控制與測(cè)量?jī)x表—結(jié)晶器被面測(cè)量與顯示系統(tǒng)、過(guò)程控制計(jì)算機(jī)、測(cè)溫、測(cè)重、測(cè)長(zhǎng)、測(cè)速、測(cè)壓等儀表系統(tǒng)。

第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備80SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備又稱盛鋼桶、鋼水包、大包等，它是用于盛接鋼水井進(jìn)行澆鑄的設(shè)備，也是鋼水的爐外精煉爐。鋼包由外殼、內(nèi)襯和注流控制機(jī)構(gòu)、底部供氣裝置等部分組成。鋼包1-包殼，2-耳軸；3-支撐座；4-保溫層，5-永久層，6-工作層，7-腰箍；8-傾翻吊環(huán)81SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT中間包是短流程煉鋼中用到的一個(gè)耐火材料容器，是連鑄機(jī)鋼水包和結(jié)晶器之間鋼水過(guò)渡的裝置，首先接受從鋼包澆下來(lái)的鋼水，然后再由中間包水口分配到各個(gè)結(jié)晶器中去。其結(jié)構(gòu)由包體、包蓋和水口裝置等幾部分組成。中間包第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備82SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT2)連澆作用。在多爐連澆時(shí)，中間包存儲(chǔ)的鋼液在換盛鋼桶時(shí)起到銜接的作用。3)減壓作用。盛鋼桶內(nèi)液面高度有5~6m，沖擊力很大，在澆鑄過(guò)程中變化幅度也很大。中間包液面高度比盛鋼桶低，變化幅度也小得多，因此可用來(lái)穩(wěn)定鋼液澆鑄過(guò)程，減小鋼流對(duì)結(jié)晶器凝固坯殼的沖刷。第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備中間包用來(lái)穩(wěn)定鋼流，減小鋼流對(duì)坯殼的沖刷，以利于非金屬夾雜物上浮，從而提高鑄坯質(zhì)量。通常認(rèn)為中間包起以下作用：1)分流作用。對(duì)于多流連鑄機(jī)，由多水口中間包對(duì)鋼液進(jìn)行分流。83SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT4)保護(hù)作用。通過(guò)中間包液面的覆蓋劑，長(zhǎng)水口以及其他保護(hù)裝置，減少中間包中的鋼液受外界的污染。5)清除雜質(zhì)作用。中間包作為鋼液凝固之前所經(jīng)過(guò)的最后一個(gè)耐火材料容器，對(duì)鋼的質(zhì)量有著重要的影響，應(yīng)該盡可能使鋼中非金屬夾雜物的顆粒在處于液體狀態(tài)時(shí)排除掉。第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備84SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備水口是中間包內(nèi)的鋼水流入結(jié)晶器的通道，水口裝置來(lái)調(diào)整水口的開(kāi)閉程度，控制鋼水的流水口裝置主要有三大類：定徑水口、塞棒式水口和滑動(dòng)式水口。

定徑水口多用于小方坯連鑄機(jī)上，開(kāi)澆后中間包鋼水流量主要由中間包內(nèi)鋼液面高度和水口直徑來(lái)控制。

塞棒式水口，塞棒的控制分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種，自動(dòng)控制是通過(guò)結(jié)晶器液面控制儀根據(jù)液面波動(dòng)情況發(fā)出信號(hào)給位移跟蹤指示器，通過(guò)液壓隨動(dòng)系統(tǒng)由液壓缸操作塞棒實(shí)現(xiàn)的。

滑動(dòng)式水口是通過(guò)滑板的開(kāi)度來(lái)控制水口的過(guò)流面積。上、下滑板固定不動(dòng)，通過(guò)中間活動(dòng)滑板移動(dòng)控制注流。中間包用滑動(dòng)水口控流工作安全可靠，能精確控制鋼流，有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。85SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備浸入式水口目前除了部分小方坯連鑄機(jī)外，都采用了浸入式水口加保護(hù)渣的保護(hù)澆鑄。浸入式水口的形狀和尺寸直接影響結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動(dòng)的狀況。目前作用最多的浸入式水口有單孔直筒形和雙側(cè)孔式兩種。雙側(cè)孔浸入式水口其側(cè)孔有向上傾斜、向下傾斜和水平狀三類。澆注大型板坯時(shí)可采用箱式浸入式水口。86SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT結(jié)晶器是連鑄機(jī)非常重要的部件，稱之為連鑄設(shè)備的“心臟”。鋼液在結(jié)晶器內(nèi)冷卻初步凝固成一定坯殼厚度的鑄坯外形，并被連續(xù)地從結(jié)晶器下口拉出，進(jìn)入二冷區(qū)。結(jié)晶器材料的要求：結(jié)晶器應(yīng)具有良好的導(dǎo)熱性和剛性，不易變形和內(nèi)表面耐磨等優(yōu)點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，便于制造和維護(hù)。第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備結(jié)晶器87SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT

1、長(zhǎng)度作為一次冷卻，結(jié)晶器長(zhǎng)度是一個(gè)非常重要的參數(shù)。結(jié)晶器越長(zhǎng)，在相同的拉速下，出結(jié)晶器坯殼越厚，澆鑄安全性更好。然而，結(jié)晶器過(guò)于長(zhǎng)的話，冷卻效率就降低。目前世界上通常采用的結(jié)晶器長(zhǎng)度有兩種，即700mm和900mm。

第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備結(jié)晶器參數(shù)88SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT2、結(jié)晶器錐度由于鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)凝固的同時(shí)是伴隨著體積的收縮，因此，結(jié)晶器銅板內(nèi)腔必須設(shè)計(jì)成上大下小的形狀，即所謂的結(jié)晶器錐度。結(jié)晶器錐度分為寬度方向和厚度方向兩種。

第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備89SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT3、結(jié)晶器寬度

結(jié)晶器寬度的設(shè)定要考慮從液態(tài)鋼液完全凝固以及冷卻到常溫所有收縮量。根據(jù)鋼的成分以及連鑄機(jī)型等因素，這種總的收縮取1.3%～2.5%為宜，普通深沖鋼可取1.5%。

第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備90SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT功能結(jié)晶器的振動(dòng)機(jī)構(gòu)是使結(jié)晶器做周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的裝置，其目的是防止初生坯殼與結(jié)晶器之間致結(jié)而拉破，并起強(qiáng)制脫模的作用。由于結(jié)晶器振動(dòng)使內(nèi)壁得到良好潤(rùn)滑，即減少了摩擦力，又能防止坯殼與結(jié)晶器壁動(dòng)結(jié)，從而可以改善鑄坯的表面質(zhì)量。

振動(dòng)組成使結(jié)晶器準(zhǔn)確地沿著一定軌跡振動(dòng)(直線或弧線)部分；使結(jié)晶器嚴(yán)格按照一定的振動(dòng)規(guī)律振動(dòng)部分(凸輪、偏心輪機(jī)構(gòu)或液壓伺服系統(tǒng))。結(jié)晶器的振動(dòng)機(jī)構(gòu)第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備91SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT1、振動(dòng)方式

根據(jù)結(jié)晶器振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡可將振動(dòng)方式分為非正弦振動(dòng)和正弦振動(dòng)兩大類。非正弦振動(dòng)使結(jié)晶器振動(dòng)的速度變化較大，引起較大慣性力矩，對(duì)重要的零件和軸承產(chǎn)生很大負(fù)荷。正弦型振動(dòng)以四偏心機(jī)構(gòu)為首推，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，零件壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備92SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT2、振動(dòng)形式方坯連鑄機(jī)：短臂四連桿振動(dòng)機(jī)構(gòu)板坯連鑄機(jī)：四偏心輪式振動(dòng)機(jī)構(gòu)。第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備93SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備94SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT作用◆絕熱保溫◆防止氧化◆吸收夾雜物◆潤(rùn)滑和改善傳熱結(jié)晶器保護(hù)渣第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備95SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備

二次冷卻系統(tǒng)，又稱二次冷卻區(qū)或二冷區(qū)，是對(duì)離開(kāi)結(jié)晶器后的鑄坯進(jìn)行連續(xù)冷卻直至完全凝固的系統(tǒng)。從結(jié)晶器里出來(lái)的鑄坯雖已成形，但坯殼一般只有10-30mm厚。內(nèi)部溫度很高，因此鋼水靜壓力對(duì)坯殼產(chǎn)生很大的鼓脹力，使鑄坯有可能產(chǎn)生各種形變，甚至出現(xiàn)裂紋和洞鋼，特別是大方坯和板坯更為嚴(yán)重。二次冷卻系統(tǒng)96SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備

二次冷卻系統(tǒng)的作用是：帶液心的鑄坯從結(jié)晶器中拉出后，需噴水或噴氣水直接冷卻，使鑄坯快速凝固，以進(jìn)入拉矯區(qū)；對(duì)未完全凝固的鑄坯起支撐、導(dǎo)向作用，防止鑄坯的變形；在上引錠桿時(shí)對(duì)引錠桿起支撐、導(dǎo)向作用；直結(jié)晶器的弧形連鑄機(jī)，二冷區(qū)第一段把直坯彎成弧形坯；采用多輥拉矯機(jī)時(shí)，二冷區(qū)部分夾輥本身又是驅(qū)動(dòng)輥，起到拉坯作用；對(duì)于橢圓形連鑄機(jī)，二冷區(qū)本身又是分段矯直區(qū)。97SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備目前廣泛使用的二次冷卻方式有兩種，即水冷和氣-水混合冷卻。水冷冷卻：采用水為冷卻介質(zhì)，冷卻水被加一定壓力，并通過(guò)特殊噴嘴使其“粒化”和“霧化”而形成細(xì)小顆粒，水的冷卻效率取決于小水滴是否有能力穿透蒸汽界面，具有這種能力才能產(chǎn)生強(qiáng)烈的冷卻作用。這種噴嘴稱為壓力噴嘴，又稱為水霧噴嘴。在壓力噴嘴中，水的霧化僅靠所施加的壓力和噴嘴的特性。常用的壓力噴嘴噴霧形狀有橢圓扁形噴嘴、實(shí)心圓錐形噴嘴、空心圓錐形噴嘴和矩形噴嘴二冷噴嘴98SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT氣-水混合冷卻：氣水混合冷卻系統(tǒng)采用一種特殊的氣-霧化噴嘴。該系統(tǒng)將高壓空氣和水從不同地方向進(jìn)入噴嘴內(nèi)或噴嘴外匯合，利用高壓空氣的能量將水霧化成極細(xì)小的水滴；這是一種高效冷卻噴嘴，有單孔型和雙孔型兩種。氣-水霧化噴嘴霧化水滴的直徑小于50μm。在噴淋鑄坯時(shí)還有20%-30%的水分蒸發(fā)，因而冷卻效率高，冷卻均勻，鑄坯表面溫度回升較小為50-80℃/m；所以對(duì)鑄坯質(zhì)量很有好處，同時(shí)還可節(jié)約冷卻水近50%；但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。由于氣—水霧化噴嘴的冷卻效率高，噴嘴的數(shù)量可以減少。因而近些年來(lái)在板坯連鑄機(jī)上得到應(yīng)用。第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備99SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT

所有的連鑄機(jī)都裝有拉坯機(jī)。因?yàn)殍T坯的運(yùn)行需要外力將其拉出。拉坯機(jī)實(shí)際上是具有驅(qū)動(dòng)力的輥?zhàn)?，也叫拉坯輥。弧形連鑄機(jī)的鑄坯需矯直后水平拉出，因而早期的連鑄機(jī)的拉坯輥與矯直輥裝在一起，稱為拉坯矯直機(jī)，也叫拉矯機(jī)。帶液心鑄坯矯直多采用多點(diǎn)連續(xù)矯直，即鑄坯在矯直區(qū)內(nèi)連續(xù)變形，應(yīng)力和應(yīng)變分散變小，極大地改善了鑄坯受力狀況，有利于提高鑄坯質(zhì)量。

拉坯矯直裝置第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備100SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT2.7引錠裝置引錠桿是結(jié)晶器的“活底”。開(kāi)澆前用它堵住結(jié)晶器下口；澆鑄開(kāi)始后，結(jié)晶器內(nèi)的鋼液與引錠桿頭凝結(jié)在一起；通過(guò)拉矯機(jī)的牽引，鑄坯隨引錠桿連續(xù)地從結(jié)晶器下口拉出，直到鑄坯通過(guò)拉矯機(jī)，與引錠桿脫鉤為止，引錠裝置完成任務(wù)；鑄機(jī)進(jìn)入正常拉坯狀態(tài)。第三節(jié)連鑄機(jī)的主要設(shè)備引錠桿a-用引錠頭插入結(jié)晶器底部；b-開(kāi)始澆注；c-結(jié)晶器振動(dòng)引錠鏈抗坯；d-繼續(xù)拉坯l-結(jié)晶器；2-引錠頭；3-石棉繩；4-廢鋼板、碎廢鋼101SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT連鑄連軋工藝連鑄連軋?jiān)O(shè)備§2.2連鑄連軋?jiān)O(shè)備102SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT

近終形連鑄是近20年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，是指澆鑄接近最終產(chǎn)品(板坯或者帶坯)形狀的連鑄工藝，其實(shí)質(zhì)是在保證成品鋼材質(zhì)量的前提下，盡量縮小鑄坯的斷面來(lái)取代壓力加工。近終形連鑄主要包括薄板坯／薄帶連鑄連軋技術(shù)，薄帶鑄軋技術(shù)和異型坯連鑄技術(shù)等。同傳統(tǒng)工藝相比，它主要具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、低能量消耗、生產(chǎn)成本低、質(zhì)量較高等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)恰好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)工藝加工量較大、工序復(fù)雜、能耗大、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本較高、勞動(dòng)強(qiáng)度大等不足。§2.2連鑄連軋?jiān)O(shè)備103SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT連鑄連軋ContinuousCastingandDirectRolling(CC-DR)：是指將高溫?zé)o缺陷的鑄坯無(wú)需清理和再加熱，而直接軋制成材的工藝。特點(diǎn)：近終成形，工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備減少、生產(chǎn)線短、省去粗軋及部分精軋、生產(chǎn)周期縮短、節(jié)約能源、成材率平均提高10%以上。典型的連鑄連軋工藝：緊湊式熱帶生產(chǎn)工藝（CompactStripProduction,CSP）在線熱帶生產(chǎn)工藝（InlineStripProduction,ISP）生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的靈活薄板坯軋制工藝（FlexibleThinSlabRolling),FTSR）

§2.2連鑄連軋?jiān)O(shè)備104SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第一節(jié)連鑄連軋工藝CSP工藝技術(shù)(CompactStripProduction)CSP工藝也稱緊湊式熱帶生產(chǎn)工藝。CSP生產(chǎn)工藝流程一般為：電爐或轉(zhuǎn)爐煉鋼→鋼包精煉爐→薄板坯連鑄機(jī)→剪切機(jī)→輥底式隧道加熱爐→粗軋機(jī)(或沒(méi)有)→均熱爐(或沒(méi)有)→事故剪→高壓水除鱗機(jī)→小立輥軋機(jī)(或沒(méi)有)→精軋機(jī)→輸出輥道和層流冷卻→卷取機(jī)。105SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMTISP工藝也稱在線熱帶生產(chǎn)工藝。ISP生產(chǎn)線的工藝流程一般為：電爐或轉(zhuǎn)爐煉鋼→鋼包精煉→連鑄機(jī)→大壓下量初軋機(jī)→剪切機(jī)→感應(yīng)加熱爐→克日莫那爐→熱卷箱→高壓水除鱗機(jī)→精軋機(jī)→輸出輥道和層流冷卻→卷取機(jī)。ISP工藝技術(shù)(InlineStripProduction)第一節(jié)連鑄連軋工藝106SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMTFTSR工藝(FlexibleThinSlabRolling)被稱之為生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的靈活性薄板坯軋制工藝。FTSR工藝流程一般為：電爐或轉(zhuǎn)爐煉鋼→鋼包精煉→薄板坯連鑄機(jī)→旋轉(zhuǎn)式除鱗機(jī)→剪切機(jī)→輥底式隧道式加熱爐→二次除鱗機(jī)→立輥軋機(jī)→粗軋機(jī)→保溫輥道→三次除鱗裝置→精軋機(jī)→輸出輥道和帶鋼冷卻段→卷取機(jī)。第一節(jié)連鑄連軋工藝FTSR工藝技術(shù)(FlexibleThinSlabRolling)107SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT

CONROLL工藝是奧鋼聯(lián)工程技術(shù)公司開(kāi)發(fā)的用于生產(chǎn)不同鋼種的連鑄連軋生產(chǎn)工藝。CONROLL工藝流程為：常規(guī)連鑄機(jī)→板坯熱裝(或直接)進(jìn)步進(jìn)梁式加熱爐→帶立輥可逆粗軋機(jī)→精軋機(jī)架→輸出輥道和層流冷→卷取機(jī)CONROLL工藝技術(shù)第一節(jié)連鑄連軋工藝108SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第二節(jié)連鑄連軋?jiān)O(shè)備結(jié)晶器結(jié)構(gòu)薄板坯連鑄機(jī)的出現(xiàn)并順利實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，結(jié)晶器的設(shè)計(jì)是其中關(guān)鍵技術(shù)?？v觀當(dāng)今各種薄板坯連鑄連軋工藝，結(jié)晶器形狀出現(xiàn)了相同趨勢(shì)，即上口面積加大，目的是利于浸入式水口的插入及保護(hù)渣的熔化，以改善鑄坯表面質(zhì)量。109SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT這是德馬克公司ISP工藝的第一代結(jié)晶器，立彎式，上部垂直段，下部弧形段，側(cè)板可調(diào)．上口斷面矩形，尺寸為(60～80)mmx(650～1330)mm。這種結(jié)晶器只能使用薄片形浸入式水口，水口很薄，其與器壁只能保持10~15mm間隙，造成水口插入處寬面?zhèn)缺Ｗo(hù)渣熔化不好，影響了鑄坯表面質(zhì)量。平行板式薄板坯結(jié)晶器第二節(jié)連鑄連軋?jiān)O(shè)備110SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT這是奧鋼聯(lián)CONROLL工藝中的平行板型結(jié)晶器，浸入式水口也是扁平狀，鋼水從兩側(cè)壁孔流出。結(jié)晶器斷面尺寸是1500×(70~130)mm。從結(jié)晶器形狀來(lái)看，奧鋼聯(lián)強(qiáng)調(diào)只有鋼水在結(jié)晶器內(nèi)凝固時(shí)不變形，且保持液面平穩(wěn)，才有利于消除鑄坯表面裂紋，促使結(jié)晶器內(nèi)鋼水中夾雜物上浮和防止卷渣，所以主張使用平行板型結(jié)晶器。平行板形中厚板結(jié)晶器第二節(jié)連鑄連軋?jiān)O(shè)備111SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT西馬克公司CSP工藝所用的漏斗型結(jié)晶器，上口寬邊兩側(cè)均有一段平行段，和一圓弧相連接，上口斷面較大。上口的漏斗形狀有利于浸入式水口的伸入，在結(jié)晶器的兩寬面板間形成了一個(gè)垂直方向帶錐度的空間。這種結(jié)晶器在形狀上滿足了長(zhǎng)水口插入、保護(hù)渣熔化和薄板鑄坯厚度的要求，經(jīng)在多條生產(chǎn)線上使用，均收到較好的效果。漏斗形結(jié)晶器第二節(jié)連鑄連軋?jiān)O(shè)備112SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT這是達(dá)涅利公司FTSR工藝開(kāi)發(fā)出的全鼓肚型(又稱凸透鏡型)結(jié)晶器。該公司認(rèn)為平行板型和漏斗型結(jié)晶器有浸入式水口插入不便和鑄坯易出現(xiàn)表面裂紋、疤痕等缺陷的不足，而這種全鼓肚型結(jié)晶器的主要特點(diǎn)是其鼓肚形狀貫穿整個(gè)銅板自上至下，并一直延續(xù)到扇形段中部。結(jié)晶器出口處為將鑄坯鼓肚形狀輾平而特別設(shè)計(jì)了一組帶孔型輥?zhàn)?，在這段矯直輥區(qū)內(nèi)，鑄坯經(jīng)過(guò)液芯壓下加工后，離開(kāi)結(jié)晶器時(shí)的板坯厚度減至35～70mm。透鏡形結(jié)晶器第二節(jié)連鑄連軋?jiān)O(shè)備113SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT圖示CSP工藝漏斗型結(jié)晶器使用的浸入式水口形狀及其在結(jié)晶器內(nèi)的位置。漏斗型結(jié)晶器的上口開(kāi)口度保證了水口有足夠的伸入空間。水口外形決定了鋼水在結(jié)晶器內(nèi)上部流動(dòng)通道。水口的內(nèi)部形狀特別是開(kāi)孔的形狀，決定了鋼水在結(jié)晶器內(nèi)的流場(chǎng)，直接影響著溫度的分布，坯殼的生長(zhǎng)，夾雜的上浮。CSP浸入式水口第二節(jié)連鑄連軋?jiān)O(shè)備114SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT這是意大利達(dá)涅利公司開(kāi)發(fā)成功的FTSR薄板坯連鑄浸入式水口，由于出口面積大，約為5700mm2，故鋼液從水口流出的速度低，加之水口與結(jié)晶器距離較大，從而可以防止鋼流對(duì)坯殼的沖刷，最大限度地減少拉漏事故。FTSR浸入式水口第二節(jié)連鑄連軋?jiān)O(shè)備115SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT此種水口為扁平形水口，水口的厚度為30-35mm，壁厚10mm，寬250mm。由于斷面呈扁形，為了保證一定的注速，出口面積要相應(yīng)增加；此種水口在使用前要均勻預(yù)熱，避免熱應(yīng)力產(chǎn)生裂紋。ISP浸入式水口第二節(jié)連鑄連軋?jiān)O(shè)備116SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT所謂液芯壓下(LiquidCoreReduction)是在鑄坯出結(jié)晶器下口后，對(duì)其坯殼施加擠壓，液芯仍保留在其中，經(jīng)二冷扇形段，液芯不斷收縮直至薄板坯全部凝固。該技術(shù)的目的是節(jié)能和提高生產(chǎn)率，在液芯狀態(tài)下對(duì)鑄坯進(jìn)行壓力加工可以明顯降低軋制負(fù)荷。該技術(shù)不僅可以將鑄坯厚度減薄，表面質(zhì)量和平整度均好，而且可以明顯減輕鑄坯的中心偏析，改善鑄坯中心的疏松和細(xì)化晶粒。鑄坯的液芯壓下技術(shù)第二節(jié)連鑄連軋?jiān)O(shè)備117SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT概述連續(xù)鑄軋?jiān)O(shè)備類型連續(xù)鑄軋工藝的基本原理連續(xù)鑄軋的基本條件連續(xù)鑄軋的熱平衡條件連續(xù)鑄軋薄帶的缺陷§2.3連續(xù)鑄軋?jiān)O(shè)備118SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT近終形連鑄的進(jìn)一步目標(biāo)是鑄軋，將熔融金屬由高溫陶瓷噴嘴導(dǎo)入內(nèi)部通有冷卻水的旋轉(zhuǎn)兩軋輥的輥縫間，直接以軋輥?zhàn)鹘Y(jié)晶器，一邊凝固一邊軋制，直接獲得20mm以下至幾毫米厚的薄帶坯，該工藝稱為連續(xù)鑄軋，也叫薄帶鑄軋。這種工藝的顯著特點(diǎn)使其結(jié)晶器為兩個(gè)帶水冷卻系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)鑄軋棍，熔體在輥縫間完成凝固和熱軋兩個(gè)過(guò)程，而且是在很短的時(shí)間內(nèi)。這種薄帶坯不必經(jīng)過(guò)熱軋，而是直接經(jīng)冷軋機(jī)軋成帶鋼，相比之下薄帶鑄軋有著顯著的優(yōu)勢(shì)。目前鋁薄帶鑄軋技術(shù)較為成熟并廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)，而鋼的薄帶鑄軋尚處于實(shí)驗(yàn)階段。第一節(jié)概述119SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT連續(xù)鑄軋方法有許多優(yōu)點(diǎn)，近幾十年來(lái)發(fā)展很快，到目前為止，生產(chǎn)板帶的連續(xù)鑄軋方法約有幾十種，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，連鑄機(jī)可分為三種：輪帶式鑄機(jī)，雙帶(或履帶)式鑄軋機(jī)，雙輥式鑄軋機(jī)。第二節(jié)連續(xù)鑄軋?jiān)O(shè)備類型120SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第二節(jié)連續(xù)鑄軋?jiān)O(shè)備類型雙帶(或履帶)式鑄軋機(jī)121SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT第二節(jié)連續(xù)鑄軋?jiān)O(shè)備類型雙輥式鑄軋機(jī)122SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT爐內(nèi)金屬按照鑄軋的要求控制溫度，經(jīng)精煉處理后的液態(tài)金屬，通過(guò)流槽進(jìn)入澆道系統(tǒng)，并控制液面高度。當(dāng)液體金屬靠本身壓力作用，從供料嘴頂端溢出，隨即進(jìn)入一對(duì)內(nèi)部通冷卻水的旋轉(zhuǎn)鑄軋輥縫中被軋制成板。小塞子供料嘴橫澆道小塞子流槽前箱釬子靜置爐鑄軋板導(dǎo)向輥鑄軋輥第三節(jié)連續(xù)鑄軋工藝的基本原理123SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT在a-a’點(diǎn)立即冷卻形成薄殼、隨著金屬的熱量不斷地被鑄軋輥導(dǎo)出，液體金屬不斷結(jié)晶；隨著鑄軋輥向上轉(zhuǎn)動(dòng)，在a-a’至b-b’范圍內(nèi)進(jìn)行著鑄軋。在b-b’橫截面上金屬已經(jīng)完全凝固，接著金屬便進(jìn)入了固態(tài)軋制的狀態(tài)。當(dāng)金屬被軋制至c-c’面時(shí)，整個(gè)鑄軋過(guò)程即告結(jié)束，c-c’面的寬度即為鑄軋板坯的厚度。由a-a’面到b-b’面的高度，即為鑄軋區(qū)高度。第三節(jié)連續(xù)鑄軋工藝的基本原理124SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT所謂連續(xù)鑄軋的熱平衡，就是進(jìn)入整個(gè)鑄軋系統(tǒng)的熱量要等于從鑄軋系統(tǒng)導(dǎo)出的熱量。如果失去這個(gè)熱平衡，連續(xù)鑄軋將無(wú)法進(jìn)行，或者液體金屬冷凝在澆注系統(tǒng)中。影響鑄軋熱平衡條件的有：鑄軋溫度、鑄軋速度和冷卻強(qiáng)度。第五節(jié)連續(xù)鑄軋的熱平衡條件125SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT鍛壓設(shè)備第三章鍛壓設(shè)備§3.1鍛錘§3.2曲柄壓力機(jī)§3.3液壓機(jī)127SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT概述鍛錘的分類鍛錘工作特性§3.1鍛錘128SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CUMT按驅(qū)動(dòng)動(dòng)力：?jiǎn)巫饔缅N和雙作用錘按工藝用途：自由鍛錘和模鍛錘按打擊特性：有砧座錘和對(duì)擊錘

按驅(qū)動(dòng)原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工藝用途：空氣錘、蒸汽-空氣錘、