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绪论1

1 连续铸锭发展概况1

2 连续铸锭在冶金工业中的意义4

3 封闭式连铸5

参考文献6

1 连续铸锭生产的基础知识8

1.1 液态金属的性质8

1.1.1 熔点与沸点8

1.1.2 质量热容10

1.1.3 密度11

1.1.4 凝固时的体积变化11

1.1.5 体胀率11

1.1.6 电阻率12

1.1.7 热导率12

1.1.8 黏度12

1.1.9 气体的溶解度13

1.1.10 液态金属的表面张力14

1.2 固态金属的性质15

1.2.1 密度15

1.2.2 线胀系数16

1.2.3 热容19

1.2.4 热传导20

1.3 热扩散率21

1.4 金属的高温力学性能23

1.5 金属的摩擦系数26

参考文献28

2 连续铸锭原理29

2.1 恒动式水平连续铸锭29

2.2 波动式水平连续铸锭30

2.2.1 Terssmann式30

2.2.2 Hunter式31

2.2.3 униим式32

2.2.4 TC式36

2.3 热顶铸造37

2.4 表面张力成形法39

2.5 弯月面在连铸生产中的意义42

2.6 运动状态在连铸生产中的意义44

参考文献46

3 连续铸锭的传热过程48

3.1 接触区的波动性48

3.2 接触区传热的不对称性51

3.3 熔体静压力沿液相穴深度上的等值性52

3.4 导流区的热传导54

3.5 水平连续铸锭结晶器的传热特性57

3.5.1 多级结晶器的传热特征58

3.5.2 单级结晶器的传热特征59

3.5.3 平均热流密度61

3.6 热顶铸造的传热过程62

3.6.1 热顶铸造的传热特征62

3.6.2 逆流导热距离的计算65

3.6.3 影响逆流导热距离的因素68

3.7 弯月面区域的凝固传热70

3.7.1 弯月面的成因70

3.7.2 弯月面区域凝固传热的数值模拟71

3.7.3 影响弯月面稳定性的因素75

3.8 连续铸锭凝固传热过程的数值模拟77

3.8.1 水平连铸多级式结晶器的传热数学模型78

3.8.2 水平连铸单级式结晶器的传热数学模型81

3.8.3 水平连铸数值模拟的准确性92

3.8.4 水平电磁连续铸造凝固传热过程的数值模拟98

3.9 影响凝固传热过程的因素103

3.9.1 影响结晶器内凝固传热的因素103

3.9.2 影响二次冷却区散热的因素118

参考文献130

4 连续铸锭的凝固过程133

4.1 凝固区133

4.2 金属凝固时的体积变化135

4.3 凝固方式与晶体的形态136

4.4 合金元素的偏析139

4.5 金属凝固过程中的声发射特点141

4.6 连续铸锭的正常晶粒组织141

4.6.1 表面等轴晶区的形成142

4.6.2 柱状晶区的形成143

4.6.3 中心等轴晶区的形成144

4.6.4 柱状结晶与等轴晶的过渡条件145

4.7 立式连续铸锭凝固过程的研究147

4.8 同水平铸造的凝固过程151

4.8.1 热顶铸造的凝固过程152

4.8.2 油气润滑模热顶铸造156

4.8.3 同水平铸造160

4.9 水平连铸的凝固过程162

4.9.1 水平连续铸钢的凝固过程162

4.9.2 水平连铸铜合金锭的凝固过程167

4.9.3 铝及铝合金水平连铸的凝固过程173

4.9.4 水平连续铸锭的组织特点176

4.10 连续铸锭凝固过程中的应力状态179

4.11 弯月面在连续铸锭过程中的作用187

4.11.1 弯月面在封闭式连续铸锭过程中形成过渡区187

4.11.2 弯月面为封闭式连续铸锭提供润滑空间189

4.11.3 弯月面对铸锭表面质量的影响189

4.12 气隙对封闭式连续铸锭过程的作用190

4.13 结晶器激冷对连续铸锭的作用193

4.13.1 结晶器激冷可促进凝固壳与结晶器接触的波动性193

4.13.2 激冷对铸锭周边细等轴晶区的影响195

4.13.3 激冷对气隙区散热的影响195

4.13.4 冷却水对结晶器激冷效果的影响196

4.13.5 液态金属与结晶器内壁界面的传热系数200

4.13.6 结晶器壁温度场的数值模拟201

4.14 液态金属静压力的作用203

4.15 封闭式连铸过程中的润滑作用205

4.16 铸锭凝固壳与结晶器壁的相对运动209

4.17 凝固壳的失稳特征213

4.18 凝固系数220

4.19 电磁场在连续铸锭过程中的作用221

参考文献233

5 连续铸锭生产设备的工艺特性237

5.1 储液槽237

5.1.1 中间包237

5.1.2 热顶239

5.2 导流区结构241

5.2.1 分离环温度应力的计算244

5.2.2 分离环机械应力的计算245

5.3 结晶器247

5.3.1 结晶器材料248

5.3.2 结晶器壁厚253

5.3.3 结晶器长度258

5.3.4 结晶器的锥度262

5.3.5 结晶器的冷却结构264

5.3.6 结晶器的润滑结构267

5.3.7 结晶器工作壁表面镀层268

5.3.8 水平连铸铝及铝合金锭用结晶器268

5.3.9 水平连铸铜及铜合金锭用结晶器271

5.3.10 水平连铸钢锭用结晶器275

5.3.11 热顶铸造用结晶器276

5.4 引锭装置279

5.5 铸锭二次冷却装置281

5.5.1 锥帘式喷射冷却结构281

5.5.2 喷洒式冷却结构281

5.6 牵引装置283

5.6.1 辊式牵引装置283

5.6.2 链板式牵引装置285

5.6.3 拖曳式牵引装置286

5.6.4 水平连铸机牵引能力的计算288

5.6.5 热顶铸造的传动装置290

5.7 铸锭切断装置292

5.7.1 冶金长度的计算292

5.7.2 同步锯293

5.7.3 同步气割装置294

5.7.4 同步剪295

5.7.5 飞剪296

5.8 冷却介质297

5.9 多流同时连铸设备297

参考文献301

6 生产实践303

6.1 铝及铝合金水平连铸303

6.1.1 设备结构303

6.1.2 生产过程307

6.1.3 金属液位高度308

6.1.4 铸造温度309

6.1.5 铸造速度310

6.1.6 冷却速度312

6.1.7 连续铸锭工艺制度314

6.1.8 水平连铸铝母线317

6.1.9 水平连铸铝杆320

6.2 镁及镁合金水平连铸328

6.3 铜及铜合金水平连铸329

6.3.1 生产设备330

6.3.2 生产过程332

6.3.3 水平连铸工艺制度334

6.3.4 工艺参数对铸坯力学性能的影响340

6.3.5 水平连铸工艺参数的优化341

6.3.6 生产应用实例344

6.3.7 铸坯牵引制度在水平连铸中的意义350

6.4 易熔合金的水平连铸352

6.5 锡锌合金水平连铸353

6.6 钢铁水平连铸354

6.6.1 水平连铸钢锭生产设备355

6.6.2 水平连续铸钢工艺参数选择357

6.6.3 水平连续铸钢工艺制度363

6.6.4 凝固壳厚度的监视363

6.6.5 水平连铸应用实例364

6.7 水平连铸镍基合金锭372

6.8 智能控制系统在水平连铸生产中的意义374

6.9 同水平铸造375

6.9.1 同水平铸造设备376

6.9.2 油气润滑的作用378

6.9.3 同水平铸造工艺参数382

6.9.4 同水平铸造应用实例384

6.10 水平连铸与同水平铸造的铸锭缺陷391

6.10.1 冷隔391

6.10.2 裂纹392

6.10.3 缩松缩孔394

6.10.4 光亮晶粒及金属间化合物一次晶395

6.10.5 偏析瘤398

6.10.6 椭圆度398

6.10.7 外周偏析组织399

参考文献400