凝固原理与连铸技术01 导论

凝固原理与连铸技术—凝固原理与连铸工艺、设备及质量控制
北京科技大学天津学院
材料科学与工程系
王洪涛
Email：teacherwang126@
学习内容：
一. 导论
二. 连铸技术特征与发展历史
三. 连铸机关键部件的功能、结构与设计
四. 凝固原理与凝固方式
五. 铸坯结构与缺陷控制
六. 连铸新技术
教材与参考书
•教材：
•《连续铸钢原理与工艺》，蔡开科、程士富主编，
冶金工业出版社，1994年，第1版
•参考书：
• 1. 《Fundamentals of Solidification》W.Kurz, D.J.Fisher著，，高等教育出版社，2010年，第1版• 2. 《金属凝固原理及技术》，马幼平，许云华主编，冶金工业出版社，2008年，第1版
• 3. 《新编连续铸钢工艺及设备》，王雅贞, 张岩主编，冶金工业出版社，2007年，第1版
学习要求及考核
•学习要求：
•1. 2000字技术评述: 电子版、纸质版（cnki论文格式，文件名“学号姓名题目”）•2. 10张工艺、设备图片：电子版
•（做成ppt，少量文字说明）
•考核：
•1. 平时成绩40％（评述、ppt、出勤）•2. 考试60％（开卷或闭卷）
一. 导论
•1. 1 材料与人类文明
•1. 2 金属材料
•1. 3 钢铁材料
•1. 4 铸造
•为什么材料科学与工程以钢铁材料为研究对象？
中国
中东
欧美
沧州铁狮子Intel 双核处理器石器时代青铜器时代铁器时代新材料时代
833千克。

高133cm、长110cm、宽79cm 现藏中国国家历史博物馆。

西汉中晚期制作的透光镜
铸于公元953年，采用“泥范明浇法”铸成，重40t 长6.30m，宽5.35m，高6.6m
1. 2 金属材料
黑色金属（Ferrous Metal)
☐铁和铁基合金（钢和铸铁），包括锰、铬；占工业用材的95％，主要用作结构材料(Structural Material)，（力学性能）。

有色金属（Non-ferrous Metal）
☐除黑色金属以外的所有金属及其合金；
☐仅占工业用材的5％, 但其重要性并不逊色。

主要用作功能材料(Functional Material)，也可用作结构材料。

1.3 钢铁材料
 “钢铁”常是对各种钢材的统称。

 钢是铁与碳和其他的合金元素所组成的合金，含碳 量<2.11%, 具有较好的力学性能和塑性加工性能！  碳素钢：以铁和碳元素为主的钢  合金钢：人为加入合金元素，具有特殊性能的钢  “铁”的概念，可以指元素铁（纯铁）  也可以指含碳量>2.11%的生铁或铸铁


1.4 铸造
将熔熔金属浇注到模具里，冷却、凝固成所 需形状的铸件，该生产过程称为铸造。

分类：模铸、连铸 据考古实物： 铸造青铜件的历史在3000年以上； 铸造铸铁件的历史不到2000年； 铸钢件的历史更短，因为对钢的认识较晚， 钢的熔点很高，生产技术复杂。

1.4.1 模铸
模铸(foundry)的技术由来已久：3000多年前 的青铜器时代，是人类文明进步的重要标志， 是大型钢锭和复杂铸件的重要成形方法。

1.4.2 连铸
 连铸(continuous casting) 是近代金属大规模初级加 工的代表性技术。

 是现代化钢铁生产技术的 标志性技术。

 发展历史：1858年，英国 人Bessemer 发明的对辊 薄带连铸（twin roll strip casting)。

现代社会需要 大规模钢材坯料，连续生 产是重要手段。

 我国目前钢材生产中，连 铸比已达98%以上。

1.4.3 钢铁生产与连铸


连铸坯通过再加热、热轧/冷轧 制成各种钢材（管棒型线、板带箔饼）









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