(6)采用抛物线结晶器、曲面结晶器、钻石形结晶器都会减少振痕深度。
26 保护浇铸和敞开浇铸结晶器在弯月面的传热有何区别?
在钢液弯月面处，由于钢水静压力的作用，坯壳贴靠于结晶器内壁，坯壳与结晶器壁紧密接触，此时冷却较快，结晶器热流值较大。大约在弯月面以下200～250mm处时，坯壳厚度达到能抵抗钢水静压力，气隙开始稳定存在。气隙形成后，热阻增加，结晶器热流值明显减小。当采用保护浇注时，保护渣加在结晶器钢液面上，形成液渣层，结晶器振动时，在弯月面处液渣被带入气隙中，坯壳表面形成均匀的渣膜，用于填充气隙改善传热。渣膜使结晶器上部传热减少15％左右，使下部的传热增加20％～25％，使得结晶器传热比较均匀。
27 在同样的水量下，结晶器水缝大小与结晶器热流值有什么关系?
在水量相同的情况下，结晶器水缝的大小直接影响着冷却水的流速，水缝越大，冷却水流速越低。试验表明，冷却水流速增加，可明显降低结晶器冷面温度，避免间歇式的水沸腾，消除了热脉动，可减少铸坯菱变和角部裂纹。但是，水速超过一定范围时，随着水速的增加，热流值增加的很少。因此，在水量相同的情况下，随着水缝宽度的减小，结晶器热流值增加，当热流值增加到一定程度后，继续减小水缝宽度对结晶器热流值影响不大。
28 在浇铸品种钢时，大小方坯结晶器的最佳水缝各为多少?
水缝尺寸大小是以保证冷却水具有所要求的水速为原则。结晶器水缝厚度一般为4～6mm。为了保证冷却均匀，水缝应按要求设计，周边对称均匀，尤其是小方坯连铸机，应保持水缝沿结晶器高度上周边的均匀性。
29 什么是非正弦振动。其冶金效果如何?
结晶器非正弦振动是指结晶器在进行振动时，其位移量在与正弦振动相同的情况下，结晶器向上振动时间大于向下振动时间。其主要有以下一些特点： (1)正滑动时间里，结晶器向上的振动速度与拉速之差减小，可减少结晶器施加给铸坯向上的摩擦力，即可减少坯壳中的拉应力，减少拉裂。
(2)负滑动时间里，结晶器振动速度与拉速之差增大，因此，作用于坯壳压力增大，有利于铸坯脱模。
(3)负滑动时间短，有利于减轻铸坯表面振痕深度。
(4)正滑动时间较长，可增加保护渣的消耗量，有利于结晶器的润滑。
30 在方坯连铸中。低、中、高碳钢对结晶器水量的控制有何要求?
结晶器冷却水量可根据经验按结晶器周边长度计算。对于方坯结晶器冷却水量可取结晶器周边每毫米长度供水2.0～3.0L/min。根据这一原则，可计算出不同断面方坯结晶器的供水量，见表8—1。
表8—1方坯结晶器的供水量
铸坯断面，mm 结晶器供水量，m3/h 150×150 72～108
120×120 57.6～86.4 90×90 43.2～64.8 对于凹陷比较敏感的低碳钢种，结晶器采用弱冷，冷却水量取下限；对于中、高碳钢种，结晶器采用强冷，冷却水量取上限。
31 在方坯连铸中。低、中、高碳钢对铜管锥度有何要求?
铸坯在结晶器内由于凝固过程的收缩，使铸坯脱离结晶器壁形成气隙，影响结晶器的导热性能和坯壳的生长。因此，在结晶器设计时，将结晶器制成下口断面比上口断面略小，形成倒锥度。要选择合适的结晶器倒锥度就必须对各钢种在高温状态下的收缩系数进行测定和研究。钢中碳含量对钢液凝固收缩的影响近似为线性关系，如表8—2所示。
表8—2碳含量对凝固收缩的影响 w(C)/％ 0.10 0.25 0.35 0.45 0.70
凝固收缩率％ 2.0 2.5 3.0 4.3 5.3 由表可以看出，随着碳含量的增加，钢液的凝固收缩逐渐增加的。此外对于包晶钢在凝固过程中，由于发生δ→γ相变，体积进一步收缩，气隙变大，在设计结晶器倒锥度时还应考虑这一相变收缩率。
32 在结晶器材质中。磷脱氧铜、铬一锆铜及银一铜各有什么特点。怎样选用?
对于制作结晶器材质的要求是：导热性好、强度高、高温下膨胀小、易于切削加工和表面处理。目前结晶器材质使用较多的是磷脱氧铜、铬一锆铜和银一铜。这三种材质综合性能对比如表8—3所示。
表8—3三种材质的综合性能
材质 性能 电导率 热导率 热膨胀系数 再结晶温度 抗拉强度 硬度 单位 M/Ωmm2 W/m·K 10—6/K ℃ N/mm2 HB 磷脱氧铜 48 340 17.7 350 295 85～95
银一铜 55 377 17.7 370 285 85～95 铬一锆铜 50 355 18 700 425 120～140 具体采用什么样的结晶器材质，除了考虑使用性能外，还应考虑价格及经济因素。现在小方坯、方坯、矩形坯和管坯的结晶器铜管在国内多用磷脱氧铜和银一铜，大方坯和大板坯连铸机一般采用铬一锆铜较为经济可靠，虽然一次性投入较大，但吨钢成本却大大降低，维修费用较少，作业率提高，有较大的综合收益。
33 特殊钢连铸配水原则是什么? 特殊钢配水应遵从以下一些原则：
(1)在整个二冷区应当采取自上到下冷却强度由强到弱的原则。结晶器拉出的铸坯进入二冷区上段时，内部液芯量大，此时加大冷却强度可使铸坯厚度迅速增加，保证铸坯在较高的拉速下也不会拉漏。当坯壳厚度增加到一定程度以后，随着坯壳热阻的增加，应逐渐减小冷却强度，以避免铸坯表面热应力过大产生裂纹。
(2)避免铸坯表面局部降温剧烈而产生裂纹，使铸坯表面横向及纵向都能均匀冷却。通常铸坯表面冷却速度应<200℃/m，铸坯表面温度回升应<100℃/m。 (3)避开700～900℃的高温脆性区进行矫直。
此外，在确定冷却强度时还必须适应不同钢种的需要，特别是裂纹敏感性强的钢种，要采用弱冷。
34 特殊钢配水有几种常用模型?
目前二冷配水主要有以下几种控制方法：
(1)比例控制。将二冷区分成若干段，根据工艺条件设定每一段的给水量，通过调节器按比例调节。
(2)比水量控制。根据不同钢种的工艺要求，确定比水量。浇注过程中，水量随拉速的变化而变化，但整个过程中比水量保持不变。
(3)参数控制。按Q=Aυ2+υ+C进行配水。不同钢种，选取不同的控制参数A、B、C。 (4)表面温度动态控制。按照铸坯表面的温度在二冷区的各段应达到所规定的范围，以此为目标来控制给水量。
35 在相同条件下各钢种对比水量的要求有哪些?
比水量的含义是单位时间内冷却水消耗量(L)和通过二冷区铸坯质量(kg)的比值，其单位为L/kg。比水量的大小随着钢种、铸坯断面尺寸以及拉坯速度等参数不同而变化，通常波动在0.5～1.5L/kg之间。针对各钢种的热物理性能(导热系数、热膨胀性)、高温力学性能(延伸率、高温强度)以及裂纹敏感性的不同，应选择不同的冷却强度。对于普碳钢和低合金钢，冷却强度一般为1.0～1.2L/kg；中高碳钢和合金钢为0.6～0.8L/kg；某些裂纹敏感性强的钢0.4～0.6 L/kg；高速钢为0.1～0.3L/kg。此外，应注意所用喷嘴喷淋冷却性对合适比水量的影响。
36 动态配水的方法有哪几种。什么是以时间为变量的配水方法，什么是以拉速为变量的配水方法?
根据二冷区铸坯冷却的实际情况及时改变二冷水量的自动控制法，叫动态控制法。连铸坯在二冷区的凝固有一定的要求，控制铸坯在每个部位的温度符合凝固要求，实现无缺陷坯的生产。实际生产中对二冷水量的分配有以下几种方案：
(1)等表面温度变负荷给水。铸坯一进入二冷区，立即加大冷却强度以加快铸坯的凝固速度，使铸坯表面温度迅速降至出拉矫机的温度，即900～1100℃。然后逐段减少给水量，使铸坯表面温度不变。
(2)分段按比例递减给水。将二冷区分成若干段，各段有自己的给水系统，可分别控制给水量，按照水量由上至下递减的原则进行控制。
(3)等负荷(等传热系数)给水。在二冷区的各段采用相同的给水量，保持传热系数不变。 (4)表面温度控制法：即按照铸坯表面的温度在二冷区的各段应达到所规定的范围，以此为目标来控制水量。这要求及时准确地测定铸坯不同部位的表面温度。为了避免测温误差及其他因素的影响，需借助凝固数学模型。即将钢种、铸坯尺寸、钢水过热度、拉速等数据输入计算机，计算出二次冷却区内各段铸坯的表面温度，通过调整二冷区各段的给水量，使铸坯表面温度稳定达到设定的最佳范围。
(5)拉速为变量的配水方法：二冷区总水量与拉速成比例调节。调节水量公式： Qi=Aiυ2+Biυ+Ci
式中Qi—二冷区各段水量，L/min； υ—拉速，m/min；
Ai、Bi、Ci—各段配水参数。
过程中根据拉速的变化得出某一数值的比水量，按上式求出冷却水流量值。这种方法配以长时间的自适应，可以取得很好的效果。
37 在特钢连铸中，哪些钢种需缓冷，各有什么要求?
对内部质量要求较高以及裂纹敏感性较强的钢种，一般二冷均采用弱冷(缓冷)。对内部质量要求较高的钢种主要如轴承钢、硬线钢、弹簧钢以及齿轮钢等中高碳钢，为了获得较大的等轴晶率，减小中心偏析，二冷采用弱冷。对于裂纹敏感性较强的钢，如易切削钢、低碳铝镇静钢以及冷镦钢等，为了防止铸坯在冷却过程中，表面和心部的温差产生较大的热应力，导致凝固前沿产生晶间裂纹，一般也必须采用二冷缓冷的冷却方式。
38 在特钢连铸二冷配水设计中，为获得良好的冷却效果。水喷嘴和气一水喷嘴各离铸坯距离多少合适?
水喷嘴冷却是通过专门喷嘴雾化后喷向铸坯表面。水喷嘴供水管路简单、维修方便、操作成本低，不足是铸坯表面冷却不易均匀。一般广泛用于小方坯连铸机。气一水喷嘴是利用压缩空气的能量把水滴进一步雾化，使喷出水滴直径细、速度高、喷水面积增大。气一水喷嘴冷却效率高、冷却均匀、铺展面大，不易堵塞。广泛用于板坯连铸机和大方坯连铸机。
无论是采用水喷嘴还是气一水喷嘴或者是喷嘴距铸坯的距离，只要设计的喷嘴能满足以下要求，就可以获得良好的冷却效果。
(1)在铸坯的宽度方向和拉坯方向，铸坯冷却均匀； (2)具有较高的喷射速度，打到高温铸坯上不易蒸发；
(3)能够按钢种及冷却工艺的要求，最大限度地调节冷却强度； (4)到达铸坯表面的水滴，覆盖面要大且均匀； (5)在铸坯上未蒸发的水停留时间越短越好。
39 圆坯连铸的二冷有什么特点?
连铸法生产圆坯主要是用于生产不同口径无缝钢管，主要通过对圆坯穿孔这一种苛刻的加工方法，对圆坯的质量要求非常严格。不仅要有良好的表面质量，还要有良好的中心致密度和低倍结构。因此对于圆坯二冷的要求也较为严格，冷却强度不仅要均匀而且要大小适中。如果冷却强度过小，圆坯在矫直时容易变成椭圆形，若冷却强度过大，对于增加等轴晶率，提高铸坯内部质量不利。
40 如何考虑二冷水的分配?
二次冷却段各段的分配原则是既要使铸坯散热快，又要防止铸坯内外有过大的温度差而引起热应力，使铸坯产生裂纹。因此，水量应从铸机上部到下部逐渐减少。弧形连铸机的内、外弧基本上是对称冷却。
由于合金钢连铸具有拉速较低、裂纹敏感性强等特点，一般选用较低的比水量，在比水量确定后，不论何种坯型，二冷水的分配都应避免局部冷却过强，尽量使坯子运输过程中温降及回温均匀。因此，二次冷却应该考虑冷却区间长一点、由上至下的冷却强度变化缓慢一点、冷却控制分段相对多一点、同冷却段铸坯表面水量分配尽量均匀一点。
41 为什么二冷一段需要实现快换?
因为：(1)管线复杂。二冷一段位于结晶器下口，既有二次冷却需要的水管和气管，也有设备自身需要冷却的水管。(2)二冷一段更换频繁。二冷一段辊子所处环境恶劣，容易损坏。(3)一般需要换断面时必须更换。
42 保证二冷一段正常工作的基本条件是什么?
(1)二冷一段辊子必须通水内冷，变形在允许范围内；(2)润滑正常，辊子正常旋转自如；(3)对弧准确；(4)辊缝准确；(5)设备本体二冷喷淋系统正常。
43 二次冷却区铸坯表面传热量及传递方式是什么。影响二次冷却传热的因素是什么? 二冷传热方式及所占比例大致如下： (1)纯辐射25％； (2)喷雾水滴蒸发33％； (3)喷淋水加热25％；
(4)辊子与铸坯的接触传导17％。 影响二冷传热的因素主要有以下几点： (1)铸坯表面温度； (2)水流密度； (3)水滴速度； (4)水滴雾化程度；
(5)喷嘴使用状况及铸坯与辊子接触状态等。
44 品种钢、优特钢二次冷却应遵循的原则是什么?
(1)上强下弱。铸坯出结晶器后，在二冷上段坯壳薄、热阻小、坯壳收缩产生的应力亦小，这些条件有利于强冷以增加坯壳厚度，减少漏钢事故。随着铸坯不断地向二冷下段运动，坯壳逐渐加厚，热阻增大，为避免铸坯表面因应力过大而产生裂纹，要逐渐减小冷却强度(亦称比水量：即每千克钢耗水量L/kg)。采用上强下弱的冷却制度，控制铸坯的液芯长度在连铸机的冶金长度内，才能避免带液相矫直而产生内裂纹。适宜的冷却强度可以减轻或避免铸坯的裂纹、中心疏松等缺陷。
(2)保证铸坯表面均匀冷却。通过对喷嘴位置的适当调整，使铸坯角部冷却不至于过大，要求拉坯方向表面温差<200℃/m，横向表面温差<100℃/m。
(3)控制铸坯表面回温在允许范围内，防止凝固前沿的拉应力过大而导致内裂纹，应控制二次冷却空冷段铸坯表面的回温速度<100℃/m； (4)耗水量要能灵活调节，能适应特钢品种的多样性；
(5)避免在脆性区(700—900℃)矫直，现在通常采用高温矫直，即矫直点的铸坯温度>900cC；
(6)冷却效率要高，以加速热量的传递。
45 品种钢、优特钢二次冷却水分配原则及冷却方式有哪些? 冷却水分配原则：
(1)二冷区上下部冷却水分配。随着冷却进行，铸坯在二冷区内凝固壳逐渐增厚，铸坯表面的传热强度随凝固壳增厚而降低，因此铸机上部应采用强冷。同时沿着拉坯方向从上向下冷却段的长度应逐渐增大。
(2)铸机内弧与外弧的配水比。在弧形段、铸机内、外弧应分别配水。内弧表面的冷却效果比外弧好，所以通常内弧表面配水量为总水量的1/2～2/3，而且沿拉坯方向水量递减。在靠近结晶器下端的冷却段为垂直型，内弧与外弧采用相同的冷却水量配置。 冷却方式的选择：