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【精品】水平连铸坯的质量 中山304不锈钢板

当钢包内渣壳的温度高于居里点时,感应搅拌的搅拌能力不受渣壳的影响。

当钢液等待和保温时,这一特点具有重要的价值.1.钢液等待在GF,NF,RAI,STEF,I,项目中,有多达三炉的钢水等待在LF前准备处理。

如果采用气体搅拌,在保温过程中必须保持连续的气体流,而且钢的温度要足够高,不能滞塞炉底砌块。

另外,气氛将增加氧和氮的含量,减弱合金元素。

在输送到加热站之后,不能百分之百地保证搅拌起作用,尤其是在气体软管断开的情况下.采用感应搅拌,出钢后钢包可以积满钢液.在等待的过程中,无需搅拌,热量损失、吸氧/吸氮以及分析的减弱都降至最低。

当送入加热站时,不会出现搅拌不正常发挥作用的情况,在等待时渣壳已经形成。

2.LF的双支架设计感应搅拌通过“双支架一单加热炉顶”的设计,增加了LF的操作灵活性.将加热炉顶从一个钢包换至另一个钢包意味着改变了炉内气氛,增加了再氧化和吸氮.由于种种原因,中断正在进行的处理,去加热其它的钢包可能是必要的,无需警报。

利用感应搅拌,很容易处理这种中断。

可以迅速调节搅拌以保证保护渣层,同时保持钢水的适度搅拌,即连续的溶解合金或去除夹杂物。

而气体搅拌却不能提供这种灵活性。

五、气体搅拌和感应搅拌的成本比较在LF炉中利用感应搅拌代替气体搅拌,除具有上述的冶金优势外,还可以节约大量的操作成本。

可以初步评估GF,NF,RAI,2.温度即使钢包中渣壳堵塞气体孔塞,感应搅拌也会起作用.这意味着,与气体搅拌相比,感应搅拌可以在较低的钢温度下操作。

较低的温度意味着钢中较低的氧含量和较少的耗铝量在出钢和钢包加料后,在1595℃,对钢中进行了分析,C幻.05,Si:0。

047,O:125×10-6。

在1610℃,氧增加到145×10-6,增加了20xl0—6。

在铝的收得率为50%时,为去除额外的氧,必须添加A145g/t,相当于铝的消耗量为48t/a,成本为60000美元/a.假设气体搅拌的操作温度高于感应搅拌的,以避免由于等待或预热不良导致冷钢包,造成钢包内滞塞,进而堵塞孔塞。

3.气体搅拌的成功率—-备用枪通常,利用一个孔塞操作时,会有10%炉搅拌失败。

利用两个孔塞,会将成功率提高到95%.对于一台136t钢包,备用枪的成本为1000美元/支。

每支枪大约使用3。

5h,寿命为5炉。

假设有5%的炉次必须使用备用枪,那么年成本将是79000美元/a。

4.再循环钢的成本感应搅拌相当可靠,可以假设,气体搅拌包括使用备用枪,其操作成功率也比感应搅拌低0。

5%(注意,不使用备用枪,钢的损失量会更高)。

这意味着有0。

5%的产量循环回F,AF或转回其他地方.再循环钢额外处理的成本因工厂不同有很大区别,但是,通常的数值为40美元/l,相当于年成本215000美元/t。

5.反应元素的损失许多带感应搅拌的装置的操作经验和试验表明,易氧化元素如AJ和Ca的氧化率比气体搅拌低。

(1)铝在LF处理过程中,采用气体搅拌时,Al氧化比感应搅拌多2—5×10-6/min。

在这种情况下,感应搅拌的铝氧化率比气体搅拌低3×10—6/min。

利用感应搅拌,处理时间25min(在脱硫时,进行34min—9min的气体搅拌),Al的收得率50%,节约150g/t。

Al的消耗减少l6/a.按照1。

25美元/kg的价格,相当于减少202000美元/a.(2)钙在进行薄板连铸时,钢的钙处理是必须的和必然的,要特别注意钙的成本.根据薄板连铸的经验,喷射纯钙丝,感应搅拌的Ca的收得率是22%-25%,气体搅拌的收得率是12%—15%。

其它的工厂对感应搅拌的钙的收得率高于气体搅拌也有报道.在离开LF炉之前,钢的钙含量必须保持在20×10-6感应搅拌的钙收得率为23%,气体搅拌的钙收得率为13%,利用感应搅拌,钙的消耗量将低于71.9t/a。

按照Ca8。

50美元/kg的价格,节约611000美元/a。

6.提高钢的纯净度感应搅拌的方向是上或下,搅拌功率容易改变。

这意味着在LF处理过程中可以在钢水表面保持一个完整的渣层,而且在把合金直接加入钢液中时打开一个无渣的钢液面,不会使合金粘入渣中。

完整的渣层可以防止钢液受环境气氛的影响,尽可能降低过量的AJ和Ca氧化以及吸N和H。

湍流能量在钢液中的均匀分布可以快速去除夹杂物,从而获得低的总氧含量。

在薄板连铸时,采用高铸速而且夹杂物侵入结晶器的时间受到限制时,这一点尤为重要。

钢液搅拌的所有这些特点有利于提高钢的纯净度,有利于精确地控制化学成分和温度。

在这个例子中,假设钢液搅拌的报废率比气体搅拌低0.5%.假定值是80美元/l,年节约可达430000美元/。

六、试车一投产一操作感应搅拌的试车非常简单,设备可以立即投入满负荷操作。

可以在有手动或自动模式的控制台上简便地控制搅拌的功率和方向。

LF操作工的培训也很简单。

100多台装置的生产实践证明采用感应搅拌的投产时间与类似的气体搅拌相比,是相当短的。

投产时间短意味着有良好的投资回报。

水平连续铸钢是在七十年代末期迅速发展起来的连铸新技术。

与立式、弧形连铸机相比,水平连铸技术适于浇注合金钢不锈钢就不太适合,因为水平连续铸对裂纹敏感性强的钢种,具有设备简单、投资省、易维护、适于浇注小断面铸坯等特点。

水平连铸机的全部装置(结晶器、二次冷却段、拉坯机构及切割设备)都是安装在地平面上并呈直线水平布置或者与地平面成微小角度的倾斜线上(苏联发展的水平连铸机)。

钢液从钢水罐注入中间罐,中间罐通过连接管和分离环与结晶器的入口端部连接,中间罐的钢水是从与结晶器连接处的分离环进入水冷结晶器的。

钢水首先在结晶器壁和在分离环上凝固成一定形状的坯壳,带液芯的铸坯从结晶器内被拉坯机拉出来,铸坯经过二次冷却后全部凝固,并送至切割站切成所规定的定尺长度.1.水平连铸机三大技术难关的突破(1)分离环。

为了连接结晶器和中间罐,并使结晶器与中间罐的水口接缝处不产生钢翅及悬挂,并且从分离环端面固定的地方形成均匀的凝固壳,而采用了分离环(图4-5 -14)分离环的材质应具有以下特性a)高温强度高:2)低膨胀率勘耐剥离性砧耐熔损性5)尺寸精度高。

以往分离环的材质大多使用BN。

但是因为BN价格太高,日本钢管公司在碳索钢使用了在Si3N4里含少量BN的复合材料,西德则采用了SiC-BN的复合材料,这类材料在价格和性能上均优于BN,目前已用于工业生产(2)结晶器.结晶器的结构对铸坯凝固速度和铸坯质量有着重要影响。

永平连铸机的结晶器是不用保护渣作润滑剂的,因此结晶内壁必须设置特殊涂层或用石墨套以提高润滑效果。

与立、弧形连铸相比,水平连铸过程中结晶器内钢水静压力大,使结晶器内壁与坯壳有良好的接触,热效率高,从而促进坯壳的形成,因此必须采用较大锥度的结晶器。

结晶器的长度一般不大于600毫米,西德rI1、G 公司发展的水平连铸机,采用了多级结晶器,总长度为1050毫米,将”一冷”和”二冷"结合在一起,因而实现了二冷段不直接向铸坯表面喷水。

多级结晶器的第一段是被青铜套,锥度较大,一般为2—5%篇二段为石墨套,锥度为0.3—1.5%,第三段也是石墨套,锥度为零.结晶器采用紫铜导热性虽好,但强度和耐磨性差,使用不久即有较大变形.在开发领青铜后,提高了强度,延长了寿命。

最近又开发使用了性能更好的铜一铬一锆材质.为了避免铸坯在结晶器下面接触好,上面接触差,而造成结晶不对称,采用了与不同钢种相适应的各种倒锥度的结晶器.最近又开发了一种多段式通用自找钱度的结晶器。

即铜质段不动,石墨段分成四瓣,每瓣都用气压或弹簧把内衬面紧紧地压在坯壳上,可以适应各种高、低合金钢,从而减少了结晶器的数量和更换次数,保证了铸坯周围均匀冷却,减少坯内热应力裂纹。

为了进一步提高结晶器寿命,日本住友公司进行了多种内壁润滑的研究,采用N10S7复合润滑涂层(供一次使用),使用效果较好。

采用镍基氟化石墨和镍基氮化硼镀层(多次使用)效果最佳(国内已制成)。

(3)拉坏控制在水平连铸过程中,由于结晶器是固定不动的,所以普遍采用间歇式拉坯方法(图4- 5—15),即拉坯机重复产生拉一轻压反推一拉、或拉一停一推、或拉一停一推一停(西德rI1、G公司专利)、或拉一推一停一推(马钢开发)等复杂的动作,使结晶器与坯壳之间有相对运动,减少了阻力使拉坯顺利,并改善了表面质量。

一般拉坯频率为30-300次/分,拉坯时间为0.05-0。

5秒。

这时的瞬时拉坯速度为3—15米/分。

反推轻压时间在开浇时为1.2-2。

6秒,正常浇注时为O.1—1。

2秒。

经验表明,当拉坯时间超过0。

8秒时,在铸坯表面的振痕处将产生0。

5毫米以下的横裂,低于0.8秒时,铸坯表面良好。

拉坯机的发展很迅速,为了使拉还批产生拉一停一推一停等复杂的动作,要求拉坯机无间隙传动,频率高,动态特性好。

目前以液压伺服马达和直流力矩马达代替齿轮驱动方式的拉坯机,其驱动装置的动态特性较好。

2.水平连铸机初期坯壳的形成与拉坯工艺在水平连铸过程中,由于结晶器是水平放置的,钢水经分离环进入结晶器传热是向三个方向进行的,坯壳也是向着这三个方向生长:1)向分离环:2)向铜结晶器3)向原凝固壳。

因此在完成一个拉坯过程时,便形成一个双三角形坯壳(图4—5 -16)。

一个完整的循环周期内铸坯的行程和相应形成的凝壳。

在图4- 5-16b中表示拉坯开始时坯壳刚从分离环处拉出,新流入结晶器内的钢液在分离环和结晶器之间的接触点、凝壳和结晶器之间的接触点结晶,两个结晶面在A点汇合,构成一个双三角形。

在整个拉坯过程中,A点总有钢液存在,但无凝壳形成。

图4-5—16c 和d,表示整个拉坯过程中,两个结晶面都在长大。

图4-5—16e表示在拉坯过程结束后生成了新的坯壳,新的坯壳与旧的坯壳仍在A点处的钢液中分开.通过一个在拉坯过程中预定的对铸坯的反推和停顿,在此期间凝壳增厚,可使在A点形成一个新老坯壳之间稳定的联接,在继续拉坯时,整个新结成的坯壳能从分离环中』顷利拉出。

但是,由于水平连铸采用间隙拉坯与分离环,会给连铸坯的凝固组织多少带有一些周期性的不连续性,在拉坯行程开始时,连铸坯的外壳被拉离分离环。

如此冷却条件使得新进来的钢水在分离环和连铸坯外壳上结晶,这样在一个拉坯周期中,就存在新的连铸坯外壳与旧的连铸坯外壳连接在一起的问题,从而在铸坯表面便形成了冷隔。

在保持适当的拉坯参数时,新旧结晶面形成的冷隔较浅,不会形成铸坯表面缺陷,当冷隔较深时,可篚造成铸坯表面冷隔裂纹缺陷.适当提高引锭频率、缩短步距长度、减少停顿时间、缩短拉坯周期以及合适的反推量,有利消除或减轻冷隔裂纹.在结晶器内进行电磁搅拌,以及减少结晶器与分离环之间的直径差,使冷隔裂纹得以减轻或消除。

日本首创了热喷丸法,即在红热铸坯表面喷丸打磨,可防止水平连铸坯固有的冷隔裂纹.水平连铸的拉坯工艺操作翱水由钢水罐注入中间罐之后,开始几秒钟拉坯在低速下进行,直到引锭杆嚣出结晶器为止。

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