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连铸连轧

第一章模铸与连铸的比较⏹模铸:钢水→整模→浇铸→脱模→均热→初轧→成品轧制⏹连铸:钢水→连铸→成品轧制⏹液态铸轧:钢水→铸轧成品模铸铸锭的凝固⏹将炼成的钢水浇注到铸铁或砂型制成的钢锭模内,凝固后形成的锭子称为钢锭。

钢锭经轧制或锻压成为钢材后方能使用,所以钢锭是半成品。

⏹根据浇注方法的分为上注钢锭和下注钢锭。

下注锭的表面质量优于上注锭。

⏹根据脱氧程度的不同又有沸腾钢钢锭、半镇静钢钢锭和镇静钢钢锭三种。

沸腾钢是脱氧不完全的钢,镇静钢是脱氧完全的钢,半镇静钢的脱氧程度介于前两者之间,接近于镇静钢。

钢锭的应用现状⏹模铸锭与连铸坯相比,所占比例逐年减少,最终将减少到约占10%,其中合金钢和不锈钢将减少到20%,工具钢和特殊钢将减少到40%。

这是由于连铸坯可以多炉连浇、收得率高、不需初轧或开坯、能耗低,质量甚至优于模铸锭。

⏹但模铸镇静钢不可能完全被淘汰,因为锻造用钢、一些小批量生产的高级合金钢及VAR(真空电弧重熔)和ESR(电渣精炼)用的坯料仍需用模铸镇静钢来生产。

钢锭的质量⏹钢锭的质量有表面质量和内部质量之分。

⏹表面质量:结疤、裂纹、表皮的纯净度和致密度。

⏹内部质量:钢锭内部的纯净度、致密度、低倍非金属夹杂物数量和宏观偏析的程度。

⏹沸腾钢的表面质量好,但由于锭心偏析大,内部质量不如镇静钢。

连铸:使金属液由中间包经浸入式水口不断地通过水冷结晶器,凝成硬壳后从结晶器下方出口连续拉出,经喷水冷却,全部凝固后切成坯料的一种铸造工艺。

连铸的设备以弧形连铸机为例,主要有钢包支承装置、盛钢桶(钢包)、中间罐、结晶器(一次冷却装置)、结晶器振动装置、铸坯导向和二次冷却装置、引锭杆、拉坯矫直装置(拉矫机)、切割设备和铸坯运出装置(见辊道和横向移送设备)等连铸的优点变间断生产为连续生产,产量↑(连铸比,连浇炉数)冷却强度大,铸造组织比较细密,偏析小切头切尾率少,成才过程烧损和切损少,成材率提高8~12%工艺过程缩短,生产周期短,能耗、运输成本降低,能耗降低30~60%(视是否热装、热送、直接轧制而定)环保条件好,无整、脱模时的污染便于自动化,提高技术水平连铸的好处在于节能和提高金属收得率。

连铸的发展史1、现代炼钢技术的发展(连铸技术的作用)(1) 1947年-1974年:技术特点:转炉、高炉的大型化;以模铸-初轧为核心,生产外延扩大。

(2) 1974年-1989年:技术特点:全连铸工艺,以连铸机为核心。

(3) 1989年-现在:提高连铸坯质量的技术1.1 钢水净化处理•对钢水进行真空脱气•吹氩搅拌1.2 无氧化浇铸或保护渣浇铸•采用密封性好的滑动水口•采用浸入式水口和保护渣浇铸采用浸入式水口和保护渣浇铸的技术措施:•出钢后在钢包内加保护剂•在钢包和中间包间采用长水口保护钢流•长水口处采用氩气密封•在中间包内加入保温剂•钢水在结晶器内用保护渣覆盖采用浸入式水口和保护渣浇铸的优点:•防止注流和结晶器内液面的氧化•防止钢流喷溅•改善结晶器润滑•促进气体和夹杂物上浮•保护渣可吸收上浮的某些夹杂物采用浸入式水口和保护渣浇铸的优点:•防止注流和结晶器内液面的氧化•防止钢流喷溅•改善结晶器润滑•促进气体和夹杂物上浮•保护渣可吸收上浮的某些夹杂物1.3 采用大型中间包•有利于中间包内钢液中杂质的上浮、去除•二段式档渣墙防止杂质进入结晶器•多炉连浇在钢包交换时可保证钢水液面的稳定1.4 中间包注流双重控制•塞棒控制:有利于开浇,防止钢水产生漩涡而卷入渣子但不利于自动控制,且控制精度差1.5 中间包重量自动控制在铸造速度波动时,能保证结晶器液位的稳定结晶器液位自动控制→浇钢的自动控制→铸坯质量的稳定1.6 结晶器铜板双镀层•双镀层铜板,既保证了板坯的表面质量,又延长了结晶器的使用寿命。

1.7 小辊密排及分节辊•小辊密排以解决鼓肚问题•分节辊以保证轧辊的刚度1.8 最佳二次冷却控制控制冷却方法:•固定喷水法•水表控制法•参数控制法•表面稳定控制法1.9 采用电磁搅拌•减小连铸坯内部的成分偏析和组织疏松•扩大等轴晶带•保证特殊钢材的质量,浇铸速度可以进一步提高M-EMS: 结晶器电磁搅拌S-EMS: 二冷区电磁搅拌F-EMS: 凝固末端电磁搅拌1.9 采用电磁搅拌1. 净化弯月面处的熔体2. 非金属夹杂物及气泡的离心化3. 冲刷凝固前沿4. 形成等轴晶1.10 通过设置垂直段,有利于夹杂物的上浮、去除,提高内部质量,消除连铸坯裂纹1.11 采用高温矫直、多点矫直等措施减小矫直过程中的变形内力,避免铸坯内裂的发生1.12 压缩铸造,减少板坯内部缺陷轻压下的作用:⏹(1) 破碎“晶桥”⏹(2) 补偿冷却收缩⏹(3) 减小“鼓肚”量1.13 板坯质量异常判定模型•根据仪表电器提供的各种设备参数和工艺参数,对照相应的技术标准,对板坯的质量异常情况进行跟踪判定,实现控制的自动化。

1.14 快速硫印•板坯质量的管理和检测技术•快速检测板坯内部硫的分布,检查偏析和内裂提高钢材质量的技术2.1 采取适宜的轧制工艺制度2.2 严格遵守加热、轧制及热处理工艺制度2.3 合理设计轧辊孔型2.4 利用轧制工序,消除或减小铸坯内部疏松等缺陷。

连铸坯的保温技术3.1 连铸坯的运送保温固定保温罩、运输保温车以及绝热辊道等等3.2 连铸坯在轧制过程中的保温•防止或减小温降•对连铸坯边角部分进行补偿加热电磁感应加热、火焰加热法和保温罩加热法•利用热卷曲箱将中间带坯卷成板卷,减少热量损失连铸机型①立式(空心管坯、大方坯)②立弯式(异形坯、大板坯、大圆坯)③弧形(薄板坯、圆坯、方坯)超低头(小方坯、小板坯)()④水平式(拉线坯、无缝管坯小方坯)不同形式铸机,厂房高度不同,液相钢水静压力不同,气体夹杂上浮不同,矫直应力不同,要根据钢种规格选取。

立式连铸机:立弯式连铸机:弧形连铸机:第二章:钢铁冶金系统工程1.工艺过程:矿石→选矿(磁选、浮选)→烧结(球团)→炼铁(高炉、非高炉)→炼钢(平炉、转炉)→铸造(模铸、连铸)→轧制(热轧、冷轧)→成品(板、管、型、线)。

2.最终产品的组织性能要满足用户的各种需要。

(强度、塑性、韧性、加工性能、特殊物理化学性能)。

3.最终性能取决于各工序的性能、组织、成份控制、具有遗传性、要求系列优化。

连铸钢水的准备要想使连铸生产稳定高效地进行,并且保证铸坯质量,首先要准备好成分、温度、脱氧程度及纯净度都合格的钢水。

这里重点介绍钢水温度的要求。

另外,炼钢工序和连铸工序要紧密配合,步调一致。

温度合格:控制出钢温度、浇铸温度(考虑过程温降)。

浇铸温度:指钢水进入结晶器时的温度。

也可以指中间包内的钢水温度.通常一炉钢水需在中间包内测温3次,即开浇后5min、浇铸中期和浇铸结束前5min,而这3次温平均值被视为平均浇铸温度。

钢水的浇铸温度要求:(在一定范围内的合理温度)◆在尽可能高的拉速下,保证铸坯出结晶器时形成足够厚度的坯壳,使连铸过程安全地进行下去;◆在结晶器内,钢水将热量平稳的传导给铜板,使周边坯壳厚度能均匀的生长,保证铸坯表面质量。

钢水温度过高的危害:①出结晶器坯壳薄,容易漏钢;②耐火材料侵蚀加快,各项消耗增加,易导致铸流失控,降低浇铸安全性;③增加非金属夹杂,影响板坯内在质量;⑤铸坯柱状晶发达,枝晶晶粒大,钢质变差;⑥中心偏析加重,易产生中心线裂纹;钢中气体夹杂物增加,铸坯易裂;钢水温度过低的危害:①浇铸困难,容易发生水口堵塞,浇铸中断;②结晶器液面结壳,钢水粘度增加,连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷;③气体夹杂物和非金属夹杂不易上浮,影响铸坯内在质量。

1.△T1 钢水从炼钢炉的出钢口流入钢包这个过程的温降热量损失形式:钢流辐射热损失、对流热损失、钢包吸热。

影响因素:出钢时间、出钢温度及钢包的使用状况。

降低热量损失的措施:①尽量降低出钢温度②减少出钢时间③维护好出钢口,使出钢过程中最大程度保持钢流的完整性④钢包预热⑤保持包底干净2、△T出完钢钢包内钢水到精炼开始前经过的运输和静置过程中产生的温降2热量损失形式:钢水上表面通过渣层的热损失、钢包包衬吸热。

影响因素:钢包的容量、包衬材质及温度,钢包的运输距离。

降低热量损失的措施:①钢包烘烤、充分预热②减少留置时间③在钢包内加入合适的保温剂3、△T3 钢包精炼过程的温降热量损失取决于二次精炼的时间和方法。

4、△T4 钢包精炼结束钢水在静置和运往连铸平台的温降热量损失形式:钢水上表面通过渣层的热损失、钢包包衬吸热。

热量损失大小:钢包内衬吸热降低加了保温剂,温降减小5、△T5 钢水从钢包注入中间包过程中产生的温降热量损失形式:辐射热损失、对流热损失、钢包吸热。

影响因素:钢流保护状况;中间包的容量、材质、烘烤温度及保温措施降低热量损失的措施:①钢流需保护,采用长水口②减少浇铸时间③充分预热中间包内衬④中间包钢液面添加保温剂⑤提高连浇炉数㈢钢水温度控制要点1、出钢温度控制:①提高终点温度命中率②确保从出钢到二次精炼站,钢包钢水温度处于目标范围之内2、充分发挥钢包精炼的温度与时间的协调作用3、控制和减少从钢包到中间包的温度损失采用长水口保护浇铸;钢包、中间包加保温剂3、钢水在钢包中的温度控制根据冶炼钢种严格控制出钢温度,使其在较窄的范围内变化;其次,要最大限度地减少从出钢、钢包中、钢包运送途中及进入中间包的整个过程中的温降。

实际生产中需采取在钢包内调整钢水温度的措施:①钢包吹氩调温。

②加废钢调温。

③在钢包中加热钢水技术。

④钢水包的保温。

2.成份合格基本成分:C 来自铁水或增碳剂Si 来自脱氧剂、铁合金Mn 来自铁水、脱氧剂、铁合金P 来自铁水、矿石S 来自铁水中的焦炭、石灰P 、S为有害元素,S引起热脆,P引起冷脆炉外精炼1.铁水预脱P、S在铁水罐内和鱼雷罐车内喷CaSi,CaO、Mg 粉;脱P希望温度较低,渣中FeO较高,有一定碱度[CaO/ SiO2];脱S希望温度较高,碱度较高,温度较高,渣流动性好;2.有真空的炉外精炼(可以脱气,有利于冶炼超低碳钢和高强钢)3.有热源的炉外精炼4.炉外精炼所起的作用缩短冶炼周期,便于和连铸匹配(缓冲环节)吹Ar搅拌,加快冶金反应,气体夹杂物上浮,均匀罐内温度喷粉、吐丝、渣洗深脱硫(加大反应界面,提高脱硫效率)微调成份,提高合金收得率调节连铸温度真空脱气、脱碳、脱氧一、拉速定义:拉坯速度是以每分钟从结晶器拉出的铸坯长度来表示.拉坯速度应和钢液的浇注速度相一致。

二、拉速控制的意义:拉速控制合理,不但可以保证连铸生产的顺利进行,而且可以提高连铸生产能力,改善铸坯的质量.现代连铸追求高拉速.三、拉速确定:1、确定原则:确保铸坯出结晶器时的能承受钢水的静压力而不破裂,对于参数一定的结晶器,拉速高时,坯壳薄;反之拉速低时则形成的坯壳厚。

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