null 连铸工艺 连铸工艺
连铸钢水的准备 中间包钢水温度的控制 拉速的确定和控制 铸坯冷却的控制 连铸过程检测与自动控制 连铸工艺流程概述连铸概述连铸概述连铸是将液态的钢水用连铸机浇注、冷凝、切割而直接得到铸坯的工艺。即将高温钢水连续不断地浇到一个或几个用强制水冷带有“活底”(叫引锭头)的铜模内(结晶器),钢水很快与“活底”凝结在一起,待钢水凝固成一定厚度的坯壳后,就从铜模的下端拉出“活底”,这样已凝固成一定厚度的铸坯就会连续地从水冷结晶器内被拉出来,在二次冷却区继续喷水冷却。带有液芯的铸坯,一边走一边凝固,直到完全凝固。待铸坯完全凝固后,用氧气切割机或剪切机把铸坯切成一定尺寸的钢坯。
连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序。
nullnull连铸机概述
(一)连铸机型
按连铸机的结构外形可把连铸机分为立式、立弯式、直结晶器的弧形、弧形、多半径弧形(椭圆形)和水平式等机型。
按铸坯断面大小和形状可分为板坯、大方坯、小方坯、圆坯、异形坯和薄板坯连铸机等。
(二)主体设备与浇注过程
连铸机主体设备包括:钢包回转台、中间包、中间包台车、结晶器、结晶器振动装置、二次冷却装置、拉坯矫直机、引锭装置、切割装置等。
null(1)钢包回转台
钢包回转台设置在转炉跨与连铸跨之间,它的本体是一个具有同一水平高度两端带有钢包支撑架的转臂,绕回转台旋转。有双臂摇摆式和多功能回转台。
功能:具有实现多炉连浇、吹氩调节钢水温度、钢包加盖保温、钢包倾翻等功能。
(2)中间包
中间包是钢包和结晶器之间用来接收钢水的过渡装置。中间包一般为矩形,由包体、包盖、塞棒和水口组成,其容量一般为钢包容量的20~40%
钢水流量的控制方式有塞棒式、定径水口式和滑动水口式三种。null中间包的功能与作用
①稳定钢流,减少钢流对结晶器中坯壳的冲刷;
②使钢液在中间包内有合适的流场和适当长的停留时间,以保证钢水温度均匀及非金属夹杂物分离上浮;
③对多流连铸机由中间包进行分流;
④在多炉连浇时,中间包中贮存的钢水在换包时起到衔接的作用。null(3)结晶器
结晶器是连铸机的心脏,由铜和少量银、铬或锆制成,
表
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面电镀铬、镉镍、钴等。可分为直结晶器和弧形结晶器。
结晶器要求:
①具有良好的导热性能,能使钢液在结晶器内迅速凝固成足够厚度的初生坯壳;
②结构刚性好,易于制造、拆装、调整和维修方便;
③有较好的耐磨性和寿命;
④振动平稳可靠;
⑤有足够的强度和硬度。null(4)结晶器振动装置
结晶器振动的目的是防止因坯的粘钢而发生漏钢事故。
(5)二次冷却装置
二次冷却装置的作用为:①通过喷水冷却,加速钢坯凝固;②通过夹辊和侧导辊对带液芯的钢坯具有支撑和导向作用,防止并限制钢坯发生鼓肚、变形和漏钢事故;③对引锭杆具有支撑和导向作用。null(6)拉坯矫直机
拉坯矫直机(拉矫机)用于对铸坯的拉坯和矫直。
拉胶机的要求:
①具有足够的拉坯和矫直能力,以克服浇注过程中可能出现的最大阻力;
②具有良好的调速性能,以适应不同条件下拉速的变化和快速上引锭杆的需要;
③在结构上要适应铸坯断面在一定范围内的变化,并允许不能矫直的柱坯通过。null(7)引锭装置
引锭装置包括引锭头、引锭杆和引锭杆存放装置。
引锭杆按结构型式分为桡性引锭杆和刚性引锭杆;按安装方式分为下装引锭杆和上装引锭杆。
(8)铸坯切割设备
铸坯切割设备用于在铸坯行进过程中将它切割成所需求的定尺长度。分为火焰切割和机械切割两种。 连铸钢水的准备 连铸工艺要求:温度稳定、拉速稳定、液面稳定
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。 连铸钢水的准备 钢水在钢包内的温度控制钢水在钢包内的温度控制钢包吹氩调稳
连铸生产中采用钢包吹氩方式来搅拌钢液,使钢包内温度均匀。
加废钢调稳
当钢水温度过高时,可在吹氩搅拌的同时,向钢包内加入纯净的轻型废钢,降低钢水温度。
钢包保温
加钢包保温剂、加快烘包null
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次温度的平均值被视为平均浇铸温度。
null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,使连铸过程安全的进行下去;
◆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。
null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,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;
④铸坯柱状晶发达;
⑤中心偏析加重,易产生中心线裂纹。
null 钢水温度过低的危害:
①容易发生水口堵塞,浇铸中断;
②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷;
③非金属夹杂不易上浮,影响铸坯内在质量。
一、浇铸温度的确定
(浇铸温度也称目标浇铸温度):
T浇=TL+△T
式中: TL——液相线温度
△T ——钢水过热度
中间包钢水温度的控制null 1、液相线温度TL
液相线温度,即开始凝固的温度,就是确定浇铸温度的基础。推荐一个计算公式:
TL =1537-{88[%C]+8[%Si]+5[%Mn]+30[%P]+
25[%S]+5[%Cu]+4[%Ni]+ 2[%Mo]+ 2[%V]+ 1.5[%Cr]} null2、钢水过热度△T的确定
钢水过热度主要是根据铸坯的质量要求和浇铸性能来确定。
钢种类别 过热度
非合金结构钢 10-20℃
铝镇静深冲钢 15-25℃
高碳、低合金钢 5-15℃
二、出钢温度的确定 二、出钢温度的确定 ㈠ 钢水过程温降分析
钢水从出钢到进入中间包经历5个温降过程:
△T总=△T1+△T2+△T3+△T4+△T5
△T1 出钢过程的温降;
△T2 出完钢钢水在运输和静置期间的温降
(1.0~1.5℃/min);
△T3 钢包精炼过程的温降(6~10℃/min);
△T4 精炼后钢水在静置和运往连铸平台的温降
(0.5~1.2℃/min);
△T5 钢水从钢包注入中间包的温降。
null1、△T1 钢水从炼钢炉的出钢口流入钢包这个过程的温降
分析:
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
null2、△T2 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
分析:
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
null
3、△T3 钢包精炼过程的温降
分析:
热量损失取决于二次精炼的时间和方法。
例如:向钢包中吹Ar, 由于Ar气的搅拌强化了对流传热,同时Ar气本身还吸热,所以随着吹Ar时间的延长及Ar气量的增加,热量损失会增大.
null4、△T4 钢包精炼结束钢水在静置和运往连铸平台的温降
分析:
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null5、△T5 钢水从钢包注入中间包过程中产生的温降
分析:
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
null㈡ 出钢温度的确定
T出钢 = T浇+△T总
控制好出钢温度是保证目标浇铸温度的首要前提。具体的出钢温度要根据每个钢厂在自身温降规律调查的基础上,根据每个钢种所要经过的工艺路线来确定。null㈢ 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
null 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。
拉速的确定和控制一、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。一般,拉速应确保出结晶器的坯壳厚度为8-15mm。 拉速的确定和控制null2、影响因素
A、机身长度的限制
根据凝固的平方根定律,铸坯完全凝固时达到的厚度
又 机身长度
得到拉速null
B、拉坯力的限制
拉速提高,铸坯中的未凝固长度变长,各相应位置上凝固壳厚度变薄,铸坯表面温度升高,铸坯在辊间的鼓肚量增多。拉坯时负荷增加。超过拉拔转矩就不能拉坯,所以限制了拉速的提高。
C、结晶器导热能力的限制
根据结晶器散热量计算出,最高浇注速度
板坯为2.5米/分
方坯为3-4米/分
null
D、拉坯速度对铸坯质量的影响
(1)降低拉速可以阻止或减少铸坯内部裂纹和中心偏析
(2)提高拉速可以防止铸坯表面产生纵裂和横裂
(3)为防止矫直裂纹,拉速应使铸坯通过矫直点时表面温度避开钢的热脆区。
E、钢水过热度的影响
一般连铸规定允许最大的钢水过热度,在允许过热度下拉速随着过热度的降低而提高。
F、钢种影响
就含碳量而言,拉坯速度按低碳钢、中碳钢、高碳钢的顺序由高到低;
就钢中合金含量而言,拉速按普碳钢、优质碳素钢、合金钢顺序降低。
null 铸坯冷却的控制
钢水在结晶器内的冷却即一冷确定,其冷却效果可以由通过结晶器壁传出的热流的大小来度量。
1、一冷作用:一冷就是结晶器通水冷却。其作用是确保铸坯在结晶器内形成一定的初生坯壳。
2、一冷确定原则:一冷通水是根据经验确定,以在一定工艺条件下钢水在结晶器内能够形成足够的坯壳厚度和确保结晶器安全运行为前提。
通常结晶器周边供水2L/mm.min。进出水温差不超过10 0C,出水温度控制在45-500 0C为宜,水压控制在0.4-0.7Mpa. 铸坯冷却的控制一、一冷确定nullnull二、二冷确定null1、二冷作用:二次冷却是指出结晶器的铸坯在连铸机二冷段进行的冷却过程.其目的是对带有液芯的铸坯实施喷水冷却,使其完全凝固,以达到在拉坯过程中均匀冷却.
2、二冷强度确定原则:二冷通常结合铸坯传热与铸坯冶金质量两个方面来考虑.铸坯刚离开结晶器,要采用大量水冷却以迅速增加坯壳厚度,随着铸坯在二冷区移动,坯壳厚度增加,喷水量逐渐降低.因此,二冷区可分若干冷却段,每个冷却段单独进行水量控制.同时考虑钢种对裂纹敏感性而有针对性的调整二冷喷水量.null3、二冷水量与水压:
对普碳钢低合金钢,冷却强度为:1.0-1.2L/Kg钢.
对低碳钢、高碳钢,冷却强度为:0.6-0.8L/Kg钢.
对热裂纹敏感性强的钢种,冷却强度为:
0.4-0.6L/Kg钢.
水压为0.1-0.5MPa 连铸过程检测与自动控制一、连铸过程自动检测 连铸过程检测与自动控制(一)中间包钢液温度测定
1、中间包钢液温度的点测null
用快速测温头及数字显示二次仪测量温度。
null
2、中间包钢液温度的连续测定
null(二)结晶器液面控制
1、放射性同位素测量法
null2、红外线结晶器液面测量法null3、热电偶结晶器液面测量法null4、激光结晶器液面测量法null(三)连铸机漏钢预报装置
null(四)连铸二次冷却水控制
null(五)铸坯表面缺陷在线检测
1、工业电视摄象法
null2、涡流检测法
二、连铸过程质量控制
(一)提高钢水纯净度的措施
1、无渣出钢
2、选择合适的精炼处理方式
3、采用无氧化浇注技术
4、充分发挥中间罐冶金净化器的作用
5、选用优质耐火材料
6、充分发挥结晶器的作用
7、采用电磁搅拌技术,控制注流运动
null (二)连铸坯表面质量及控制
连铸坯表面质量的好坏决定了铸坯在热加工之前是否需要精整,也是影响金属收得率和成本的重要因素,还是铸坯热送和直接轧制的前提条件。
连铸坯表面缺陷形成的原因较为复杂,但总体来讲,主要是受结晶器内钢液凝固所控制。
nullnull(三)连铸坯内部质量及控制
铸坯的内部质量是指铸坯是否具有正确的凝固结构、偏析程度、内部裂纹、夹杂物含量及分布状况等。
凝固结构是铸坯的低倍组织,即钢液凝固过程中形成等轴晶和柱状晶的比例。铸坯的内部质量与二冷区的冷却及支撑系统密切相关。nullnull 1、减少铸坯内部裂纹的措施
(1)采用压缩浇铸技术,或者应用多点矫直技术
(2)二冷区采用合适夹辊辊距,支撑辊准确对弧
(3)二冷水分配适当,保持铸坯表面温度均匀
(4)合适拉辊压下量,最好采用液压控制机构
null2、 夹杂物的控制null(3)钢包精炼渣成分控制
不管采用何种精炼方法(如RH、LF、VD),合理搅拌强度和合理精炼渣组成是获得洁净钢水的基础。
合适的钢包渣成分
CaO/ Al2O3=1.5~1.8,CaO/ SiO2=8~13,(FeO+MnO)<5%。
高碱度、低熔点、低氧化铁、富CaO钙铝酸盐的精炼渣,能有效吸收大颗粒夹杂物,降低总氧。nullnull(5)中间包控流装置
中间包不是简单的过渡容器,而是一个冶 金反应容器,作为钢水进入结晶器之前进一步净化钢水
中间包促进夹杂物上浮其方法:
1)增加钢水在中间包平均停留时间t:
t=w/(a×b×ρ×v)
中间包向大容量深熔池方向发展。
2)改变钢水在中间包流动路径和方向,促进
夹杂物上浮。null(6)中间包复盖剂
中间包是钢水去除夹杂物理想场所。钢水面上复盖剂要有效吸收夹杂物。
碳化稻壳;
中性渣:(CaO/SiO2=0.9~1.0);
碱性渣:(CaO+MgO/SiO2≥3);
双层渣。
渣中(SiO2)增加,钢水中T[O]增加。生产洁净钢应用碱性复盖剂。null(7)碱性包衬
钢水与中间包长期接触,钢水与包衬的热力学性能必须是稳定的,这是生产洁净钢的一个重要条件。
包衬材质中SiO2增加,铸坯中总氧T[O]是增加,因此生产洁净钢应用碱性包衬。
对低碳Al -K钢,中间包衬用Mg-Ca质涂料(Al2O3→0),包衬反应层中Al2O3可达21%,
说明
关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书
能有效吸附夹杂物。null(8)钢种微细夹杂物去除
大颗粒夹杂(>50μm)去除, 采用中间包控流技术;
小颗粒夹杂(<50μm)去除:
-中间包钙质过滤器
-中间包电磁旋转null(9)防止浇注过程下渣和卷渣
— 加入示踪剂追踪铸坯中夹杂物来源;
— 结晶器渣中示踪剂变化;
— 铸坯中夹杂物来源,初步估算外来夹杂物占41.6%二次氧化占 39%,脱氧产物为20%nullnull(11)结晶器钢水流动控制
null(四)连铸坯形状缺陷及控制
1、鼓肚变形
带液心的铸坯在运行过程中,于两支撑辊之间,高温坯壳中钢液静压力作用下,发生鼓胀成凸面的现象,称之为鼓肚变形。板坯宽面中心凸起的厚度与边缘厚度之差叫鼓肚量,用以衡量铸坯彭肚变形程度。nullnull 减少鼓肚应采取措施
◆ 降低连铸机的高度
◆ 二冷区采用小辊距密排列;铸机从上到下
辊距应由密到疏布置;
◆ 支撑辊要严格对中
◆ 加大二冷区冷却强度 。
◆ 防止支撑辊的变形,板坯的支撑辊最好选
用多节辊。
null2、菱形变形
菱形变形也叫脱方。是大、小方坯的缺陷。是指铸坯的一对角小于90°,另一对角大于90°;两对角线长度之差称为脱方量。
应对菱变的措施 应对菱变的措施 ◆ 选用合适锥度的结晶器
◆ 结晶器最好用软水冷却
◆ 保持结晶器内腔为正方形,以使凝固坯壳为
规规正正的形状
◆ 结晶器以下的600mm距离要严格对弧;并确保二冷区的均匀冷却 。
◆ 控制好钢液成分。
null3、圆铸坯变形
圆坯变形成椭圆形或不规则多边形。圆坯直径越大,变成随圆的倾向越严重。形成椭圆变形的原因有:
1)圆形结晶器内腔变形;
2)二冷区冷却不均匀;
3)连铸机下部对弧不准;
4)拉矫辊的夹紧力调整不当,过分压下。
null 可采取相应措施:
◆ 及时更换变形的结晶器
◆ 连铸机要严格对弧
◆ 二冷区均匀冷却
◆ 可适当降低拉速
null三、中间包冶金
当前对钢产品质量的要求变得更加严格。中间包不仅仅只是生产中的一个容器,而且在纯净钢的生产中发挥着重要作用。
70年代认识到改变中间包形状和加大中间包容积可以达到延长钢液的停留时间,提高夹杂物去除率的目的;安装挡渣墙,控制钢液的流动,实现夹杂物有效碰撞、长大和上浮。80年代发明了多孔导流挡墙和中间包过滤器。
null 在防止钢水被污染的技术开发中,最近已有实质性的进展。借助先进的中间包设计和操作如中间包加热,热周转操作,惰性气氛喷吹,预熔型中间包渣,活性钙内壁,中间包喂丝,以及中间包夹杂物行为的数学模拟等,中间包在纯净钢生产中的作用体现得越来越重要。
在现代连铸的应用和发展过程中,中间包的作用显得越来越重要,其内涵在被不断扩大,从而形成一个独特的领域——中间包冶金。
nullnull中间包冶金的最新技术 中间包冶金的最新技术 ◆ H型中间包
◆离心流中间包
◆中间包吹氩
◆去夹杂的陶瓷过滤器
◆电磁流控制null思考题:
1、中间包钢水温度怎样控制?
2、拉速的确定原则是什么?
3、铸坯冷却怎样控制?
4、连铸坯的鼓肚缺陷怎样控制?
5、连铸坯的脱方怎样控制?
6 、连铸过程检测与自动控制有何意义?