1、陽春新鋼鐵連鑄工藝介紹,授課人：謝凱,連鑄工藝流程,大包鋼水 回轉(zhuǎn)臺 中間包 結(jié)晶器 二冷室 拉矯機 脫坯輥 切前輥道 夾持輥 火切機 切后輥道 翻鋼機 冷床 移坯車熱送輥道或鑄坯集積,連鑄工序主要設備及用途,1.大包回轉(zhuǎn)臺：它的作用是將位于受包位置的滿載鋼包轉(zhuǎn)至澆鋼位置進行澆注，將澆完鋼水的空包回轉(zhuǎn)至受鋼位置準備吊走。 2.中間包：它的作用是減壓、穩(wěn)流、去渣、 貯鋼、分流和中間包冶金等重要作用。 3.中包小車：它的作用是用來支撐、運輸、更換中間包的設備。,4.結(jié)晶器:它的作用是一個水冷的鋼錠模，是連鑄機非常重要的部件，是連鑄設備的心臟。 5.結(jié)晶器振動裝置：它的作用是固定結(jié)晶器、鑄坯脫模。

2、6.二次冷卻系統(tǒng)裝置：它的作用是冷卻、支撐、導向。 7.拉矯機：它的作用是拉坯、矯直、送引錠。 8.引錠存放裝置:它的作用是存放引錠桿。,9.火焰切割裝置：它的作用是把鑄坯安照要求切割成規(guī)定的尺寸。 10.輥道：它的作用是支撐、輸送鋼坯。 11.冷床：它的作用是冷卻、貯存鋼坯。 12.推鋼機：它的作用是負責把鋼坯集中在一起。,連鑄機的主要工藝參數(shù),連鑄機的工藝設計及裝備水平和控制方式,1.工藝設計 1）.兩臺五機五流連鑄機本體及其能源介質(zhì)設施的自動化儀表系統(tǒng)。 2）.可以生產(chǎn)各種150mm*150mm的品種方坯如（碳素結(jié)構鋼 Q235Q195,優(yōu)碳鋼 45A45E,低合金鋼 HRB335HRB

3、400,高碳鋼 65,冷墩鋼 ML10-45 ,焊條鋼 H08,焊絲鋼 ER70S-6 ）等。,2.裝備水平和控制方式 兩臺鑄機配置技術先進、經(jīng)濟合理、可靠的PLC控制系統(tǒng)對連鑄機生產(chǎn)過程進行監(jiān)控、管理。為保證基礎自動化系統(tǒng)的統(tǒng)一性、完整性及可靠的通訊，擬選用電氣儀表一體化的PLC控制系統(tǒng)。主要功能包括連鑄工藝過程實時數(shù)據(jù)采集控制，回路的參數(shù)設定、計算和控制，系統(tǒng)聯(lián)鎖控制，二次冷卻水控制，設備故障報警，連鑄設備狀態(tài)信息檢測。,連鑄工藝過程主要控制系統(tǒng)的簡要說明,1.結(jié)晶器液面控制系統(tǒng) 結(jié)晶器液面控制通過放射性同位素傳感器測得液面信號,控制中間罐的塞棒移動，必要時也調(diào)節(jié)拉坯速度,以穩(wěn)定鋼水液面。

4、在自動開澆過程中，結(jié)晶器液面控制將按照一個儲存的時間斜率進行控制，在正常澆鑄過程中，按PI控制規(guī)律實現(xiàn)閉環(huán)自動控制，可以有效的提高鑄坯質(zhì)量。,2.二次冷卻水控制系統(tǒng) 為了保證鑄坯在二冷段表面溫度達到預定目標值，準確控制鑄坯凝固點的 位置，二次冷卻采用氣水噴霧冷卻方式。根據(jù)一定的鋼種、斷面和拉速測量值由PLC根據(jù)給水數(shù)學模型運算給出二冷水各回路設定值，按PID控制調(diào)節(jié)閥，實現(xiàn)二冷水的自動控制。二冷水區(qū)分為三段控制，其中二冷II段采用雙回路給水，以保正噴淋均勻，并同時滿足澆優(yōu)質(zhì)合金鋼時給水量小的弱冷和澆普鋼時給水流量大的強冷。,連鑄工藝與鑄坯質(zhì)量,1、鋼潔凈度概論 1、1鋼潔凈度概念 1、1、1鋼

5、的潔凈度：鋼中氧化物夾雜的種類、數(shù)量、尺寸和分布 1、1、2鋼的純凈度：鋼中有害元素S、P、N、H、O（總氧）水平,定義：當鋼中非金屬夾雜物直接或間接影響產(chǎn)品性能和使用性能時，該鋼就不是潔凈鋼。反之就是潔凈鋼。 1、2連鑄坯夾雜物的特點和來源：,1、2、2鋼中夾雜物的類型： 外來夾雜物：二次氧化物、夾渣、耐火材料的浸蝕物； 內(nèi)生夾雜物：脫氧產(chǎn)物、凝固再生夾雜物 1、4鋼中夾雜物評價 直接分析法： 非金屬夾雜物評級法 A類：（硫化物夾雜）具有高的延展性，夾雜物形態(tài)比較大，呈黑色，一般端部呈圓角； B類：（氧化鋁）大多數(shù)不變形，帶菱角，形態(tài)比小（小于3），呈黑色粒狀，沿軋制方向排成一行；,C類：（

6、硅酸鹽）延性好，形態(tài)比較大（大于3），呈黑色或灰色，一般端角呈銳角； D類：（球狀氧化物）不變形，帶菱角或圓形，形態(tài)比較小（小于3），無規(guī)則分布，呈黑色或藍色； Ds類：（單顆粒球狀）夾雜物呈圓形或近似球形，是直徑大于13m的單顆粒夾雜物。 金相顯微鏡觀察法,間接分析法 鋼中總氧法 鋼中的氧以兩種形式存在：溶解于鋼中的溶解氧和存在于氧化物的氧，鋼中的總氧含量是兩者之和。鋼中的總氧含量越低，說明鋼中氧化物夾雜越少，鋼就越干凈。 鋼中酸溶鋁損失法,定義：二次氧化是指鋼水中的合金元素與空氣中的氧、爐渣、耐火材料中的氧化物發(fā)生化學反應，生成新的氧化物相而污染鋼水。 2.1：鋼水與空氣的二次氧化： 2.

7、1.1：注流與空氣接觸吸氧 2.1.2：注流卷入空氣吸氧 2.1.3：鋼水裸露吸氧 2.2：鋼水與耐火材料的二次氧化： 2.2.1：中間包襯 包襯材料中含有SiO2被鋼水中的Al還原生成Al2O3，使鋼潔凈度降低。因此，中間襯向堿性材質(zhì)方向發(fā)展。,2.2.2：浸入式水口 鋼水與熔融石英水口會發(fā)生反應，生成MnO.Sio2，熔點為1200左右，水口被侵蝕，生成物成為外來夾雜物。因此，澆注高 Mn 和含Al的鋼時，必須使用鋁鋯碳質(zhì)水口。 2.2.3：澆注過程中下渣、卷渣 2.3：鑄坯中的夾雜物：外來夾雜物（鋼包下渣+卷渣）41%；二次氧化39%；脫氧產(chǎn)物20%。 2.4：從來源上說，鋼中夾雜物可分

8、為三類： 2.4.1：沒有上浮的脫氧產(chǎn)物。 2.4.2：澆注過程中生成的二次氧化產(chǎn)物。 2.4.3：凝固過程中形成的夾雜物。,措施： 、防止二次氧化。保護澆注；堿性包襯；堿性覆蓋劑； 、防止?jié)沧⑦^程下渣。出鋼擋渣；中間包恒重操作、中間包液面高度監(jiān)測；提高鋼包自開率和長水口操作水平。 、防止結(jié)晶器卷渣。結(jié)晶器液面自動控制（波動3mm+3mm）；合適的保護渣。 、提高非穩(wěn)態(tài)澆注的操作水平。,3.1：中間包作為精煉反應器時，可以完成以下冶金功能： 3.1.1：消除鋼水中夾雜物的污染，如杜絕鋼水二次氧化、耐火材料的侵蝕和鋼包下渣； 3.1.2：改善鋼水流動形態(tài)，延長鋼水在中間包內(nèi)停留時間等，促使鋼水中

9、夾雜物的上浮分離； 3.1.3：防止中間包內(nèi)鋼水漩渦和表面波的生成，以阻止中間包表面覆蓋渣卷入鋼水； 3.1.4：采用附加的冶金工藝完成中間包精煉功能，如夾雜物形態(tài)控制、鋼水成分微調(diào)、鋼水溫度的精確控制等。,3.2：中間包控制流動 3.2.1：擋渣墻 作用是封閉鋼包注流沖擊區(qū)的紊流，防止表面卷渣，延長鋼水平均停留時間，利于夾雜物上浮。 3.2.2：擋渣壩 作用是減少死區(qū)，延長鋼水平均停留時間，增加夾雜物分離的幾率。,4.1：結(jié)晶器鋼水流動與鑄坯表面缺陷 4.1.1：鋼水從中間包浸入式水口流出進入結(jié)晶器，鋼水迅速凝固成規(guī)定形狀的坯殼，且邊傳熱、邊凝固、邊運動，形成了一個很長的液相穴。從彎月面開始

10、，在結(jié)晶器區(qū)域內(nèi)對鋼水的流動要求是： 、不應把結(jié)晶器保護渣卷入鋼水內(nèi)部； 、鋼水的流動應有利于液相穴夾雜物上浮； 、鋼水運動不應對凝固殼產(chǎn)生沖刷作用。,4.1.2：與結(jié)晶器內(nèi)鋼水流動模式有關的鑄坯缺陷有： 、從浸入式水口流出的流股沖向窄面區(qū)域，使窄面坯殼變薄，這樣會產(chǎn)生角部縱裂紋，嚴重時甚至漏鋼； 、沿窄面向上流股動量太強，或流股中含有氣泡降低了密度，流股向上提升，引起了彎月面區(qū)液面波動太大，液渣滲入到坯殼與銅板的氣隙困難，導致彎月面的不均勻熱流，從而產(chǎn)生縱裂紋。,、結(jié)晶器鋼水流動模式的改變引起過大的液面波動，破壞了彎月面的穩(wěn)定凝固，在鑄坯表面形成深振痕和局部卷渣等表面缺陷； 、結(jié)晶器彎月面區(qū)

11、表面流速太弱或鋼水溫度太低，造成局部冷凝形成深振痕和彎月面區(qū)初生坯殼呈“鐮刀彎”形狀，會捕捉渣滴、夾雜物和氣泡進入凝固坯殼。 因此，鑄坯表面缺陷的形成在很大程度上是與結(jié)晶器液面波動密切相關的。而液面波動程度取決于結(jié)晶器內(nèi)鋼水流動模式。從生產(chǎn)潔凈鋼觀點來看，帶有夾雜物和氣泡的鋼水從中間包流入到結(jié)晶器，在,結(jié)晶器內(nèi)應創(chuàng)造良好的流動模式，既要促進鋼水中夾雜物上浮被保護渣吸收，又要保護渣不卷入到凝固坯殼內(nèi)。,連鑄坯缺陷有哪幾種類型？ 連鑄坯缺陷可分為以下三類： 表面缺陷：包括表面縱裂紋、表面橫裂紋、皮下夾渣、皮下氣孔、表面凹陷等； 內(nèi)部缺陷：包括中間裂紋、邊部裂紋、角部裂紋、夾雜、中心裂紋和偏析等；

12、形狀缺陷：方坯菱變（脫方）和鼓肚。,提高連鑄坯表面質(zhì)量的措施,連鑄坯表面質(zhì)量主要受結(jié)晶器內(nèi)鋼水凝固過程控制。綜上所述，提高連鑄坯表面質(zhì)量的主要措施可以概括為以下幾個方面： 1). 結(jié)晶器液面的穩(wěn)定性。鋼液面波動會引起坯殼生長的不均勻，渣子也會被卷入坯殼形成皮下夾渣。鋼液面波動在5mm以內(nèi)，可消除皮下夾渣。因此選擇靈敏可靠的液面控制系統(tǒng)，保證液面波動在允許的范圍內(nèi)是非常重要的。 2). 結(jié)晶器振動。鑄坯表面薄弱點是彎月面坯殼形成“振動痕跡”。易在波谷處形成橫裂紋、氣泡。采用高頻小振幅的結(jié)晶器振動機構，可以減少振痕深度。,3). 初生坯殼的均勻性。結(jié)晶器彎月面初生坯殼不均勻會造成縱裂和凹陷，導致拉

13、漏。坯殼生成的均勻性決定于鋼成分、結(jié)晶器冷卻、鋼液面穩(wěn)定性和保護渣潤滑性能。 4). 結(jié)晶器鋼液流動。結(jié)晶器由注流引起的強制流動、浸入式水口的插入深度小于50mm或大于170mm（煉鋼廠規(guī)定是80-120mm）都易導致卷渣而形成皮下夾渣。 5). 保護渣性能。應有良好的吸收夾雜物能力和渣膜潤滑能力。,提高連鑄坯表面質(zhì)量的措施,鑄坯內(nèi)部缺陷的產(chǎn)生，涉及到鑄坯凝固傳熱、傳質(zhì)和應力的作用，生成機理是極其復雜的，主要決定于鑄坯在二冷區(qū)的凝固冷卻過程和鑄坯的支撐系統(tǒng)的精度。合理的二冷水流分布、支承輥的嚴格對中、防止鑄坯鼓肚變形等，是提高內(nèi)部質(zhì)量的關鍵。 但總的來說，鑄坯內(nèi)部缺陷是受二次冷卻區(qū)鑄坯凝固過程控制的，在很大程度上和鑄坯的二次冷卻以及自二冷區(qū)至拉矯機的設備狀況有關。 其主要缺陷有：內(nèi)部裂紋、中心偏析和中心疏松，以及鑄坯內(nèi)部的宏觀非金屬夾雜物等。 提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的主要措施可以概括為以下四個方面：,提高連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的措施,1). 控制鑄坯結(jié)構。首要的是擴大鑄坯中心等軸晶區(qū)，抑制柱狀晶生長，可減輕中心偏析和中心疏松。為此采用鋼水低過熱度澆注