1、連鑄新技術(shù),連鑄新技術(shù)主要體現(xiàn)在: 連鑄機(jī)的高生產(chǎn)率( 作業(yè)率、拉速、設(shè)備可靠) 和連鑄坯的質(zhì)量( 鑄坯潔凈度、鑄坯表面缺陷、鑄坯內(nèi)部缺陷) 。,一、 提高連鑄機(jī)生產(chǎn)率,1.1 提高連鑄機(jī)作業(yè)率 目前在鋼鐵工業(yè)發(fā)達(dá)國家, 現(xiàn)代化大型板坯連鑄機(jī)的作業(yè)率已達(dá)90%以上, 方坯連鑄機(jī)的作業(yè)率也在90%以上, 有的甚至達(dá)到了95%。,提高連鑄機(jī)作業(yè)率的措施: ( 1 ) 提高連澆爐數(shù)。國外鋼廠板坯連澆爐數(shù)在1500爐以上, 方坯在1000 爐以上。 ( 2 ) 提高結(jié)晶器的使用壽命。在日本結(jié)晶器壽命由200300 爐提高到1 0003 000 爐。 ( 3 ) 結(jié)晶器下部鋼板采用多層電鍍、先鍍Ni 再

2、鍍磷化物和Cr, 并改變鍍層范圍和厚度。 ( 4 ) 改變結(jié)晶器冷卻槽的形狀和間隔, 銅板表面彎月面附近溫度可降到100 左右, 壽命大大提高。,( 5) 將板坯連鑄結(jié)晶器厚度改為33 mm40 mm 冷卻水縫寬為5 mm, 冷卻水流速達(dá)9 m/s 以上, 防止粘接性漏鋼。 ( 6) 漏鋼預(yù)報(bào)技術(shù), 將多個(gè)熱電偶埋設(shè)在銅板內(nèi), 使之形成網(wǎng)絡(luò)布置, 根據(jù)各個(gè)熱電偶測(cè)得的溫度變化進(jìn)行預(yù)報(bào), 拉漏率在0.4%以下。 ( 7) 異鋼種接澆技術(shù)。在結(jié)晶器內(nèi)插金屬連接件并放入隔層材料, 防止鋼液成分混合?？s短連鑄輔助作業(yè)時(shí)間, 提高金屬收得率。,(8) 鋼包、中間包和澆注水口的快速更換技術(shù), 各國尤其對(duì)快

3、速更換中間包浸入式水口已獲成功, 更換時(shí)間12 min, 最快的僅使鋼流斷流3 s。 (9) 中間包熱態(tài)循環(huán)使用技術(shù), 日本達(dá)450 次。 (10) 防止浸入式水口堵塞, 塞棒和浸入式水口吹A(chǔ)r, 中包設(shè)擋渣墻和陶瓷過濾器, 中包加Ca 處理等, 可保多爐連澆。,(11) 提高輥?zhàn)邮褂脡勖? 如在鍛造輥上焊接耐磨性CrB 型材料, 或使用襯套式復(fù)合輥。在板坯機(jī)上可使彎弧部分的輥?zhàn)訅勖_(dá)到6 0009 000 爐, 水平部分輥?zhàn)訅勖_(dá)1.2 萬2.8 萬爐。 (12) 縮短非澆注時(shí)間, 如: 上裝引錠桿; 鑄機(jī)采用整體快速更換; 采用各種自動(dòng)檢測(cè)裝置, 提高自動(dòng)化控制水平, 加強(qiáng)鑄機(jī)設(shè)備維護(hù)。,

4、1.2 提高連鑄機(jī)拉速技術(shù),現(xiàn)代化小方坯連鑄機(jī)拉速已達(dá)4.05.0 m/min( 130 mm130 mm) , 板坯連鑄機(jī)拉速已達(dá)2.5 m/min220 mm( 700 mm1 650 mm) 。 當(dāng)連鑄機(jī)作業(yè)率超過了80%以上時(shí), 再提高連鑄機(jī)產(chǎn)量就必須提高拉速。提高拉速的關(guān)鍵在于確保結(jié)晶器均勻的坯殼厚度、液相穴的長度和鑄坯的冷卻強(qiáng)度。因此, 采用以下新技術(shù)。,( 1) 結(jié)晶器錐度的改進(jìn) 方坯連鑄機(jī)多采用拋物線錐度、三錐度, 在彎月面處最大, 為2.3%/m, 冷卻水流速提高到12 m/s, 提高了散熱能力。結(jié)晶器的幾何形狀適應(yīng)了其收縮變化過程。因此, 模壁與坯殼始終能和中部坯殼一樣均勻

5、地生長。抑制了裂紋和漏鋼及菱度缺陷, 拉速當(dāng)然提高。板坯結(jié)晶器以增加銅板厚度, 冷卻水水縫變窄為5 mm, 冷卻水流速提高到9 m/s, 壽命和拉速均提高。,( 2) 結(jié)晶器液面波動(dòng)控制技術(shù) 目前, 通過同位素法(Co60 或Se137) 、熱電偶法、電磁渦流法、浮子法、紅外線法等, 常用的是同位素法和電磁渦流法?？蓪⒁好娌▌?dòng)控制在3 mm 以內(nèi), 最好的已經(jīng)達(dá)到1 mm。 ( 3) 結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù) 高拉速要求結(jié)晶器振動(dòng)裝置負(fù)滑脫時(shí)間稍短些, 以控制振痕深度; 正滑脫時(shí)間稍長些, 以增加保護(hù)渣消耗量。傳統(tǒng)的正弦振動(dòng)形式已難以奏效, 而非正弦振動(dòng)就顯示出了優(yōu)勢(shì)。非正弦振動(dòng)的最大特點(diǎn)是上升速度小,

6、 而移動(dòng)時(shí)間長, 下降速度大而移動(dòng)時(shí)間短。,( 4) 結(jié)晶器保護(hù)渣技術(shù) 高效連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣應(yīng)具有低粘度、低結(jié)晶溫度、低軟化及熔融溫度, 合適的堿度及較快的熔化速度。日本學(xué)者提出, 不宜經(jīng)常加CaF2 和Na2O 等助熔劑來降低其粘度和熔融溫度, 否則會(huì)引起尖晶石等高熔點(diǎn)物質(zhì)析出, 破壞熔渣的玻璃性, 使?jié)櫥瑮l件惡化?？蛇m當(dāng)加入Li2O、MgO、BaO、K2O 等助熔劑, 對(duì)降低保護(hù)渣粘度和軟化溫度, 抑制晶體析出、增大保護(hù)渣消耗量具有一定作用。,( 5) 鑄坯強(qiáng)化冷卻 鑄坯二次冷卻的冷卻水比水量達(dá)2.5 l/kg3.0 l/ kg, 并廣泛采用計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)控制的鑄坯冷卻技術(shù)。 ( 6) 鑄坯矯

7、直技術(shù) 目前多采用帶液芯的多點(diǎn)矯直、連續(xù)矯直以及壓縮澆注技術(shù)。,2 提高連鑄坯潔凈度技術(shù) 連鑄過程中生產(chǎn)潔凈鋼, 一方面是去除液體鋼中氧化物夾雜, 進(jìn)一步凈化進(jìn)入結(jié)晶器的鋼水, 另一方面是防止鋼水的再污染。對(duì)于液體鋼中夾雜物去除主要決定于夾雜物形成、夾雜物傳輸?shù)戒撛缑婧驮辔綂A雜物。 對(duì)于防止連鑄過程鋼水再污染, 主要決定于: (1) 鋼水二次氧化; (2) 鋼水與環(huán)境、鋼水與空氣、鋼水與耐材相互作用; (3) 鋼液流動(dòng)與液面穩(wěn)定性( 渣- 鋼界面紊流、渦流) ; (4) 渣鋼浮化卷渣。,2.1 生產(chǎn)潔凈鋼主要控制技術(shù) (1) 保護(hù)澆注技術(shù) 常用的鋼水密封保護(hù)如: 中間包密封、鋼包中間包采

8、用注流長水口+吹氬保護(hù), 中間包結(jié)晶器采用浸入式水口, 保護(hù)澆注以及小方坯中包結(jié)晶器采用氬氣保護(hù)。 (2) 中間包冶金 增加鋼水在中間包平均停留時(shí)間, 使夾雜物有充分時(shí)間上浮。中間包向大容量, 深熔池方向發(fā)展, 中包容量可達(dá)80 t, 深2 m。 改變鋼水在中包內(nèi)的流動(dòng)路徑和方向, 消除死區(qū), 活躍熔池, 縮短夾雜物上浮距離。,(3) 中間包覆蓋渣 常用的覆蓋劑有: 碳化稻殼, 中性渣(CaO/SiO2= 0.9- 1.0) 可形成液態(tài)渣但不保溫。堿性渣(CaO+MgO/ SiO23) 易結(jié)殼。根據(jù)需要, 也可采用碳化稻殼+中性渣或堿性渣。注意隨著SiO2 含量的增加, 鋼水TO會(huì)增加。 (4

9、) 防止下渣和卷渣在長水口裝設(shè)下渣探測(cè)器, 發(fā)現(xiàn)下渣及時(shí)關(guān)閉; 在中包內(nèi)砌擋渣墻及采用H 型中包等。 (5) 結(jié)晶器鋼水流動(dòng)控制技術(shù), 如在板坯結(jié)晶器中采用電磁制動(dòng)( EMBr) 技術(shù)及電磁流動(dòng)( FC) 結(jié)晶器。,3 防止連鑄坯缺陷, 提高鑄坯質(zhì)量技術(shù) 3.1 防止連鑄坯表面缺陷技術(shù) 鑄坯表面缺陷主要表現(xiàn)為: 表面夾渣、表面縱、橫裂紋、角裂、星狀裂紋。采取辦法: (1) 結(jié)晶器液面控制( 同前) 。 (2) 結(jié)晶器振動(dòng), 為減小鋼坯振痕深度, 可采用高頻率( 最高可達(dá)400 次/min) 和小振幅( 23mm) 的液壓驅(qū)動(dòng)振動(dòng)裝置。使頻率和振幅在線可調(diào), 可以保持正弦振動(dòng), 也可實(shí)現(xiàn)非正弦振

10、動(dòng)。,(3) 結(jié)晶器坯殼生長的均勻性 結(jié)晶器內(nèi)初生坯殼不均勻, 會(huì)導(dǎo)致鑄坯表面縱裂或凹陷, 嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成拉漏。坯殼生長的均勻性決定于鋼的化學(xué)成分。合適的結(jié)晶器設(shè)計(jì)、結(jié)晶器錐度、保護(hù)渣及液面穩(wěn)定性。 (4) 結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動(dòng)控制鋼水在結(jié)晶器內(nèi)運(yùn)動(dòng)決定于浸入式水口傾角大小和插入深度。根據(jù)模型試驗(yàn), 認(rèn)為板坯結(jié)晶器的水口傾角為1525, 插入深度12525 mm 可得到良好的表面質(zhì)量。,3.2 鑄坯裂紋控制 據(jù)統(tǒng)計(jì), 鑄坯各種缺陷中裂紋約占50%, 裂紋分為表面裂紋和內(nèi)部裂紋。內(nèi)部裂紋有中間裂紋, 矯直裂紋、皮下裂紋、中線裂紋和角部裂紋。鑄坯內(nèi)裂紋并伴有偏析線, 即使軋制能焊合, 還有微觀化學(xué)成分的

11、不均勻性留在產(chǎn)品上, 使力學(xué)性能降低。,要減少鑄坯產(chǎn)生裂紋, 采取以下措施: (1) 弧形連鑄機(jī)采用多點(diǎn)矯直或連續(xù)矯直技術(shù); (2) 對(duì)弧準(zhǔn)確, 防止坯殼變形, 可采用輥縫儀測(cè)量、調(diào)整, 使支承輥間隙誤差1 mm, 在線對(duì)弧誤差0.5 mm。檢測(cè)鑄坯開口度( 實(shí)際是板坯厚度) 的誤差約為0.5mm, 不得大于1 mm; (3) 采用“I- Star”多節(jié)輥技術(shù), 防止支承輥?zhàn)冃? (4) 采用噴霧冷卻和氣水冷卻的二冷動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng), 優(yōu)化二冷區(qū)水量分布, 使鑄坯表面溫度分布均勻。,3.3 鑄坯中心致密度控制技術(shù) 鑄坯中心致密度決定了中心疏松和縮孔的嚴(yán)重程度。而中心疏松, 縮孔均伴隨有嚴(yán)重的中心偏析, 它使厚板的力學(xué)性能惡化, 管線用鋼氫脆和高碳硬線鋼脆斷的原因。,(1) 低溫澆注技術(shù) 控制柱狀晶和等軸晶比例的關(guān)鍵