连铸考试重点

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资源描述

连铸概念:连铸为连续铸钢(CC-ContinuousCasting)简称,是将精炼后的钢水用连铸机浇注、冷凝、矫直、切割得到铸坯的生产工序,是连接炼钢和轧钢的中间环节。连铸主要设备包括:钢包(盛钢桶)回转台、中间包(罐)、结晶器(一次冷却)、结晶器振动机构、二次冷却装置、拉坯矫直装置(拉矫机)、切割装置和铸坯运出装置等。advantagesofCC&IC①Considerableenergysavings.②Lessscrapproduced,i.e.improvedyield.③Improvedlaborproductivity.④Improvedqualityofsteel.⑤Reducedpollution.⑥Reducedcapitalcosts.⑦Increaseduseofpurchasedscrapwhenoutputismaximized.1.3连续铸钢的优越性1)简化了钢坯生产工序,缩短了工艺流程,节省投资;a.省去了脱模、整模、钢锭均热、初轧开坯等工序。b.薄板连铸机,又省去了粗轧机组。2)提高了金属收得率和成材率;由于在一个机组上连续浇注出钢坯来,可以提高金属收得率达7%-8%,成材率提高10%-15%,成本可以降低约10%-12%;3)降低了能源消耗。据日本资料介绍,连铸的能源消耗仅为模铸工艺的13.5%-20.8%;4)生产过程机械化、自动化程度高,改善劳动条件。可以采用计算机自动控制,易于实现连续生产;5)提高铸坯质量,扩大品种。连铸坯断面比较小,冷却速度大,枝晶间距小,偏析程度小,尤其沿铸坯长度方向化学成分均匀。此外,除沸腾钢外几乎所有钢种均可以采用连铸工艺生产,而且质量很好。6)与轧钢衔接良好。1.台数:凡是共用一个钢包(盛钢桶)同时浇注一流或多流铸坯的一套连铸设备,称为一台连铸机。2.机组:一台铸机中具有独立传动和工作系统,当其它机组出现故障时仍可照常工作的一套连铸设备称为一个机组。一台连铸机可以是单机组,也可以是多机组。3.流数:对于每台连铸机来说,同时能浇注铸坯的总根数叫连铸机流数。凡一台连铸机只有一个机组,又只能浇注一根铸坯叫一机一流。如能同时浇注两根以上的铸坯叫一机多流。凡一台连铸机具有多个机组又分别浇注多根铸坯的,称为多机多流。一机多流与多机多流相比,设备重量轻,投资省,但一机多流如有一流出事故,可造成全机停产,且生产操作及流间配合困难。近年来,方坯最高浇8流,多数用2~4流。板坯最多浇4流,多数用l~2流。连铸比:指连铸合格坯产量占合格钢总产量的百分比。从上世纪50年代连铸工业化开始,60年来连铸机发展经历了由立式、立弯式到弧形的演变过程,目前连铸机型采用最多的是全弧形和弧形带直线段(或者是立弯式)。连铸机可以按照多种形式分类:1)按照连铸机结构外形或铸坯运行轨迹分:立式、立弯式、直结晶器多点弯曲式、直结晶器弧形、弧形、椭圆形和水平连铸机。2)按照连铸机所浇注断面大小和外形分:厚板坯、薄板坯、大方坯、小方坯、圆坯、异型钢坯及椭圆形钢坯连铸机和薄带连铸机等。3)按钢水的静压头(铸机垂直高度与铸坯厚度比值H/D)分:高头型、标准头型、低头型和超低头型连铸机等。4)连铸机按一个机组共用一个大包所能浇注坯数分:5)按拉速分类有:高拉速和低拉速连铸机。主要区别在于:高拉速时铸坯带液芯矫直,低拉速时铸坯全凝固矫直。1.7立式连铸机特点基本特征:连铸机主要设备如中间包、结晶器及其振动装置等均上下依次序排列在一条垂直线上。主要优点:铸坯四面冷却均匀;非金属夹杂物易于上浮;成分和夹杂物偏析较小;主体设备结构均简单,可省去一套矫直装置;占地面积小,设备紧凑;二次冷却装置和夹辊等结构简单,便于维护;铸坯在结晶凝固过程中,不受任何机械外力作用。高温铸坯无弯曲变形,铸坯表面和内部裂纹少,为获得高质量铸坯创造更有利的条件;适于优质钢、合金钢和对裂纹敏感钢种的浇注。主要缺点:铸机机身很高,由此带来一系列问题:钢水静压大,极易使凝固坯壳产生鼓肚变形,从而导致铸坯质量恶化。机身高达20~40m,基建费用高,安装维修不方便。因不能把铸机高度增加过高,故只能低速浇注,不能延长冶金长度,生产率低;随着生产率进一步提高,铸坯尺寸增大,拉速需加快,使立式连铸机还要加高,其缺点会更加突出,发展受到严重限制。只适于浇注小断面铸坯。1.7水平连铸机目前其工艺和装备在国外已较为成熟,正在向扩大钢种、断面形状和尺寸方向发展。主要特征:结晶器、二次冷却区、拉矫机、切割装置等设备安装在水平位置上,在浇注过程中铸坯始终保持水平运动,不受弯曲或矫直,属无氧化浇注。主要优点:高度最低,设备简单、投资省、维护方便;钢水静压力小,避免了铸坯的鼓肚变形;中间包与结晶器全封闭,实现无氧化浇注,铸坯的清洁度高,夹杂物含量少;没有弯曲矫直产生裂纹的可能性,铸坯质量好;适合浇注特殊钢、高合金钢。主要缺点:浇注的铸坯断面小,它受拉坯时的惯性力限制;结晶器石墨套和分离环价格较高,增加了铸坯成本规格的表示方法:弧形连铸机规格表示方法为:aRb-Ca—1台连铸机的机组数,若机组数为1可省略;R—机型为弧形或椭圆形连铸机;b—连铸机的圆弧半径,m;若椭圆形铸机为多个半径之乘积,也表示可浇注坯的最大厚度:坯厚=b/(30~36)mmC—表示铸机拉坯辊辊身长度,mm,还表示可容纳铸坯的最大宽度:坯宽=C-(150~200)mm例如:(1)3R5.25-240表示此台连铸机为3机,弧形连铸机,圆弧半径为5.25m,拉坯辊身长为240mm。(2)R10-2300表示此连铸机为1机,弧形连铸机,圆弧半径为10m,拉坯辊辊身长度为2300mm,(浇注板坯的最大宽度为2300-150~200)=(2150~2100)mm。(3)R3×4×6×12-350(也有写作R3/4/6/12-350)表示该连铸机为1机椭圆形连铸机,四段弧半径分别为3m、4m、6m和12m,拉坯辊辊身长度为350mm。中间包是连铸机钢水包和结晶器之间钢水过渡的装置,用来稳定钢流,减小钢流对坯壳的冲刷,以利于非金属夹杂物上浮,从而提高铸坯质量。中间包是由钢板焊结的壳体,其内衬有隔热层、永久层和工作层中间包冶金:将钢包精炼中采用的措施移植到中间包,把中间包作为钢包与结晶器之间的一个精炼反应器,以进一步净化钢水,提高铸坯质量。引锭杆由引锭头、过渡件和杆身组成。根据电磁搅拌器在铸机冶金长度上的不同安装位置有以下3种方式:结晶器电磁搅拌MEMS:安装在结晶器铜管外面。二冷区电磁搅拌SEMS:安装在铸坯外面。凝固末端电磁搅拌FEMS:安装在铸坯外面,用于方坯连铸。铸坯断面:小方坯,大方坯矩形坯板坯圆坯150mm×150mm;大方坯:(151mm×151mm)~(450mm×450mm);矩形坯:(150mm×l00mm)~(400mm×630mm);板坯:150mm×600mm~300mm×2640mm;80mm~450mm。对高拉速连铸机,铸机半径相当大,为了减小铸机半径,而采用带液芯多点矫直在连铸过程中必须使钢水与空气隔绝,这就是无氧保护浇注技术。解决了什么问题:钢水从钢包注入中间包或者从中间包注入结晶器的过程中,不可避免地要与空气接触发生氧化反应和吸收气体。如果不采取措施,即使钢水经过了各种处理,钢水的纯度很高,还是会发生二次氧化,往往在铸坯、钢板和成品加工过程中出现种种表面或内部缺陷,使其机械性能变坏。、结晶器是连铸机的关键部件,其作用是:在尽可能高的拉速下,保证出结晶器坯壳厚度,通过结晶器的振动,使坯壳脱离结晶器壁而不被拉断和拉漏;保证坯壳均匀稳定生成,铸坯周边厚度均匀;使钢液逐渐凝固成所需要规格、形状的坯壳;通过调整结晶器的参数,使铸坯不产生脱方、鼓肚和裂纹等缺陷。良好的结晶器应具有下列性能:(1)良好的导热性。能使钢液快速凝固,形成足够厚度的坯壳。结晶器长度较短,一般不超过1m,在这样短的距离内要能带走大量热量,要求它必须具有良好导热性能。若导热性能差,会使出结晶器的坯壳变薄,为防止拉漏,只好降低拉速,因此结晶器具有良好的导热性是实现高拉速的重要前提;(2)结构刚性要好。结晶器内壁与高温钢液接触,外壁通冷却水,其壁厚又很薄(仅有10~20mm),因此在厚度方向温度梯度极大,热应力很大,其结构必须具有较大刚度,不易变形;(3)装拆和调整方便。为了能快速改变铸坯尺寸或快速修理结晶器,以提高连铸机的生产能力,现代结晶器都采用了整体吊装或在线调宽技术;(4)工作寿命长。结晶器在高温状况下伴随有铸坯和结晶器内壁之间的滑动摩擦,因此结晶器内壁的材质应有良好的耐磨性和较高的再结晶温度;(5)振动时惯性力要小。为提高铸坯表面质量,结晶器的振动广泛采用高频率小振幅,最高已达400次/min,在高频振动时惯性力不可忽视,过大的惯性力不仅影响到结晶器的强度和刚度,进而也影响到结晶器运动轨迹的精度;(6)结晶器结构要简单,以便于制造和维护;(7)有良好的刚性和加工性,易于制造;(8)成本要低。材质:结晶器内层是钢水凝固时进行热交换并使钢水成型的关键部件,要求其内壁材质导热系数要高,膨胀系数要低,在高温下有足够的强度和耐磨性,塑性还要好,易于加工。紫铜板导热性能良好,但强度和硬度都低,尤其在高温下强度就更低,因而其寿命较短。为了提高寿命,普遍采用铜合金制作结晶器内壁,如:铜银合金、铜-铬-锆-砷合金、铜-镁-锆合金等。结晶器的冶金作用1保证凝固坯壳均匀生长;2液相穴夹杂物上浮和排除;3结晶器微合金化;4结晶器喂包芯线,通过中间包塞棒和SEN喂入含有90%Al粉和铁粉的包芯线;5结晶器喂稀土丝。凝固组织的控制从结晶器冷却水到钢水之间存在六个热阻,即冷却水与铜板、铜板、气隙、保护渣膜、坯壳、坯壳与钢水。气隙的热阻最大,坯壳热阻次之,铜板热阻最小。结晶器保护渣的作用(1)覆盖钢水绝热保温(2)隔绝空气,防止钢液特别是弯月面的二次氧化(3)净化钢液界面,吸收溶解上浮到钢渣界面上的非金属夹杂物(4)在结晶器壁与连铸坯壳之间形成一层渣膜起润滑作用,减小拉坯阻力,防止结晶器壁与凝固壳的粘结;(5)充填坯壳与结晶器壁之间的气隙,改善结晶器传热,控制传热的速度和均匀性(4)•protectionoftheliquidsteelsurfaceinthemouldfromoxidationbyair(5)•thermalinsulationoftheliquidsteelsurface(6)•absorptionofoxideinclusionswhichfloattothesurface(7)•toencourageuniformheattransferbetweenthestrandandthemould(8)•toformalubricatingfilmbetweenthefragilesteelshellandMould在实施二次冷却的过程中,如何控制铸坯表面温度处于要求范围并使波动最小,以获得良好的铸坯内外部质量?•Themainpurposeistoextractheatfromthesolidifyingstrand.•Thespraynozzlescanbedesigned,arrangedandthewaterflow-ratescontrolledtogiveanoptimumsurfacetemperaturewhichisnecessarytoachievetherequiredsurfacequality.•Thespraywatercontributestothecoolingofthestrandsupportrollersalthoughtheseareallinternallycooled二冷系统装置的作用(1)带液芯的铸坯从结晶器中拉出后,采用水或汽雾的直接冷却,使铸坯快速凝固以进入拉矫区;(2)对带有液芯未完全凝固的铸坯起支撑与导向作用,防止铸坯发生鼓肚变形和漏钢;(3)在上引锭杆时对引锭杆起支撑导向作用;(4)对于带直结晶器弧形连铸机,二冷区第一段把直坯弯成弧形坯;(5)采用多辊拉矫机时,二冷区部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