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1连铸作业区拉钢工岗位培训讲义连铸岗位人员培训一、连铸主要技术参数连铸机全称：R10m五机五流全弧形合金钢连铸机连铸机半径：10米，全弧形（合金钢要求连铸机半径R≥40D）流间距*流数：1350mm*5流冶金长度：29.8m(结晶器液面到最后一对拉矫辊之间的距离)，全凝固矫直长度：15.28m（到拉矫机长度）连铸机长度：52.941米（连铸机外弧基准线至固定挡板）连铸机断面范围：150～240mm目前主要的浇注断面为：150*150、165*225、200*200、240*240mm2（预留）定尺范围：3～10.5m大包回转台：2大包回转台形式：直臂双叉（带称量）每炉平均钢水量：60吨单臂承载能力：140吨，双臂承载能力：280吨，回转半径：4000mm回转方向：正常顺逆时针±180事故逆时针360钢包盖升降行程：407mm钢包盖旋转角度：89.8大包回转台带有液压回转做为回转台的备用旋转系统中间包车：中间包工作容量：32吨，溢流容量：35吨中间包工作液面高度：865mm，溢流液面高度：965mm中间包车最大载重量70吨轨距4800mm中间包车升降行程：500mm升降速度：30mm/s中间包车横向微调：40mm平移速度：5mm/s中间包车行走速度：0～14m/min序号铸坯断面配合拉速设计拉速(全凝固矫直时)设计拉速(带液心矫直时)1150*1502.3233.22200*2001.311.523240*2400.9111.5连铸机机型分类：1．按铸机外形分类：1.1立式连铸机1.2立弯式连铸机1.3直结晶器弧形连铸机1.4全弧形连铸机1.5超低头（椭圆形）连铸机1.6水平连铸机1.7轮式连铸机32．按铸机断面分类2.1将断面小于或等于150*150mm2叫做小方坯，而大于150*150mm2的断面叫做大方坯2.2板坯连铸机：铸坯断面为长方形，其宽厚比一般在3以上2.3圆坯连铸机：铸坯断面为圆形，直径￠60～￠400mm2.4异型坯连铸机：浇注异型断面如工字型2.5方板坯兼用连铸机：在一台铸机上，既能浇注板坯又能浇注方坯3．按照拉速分类有：高速连铸机和低拉速连铸机（高拉速带液心矫直低拉速为全凝固矫直）4．按钢水静压头分类：静压力较大的叫高头型连铸机，静压力较小的叫低头连铸机。机型的特点：立式连铸机：结晶器、二冷段、拉坯和剪切沿垂直方向排列－无弯曲变形、裂纹少－占地面积少－夹杂物容易上浮－二冷均匀、简单·不能延长冶金长度、生产率低·钢液静压大，容易产生鼓肚立弯式连铸机4结晶器下有垂直段，钢水完全凝固或接近完全凝固时定点弯曲进入圆弧段。－机身高度比立式低，钢水静压小；－有垂直段，夹杂物容易上浮且分布均匀；－水平出坯，可以适当加长机身，提高拉速；－二次冷却结构较简单·同弧形连铸机相比，占地面积相当，厂房高度高，投资较大；·铸坯在一点弯曲，一点矫直，容易形成裂纹；·要求全凝固矫直，限制了生产率。多点弯曲立弯式连铸机－有垂直段，夹杂物容易上浮，具有立弯式连铸机的优点；－多点弯曲。减小应力集中，裂纹少；－可在未完全凝固进入弧形段，故可以提高生产率，增大拉速。例如宝钢板坯连铸机：直线段：2.55m弯曲半径：48.5/22.5/16.5/12/9.555m矫直半径：9.555/11.5/16/31m连铸机长度：39.39m弧形连铸机分为弧形结晶器和直结晶器两种－机身高度为立式连铸机的1/2～1/3,占地面积和立弯式相同，基建费用低；－钢液静压小，铸坯质量好（鼓肚、裂纹少）；5－加长机身容易，可高速浇铸，生产率高；·机器设备占地面积较立式大；·内弧夹杂物容易集聚；·弧形结晶器加工较复杂；·直结晶器在出口处为弧形和直线切点，容易漏钢。椭圆型连铸机（超低头连铸机）－机身高度低，厂房高度降低；－多次变形，每次变形量不大，铸坯质量好；－钢液静压小，坯壳鼓肚量小，质量好。·结晶器内夹杂物不能上浮分离，且内弧集聚；·多半径，连铸机的对弧、安装、调整困难，设备较复杂。连续铸钢的特点（1）提高综合成材率：模铸从钢水到成坯的收得率大约84～88％，连铸为95～96％；（2）降低能耗：连铸节能主要是省去了开坯工序，以及提高成材率。生产一吨钢坯比模铸可以节能627～1046kJ，相当于21.4～35.7kg标准煤。加上综合成材率的提高，可以节能约130kg标准煤；（3）连铸产品的均一性好，质量好；（4）易于实现机械化和自动化。中间包的作用中间包有储存钢水、减少钢水静压力、分流和净化钢水的作用，是钢水进入结晶6器的最后一个重要冶金反应器。中间包衬从内到外分为永久层、工作层，其中工作层主要有：绝热板、涂抹料、干式料等，炼钢厂主要是涂抹料中间包上水口大小选择的原则为按照最大拉速而确定，采用塞棒控流方式可以将中包上水口选择大一些.以目前连铸的￠28防堵水口为例进行讲解：结晶器的作用：结晶器上口为进水，下口为出水，进出水温差≤9度，进出水流速在6～10m/s钢水在结晶器中的凝固行为对铸坯表面质量和铸机的正常生产有重大影响。故对结晶器有如下要求：（1）为使钢水迅速凝固，结晶器壁应有良好的导热性和水冷条件。（2）为使凝固的初生坯壳连与结晶器内壁不粘结，磨擦力小，在浇注过程中结晶器应作上下往复运动并加润滑油。（3）为使钢坯形状准确，避免因结晶器变形而影响拉坯，结晶器应有足够的钢性，较高的和再结晶温度。（4）结晶器的7结构要简单，重量要轻，寿命要长。结晶器类型有：整体型、管式、组合式结晶器下图为连铸铸坯凝固温度图：0123456789101112131415167508008509009501000105011001150120012501300135014001450150015501600距弯月面，mm温度，℃05101520253035404550556065707580固相线前沿液相线前沿角部节点温度表面中心节点温度铸坯中心节点温度坯壳厚度,mm结结晶器铜管采用连续锥度，锥度计算公式：1．（上口对边长-下口对边长）/（上口对边长*铜管长度）*100%2．（上口周长-下口周长）/（上口周*铜管长度）*100%3．（上口面积-下口面积）/（面积*铜管长度）*100%结晶器铜管倒锥度单位：%/m上口对边长—mm，下口对边长—mm，铜管长度—m；结晶器水缝宽度为4±0.2mm结晶器铜管内表面振动装置的作用：·作用：防止初生坯壳金额结晶器壁粘结；避免拉漏坯壳；改善表面质量；8·振动方式分为：同步振动；负滑脱振动；正弦振动炼钢厂的结晶器振动采用单板簧振动机构，内弧侧布置，振动曲线为正弦方式.振动图形为：振动频率为35～250次/min，振幅范围：±3mm～±6mm（目前振幅为±3mm）结晶器上下振动一次的时间称为振动周期T，s；1min内振动的次数即为频率，次/min。正弦振动方式采用高振频、小振幅、较大的负滑脱量的振动较为有利。二冷水系统：采用四段冷却（目前为三段冷却），一段（足辊）为纯水冷却，二、三、四段为汽水冷却（水量调节范围大，一般可达1：6：5；水滴直径细小，大部分水滴小于10μm，有利于提高冷却效率；水的蒸发量可达20～30%；铸坯冷却均匀，温度回升50～80℃/m，水喷嘴为150～200℃/m；节约用水约50%）（当铸坯表面温度〈300℃时，水滴湿润表面，冷却效率高（达80%），当铸坯表面温度〉300℃时，水滴与表面不湿润，水滴破裂流失，冷却效率低仅有20%）150*150断面水条的对中示意图为：915024030180109180451504594139二冷喷嘴到引锭杆表面距离内弧外弧侧弧水嘴喷射角度二段1071379275三段12715711270四段12715711270二冷比水量如0.7L/Kg理解为1Kg钢冷却需要二冷水量为0.7L液相线温度计算、矫直温度选择：液相线温度：钢水的结晶温度；过热度：超出液相线温度的温度10T=1536-88C%-8Si%-5Mn%-30P%-25S%-5Ca-4Ni%-2Mo%-2V%-1.5Cr%-7液相线温度与钢中的C、Si、Mn、P、S等元素含量有关由图中可以看出在[C]在0.10%左右的钢液相线与固相线两相区的短，钢从结晶到凝固的时间短。拉坯矫直机的作用：·作用：－拉坯；－矫直；－送引锭杆，调节拉速·引锭杆作用：－开浇时的凝固底板；－传递拉坯力·引锭杆形式：－挠性；—刚性切割装置·作用：定尺、切割。·方式：火焰切割、机械切割·火焰切割：－设备轻，不受断面限制，切口齐，有金属损耗；·机械切割：－切割速度快；－无金属损耗；－操作安全可靠；－设备投资大，重量较大。11铸坯凝固组织：（1）表皮细小等轴晶·厚度一般2～5mm（2）柱状晶区·穿晶结构·上倾一定角度：例如10度（3）中心等轴晶·伴随疏松、缩孔和偏析凝固结构对产品性能的影响（1）柱状晶的枝干较纯，而枝晶间偏析严重，钢的力学性能具有方向性，特别是钢的横向性能和韧性降低。（2）柱状晶的交界面，由于杂质（S、P、夹杂物）富集，是裂纹容易扩展的地方，加工时易脆裂。12（3）柱状晶充分发展，形成穿晶结构，会造成中心疏松和缩孔，降低致密度。（1）过热度对铸坯组织结构的影响示意图：（2）二冷水量（3）液相穴内钢液的运动（4）拉速（5）连铸机类型（6）加入形核剂（7）喷吹金属粉末（例如：Al2O3、TiO2、VN、WC等）8）外力的作用·打碎树枝晶，增加等轴晶的核心。13·消除柱状晶的搭桥，消除中心疏松和缩孔，减轻中心偏析。·消除铸坯皮下夹杂物和弧形连铸坯内弧夹杂物的集聚，改善铸坯纯净度。·消除皮下针孔和表面夹渣，改善铸坯表面质量。连铸时，钢液注入结晶器后，与结晶器铜壁接触的钢液层受到水冷铜壁的激烈冷却而形成极大的过冷度。由于钢液与结晶器表面的接触，非自发形核也多，而且此时传热没有明确的方向性，在这中情况下，钢液表面层晶核生成的速度远大于晶核长大的速度，在与结晶器壁接触的钢液表面，形成了由细小等轴晶组成的激冷层。¡铸坯表面形成一层激冷层后，增加了钢液散热的然阻，使内部钢液的过冷度下降，这时钢液内自发形核就比晶核的长大困难，在这种情况下，表面激冷层的晶粒就在相邻晶粒的竞争中长大起来。由于晶体的长大速度存在着异向性，晶体成长的最大速度的方向是与热流方向平行的方向（相反方向）、连铸坯内热流方向是垂直于结晶器壁的，所以与热流方向平行长大的那些晶体，抑制了相邻的其他方向晶体的成长而优先长大。在晶体长大的过程中、优先方位越接近于热流方向的晶体，越容易长大，而其他方向的晶体则被淘汰。结果晶体的数量随着结晶深入铸坯内部而减少，而且向着单一方向成长，从而形成了柱状晶层。等轴晶的生成连铸坯低倍组织的好坏，一般可以用等轴晶所占的比例多少来衡量。因为等轴晶的各个晶枝彼此嵌入，结合得非常强固，没有明显的弱面。所以等轴晶组织对铸坯的质量改善有良好的作用。等轴晶形成的原因为：由于钢液表面激冷层的部分晶体或树枝晶残片发生游离，14在钢液内部成为结晶核心；同时由于结晶潜热的释放、使柱状晶周围的液态金属温度升高，而中心区的液态金属温度却逐渐降低．在此过程中剩余液体内部温度渐趋均匀，铸锭（铸坯）中心部分的液态金属几乎是同时进入过冷状态。在外面柱状晶尚未长大到铸锭（坯）中心之前，剩余液态金属中同时形成了新晶核。这些晶核在铸锭（坯）中心部位发生体积结晶．由于该处传热没有方向性，晶体可以向各个方向长大，于是阻止了柱状晶的继续长大，从而在中心部位形成了粗大等轴晶。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。矫直温度的选择：矫直一般选在950～1050℃高温区：从液相线以下50℃～1300℃，在此区间钢的延伸率在0.2%～0.4%；强度为1～3Mpa（1～3N/mm2），塑性与强度都很低，尤其是有P、S偏析存在时，更加剧了钢的脆性，也是固—液相界面容易产生裂纹的原因；中温区：由1300℃～900℃