第8章連續(xù)鑄鋼

1、第八章第八章 連續(xù)鑄鋼連續(xù)鑄鋼武漢科技大學(xué)冶金工程系周進(jìn)東8.1 鋼的澆注概述鋼的澆注概述8.1.1 模鑄模鑄8.1.2 連鑄連鑄模鑄由于準(zhǔn)備工作復(fù)雜，綜合成材率較低，能耗高，勞動強度大，生產(chǎn)率低，目前已基本上被連鑄所取代。連鑄的定義： 把液態(tài)鋼用連鑄機澆注、冷凝、切割直接得到鑄坯的工藝。連鑄是連接煉鋼和軋鋼的中間環(huán)節(jié)，是煉鋼廠的重要組成部分。8.1 鋼的澆注概述鋼的澆注概述鋼包回轉(zhuǎn)臺鋼包回轉(zhuǎn)臺中間包中間包中間包車中間包車結(jié)晶器結(jié)晶器結(jié)晶器振動裝置結(jié)晶器振動裝置二次冷卻裝置二次冷卻裝置拉矯裝置拉矯裝置切割裝置切割裝置鑄坯運出裝置鑄坯運出裝置8.1 鋼的澆注概述鋼的澆注概述連鑄的優(yōu)點連鑄的優(yōu)點1

2、）鑄坯的切頭率比鑄錠大為減少，金屬收得率提高1020%，鋼的成材率提高814%，耐火材料消耗節(jié)省15%，鋼的生產(chǎn)成本降低1520%；2）連鑄和軋鋼配合生產(chǎn)，可以節(jié)省7080%的熱能消耗，減少初軋設(shè)備，車間占地面積減少30%左右，節(jié)約基建費用40%左右；3）便于實現(xiàn)機械化、自動化生產(chǎn)，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率30%；4）連鑄坯組織致密，夾雜少，質(zhì)量好。8.1 鋼的澆注概述鋼的澆注概述立式連鑄機立式連鑄機 （a） 立彎式連鑄機立彎式連鑄機 （b）直結(jié)晶器弧形連鑄機（直結(jié)晶器弧形連鑄機（c） 弧形連鑄機弧形連鑄機 （d）橢圓形連鑄機橢圓形連鑄機 （e） 水平式連鑄機水平式連鑄機 （f）8.2 連

3、鑄機的類型連鑄機的類型按連鑄機外形結(jié)構(gòu)分為：按連鑄機外形結(jié)構(gòu)分為：按鑄坯斷面形狀分為：按鑄坯斷面形狀分為：8.2 連鑄機的類型連鑄機的類型板坯連鑄機板坯連鑄機方坯連鑄機方坯連鑄機圓坯連鑄機圓坯連鑄機異形坯連鑄機異形坯連鑄機連鑄機的臺數(shù)、機數(shù)和流數(shù)連鑄機的臺數(shù)、機數(shù)和流數(shù)臺數(shù)：臺數(shù)：凡是共用一個鋼包同時澆注一流或多流鑄坯的一套連鑄設(shè)備，稱為一臺連鑄機。機數(shù)：機數(shù)：具有獨立的傳動系統(tǒng)和工作系統(tǒng)，當(dāng)其他機組出事故時仍可照常工作的一組設(shè)備稱為一個機組。一臺連鑄機可由一機或多機組成。流數(shù)：流數(shù)：每臺連鑄機所能同時澆注鑄坯的總根數(shù)稱為連鑄機流數(shù)。凡一臺連鑄機只有一個機組，又只能澆注一根鑄坯，稱為一機一流一

4、機一流。如能同時澆注兩根以上的鑄坯，稱為一機多流一機多流。凡一臺鑄機具有多個機組又可分別澆注多根鑄坯的，稱為多機多流多機多流。8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備連鑄機的構(gòu)成連鑄機的構(gòu)成鋼液澆注及承載設(shè)備：鋼液澆注及承載設(shè)備：鋼包、回轉(zhuǎn)臺、中間包、中間包車；成形及冷卻設(shè)備：成形及冷卻設(shè)備：結(jié)晶器及其振動裝置、二冷裝置；拉坯矯直設(shè)備：拉坯矯直設(shè)備：拉坯矯直機、引錠裝置、脫引錠裝置、引錠桿收集存放裝置；切割設(shè)備：切割設(shè)備：火焰切割、機械剪切（液壓剪、機械剪）；出坯設(shè)備：出坯設(shè)備：輥道、冷床、拉鋼機、翻鋼機、緩沖器、火焰清理機、打號機等。8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（1）鋼包）鋼包l定義：定義：它是用于盛裝

5、、運載鋼液并進(jìn)行澆注的設(shè)備，也是鋼液爐外精煉的容器。又稱為盛鋼桶、鋼水包、大包等。l鋼包由外殼、內(nèi)襯、注流控制機構(gòu)和底部供氣裝置等部分組成。8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（1）鋼包）鋼包滑動水口滑動水口鋼包通過滑動水口開啟、關(guān)閉來調(diào)節(jié)鋼液注流?；瑒铀谟缮纤?、上滑板、下滑板、下水口組成。長水口長水口 長水口又稱保護套管，用于鋼包與中間包之間保護注流不被二次氧化，同時也避免了注流的吸氣、飛濺以及敞開澆注的卷渣問題。8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（2 2）鋼包回轉(zhuǎn)臺）鋼包回轉(zhuǎn)臺l鋼包回轉(zhuǎn)臺是現(xiàn)代連鑄中應(yīng)用最普遍的運載和承托鋼包進(jìn)行澆注的設(shè)備，通常設(shè)置于鋼水接受跨與澆注跨柱列線之間。8.3 連鑄機設(shè)備

6、連鑄機設(shè)備（3）中間包）中間包l定義：定義：中間包是位于鋼包與結(jié)晶器之間用于鋼液澆注的過渡裝置。也叫中包、中間罐。l作用：作用：1）中間包可減少鋼液靜壓力，穩(wěn)定注流；2）中間包有利于夾雜物上浮，凈化鋼液；3）在多流連鑄機上，中間包將鋼液分配給每個結(jié)晶器；4）在多爐連澆時，中間包貯存一定量的鋼液，更換鋼包時不會停澆；5）根據(jù)連鑄對鋼質(zhì)量要求，也可將部分爐外精煉手段移到中間包內(nèi)實施，即中間包冶金。8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（3）中間包）中間包8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備結(jié)構(gòu)由中間包本體、中間包包蓋、中間包塞棒、中間包滑動水口組成。（3）中間包）中間包l一般常用的中間包斷面形狀為“V”形、 “C”

7、形、三角形、 “H”形和T形。8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（3）中間包）中間包l作用是保溫、保護鋼包包底不致過分受烘烤而變形。l主要是用于控制鋼流。8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（3）中間包）中間包8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備 中間包采用滑動水口，具有安全可靠，壽命較長，能精確控制鋼流，利于更換浸入式水口及停澆操作，利于實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點。（3）中間包）中間包l浸入式水口的形狀和尺寸直接影響結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動的狀況，因而也直接關(guān)系到鑄坯表面和內(nèi)部質(zhì)量。8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（3）中間包）中間包l擋墻：擋墻：在中間包內(nèi)設(shè)置的高出鋼液面的墻稱為擋墻。其作用為：隔離沖擊區(qū)與澆鑄水口區(qū)；形成循環(huán)流，

8、有利去處夾雜；減少死區(qū)，有利于鋼水溫度分布均勻。l壩：壩：設(shè)置在中間包內(nèi)鋼液面以下的障礙物。其作用：與擋墻配合起倒流，促進(jìn)夾雜物上浮，達(dá)到精煉鋼水的作用。8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（4） 中間包車中間包車l設(shè)置在連鑄澆注平臺上，一般每臺連鑄機配備兩臺中間包車，互為備用。是用來支承、運輸、更換中間包的設(shè)備；車的結(jié)構(gòu)要有利于澆注、撈渣和燒氧等操作；同時還應(yīng)具有橫移、升降調(diào)節(jié)和稱量功能。8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（4） 中間包車中間包車中間包回轉(zhuǎn)臺中間包回轉(zhuǎn)臺8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（5） 結(jié)晶器結(jié)晶器l結(jié)晶器是連鑄設(shè)備中最關(guān)鍵的部件，是連鑄機的心臟。l作用是使鋼水在結(jié)晶器內(nèi)形成所需的斷面形

9、狀，并凝固成一定厚度和強度的均勻坯殼，以保證出結(jié)晶器后的鑄坯不變形，不被拉裂。8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（5） 結(jié)晶器結(jié)晶器8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（6） 結(jié)晶器振動裝置結(jié)晶器振動裝置l目的目的是防止初生坯殼與結(jié)晶器之間黏結(jié)而被拉裂，同時由于結(jié)晶器上下振動，周期性地改變著液面與結(jié)晶器壁的相對位置，有利于潤滑油或保護渣向結(jié)晶器壁與坯殼之間滲漏，改善潤滑條件，減少拉坯摩擦阻力和黏結(jié)的可能，使連鑄順行。l結(jié)晶器振動方式主要有正弦振動和非正弦振動兩種方式。8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（7） 二冷卻裝置二冷卻裝置l二次冷卻二次冷卻是對離開結(jié)晶器的帶液芯鑄坯進(jìn)行噴水霧冷卻以使鑄坯完全凝固，同時控制鑄

10、坯的表面溫度沿出坯方向均勻降低。l作用作用為噴水迅速冷卻鑄坯，并支持和導(dǎo)向鑄坯，使其能順利出坯。l連鑄機二冷方式有噴水冷卻和氣水噴霧冷卻兩種。8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（7） 二冷卻裝置二冷卻裝置8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（8） 拉坯矯直裝置拉坯矯直裝置l作用：控制拉速，將鑄坯拉出結(jié)晶器；對鑄坯進(jìn)行表面平整矯直。8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（9） 引錠裝置引錠裝置l引錠裝置包括引錠頭、引錠桿和引錠桿存放裝置。l作用是作為開澆前結(jié)晶器的“活底”堵在結(jié)晶器的下口，使鋼水在引錠桿頭部凝固，通過拉矯機從結(jié)晶器拉出引錠桿和與引錠桿頭部連在一起的鑄坯。8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（9） 引錠裝置引錠裝

11、置8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備（10） 鑄坯切割裝置鑄坯切割裝置l根據(jù)軋鋼要求，將連鑄切割成定尺長度。l切割是在鑄坯運行過程中完成的，切割裝置與鑄坯同步運行。l鑄坯切割分火焰切割（大方坯、圓坯和板坯）和機械切割（小方坯）兩類。8.3 連鑄機設(shè)備連鑄機設(shè)備1-割炬；2-同步夾持器；3-側(cè)邊定位器；5-鑄坯；9-切割下車8.4.1 連鑄保護渣連鑄保護渣 防止鋼液氧化 覆蓋于結(jié)晶器鋼水面上的液渣層，隔絕空氣與鋼水面的接觸，保護鋼水不受空氣的二次氧化。 鋼液表面保溫 位于結(jié)晶器液面最上層的粉渣層，結(jié)構(gòu)松散，具有良好的絕熱保溫作用，可以防止結(jié)晶器內(nèi)鋼水表面結(jié)殼。 吸收夾雜物 保護渣的液渣層應(yīng)具有良好的吸

12、收和溶解夾雜物的能力，防止夾雜物上浮到彎月面而被卷入凝固殼，造成鑄坯的皮下或表面夾雜缺陷。8.4 連鑄工藝連鑄工藝8.4.1 連鑄保護渣連鑄保護渣 潤滑 充填于氣隙中的渣膜對凝固殼能起到良好的潤滑作用，減少拉坯阻力，防止坯殼與結(jié)晶器的粘接。 使鑄坯和結(jié)晶器之間均勻傳熱 保護渣浸入坯殼與結(jié)晶器壁之間，使氣隙不再存在，熱阻減小，使傳熱得到改善，坯殼均勻生長，有利于減少鑄坯裂紋的形成。8.4 連鑄工藝連鑄工藝8.4.1 連鑄保護渣連鑄保護渣l保護渣要起到以上冶金功能，粉狀或粒狀的保護渣進(jìn)入結(jié)晶器后必須形成三層結(jié)構(gòu)，即鋼水液面上的液渣層，之上是燒結(jié)層，最上面是松散的粉渣層。8.4 連鑄工藝連鑄工藝8.

13、4.2 中間包冶金中間包冶金1-長水口長水口Ar封封2-密封蓋密封蓋3-內(nèi)襯耐火材料內(nèi)襯耐火材料4-擋墻和壩擋墻和壩5-過濾器過濾器6-Ar氣吹洗裝置氣吹洗裝置7-覆蓋劑覆蓋劑8-鋼包下渣監(jiān)測系統(tǒng)鋼包下渣監(jiān)測系統(tǒng)9-加熱裝置加熱裝置10-塞棒吹氬塞棒吹氬8.4 連鑄工藝連鑄工藝8.4.2 中間包冶金中間包冶金 為了有效地去除中間包鋼水中的非金屬夾雜物，中間包內(nèi)的鋼水流動應(yīng)具有以下的流動特征： 大的最小停留時間； 小的死區(qū)體積； 有指向表面的流動； 平靜的渣層； 有限的混合區(qū)。8.4 連鑄工藝連鑄工藝8.4.2 中間包冶金中間包冶金中間包內(nèi)基本流動現(xiàn)象8.4 連鑄工藝連鑄工藝8.4.2 中間包冶

14、金中間包冶金l擋墻：在中間包內(nèi)設(shè)置的高出鋼液面的墻稱為擋墻。其作用為：隔離沖擊區(qū)與澆鑄水口區(qū)；形成循環(huán)流，有利去處夾雜；減少死區(qū)，有利于鋼水溫度分布均勻。l壩：設(shè)置在中間包內(nèi)鋼液面以下的障礙物。其作用：與擋墻配合起倒流，促進(jìn)夾雜物上浮，達(dá)到精煉鋼水的作用。8.4 連鑄工藝連鑄工藝8.4.2 中間包冶金中間包冶金l導(dǎo)流隔墻：導(dǎo)流隔墻：是在中間包將上下游完全隔開的擋墻，并在上面設(shè)置若干個不同尺寸和傾角的導(dǎo)流孔。其作用作用是是可產(chǎn)生指向鋼液表面的流動，以促進(jìn)夾雜物與頂渣接觸的機會，有利于去除夾雜。8.4 連鑄工藝連鑄工藝8.4.2 中間包冶金中間包冶金l湍流控制器位于鋼包注流下方。其作用是減緩注流，改善鋼水流動特性，延長停留時