煉鋼連鑄工藝流程的介紹

1、精選連鑄工藝流程介紹將高溫鋼水澆注到一個個的鋼錠模內，而是將高溫鋼水連續(xù)不斷地澆到一個或幾個用強制水冷帶有“活底”(叫引錠頭)的銅模內(叫結晶器)，鋼水很快與“活底”分散在一起，待鋼水凝固成肯定厚度的坯殼后，就從銅模的下端拉出“活底”，這樣已凝固成肯定厚度的鑄坯就會連續(xù)地從水冷結晶器內被拉出來，在二次冷卻區(qū)連續(xù)噴水冷卻。帶有液芯的鑄坯，一邊走一邊凝固，直到完全凝固。待鑄坯完全凝固后，用氧氣切割機或剪切機把鑄坯切成肯定尺寸的鋼坯。這種把高溫鋼水直接澆注成鋼坯的新工藝，就叫連續(xù)鑄鋼。 【導讀】：轉爐生產出來的鋼水經過精煉爐精煉以后，需要將鋼水鑄造成不同類型、不同規(guī)格的鋼坯。連鑄工段就是將精煉后的鋼

2、水連續(xù)鑄造成鋼坯的生產工序，主要設備包括回轉臺、中間包，結晶器、拉矯機等。本專題將具體介紹轉爐（以及電爐）煉鋼生產的工藝流程，主要工藝設備的工作原理以及把握要求等信息。由于時間的倉促和編輯水平有限，專題中難免消滅遺漏或錯誤的地方，歡迎大家補充指正。  連鑄的目的: 將鋼水鑄造成鋼坯。將裝有精煉好鋼水的鋼包運至回轉臺，回轉臺轉動到澆注位置后，將鋼水注入中間包，中間包再由水口將鋼水安排到各個結晶器中去。結晶器是連鑄機的核心設備之一，它使鑄件成形并快速凝固結晶。拉矯機與結晶振動裝置共同作用，將結晶器內的鑄件拉出，經冷卻、電磁攪拌后，切割成肯定長度的板坯。連鑄鋼水的預備一、連鑄鋼水

3、的溫度要求：鋼水溫度過高的危害：出結晶器坯殼薄，簡潔漏鋼；耐火材料侵蝕加快，易導致鑄流失控，降低澆鑄平安性；增加非金屬夾雜，影響板坯內在質量；鑄坯柱狀晶發(fā)達；中心偏析加重，易產生中心線裂 紋。鋼水溫度過低的危害：簡潔發(fā)生水口堵塞，澆鑄中斷；連鑄表面簡潔產生結皰、夾渣、裂紋等缺陷； 非金屬夾雜不易上浮，影響鑄坯內在質量。二、鋼水在鋼包中的溫度把握：依據(jù)冶煉鋼種嚴格把握出鋼溫度，使其在較窄的范圍內變化；其次，要最大限度地削減從出鋼、鋼包中、鋼包運送途中及進入中間包的整個過程中的溫降。實際生產中需實行在鋼包內調整鋼水溫度的措施：1）鋼包吹氬調溫2）加廢鋼調溫3）在鋼包中加熱鋼水技術4）鋼水包的保溫中

4、間包鋼水溫度的把握一、澆鑄溫度的確定澆鑄溫度是指中間包內的鋼水溫度，通常一爐鋼水需在中間包內測溫3次，即開澆后5min、澆鑄中期和澆鑄結束前5min,而這3次溫度的平均值被視為平均澆鑄溫度。澆鑄溫度的確定可由下式表示（也稱目標澆鑄溫度）：T=TL+T 。二、液相線溫度：即開頭凝固的溫度，就是確定澆鑄溫度的基礎。推舉一個計算公式：T=1536-78%C+7.6%Si+4.9%Mn+34%P+30%S+5.0%Cu+3.1%Ni+1.3%Cr+3.6%Al+2.0%Mo +2.0%V+18%Ti 三、鋼水過熱度的確定鋼水過熱度主要是依據(jù)鑄坯的質量要求和澆鑄性能來確定。鋼種類別 

5、         過熱度非合金結構鋼      10-20鋁冷靜深沖鋼      15-25高碳、低合金鋼    5-15四、 出鋼溫度的確定鋼水從出鋼到進入中間包經受5個溫降過程：T總=T1+T2+T3+T4+T5T1出鋼過程的溫降；T2出完鋼鋼水在運輸和靜置期間的溫降 (1.01.5/min)；T3鋼包精煉過程的溫降（610/min）；T4精煉后鋼水在靜置和運往連鑄平臺的溫降(51.

6、2/min）；T5鋼水從鋼包注入中間包的溫降。T出鋼 = T澆+T總把握好出鋼溫度是保證目標澆鑄溫度的首要前提。具體的出鋼溫度要依據(jù)每個鋼廠在自身溫降規(guī)律調查的基礎上，依據(jù)每個鋼種所要經過的工藝路線來確定。拉速的確定和把握一、拉速把握作用:拉速定義:拉坯速度是以每分鐘從結晶器拉出的鑄坯長度來表示。拉坯速度應和鋼液的澆注速度相全都。拉速把握合理,不但可以保證連鑄生產的順當進行,而且可以提高連鑄生產力量,改善鑄坯的質量.現(xiàn)代連鑄 追求高拉速。二、拉速確定原則:確保鑄坯出結晶器時的能承受鋼水的靜壓力而不裂開，對于參數(shù)肯定的結晶器，拉速高時，坯殼??；反之拉速低時則形成的坯殼厚。一般，拉速應確保出結晶器

7、的坯殼厚度為12-14mm。影響因素：鋼種、鋼水過熱度、鑄坯厚度等。1）機身長度的限制依據(jù)凝固的平方根定律，鑄坯完全凝固時達到的厚度： 又機身長度： 得到拉速： 2）拉坯力的限制拉速提高，鑄坯中的未凝固長度變長，各相應位置上凝固殼厚度變薄，鑄坯表面溫度上升，鑄坯在輥間的鼓肚量增多。拉坯時負荷增加。超過拉拔轉矩就不能拉坯，所以限制了拉速的提高。3）結晶器導熱力量的限制依據(jù)結晶器散熱量計算出，最高澆注速度：板坯為2.5米/分方坯為3-4米/分4）拉坯速度對鑄坯質量的影響（1）降低拉速可以阻擋或削減鑄坯內部裂紋和中心偏析（2）提高拉速可以防止鑄坯表面產生縱裂和橫裂（3）

8、為防止矯直裂紋，拉速應使鑄坯通過矯直點時表面溫度避開鋼的熱脆區(qū)。5）鋼水過熱度的影響一般連鑄規(guī)定允許最大的鋼水過熱度，在允許過熱度下拉速隨著過熱度的降低而提高，如圖1所示。6）鋼種影響：就含碳量而言，拉坯速度按低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼的挨次由高到低。就鋼中合金含量而言，拉速按普碳鋼、優(yōu)質碳素鋼、合金鋼挨次降低。 第四節(jié) 鑄坯冷卻的把握鋼水在結晶器內的冷卻即一冷確定，其冷卻效果可以由通過結晶器壁傳出的熱流的大小來度量1）一冷作用：一冷就是結晶器通水冷卻。其作用是確保鑄坯在結晶器內形成肯定的初生坯殼。2）一冷確定原則：一冷通水是依據(jù)閱歷，確定以在肯定工藝條件下鋼水在結晶器內能夠形成足夠的坯

9、殼厚度和確保結晶器平安運行的前提。通常結晶器周邊供水2L/mm·min。進出水溫差不超過8，出水溫度把握在45-500為宜，水壓把握在0.4-0.6Mpa。3）二冷作用:二次冷卻是指出結晶器的鑄坯在連鑄機二冷段進行的冷卻過程.其目的是對帶有液芯的鑄坯實施噴水冷卻,使其完全凝固,以達到在拉坯過程中均勻冷卻.4）二冷強度確定原則:二冷通常結合鑄坯傳熱與鑄坯冶金質量兩個方面來考慮.鑄坯剛離開結晶器,要接受大量水冷卻以快速增加坯殼厚度,隨著鑄坯在二冷區(qū)移動,坯殼厚度增加,噴水量漸漸降低.因此,二冷區(qū)可分若干冷卻段,每個冷卻段單獨進行水量把握.同時考慮鋼種對裂紋敏感性而有針對性的調整二冷噴水量

10、.5）二冷水量與水壓:對普碳鋼低合金鋼，冷卻強度為：1.0-1.2L/Kg鋼。對低碳鋼、高碳鋼,冷卻強度為： 0.6-0.8L/Kg鋼。對熱裂紋敏感性強的鋼種，冷卻強度為:0.4-0.6L/Kg鋼，水壓為0.1-0.5MPa二、連鑄坯表面質量及把握 （一）連鑄過程質量把握1）提高鋼純潔度的措施（1）無渣出鋼（2）選擇合適的精煉處理方式（3）接受無氧化澆注技術（4）充分發(fā)揮中間罐冶金凈化器的作用（5）選用優(yōu)質耐火材料（6） 充分發(fā)揮結晶器的作用（7） 接受電磁攪拌技術，把握注流運動（二）連鑄坯表面質量及把握連鑄坯表面質量的好壞打算了鑄坯在熱加工之前是否需要精整，也是影響金屬收得率和成本

11、的重要因素，還是鑄坯熱送和直接軋制的前提條件。連鑄坯表面缺陷形成的緣由較為簡單，但總體來講，主要是受結晶器內鋼液凝固所把握，如圖14所示。 圖14  連鑄坯表面缺陷示意圖（三）連鑄坯內部質量及把握鑄坯的內部質量是指鑄坯是否具有正確的凝固結構、偏析程度、內部裂紋、夾雜物含量及分布狀況等。凝固結構是鑄坯的低倍組織，即鋼液凝固過程中形成等軸晶和柱狀晶的比例。鑄坯的內部質量與二冷區(qū)的冷卻及支撐系統(tǒng)親密相關，如圖15，圖16所示。 圖15  鑄坯內部缺陷示意圖 圖16  “V”形偏析1）削減鑄坯內部裂紋的措施（1）接受壓縮澆鑄技術，或者應用多點

12、矯直技術（2）二冷區(qū)接受合適夾輥輥距，支撐輥精確對弧（3）二冷水安排適當，保持鑄坯表面溫度均勻（4）合適拉輥壓下量，最好接受液壓把握機構2）夾雜物的把握從煉鋼    精煉    連鑄生產潔凈鋼，主要把握對策是：（1）把握煉鋼爐下渣量  擋渣法（偏心爐底出鋼、氣動法、擋渣球）  扒渣法：目標是鋼包渣層厚50mm，下渣2Kg/t（2）鋼包渣氧化性把握  出鋼渣中高（FeO+MnO）是渣子氧勢量度。（FeO+MnO）板胚TO（3）鋼包精煉渣成分把握不管接受何種精煉方法（如RH、LF、VD），合理攪拌強度和合理精

13、煉渣組成是獲得潔凈鋼水的基礎。合適的鋼包渣成分：CaO/ Al2O31.51.8，CaO/ SiO2=813，（FeO+MnO）5。高堿度、低熔點、低氧化鐵、富CaO鈣鋁酸鹽的精煉渣，能有效吸取大顆粒夾雜物，降低總氧。（4）愛護澆注  鋼水愛護是防止鋼水再污染生產潔凈鋼重要操作  愛護澆注好壞推斷指標：NN鋼包N中包；AlsAl鋼包Al中包   愛護方法：中包密封充Ar；鋼包    中間包長水口，N1.5PPm甚至為零；中間包    結 晶器浸入式水口(5)中間包控流裝置  中間包不是

14、簡潔的過渡容器，而是一個冶金反應容器，作為鋼水進入結晶器之前進一步凈化鋼水  中間包促進夾雜物上浮其方法：    a.增加鋼水在中間包平均停留時間t：tw/（a×b××v）。中間包向大容量深熔池方向進展。    b.轉變鋼水在中間包流淌路徑和方向，促進夾雜物上浮。（6）中間包復蓋劑    中間包是鋼水去除夾雜物抱負場所。鋼水面上復蓋劑要有效吸取夾雜物。  碳化稻殼；  中性渣：（CaO/SiO2=0.91.0）  堿性渣：（CaO+Mg

15、O/SiO23）  雙層渣渣中（SiO2）增加，鋼水中TO增加。生產潔凈鋼應用堿性復蓋劑。（7）堿性包襯    鋼水與中間包長期接觸，鋼水與包襯的熱力學性能必需是穩(wěn)定的，這是生產潔凈鋼的一個重要條件。包襯材質中SiO2增加，鑄坯中總氧TO是增加，因此生產潔凈鋼應用堿性包襯。    對低碳Al -K鋼，中間包襯用Mg-Ca質涂料（Al2O30），包襯反應層中Al2O3可達21，說明能有效 吸附夾雜物。（8）鋼種微細夾雜物去除  大顆粒夾雜（>50m）去除，接受中間包控流技術  小顆粒夾雜（<50

16、m）去除：  中間包鈣質過濾器  中間包電磁旋轉（9）防止?jié)沧⑦^程下渣和卷渣  加入示蹤劑追蹤鑄坯中夾雜物來源  結晶器渣中示蹤劑變化  鑄坯中夾雜物來源，初步估算外來夾雜物占41.6%二次氧化占 39%，脫氧產物為20%（10）防止Ar氣泡吸附夾雜物對AlK鋼，接受浸入式水口吹Ar防止水口堵塞，但吹Ar會造成：  水口堵塞物裂開進入鑄胚，大顆粒Al2O3軋制延長會形成表面成條狀缺陷  1mmAr氣泡上浮困難，它是Al2O3和渣粒的聚合地，當氣泡尺寸>200m易在冷軋板表面形成條狀缺陷。為解決水口堵塞問題，可接受：鈣處

17、理改善鋼水可澆性鈣質水口無C質水口目前還是廣泛接受吹Ar來防止堵塞。生產潔凈鋼總的原則是：鋼水進入結晶器之前盡可能排解Al2O3。（11）結晶器鋼水流淌把握三、連鑄坯外形缺陷及把握（一）鼓肚變形帶液心的鑄坯在運行過程中，于兩支撐輥之間，高溫坯殼中鋼液靜壓力作用下，發(fā)生鼓脹成凸面的現(xiàn)象，稱之為鼓肚變形。板坯寬面中心凸起的厚度與邊緣厚度之差叫鼓肚量，用以衡量鑄坯彭肚變形程度。削減鼓肚應實行措施 ：（1）降低連鑄機的高度（2）二冷區(qū)接受小輥距密排列；鑄機從上到下輥距應由密到疏布置（3）支撐輥要嚴格對中（4）加大二冷區(qū)冷卻強度（5） 防止支撐輥的變形，板坯的支撐輥最好選用多節(jié)輥 圖17

18、60; 鑄坯鼓肚示意圖（二）菱形變形菱形變形也叫脫方。是大、小方坯的缺陷。是指鑄坯的一對角小于90°，另一對角大于90°；兩對角線長 度之差稱為脫方量。應對菱變的措施 ：（1）選用合適錐度的結晶器（2）結晶器最好用軟水冷卻（3）保持結晶器內腔正方形，以使凝固坯殼為規(guī)正正的外形（4）結晶器以下的600mm距離要嚴格對?。徊⒋_保二冷區(qū)的均勻冷卻（5）把握好鋼液成分（三）圓鑄坯變形   圓坯變形成橢圓形或不規(guī)章多邊形。圓坯直徑越大，變成隨圓的傾向越嚴峻。形成橢圓變形的緣由有：（1）圓形結晶器內腔變形（2）二冷區(qū)冷卻不均勻（3）連鑄機下部對弧不準（4）拉矯輥的夾緊力調整不當，過分壓下可實行相應措施：（1）準時更