連鑄工藝培訓(xùn)講義課件

連鑄工藝一、什么是連鑄二、鋼液的凝固與連鑄三、連鑄鋼水的準(zhǔn)備四、連鑄工藝控制五、連鑄過程操作六、連鑄坯的缺陷及其預(yù)防措施七、連鑄新技術(shù)連鑄工藝一、什么是連鑄1一、什么是連鑄簡單的說，連續(xù)鑄鋼就是把符合條件〔成分、溫度〕的液態(tài)鋼水通過連鑄機連續(xù)不斷的澆鑄成具有一錠形狀的坯料的過程。連鑄機主要由鋼包回轉(zhuǎn)臺、中間包、結(jié)晶器、輥列構(gòu)成，如以下圖所示：一、什么是連鑄2連鑄工藝培訓(xùn)講義課件3鋼包、中間包、結(jié)晶器鋼包、中間包、結(jié)晶器4浸入式水口、塞棒浸入式水口、塞棒5輥列圖輥列圖6二、鋼液的凝固與連鑄連鑄工藝是使冶煉的合格鋼水，在澆鑄過程中經(jīng)過凝固結(jié)晶，成為具有一定形狀的鑄坯，是把煉鋼和軋鋼銜接起來的一項特殊工藝。其特殊性在于把液態(tài)鋼變?yōu)楣虘B(tài)鋼的凝固過程，鋼水在此過程中發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化，直接影響鑄坯的質(zhì)量，當(dāng)鋼水一旦凝固成為固體，就不可能在隨后的熱加工過程中從本質(zhì)上改進產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，鋼液的凝固和連鑄工藝對產(chǎn)品質(zhì)量有著重大的影響。二、鋼液的凝固與連鑄71.鋼液凝固理論1.1鋼液結(jié)晶與凝固結(jié)構(gòu)1.1.1固-液相變的特點熱量釋放和傳遞過程沿液相穴在凝固溫度區(qū)間內(nèi)將液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w的過程凝固過程的三個階段已凝固坯殼的冷卻過程可看成是經(jīng)歷“形變熱處理〞過程上述四個特點是相互聯(lián)系和相互制約的，只有認(rèn)識其規(guī)律，選定出正確的工藝和設(shè)備，才能使連鑄機具有高的生產(chǎn)率和生產(chǎn)高質(zhì)量的鑄坯。1.鋼液凝固理論81.1.2晶核的生成與長大形核—晶體從無到有長大—晶體從小到大條件：具有有一定的過冷度過冷度—鋼液的平衡結(jié)晶溫度與鋼液的實際溫度之差形核的兩種形式：均質(zhì)形核、非均質(zhì)形核晶核長大：液體中原子向固體方面轉(zhuǎn)移凝固前沿由溶質(zhì)再分配所產(chǎn)生的成分過冷是晶核長大的驅(qū)動力1.1.2晶核的生成與長大91.1.3鑄坯凝固組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)由三個結(jié)晶區(qū)組成：激冷層區(qū)〔邊緣等軸晶區(qū)〕柱狀晶區(qū)中心等軸晶區(qū)連鑄坯的低倍組織常出現(xiàn)每隔5~10cm規(guī)那么的凝固橋的形成，并伴隨有疏松縮孔，叫做小鋼錠結(jié)構(gòu)〔如下圖〕。它會加劇溶質(zhì)元素的軸向偏析，導(dǎo)致不均勻的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，會產(chǎn)生脆斷和斷裂，這對于鑄坯用于軋制棒絲產(chǎn)品是一個特殊的問題。1.1.3鑄坯凝固組織101.1.4鑄坯凝固組織的控制低溫澆鑄調(diào)整二冷水量添加形核劑外力作用連鑄機類型的影響1.1.4鑄坯凝固組織的控制111.2凝固收縮液態(tài)收縮凝固收縮固態(tài)收縮凝固體積收縮和冷卻后的線收縮對鑄坯質(zhì)量有重要影響1.2凝固收縮121.3凝固偏析經(jīng)過爐外精煉和吹氣攪拌后，鋼包中任何位置的鋼水成分是均勻的。而凝固之后，在鋼錠或連鑄坯從外表到中心化學(xué)成分是不一樣的，有差異甚大。把這種成分的不均勻性叫做偏析。偏析分為兩類：顯微偏析和宏觀偏析偏析產(chǎn)生的原因：元素在液態(tài)和固態(tài)中的溶解度差異冷卻速度1.3凝固偏析13三、連鑄鋼水的準(zhǔn)備1.鋼水澆鑄溫度的控制1.1溫度控制的重要性鋼水溫度過高的危害是：⑴出結(jié)晶器坯殼薄，容易漏鋼；⑵耐火材料侵蝕加快，易導(dǎo)致鑄流失控，增加澆鑄不平安性；⑶增加非金屬夾雜物，影響板坯內(nèi)在質(zhì)量；⑷鑄坯柱狀晶興旺，鑄造組織評級下降；⑸中心偏析加重，易產(chǎn)生中心裂紋。鋼水溫度過低的危害是：⑴容易發(fā)生水口堵塞，澆鑄中斷；⑵鑄坯外表容易產(chǎn)生結(jié)疤，夾渣，裂紋等缺陷；⑶非金屬夾雜不易上浮，影響鑄坯內(nèi)在質(zhì)量；三、連鑄鋼水的準(zhǔn)備141.2連鑄鋼水澆鑄溫度確實定在連鑄生產(chǎn)中澆注溫度即中間鋼水溫度，它取決于所澆鋼種的液相線溫度和適宜的過熱度，即：T澆注=T液+ΔT?？梢姡刂茲沧囟燃纯刂浦虚g包內(nèi)鋼水的過熱度ΔT。1.2.1液相線溫度TLTL=1537℃-[88C%+8Si%+5Mn%+3OP%+25S%+5Ca%+4Mi%+2Mo%+2V%+1.5Cr%]1.2連鑄鋼水澆鑄溫度確實定151.2.2過熱度的ΔT確定中間包內(nèi)鋼水的過熱度ΔT取決于鋼種、鑄坯斷面及澆注條件等因素。如鋼中含碳低，鑄坯斷面小、過熱度應(yīng)大些；鋼中碳、硅、錳含量高，鑄坯斷面大，過熱度可取低值。澆注條件主要指鋼包及中間包的熱工狀況，即鋼水在鋼包及中間包內(nèi)熱量損失引起的溫降。ΔT=t出鋼-Δt過程-tl式中Δt過程是從出鋼到開始澆注的過程溫降，其表達式如下：Δt過程=Δt1+Δt2+Δt3+Δt4+Δt5式中：Δt1--出鋼過程中鋼水的溫降；Δt2--出鋼后到鋼包處理前鋼水的溫降；Δt3—鋼包處理過程中鋼水的溫降；Δt4—處理后至鋼包開澆前鋼水的溫降；Δt5—鋼水從鋼包注入中間包的溫降。鋼水過程溫降如以下圖所示：1.2.2過熱度的ΔT確定16連鑄工藝培訓(xùn)講義課件171.2.3鋼水在鋼包中的溫度控制影響溫降的因素很多，加上必須保證鋼包中鋼水溫度均勻，所以實際生產(chǎn)中采取在鋼包內(nèi)調(diào)整水溫度的措施。一方面對包內(nèi)鋼水溫度的不均勻性調(diào)整，如吹氬調(diào)整，另一方面當(dāng)鋼水溫度偏高或偏低時，進行相應(yīng)的調(diào)整，如加廢鋼降溫或加熱升溫等。一般的方法是：〔1〕攪拌法。在鋼包頂部或底部吹入氬〔或氮〕氣攪拌鋼水，使鋼包上下部溫度或成分均勻。左圖為鋼包吹氬示意圖，右圖為中間包鋼水溫度變化示意圖。

a-上吹法b-底吹法1-鋼包不吹氣2-鋼包吹氣1.2.3鋼水在鋼包中的溫度控制a-上吹法1-鋼包不吹18⑵攪拌+冷廢鋼在吹氣攪拌的同時，參加輕型廢鋼，借助于廢鋼熔化吸熱來降溫。鋼水溫度降低1℃，需加廢鋼0.7Kg/t。⑶電弧加熱法利用石墨電極產(chǎn)生高溫電弧〔4000℃〕加熱鋼水。鋼包容量越大，加熱效率越高。如20t鋼包，加熱效率30%，250t鋼包，加熱效率為70%，升溫速度為3～6℃/min。⑷感應(yīng)加熱法利用線圈產(chǎn)生的交流磁場在鋼水中產(chǎn)生感應(yīng)電勢使其鋼水加熱。加熱效率可達70%，升溫速度為2.5℃/min。⑵攪拌+冷廢鋼19⑸等離子加熱法氣體〔如氬、氮〕被加熱到高溫會變成等離子狀態(tài)，利用高溫等離子體〔溫度可達3000℃以上〕來加熱鋼水，升溫速度為5～6℃/min，熱效率可達70～80%。⑹化學(xué)法在鋼包內(nèi)參加發(fā)熱元素〔如鋁〕并同時吹氧使鋁氧化放出大量熱量以加熱鋼水，如270t鋼包，升溫速度可達5～10℃/min。⑺氧燃加熱法利用氧氣和燃料〔油、煤〕同時噴到鋼水外表，形成高溫火焰以加熱鋼水，熱效率為35%，加熱速度為1℃/min。⑸等離子加熱法201.2.4中間包鋼水溫度控制澆注溫度即中間內(nèi)的鋼水溫度，通常一爐鋼水需在中間包內(nèi)測3次溫度，即開澆后5mm，澆鑄中期和澆鑄結(jié)束前5min，將這三次溫度的平均值視為平均澆鑄溫度。如前所述，控制澆鑄溫度也就是控制中間包內(nèi)鋼水過熱度。在實際生產(chǎn)中，由于中間包鋼水過熱度的影響因素較多，鋼水溫度往往波動較大，給連鑄操作穩(wěn)定性帶來了困難。經(jīng)過精煉后，鋼水溫度、成分均勻了，但澆注到中間包以后鋼水溫度的變化是：

1.2.4中間包鋼水溫度控制21⑴開澆期：由于中間包襯吸熱，在15～20分種內(nèi)鋼水溫度偏離目標(biāo)溫度下降10～20℃⑵正常澆注期：當(dāng)中間包襯的散熱損失與補充到中間包鋼水熱量損失相等時，鋼水溫度恢復(fù)到目標(biāo)溫度。⑶換鋼包：連澆換鋼包期間，中間包鋼水溫度又有所降低，第二包鋼水開澆后，又恢復(fù)正常。⑷澆注末期：澆注末期中間包鋼水溫度逐漸降低，直到澆注結(jié)束。⑴開澆期：由于中間包襯吸熱，在15～20分種22中間包開澆，換鋼包和澆注結(jié)束時，鋼水溫度是處于不穩(wěn)定狀態(tài)，都比所要求的目標(biāo)澆注溫度要低10～20℃，這樣使中間包鋼水溫度波動較大，帶來的害處是：⑴開澆時鋼水溫度降低過大〔10～20℃〕會造成水口凍結(jié)，為順利開澆，又要相對提高中間包鋼水溫度，這樣加重了高溫出鋼。⑵中間包鋼水溫度波動，加重了結(jié)晶器內(nèi)坯殼生長的不均勻性，嚴(yán)重時會導(dǎo)致漏鋼。⑶對夾雜物上浮和鑄坯質(zhì)量帶來不利影響。為減少中間包鋼水溫降，連鑄中間包普遍采用外表保溫措施，如用絕熱板做內(nèi)襯，加合成渣或炭化稻殼覆蓋液面。表1—3列出幾種鋼水外表覆蓋劑對外表散熱的影響。中間包開澆，換鋼包和澆注結(jié)束時，鋼水溫度是處232、鋼水成分的控制2.1對鋼水成分控制的要求鋼水成分的控制首先應(yīng)滿足鋼種規(guī)格的要求。連續(xù)鑄鋼由于是連續(xù)作業(yè)，全程強制冷卻和在運動中凝固成型，所以對鋼水的質(zhì)量有嚴(yán)格的特殊要求。⑴成分穩(wěn)定性：為保證多爐連澆時工藝操作和鑄坯性能的均勻一致性，必須把鋼水成分控制在較窄的范圍內(nèi)，以保持連澆各爐鋼水成分的相對穩(wěn)定性。⑵鋼水可澆性〔流動性〕：連鑄時的中間包水口斷面小，澆注時間長，必須保證鋼水具有良好的流動性，以使之在整個澆注期間水口不堵塞、不凍結(jié)。⑶抗裂紋敏感性：對鋼中影響鑄坯熱裂傾向的元素必須加以嚴(yán)格控制。⑷純潔性：必須最大限度的降低鋼水中夾雜物含量，對連鑄鋼水脫氧度和純潔性加以嚴(yán)格控制。2、鋼水成分的控制242.2碳、硅、錳含量的控制2.3鋁含量控制2.4硫、磷控制2.5剩余元素控制2.6微量元素的控制2.7氫、氮、氧的控制2.2碳、硅、錳含量的控制253、鋼水純潔度的控制鋼水純潔度主要是指鋼水中非金屬夾雜物的數(shù)量、形態(tài)及分布。非金屬夾雜物存在于鋼中，不僅會發(fā)生諸如Al2O3堵水口這樣的澆鑄中斷事故，還會破壞鋼的連續(xù)性和致密性，對鋼的性能產(chǎn)生很大危害。因此，對鋼水純潔度的要求，就是為了提高澆鑄的成功率，確保連鑄坯內(nèi)部的干凈，以確保最終產(chǎn)品的性能。在連鑄鋼水準(zhǔn)備階段，為了盡量減少鋼中非金屬夾雜物的含量，應(yīng)在脫氧、擋渣出鋼及爐外精煉等方面做好工作。3、鋼水純潔度的控制26四、連鑄工藝控制1.拉速確實定和控制拉坯速度是指連鑄機每一流單位時間拉出鑄坯的長度〔m/min〕，或每一流單位時間拉出鑄坯的重量(t/min)，后者也有稱為澆注速度的。顯然，在鑄坯斷面一定的情況下，提高拉坯速度〔或澆注速度〕可以提高連鑄機的生產(chǎn)能力。拉坯速度是連鑄機的重要工藝參數(shù)之一，其大小直接影響到鋼水的凝固速度及鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量，為了提高連鑄機的生產(chǎn)能力，通常要提高拉坯速度。但是，拉速過高會造成結(jié)晶器出口處坯殼厚度缺乏，坯殼過薄的鑄坯，缺乏以承受拉坯力和鋼水的靜壓力，以致坯殼被拉裂而產(chǎn)生漏鋼事故。即使未漏鋼，也會造成鑄坯鼓肚和裂紋等缺陷。因此，提高拉速應(yīng)以獲得良好的鑄坯結(jié)構(gòu)和保證正常操作為前提，通常在一定工藝條件下，拉坯速度有一最正確值。四、連鑄工藝控制271.1拉速確實定拉速是根據(jù)鑄坯斷面尺寸，澆注鋼種和澆注溫度來確定的。確定拉速的方法：按照鑄坯出結(jié)晶器時要求的最小坯殼厚度計算按照鑄機冶金長度計算按照經(jīng)驗公式選取。1.1拉速確實定281.2影響拉速的因素鋼種的影響斷面形狀和尺寸的影響注溫及鋼中硫磷含量的影響冶金長度結(jié)晶器振動保護渣性能1.2影響拉速的因素291.3拉速的控制塞棒控制是通過塞棒的升降來控制鋼流大小的，塞棒能夠有效地防止鋼水發(fā)生旋渦，從而可防止把渣子帶入結(jié)晶器等。但塞棒方式不便于自動控制且控制精度較差。滑動水口通過滑板的滑動控制鋼流的大小，能精確調(diào)節(jié)鋼水流量，易實現(xiàn)自動控制。定徑水口流量較穩(wěn)定，主要用于小方坯。1.3拉速的控制302.連鑄坯的凝固冷卻過程鋼液在結(jié)晶器中快速冷卻，形成薄的坯殼由于坯殼薄并具有塑性，在鋼液靜壓力下坯殼產(chǎn)生蠕變，貼靠于結(jié)晶器內(nèi)壁，坯殼與結(jié)晶器壁緊密接觸，此時冷卻較快，鑄坯外表溫度明顯下降。隨著凝固殼增厚，鑄坯收縮，坯殼與結(jié)晶器壁間產(chǎn)生氣隙，鑄坯冷卻速度減慢。坯殼具有足夠的厚度時，鑄坯從結(jié)晶器中拉出，在二冷區(qū)受到強烈的噴水冷卻，中心逐漸凝固。但鑄坯外表溫度下降快，外表溫度顯著低于中心溫度。鑄坯在空氣中較緩慢地冷卻，鑄坯中心的熱傳導(dǎo)給外層使鑄坯外層變熱，外表溫度上升。不過，隨著時間推移，整個鑄坯斷面上溫度溫度逐漸趨于均勻。2.連鑄坯的凝固冷卻過程313.結(jié)晶器傳熱結(jié)晶器是連鑄機的關(guān)鍵部位，好比是連鑄機的“心臟〞。它的重要作用表現(xiàn)在：盡可能高的拉速下保證出結(jié)晶器時形成所需要的形狀并有一定厚度坯殼的鑄坯，以抵抗鋼水靜壓力，而不拉漏。結(jié)晶器周邊坯殼厚度能均勻穩(wěn)定生長。結(jié)晶器內(nèi)的鋼水—渣相—坯殼—銅板之間相互復(fù)雜作用，對鑄坯外表質(zhì)量有決定性的影響。上述第一個作用決定了鑄機生產(chǎn)率，而第二、三個作用決定了鑄坯外表質(zhì)量。3.結(jié)晶器傳熱323.1結(jié)晶器內(nèi)出生坯殼的形成過程

3.1結(jié)晶器內(nèi)出生坯殼的形成過程33鋼水與銅壁接觸形成一個半徑很小的彎月面，在半徑為r的彎月面根部，由于冷卻速度很快〔100℃/s〕，初生坯殼很快形成。由于外表張力作用，鋼液面具有彈性薄膜性能，能抵抗剪切力。隨著結(jié)晶器的振動，向彎月面下輸送鋼水而形成新的固體坯殼。已凝固的高溫坯殼發(fā)生相變，坯殼向內(nèi)彎曲脫開銅壁，而鋼水靜壓力又使坯殼向外鼓脹，此時坯殼的收縮力與鋼水的靜壓力處于動態(tài)平衡隨著坯殼下降，形成氣隙區(qū)的坯殼外表開始回?zé)?，坯殼溫度升高、強度降低，鋼水靜壓力使坯殼變形形成皺紋或凹陷。同時由于氣隙的形成，傳熱減慢，凝固速度降低，坯殼減薄。坯殼局部收縮會造成局部組織的粗化，產(chǎn)生了明顯的裂紋敏感性上述過程反復(fù)進行，直到坯殼出結(jié)晶器鋼水與銅壁接觸形成一個半徑很小的彎月面，在半徑為r的彎月面根343.2結(jié)晶器的熱流結(jié)晶器中鋼水的散熱可分為垂直方向〔拉坯方向〕散熱和水平方向散熱。拉坯方向的散熱較小，經(jīng)理論計算，它僅占結(jié)晶器總散熱量的3%～6%，結(jié)晶器中鋼水沿周邊即水平方向傳熱有以下過程：〔如下圖〕鋼水向坯殼的對流傳熱凝固坯殼中傳導(dǎo)傳熱凝固坯殼與結(jié)晶器壁傳熱結(jié)晶器壁傳導(dǎo)傳熱冷卻水與結(jié)晶器壁強制對流傳熱，熱量被通過水縫中高速度流動的冷卻水帶走3.2結(jié)晶器的熱流353.3影響結(jié)晶器傳熱因素結(jié)晶器設(shè)計對傳熱的影響錐度、長度、厚度、外表形狀、材質(zhì)、內(nèi)外表光潔度操作參數(shù)對傳熱的影響拉速、澆鑄溫度、結(jié)晶器潤滑、冷卻水速度和溫度、鋼水成分3.3影響結(jié)晶器傳熱因素364、二次冷卻區(qū)的傳熱4.1二冷區(qū)熱平衡由連鑄機熱平衡可知,鋼的凝固潛熱不能在結(jié)晶器內(nèi)全部放出來,鑄坯帶著液相穴進入二冷區(qū)承受噴水冷卻.鑄坯在二冷區(qū)冷卻的要求是:在矯直點對(弧形連鑄機)鑄坯全部凝固;鑄坯外表溫度分布要均勻;鑄坯接受噴水冷卻效率要高。上述根本要求，直接影響鑄機產(chǎn)量和鑄坯質(zhì)量，在其他工藝條件相同時，它強烈受二冷區(qū)噴水冷卻控制。4、二次冷卻區(qū)的傳熱37鑄坯在二冷區(qū)約有210～294KJ/Kɡ的熱量被水帶走，鑄坯才能全部凝固。鑄坯通過傳導(dǎo)把熱量由中心傳到外表，由于噴水冷卻鑄坯外表溫度突然降低，使外表和中心形成了較大的溫度梯度，這是鑄坯冷卻的動力。右圖表示在二冷區(qū)鑄坯向外傳熱的幾種方式冷卻水蒸發(fā)帶走熱量33%；冷卻水加熱帶走熱量25%；鑄坯外表輻射熱為25%；鑄坯與支承輥接觸傳導(dǎo)傳熱為17%鑄坯在二冷區(qū)約有210～294KJ/Kɡ的熱384.2對二冷傳熱的影響因素鑄坯外表溫度水流密度水滴速度水滴直徑鑄坯外表狀態(tài)噴嘴使用狀態(tài)4.2對二冷傳熱的影響因素394.3冷卻強度的制定由結(jié)晶器拉出的鑄坯進入二冷區(qū)時應(yīng)采取自上而下冷卻強度由強到弱的原那么。為了提高鑄機生產(chǎn)率，應(yīng)當(dāng)采取高拉速和高冷卻效率，但在提高冷卻效率的同時，要防止鑄坯外表局部降溫劇烈而產(chǎn)生裂紋，故應(yīng)該使鑄坯外表橫向及縱向都能均勻降溫。700℃—900℃的溫度范圍是鑄坯的脆性溫度區(qū)，如鑄坯外表溫度在此范圍內(nèi)矯直時，易于產(chǎn)生橫裂紋。所以應(yīng)控制二次冷卻強度，使鑄坯外表溫度降至900℃以上，即高于脆性溫度區(qū)進行矯直。通?？刂圃?100℃以下。在確定冷卻強度時要必須適應(yīng)不同鋼種的需要，特別是裂紋敏感性強的鋼種，要采用弱冷。4.3冷卻強度的制定404.4二冷水的控制方法二冷水的控制方法有儀表控制及計算機控制兩大類別。儀表控制系統(tǒng)它是將二冷區(qū)分成假設(shè)干段，每段裝設(shè)電磁流量計，根據(jù)工藝要求調(diào)節(jié)。動態(tài)控制法根據(jù)二冷區(qū)鑄坯冷卻的實際情況及時改變二冷水量的自動控制法。水表控制法將生產(chǎn)實際中屢次合格鑄坯的工藝參數(shù)〔如鋼種、鑄坯、斷面、拉速等〕及冷卻水量等數(shù)據(jù)收集后，歸納并存入計算機。實際生產(chǎn)中，只需將參數(shù)輸入計算機，計算機即可按存入的數(shù)據(jù)找出適宜的二冷水量進行自動控制。外表溫度控制法按照鑄坯外表的溫度在二冷區(qū)的各段應(yīng)到達新規(guī)定的范圍，以此為目標(biāo)來控制給水量。4.4二冷水的控制方法415、連鑄保護渣5.1保護渣在結(jié)晶器中的行為低熔點(1100～1200℃)的保護渣添加到結(jié)晶器高溫鋼液〔1500℃左右〕面上實為渣粉狀，靠鋼液提供熱量，在鋼液面上形成了一定厚度的液渣覆蓋層〔約10～15mm〕，鋼水向粉渣層傳熱減慢，在液渣層上的粉渣受熱作用，渣粉之間互助燒結(jié)在一起形成所謂燒結(jié)層〔溫度在900～600℃〕，在燒結(jié)層上粉渣接受從鋼水傳遞的熱量更少，溫度低〔﹤500℃〕，故保持為粉狀，均勻覆蓋在鋼水面上，防止了鋼水散熱，阻止了空氣中的氧進入鋼水。5、連鑄保護渣42在拉坯過程中，由于結(jié)晶器上下振動和凝固坯殼向下運動的作用，鋼液面的液渣層不斷通過鋼水與銅壁的界面而擠入坯殼與銅壁之間，在銅壁外表形成一層固體渣膜，，而在凝殼外表形成一層液體渣膜，這層液體渣膜在結(jié)晶器壁與坯殼外表起潤滑作用。同時，渣膜充填了坯殼與銅壁之間氣隙，減少了熱阻，改善了結(jié)晶的傳熱。隨著拉坯的進行，鋼液面上的液渣不斷消耗掉，而燒結(jié)層下降到鋼液面熔化成液渣層，粉渣層變?yōu)闊Y(jié)層，再往結(jié)晶器添加新的渣粉，使其保持在三層結(jié)構(gòu)，如此循環(huán)，保護渣粉不斷消耗。在拉坯過程中，由于結(jié)晶器上下振動和凝固坯殼向435.2保護渣的冶金功能隔絕空氣保護結(jié)晶器液面不受空氣的二次氧化吸收上浮至鋼水外表的氧化物夾雜。在結(jié)晶器壁和凝固殼間形成潤滑膜充填氣隙改善傳熱條件絕熱保溫防止液面結(jié)殼總之，好的保護渣必須具備上述冶金功能，而實現(xiàn)上述功能的綜合條件是：要有適宜的化學(xué)組成和物料配比；要保持性能的穩(wěn)定性和均勻性；要有合理的熔融結(jié)構(gòu)。5.2保護渣的冶金功能446、連鑄鋼水二次氧化和保護澆注6.1鋼水二次氧化澆注過程中鋼水與空氣、耐火材料，爐渣之間的相互化學(xué)反響生成的氧化產(chǎn)物，使鋼水重新被污染的過程叫二次氧化。留在鋼中的二次氧化產(chǎn)物一般稱為外來夾雜。鋼水二次氧化的來源鋼包注流和中間包注流與空氣的相互作用中間包鋼水外表和結(jié)晶器鋼水外表與空氣的相互作用鋼水與中間包襯耐火材料的相互作用6、連鑄鋼水二次氧化和保護澆注456.2連鑄鋼水的保護澆鑄氣相保護澆注長水口保護澆注由于幾乎一半的二次氧化物來自大包到中包鋼水的二次氧化，采用易熔墊環(huán)密封大包水口與保護套管之間的聯(lián)接局部，同時向其周圍噴射隋性氣體可以有效的防止鋼水二次氧化。澆鑄方坯時，采用兩節(jié)式水口，在上、下水口之間同樣采用易熔墊環(huán)進行密封。澆鑄板坯時，采用整體浸入式水口或快速更換水口工藝進行澆鑄。另外，正確選擇中間包和結(jié)晶器保護渣也是能否杜絕二次氧化的重要的影響因素6.2連鑄鋼水的保護澆鑄467、結(jié)晶器振動結(jié)晶器振動的目的：-保持良好的外表質(zhì)量，限制振痕深度和裂紋的發(fā)生；-使凝固坯殼得到適當(dāng)?shù)臐櫥?。振動參?shù)設(shè)計中考慮的根本參數(shù)是負(fù)滑脫時間。它被定義為時間間隔，在此期間，結(jié)晶器的運動與澆鑄速度同等重要。相關(guān)的振動參數(shù)由下式給出：60VcNST=———·arccos(————)л·fл·f·s這里：Vc=澆鑄速度〔m/min〕F=振動頻率(opm)S=振幅(m)7、結(jié)晶器振動結(jié)晶器振動的目的：47負(fù)滑脫時間與振痕深度直接相關(guān)。當(dāng)振動頻率高、振幅相對小，負(fù)滑脫時間短時，振動痕較淺。實踐經(jīng)驗說明，最正確的負(fù)滑脫時間約為0.12秒。振幅對振頻是在最正確的負(fù)滑脫時間和澆鑄速度的根底上確定的，這兩者對獲得最正確的外表質(zhì)量都很重要。負(fù)滑脫時間與振痕深度直接相關(guān)。當(dāng)振動頻率高、振幅相對小，負(fù)滑48結(jié)晶器前伸量〔ML〕是影響外表質(zhì)量的另一個因素。ML定義為負(fù)滑脫時間內(nèi)結(jié)晶器沿振動路徑走過的全部振幅的一局部。ML=S·sin(л·f·Tn)－Vc·T這里：S=全振幅〔㎜〕F=頻率〔opm〕Tn=NST/60(s)Vc=澆鑄速度(m/min)ML值的范圍為3~5.5㎜時結(jié)晶器/鑄坯摩擦狀況能取得令人滿意的表層質(zhì)量。ML值低于3㎜就會造成結(jié)晶器壁與凝固表層之間接觸不好〔粘結(jié)漏鋼可能發(fā)生〕。ML值高于5.5㎜時，相對過多的接觸引起深而無規(guī)那么的振痕，對外表質(zhì)量有負(fù)面影響。結(jié)晶器前伸量〔ML〕是影響外表質(zhì)量的另一個因素。ML定義為負(fù)49連鑄工藝培訓(xùn)講義課件508、電磁攪拌使用電磁攪拌可以有效的增加擴大鑄坯的等軸晶區(qū)，減少鑄坯中心疏松、縮孔和中心偏析，促使鑄坯液相穴內(nèi)夾雜物或氣泡上浮，并能獲得均勻的凝固結(jié)構(gòu)。方坯一般采用外裝式結(jié)晶器電磁攪拌，攪拌線圈在結(jié)晶器外，它可以在更換結(jié)晶器時不撤除電磁攪拌裝置。板坯連鑄電磁攪拌安裝位置一般有結(jié)晶器〔M-EMS〕、二冷段〔S-EMS〕和凝固末端〔F-EMS〕。8、電磁攪拌使用電磁攪拌可以有效的增加擴大鑄坯的519、鑄坯的連續(xù)彎曲和矯直對于直弧形連鑄機，設(shè)計中有一定的垂直長度〔從弧形液面到鑄坯開始彎曲點〕。以便在彎曲前有適宜的坯殼生成，同時形成最優(yōu)的夾雜物上浮方式。彎曲時應(yīng)用連續(xù)彎曲原理，在弧形段內(nèi)有8個以上的輥子用于彎曲；以便所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最小。矯直采用帶液芯連續(xù)矯直，減少強加給鑄坯的拉力和矯直應(yīng)力，同時可以防止形成裂紋。影響裂紋形成的因素是初步凝固的結(jié)構(gòu)〔奧氏體與鐵素體〕和形成低熔點硫化物的傾向〔由Mn/S比衡量〕。少數(shù)鋼種以矯直期間特殊的裂紋形成傾向為特征，主要決定于鋼種成分和矯直時鋼的溫度。9、鑄坯的連續(xù)彎曲和矯直對于直弧形連鑄機，設(shè)計中有一定的垂直52內(nèi)部與外表裂紋可能在此期間形成，即：當(dāng)帶液芯矯直時，假設(shè)在固液界面的矯直力大于臨界溫度下鋼的內(nèi)壓力，可能形成內(nèi)部枝晶間裂紋，必須注意臨界溫度在高溫脆化范圍內(nèi)的情況。在700℃—850℃的脆化范圍內(nèi)，能形成外表裂紋。通過精確調(diào)整二冷狀況，可以使外表溫度在950/1000℃，就能解決裂紋問題。連續(xù)矯直保證鑄坯的預(yù)變形，并使鑄坯在每一個矯直點的延伸是在裂紋形成值以下。連續(xù)矯直系統(tǒng)可以防止?jié)茶T情況惡化時可能出現(xiàn)的內(nèi)部缺陷。內(nèi)部與外表裂紋可能在此期間形成，即：當(dāng)帶液芯矯直時，假設(shè)在固53五、連鑄過程操作1.連鑄機澆注前的準(zhǔn)備連鑄機澆注前的準(zhǔn)備與澆注方法有密切的關(guān)系，因此先介紹連鑄機的澆注方法。1.1連鑄機的澆注方法定徑水口澆注法〔主要適用于小方坯生產(chǎn)〕塞棒澆注法〔主要適用于大方坯和板坯生產(chǎn)〕五、連鑄過程操作541.2連鑄中間包的準(zhǔn)備1.2.1中間包的作用及包襯構(gòu)成作用儲存鋼水、減低鋼水靜壓力、分流、控制供給結(jié)晶器鋼水量以及凈化鋼水，是鋼水進入結(jié)晶器前的最后一個重要的冶金反響器。包襯構(gòu)成包襯分為永久層和工作層兩局部永久層砌筑方法分為磚砌法和澆注成型法工作層的材質(zhì)有三種：磚、絕熱板、中包涂料1.2連鑄中間包的準(zhǔn)備551.2.2中間包耐材的安裝座磚的安放水口的安裝塞棒的安裝1.2.2中間包耐材的安裝561.2.3中間包的烘烤磚砌包和涂料包都必須烘烤，溫度要求到達1000℃以上。中包的烘烤都要遵循小火→中火→大火的原那么。特別是涂料包，如果火焰控制不當(dāng)，會使涂料爆裂。所謂小火烘烤是指火焰不直接接觸包壁或包底；所謂中火烘烤是指火焰接觸包底但不產(chǎn)生反射現(xiàn)象；大火烘烤是指火焰接觸包底后產(chǎn)生反射現(xiàn)象，火焰從包蓋的縫隙中冒出的高度在300mm左右。中包在烘烤過程中，隨著包壁溫度的提高火焰的狀態(tài)會產(chǎn)生變化的，備包工應(yīng)及時地給予調(diào)整。開澆前，要檢查中包內(nèi)的狀態(tài)，即保證水口暢通。對于定徑水口而言，還有一個引流操作，即用木塞或石棉繩堵住水口，然后在里面放上引流砂。當(dāng)中包內(nèi)鋼水到達一定高度后，拔取木塞等物，引流砂流出，鋼水隨之而出。1.2.3中間包的烘烤571.3連鑄機的其他準(zhǔn)備工作連鑄機的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作除了以上講的內(nèi)容以外，還包括以下幾個主要方面的工作：連鑄機設(shè)備的檢查模擬工作；各設(shè)備是否已經(jīng)進入準(zhǔn)備澆鑄狀態(tài)，連鑄機所需的各種物質(zhì)是否已到達要求；連鑄機送引錠操作是否正常；澆注用各種工具材料是否已經(jīng)準(zhǔn)備就緒；只有以上各項工作完成后，才可以接受鋼水，開始澆鑄。1.3連鑄機的其他準(zhǔn)備工作582.連鑄機的堵引錠操作堵引錠操作連鑄機生產(chǎn)中很重要的一個步驟，必須認(rèn)真對待。如果引錠堵不好，極易造成漏鋼事故。其主要步驟是：堵引錠前，先模擬試車，了解引錠的行走情況，以便在開澆時心里有數(shù)。引錠時要認(rèn)真監(jiān)視引錠頭的上升情況，當(dāng)引錠頭送到距結(jié)晶器下口約500mm時，改蠕動操作，使引錠頭端部停在距結(jié)晶器上沿350~400mm的位置。送上引錠后，檢查對中情況，對于超過1200mm的大引錠偏差50mm時可以撬正，小引錠必須對正，否那么重送?？偟脑敲词遣灰V擰勁。2.連鑄機的堵引錠操作59清潔引錠，保證無雜物。同時觀察引錠頭和銅板之間的縫隙，決定堵幾股的石棉繩。堵引錠時，先堵一層1~2股的繩子，這樣，一能均勻引錠頭和結(jié)晶器壁之間的縫隙，二能起到鋪墊作用。然后在堵繞好的石棉繩，一般是4股。這時，必須堵結(jié)實，保證不滲水為宜。窄面最容易出問題，一定要堵好，關(guān)鍵是結(jié)晶器的四個角，只要堵好四個角，窄面就堵好了。待鋼水已經(jīng)到達大包回轉(zhuǎn)臺時，鋪冷鋼條。將長、短冷鋼條橫豎間隔鋪好。在認(rèn)為薄弱的地方最好多放一根冷鋼條。最后鋪釘屑。原那么上要均勻，在認(rèn)為沒有堵結(jié)實的地方多鋪一點，一般為20~25mm。但燕尾槽中不允許有任何釘屑等雜物。清潔引錠，保證無雜物。同時觀察引錠頭和銅板之間的縫隙，決定堵603.連鑄機的澆注操作3.1大包開澆步驟：安裝和拆卸大包液壓管。大包旋轉(zhuǎn)定位。開大包向中包內(nèi)注入鋼水，保持中包鋼水工作液位±50mm。進行中包測溫在大包開澆5分、20分、澆注結(jié)束前5分分別測溫。兩次測溫偏差大于8℃，須重新測溫。要求站在中包車上測溫，測溫點在塞棒周圍，距包壁300~400mm，插入深度200~300mm。與機長及機前人員進行聯(lián)絡(luò)，并及時處理大包突發(fā)事件。檢查中包液面的保溫劑是否有效，并及時補加保溫劑。當(dāng)鋼水到達預(yù)定液位時，要控制好滑動水口的開口度，使從大包流出的鋼水量和澆入結(jié)晶器的鋼水量到達平衡。3.連鑄機的澆注操作613.1.1大包澆注方式敞流澆注保護澆注3.1.2連澆操作關(guān)鍵控制要素：敞流澆鑄：盡量縮短爐鋼之間的換大包時間保護澆注：換大包后使引流砂流在中包渣面上每爐鋼澆完后防止大量的渣子流入中包3.1.1大包澆注方式623.2中間包冶金功能：消除鋼水中夾雜物的污染。如杜絕鋼水二次氧化、耐材的侵蝕和大包下渣等。促進鋼水中夾雜物的上浮別離。如改善鋼水流動形態(tài)、延長鋼水在中包內(nèi)停留的時間以及防止中包覆蓋劑卷入鋼水。采用附加的冶金工藝完成中包精煉功能。如夾雜物形態(tài)控制、鋼水成分微調(diào)、鋼水溫度的精確控制等。一般中包內(nèi)降低夾雜物含量采取的措施是加擋墻和擋壩。擋墻的作用是封閉大包注流沖擊區(qū)的紊流，防止外表卷渣。擋壩可有不同的形狀和結(jié)構(gòu)。擋墻和擋壩聯(lián)合使用，減少了死區(qū)，平均鋼水停留時間比單用擋墻時增加了兩倍，比沒有用時增加了四倍，有效的促進了夾雜物的別離。3.2中間包冶金633.3中間包操作3.3.1中包開澆操作開澆時機：中包內(nèi)液面到達設(shè)定值的3/4左右時，進行中包開澆操作。安裝水口：先烘烤，再安裝開澆次序：對于多流鑄機，先開中包最外側(cè)兩流塞棒控制：采用“開、關(guān)〞再“開、關(guān)〞的方式，利用關(guān)的間隙時間來控制結(jié)晶器內(nèi)液面上升所需的時間。3.3中間包操作643.3.2確定拉速根據(jù)鑄坯斷面〔鑄坯厚度尺寸起主要作用〕、澆注鋼種和澆注溫度確定。確定拉速的依據(jù)：保證結(jié)晶器出口處鑄坯有適當(dāng)?shù)哪龤ず穸?，能承受拉坯力和鋼水凈壓力，坯殼不會被拉裂，也不會出現(xiàn)明顯的鼓肚變形。一般在生產(chǎn)中，根據(jù)實際條件來歸納適合現(xiàn)場的經(jīng)驗公式3.3.3結(jié)晶器潤滑保護渣使用原那么：根據(jù)鋼種進行更換推渣時做到“勤推少推、黑渣操作〞3.3.2確定拉速654.連鑄機的換包操作在澆注過程中，由于中包受到鋼水的不斷侵蝕，很快到達了它的壽命，為了保持鋼水的連續(xù)澆注，經(jīng)常要執(zhí)行換包操作。每次換包相當(dāng)于一次開澆操作，其主要操作為：在中包液位降至300～400mm時，適當(dāng)降速至低于規(guī)程拉速0.1～0.3m/min。將兩個中包車提升至最高高度，操作兩中包車行走，同時降拉速至0.3m/min左右，結(jié)晶器液位降至距結(jié)晶器上沿350～400mm時停機。換包時間嚴(yán)格控制在4分鐘以內(nèi)。換包拉速曲線控制拉速，轉(zhuǎn)入正常操作。4.連鑄機的換包操作665.連鑄機的封頂操作由于各種原因造成連鑄機不能繼續(xù)生產(chǎn)時，要執(zhí)行封頂操作，以防止鑄坯尾部的鋼水在二冷室受到輥道擠壓流出鋼水。具體操作為：當(dāng)中包液位降至300~350mm時，降拉速至0.8~0.9m/min。打走中包車的同時降速至0.2~0.3m/min。封頂前確認(rèn)結(jié)晶器內(nèi)渣子撈凈。打走中包車后，撈凈斷在結(jié)晶器內(nèi)的水口，用氧管充分?jǐn)噭咏Y(jié)晶器內(nèi)液面，促進鋼水冷卻收縮。確認(rèn)封頂良好，尾坯出結(jié)晶器后，緩升提速至0.6~０.8m/min，轉(zhuǎn)換方式交切割操作。5.連鑄機的封頂操作676.澆鑄事故的分析處理6.1中包水口堵產(chǎn)生原因：鋼水溫度低鋼中夾雜物沉積在水口內(nèi)壁上采取以下措施防止：對鋼水進行鈣處理，改變脫氧產(chǎn)物的形態(tài)水口加熱加大水口直徑氣洗水口 塞棒吹氬中包內(nèi)設(shè)置過濾墻可吸附鋼中Al2O3從而減輕水口堵塞程度6.澆鑄事故的分析處理686.2中包失控開澆失控中包壽命已到6.2中包失控696.3漏鋼開澆漏鋼影響因素具體原因操作因素開澆鋼流太大引錠頭沒有堵好冷鋼條沒有放好出苗時間短操作工配合不好設(shè)備因素拉矯機泄壓引錠桿下滑結(jié)晶器與二冷對弧不準(zhǔn)振動提早啟動6.3漏鋼影響因素具體原因操作因素開澆鋼流太大引錠頭沒有堵好70正常澆鑄過程中的漏鋼影響因素具體原因分析坯殼粘結(jié)保護渣性能差潤滑油中斷（敞澆）鋼水溢出結(jié)晶器振動出現(xiàn)正滑移坯殼部分與結(jié)晶器上沿掛住結(jié)晶器銅板變形組合結(jié)晶器縫隙大澆注工藝因素拉速變化過于頻繁、變化幅度過大、拉速過高水口對中不好坯殼表面有渣塊結(jié)晶器液面控制過低換包時間長、換包下渣喂稀土絲位置不正確換下水口異常設(shè)備因素結(jié)晶器錐度發(fā)生變化，超出規(guī)定結(jié)晶器與二冷不對中出口處二冷水嘴堵塞鑄坯變形嚴(yán)重正常澆鑄過程中的漏鋼影響因素具體原因分析坯殼粘結(jié)保護渣性能差716.4凍鋼、漏鋼事故處理發(fā)生凍鋼、漏鋼事故后，二冷各區(qū)段水全部開到100%，保證冷卻時間大于60分鐘以上，準(zhǔn)備好鋼絲繩、氧氣切割槍等事故處理用的各項工具。停水后進入二冷室檢查，在二冷室切割廢坯。吊二冷室彎坯，掛鋼絲繩時要求兩人〔鋼絲繩掛在鑄坯內(nèi)弧角部切痕處，天車吊鉤確保在鑄坯南側(cè)〕，一人指揮，一人頂坯操作〔隨頂隨起，防止拉斷鋼絲繩〕。彎坯轉(zhuǎn)到輸出后部，交廢鋼處理。6.4凍鋼、漏鋼事故處理726.5溢鋼過程溢鋼、掛鋼，立即停機用氧氣燒割處理，確認(rèn)糊鋼清理干凈后，重新起動拉矯機拉出，否那么按凍鋼處理。開澆溢鋼：假設(shè)鑄坯長度大于2.4米，停澆后可按過程溢鋼處理。假設(shè)鑄坯長度小于2.4米，停機后，必須在結(jié)晶器內(nèi)冷卻30分鐘以上，處理結(jié)晶器上口溢鋼，用引錠鏈上頂鑄坯處理。6.5溢鋼73六、連鑄坯的缺陷及其預(yù)防措施連鑄坯質(zhì)量的評價：連鑄坯的純潔度連鑄坯的外表質(zhì)量。連鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量。連鑄坯的外觀形狀六、連鑄坯的缺陷及其預(yù)防措施741.鋼水成分對鑄坯質(zhì)量的影響碳含量磷與硫殘留元素的含量氫、氧、氮1.鋼水成分對鑄坯質(zhì)量的影響752.連鑄坯的純潔度非金屬夾雜物的種類夾雜物的分布夾雜物的形成原因及預(yù)防措施2.連鑄坯的純潔度763.鑄坯的外表缺陷3.1鑄坯的外表縱裂紋影響因素鋼種鑄坯尺寸澆鑄溫度和拉速拉速和保護渣粘度的乘積結(jié)晶器鋼水液面波動浸入式水口插入深度和對陣情況結(jié)晶器錐度的變化坯殼在結(jié)晶器中收縮受阻

3.鑄坯的外表缺陷77預(yù)防措施結(jié)晶器、足輥和0段準(zhǔn)確對中。采用沒有任何形變，并且?guī)卓尚螤罹_的結(jié)晶器，合理調(diào)整結(jié)晶器倒錐度。結(jié)晶器銅板內(nèi)壁無嚴(yán)重凹坑和劃痕。結(jié)晶器和足輥，帶足輥的結(jié)晶器和0段要準(zhǔn)確對中。結(jié)晶器的冷卻水水縫不能有外來物或氣泡阻塞。采用適宜的引錠頭填料。引錠頭周圍用石棉繩塞緊，再參加尺寸、數(shù)量和位置適宜的冷廢鋼。浸入式水口要對準(zhǔn)結(jié)晶器中心，插入深度要適宜。開澆前校準(zhǔn)中間罐浸入式水口的位置，讓浸入式水口精確地對準(zhǔn)結(jié)晶器中心，防止鋼流偏向一邊或不均勻的鋼水流量，以及由此引起不均勻的熱流分布和坯殼的侵蝕。根據(jù)鋼種合理地確定澆注溫度和拉坯速度，均勻地把鋼水注入結(jié)晶器，防止過快或過慢。預(yù)防措施78保護渣成分和添加速度要均勻。根據(jù)所澆鋼種和拉速選用適宜的結(jié)晶器保護渣，使結(jié)晶器和坯殼之間形成均勻的保護渣熔融薄膜，獲得適當(dāng)?shù)母魺岷妥銐虻偷哪Σ亮?。保護渣的成分和添加保護渣的速度要均勻，因為不均勻的保護渣成分和添加速度，都會影響保護渣的熔化性能和隔熱性能。采用氣水噴霧冷卻，使導(dǎo)輥間的區(qū)域幾乎都成為霧化區(qū)，冷卻面積大，而且由于用壓縮空氣經(jīng)常排除鑄坯冷卻時發(fā)生的水蒸汽膜，所以散熱效果很好。另外，過剩水很少滯留在導(dǎo)輥與鑄坯之間。因此，鑄坯外表的溫度范圍波動很小。減少結(jié)晶器液面波動。減少結(jié)晶器摩擦力。保護渣成分和添加速度要均勻。根據(jù)所澆鋼種和拉速選用適宜的結(jié)晶793.2鑄坯外表橫裂紋原因鑄坯矯直時產(chǎn)生抗張力造成的，當(dāng)鑄坯外表存在星狀裂紋時，在矯直力作用下，以星狀裂紋為缺口，擴展成橫裂紋，如果裂紋在角部，就形成角部橫裂。另外，與寬面上的單維散熱不同，在棱邊上熱量的散發(fā)是從寬面和窄面兩個方向進行的。因此，棱邊的溫度明顯地低，即使沒有更強的冷卻，棱邊處的溫度也很容易降到臨界溫度900℃以下。鋼在900一700℃時是脆性溫度范圍，在這個溫度更圍內(nèi)，假設(shè)受到張力的作用，就易產(chǎn)生裂紋。這就是橫向角部裂紋的產(chǎn)生往往比面上橫裂紋多的緣故。3.2鑄坯外表橫裂紋80連鑄工藝培訓(xùn)講義課件81防止產(chǎn)生橫裂紋的措施穩(wěn)定結(jié)晶器液面減少振痕深度減少結(jié)晶器摩擦力采用合理的二次冷卻支撐輥的對中降低鋼中S、P、N、O等元素的含量，參加微量Ti、Zr、Ca等元素，抑制碳化物、氧化物、硫化物和氧化物在晶界上析出結(jié)晶器錐度調(diào)整適宜以及振動正常防止產(chǎn)生橫裂紋的措施823.3皮下氣泡沿柱狀晶方向伸長的，位于鑄坯外表附近的空間叫氣泡，空間細小而密集的叫針孔。按空洞的位置來分，露出外表的叫外表氣孔，潛于皮下的叫皮下氣泡。氣泡會造成成品上的外表缺陷，深度較大時，危害較大。預(yù)防措施降低鋼中氣體含量采用適宜的結(jié)晶器保護渣添加料保證清潔3.3皮下氣泡833.4振痕3.5外表凹陷3.6重皮3.7結(jié)疤3.9外表增碳和偏析3.4振痕844.鑄坯的內(nèi)部缺陷4.1鑄坯的內(nèi)部裂紋4.2中心疏松和中心偏析5.鑄坯的形狀缺陷5.1板坯寬面鼓肚5.2板坯窄面鼓肚5.3菱形變形4.鑄坯的內(nèi)部缺陷85七、連鑄新技術(shù)鋼包下渣檢測技術(shù)中間包連續(xù)測溫結(jié)晶器液面檢測與自動控制結(jié)晶器熱流監(jiān)測與漏鋼預(yù)報技術(shù)二冷水自動控制鑄坯外表缺陷自動檢測鑄坯質(zhì)量跟蹤與判定動態(tài)輕壓下控制七、連鑄新技術(shù)86連鑄工藝一、什么是連鑄二、鋼液的凝固與連鑄三、連鑄鋼水的準(zhǔn)備四、連鑄工藝控制五、連鑄過程操作六、連鑄坯的缺陷及其預(yù)防措施七、連鑄新技術(shù)連鑄工藝一、什么是連鑄87一、什么是連鑄簡單的說，連續(xù)鑄鋼就是把符合條件〔成分、溫度〕的液態(tài)鋼水通過連鑄機連續(xù)不斷的澆鑄成具有一錠形狀的坯料的過程。連鑄機主要由鋼包回轉(zhuǎn)臺、中間包、結(jié)晶器、輥列構(gòu)成，如以下圖所示：一、什么是連鑄88連鑄工藝培訓(xùn)講義課件89鋼包、中間包、結(jié)晶器鋼包、中間包、結(jié)晶器90浸入式水口、塞棒浸入式水口、塞棒91輥列圖輥列圖92二、鋼液的凝固與連鑄連鑄工藝是使冶煉的合格鋼水，在澆鑄過程中經(jīng)過凝固結(jié)晶，成為具有一定形狀的鑄坯，是把煉鋼和軋鋼銜接起來的一項特殊工藝。其特殊性在于把液態(tài)鋼變?yōu)楣虘B(tài)鋼的凝固過程，鋼水在此過程中發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化，直接影響鑄坯的質(zhì)量，當(dāng)鋼水一旦凝固成為固體，就不可能在隨后的熱加工過程中從本質(zhì)上改進產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，鋼液的凝固和連鑄工藝對產(chǎn)品質(zhì)量有著重大的影響。二、鋼液的凝固與連鑄931.鋼液凝固理論1.1鋼液結(jié)晶與凝固結(jié)構(gòu)1.1.1固-液相變的特點熱量釋放和傳遞過程沿液相穴在凝固溫度區(qū)間內(nèi)將液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w的過程凝固過程的三個階段已凝固坯殼的冷卻過程可看成是經(jīng)歷“形變熱處理〞過程上述四個特點是相互聯(lián)系和相互制約的，只有認(rèn)識其規(guī)律，選定出正確的工藝和設(shè)備，才能使連鑄機具有高的生產(chǎn)率和生產(chǎn)高質(zhì)量的鑄坯。1.鋼液凝固理論941.1.2晶核的生成與長大形核—晶體從無到有長大—晶體從小到大條件：具有有一定的過冷度過冷度—鋼液的平衡結(jié)晶溫度與鋼液的實際溫度之差形核的兩種形式：均質(zhì)形核、非均質(zhì)形核晶核長大：液體中原子向固體方面轉(zhuǎn)移凝固前沿由溶質(zhì)再分配所產(chǎn)生的成分過冷是晶核長大的驅(qū)動力1.1.2晶核的生成與長大951.1.3鑄坯凝固組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)由三個結(jié)晶區(qū)組成：激冷層區(qū)〔邊緣等軸晶區(qū)〕柱狀晶區(qū)中心等軸晶區(qū)連鑄坯的低倍組織常出現(xiàn)每隔5~10cm規(guī)那么的凝固橋的形成，并伴隨有疏松縮孔，叫做小鋼錠結(jié)構(gòu)〔如下圖〕。它會加劇溶質(zhì)元素的軸向偏析，導(dǎo)致不均勻的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，會產(chǎn)生脆斷和斷裂，這對于鑄坯用于軋制棒絲產(chǎn)品是一個特殊的問題。1.1.3鑄坯凝固組織961.1.4鑄坯凝固組織的控制低溫澆鑄調(diào)整二冷水量添加形核劑外力作用連鑄機類型的影響1.1.4鑄坯凝固組織的控制971.2凝固收縮液態(tài)收縮凝固收縮固態(tài)收縮凝固體積收縮和冷卻后的線收縮對鑄坯質(zhì)量有重要影響1.2凝固收縮981.3凝固偏析經(jīng)過爐外精煉和吹氣攪拌后，鋼包中任何位置的鋼水成分是均勻的。而凝固之后，在鋼錠或連鑄坯從外表到中心化學(xué)成分是不一樣的，有差異甚大。把這種成分的不均勻性叫做偏析。偏析分為兩類：顯微偏析和宏觀偏析偏析產(chǎn)生的原因：元素在液態(tài)和固態(tài)中的溶解度差異冷卻速度1.3凝固偏析99三、連鑄鋼水的準(zhǔn)備1.鋼水澆鑄溫度的控制1.1溫度控制的重要性鋼水溫度過高的危害是：⑴出結(jié)晶器坯殼薄，容易漏鋼；⑵耐火材料侵蝕加快，易導(dǎo)致鑄流失控，增加澆鑄不平安性；⑶增加非金屬夾雜物，影響板坯內(nèi)在質(zhì)量；⑷鑄坯柱狀晶興旺，鑄造組織評級下降；⑸中心偏析加重，易產(chǎn)生中心裂紋。鋼水溫度過低的危害是：⑴容易發(fā)生水口堵塞，澆鑄中斷；⑵鑄坯外表容易產(chǎn)生結(jié)疤，夾渣，裂紋等缺陷；⑶非金屬夾雜不易上浮，影響鑄坯內(nèi)在質(zhì)量；三、連鑄鋼水的準(zhǔn)備1001.2連鑄鋼水澆鑄溫度確實定在連鑄生產(chǎn)中澆注溫度即中間鋼水溫度，它取決于所澆鋼種的液相線溫度和適宜的過熱度，即：T澆注=T液+ΔT。可見，控制澆注溫度即控制中間包內(nèi)鋼水的過熱度ΔT。1.2.1液相線溫度TLTL=1537℃-[88C%+8Si%+5Mn%+3OP%+25S%+5Ca%+4Mi%+2Mo%+2V%+1.5Cr%]1.2連鑄鋼水澆鑄溫度確實定1011.2.2過熱度的ΔT確定中間包內(nèi)鋼水的過熱度ΔT取決于鋼種、鑄坯斷面及澆注條件等因素。如鋼中含碳低，鑄坯斷面小、過熱度應(yīng)大些；鋼中碳、硅、錳含量高，鑄坯斷面大，過熱度可取低值。澆注條件主要指鋼包及中間包的熱工狀況，即鋼水在鋼包及中間包內(nèi)熱量損失引起的溫降。ΔT=t出鋼-Δt過程-tl式中Δt過程是從出鋼到開始澆注的過程溫降，其表達式如下：Δt過程=Δt1+Δt2+Δt3+Δt4+Δt5式中：Δt1--出鋼過程中鋼水的溫降；Δt2--出鋼后到鋼包處理前鋼水的溫降；Δt3—鋼包處理過程中鋼水的溫降；Δt4—處理后至鋼包開澆前鋼水的溫降；Δt5—鋼水從鋼包注入中間包的溫降。鋼水過程溫降如以下圖所示：1.2.2過熱度的ΔT確定102連鑄工藝培訓(xùn)講義課件1031.2.3鋼水在鋼包中的溫度控制影響溫降的因素很多，加上必須保證鋼包中鋼水溫度均勻，所以實際生產(chǎn)中采取在鋼包內(nèi)調(diào)整水溫度的措施。一方面對包內(nèi)鋼水溫度的不均勻性調(diào)整，如吹氬調(diào)整，另一方面當(dāng)鋼水溫度偏高或偏低時，進行相應(yīng)的調(diào)整，如加廢鋼降溫或加熱升溫等。一般的方法是：〔1〕攪拌法。在鋼包頂部或底部吹入氬〔或氮〕氣攪拌鋼水，使鋼包上下部溫度或成分均勻。左圖為鋼包吹氬示意圖，右圖為中間包鋼水溫度變化示意圖。

a-上吹法b-底吹法1-鋼包不吹氣2-鋼包吹氣1.2.3鋼水在鋼包中的溫度控制a-上吹法1-鋼包不吹104⑵攪拌+冷廢鋼在吹氣攪拌的同時，參加輕型廢鋼，借助于廢鋼熔化吸熱來降溫。鋼水溫度降低1℃，需加廢鋼0.7Kg/t。⑶電弧加熱法利用石墨電極產(chǎn)生高溫電弧〔4000℃〕加熱鋼水。鋼包容量越大，加熱效率越高。如20t鋼包，加熱效率30%，250t鋼包，加熱效率為70%，升溫速度為3～6℃/min。⑷感應(yīng)加熱法利用線圈產(chǎn)生的交流磁場在鋼水中產(chǎn)生感應(yīng)電勢使其鋼水加熱。加熱效率可達70%，升溫速度為2.5℃/min。⑵攪拌+冷廢鋼105⑸等離子加熱法氣體〔如氬、氮〕被加熱到高溫會變成等離子狀態(tài)，利用高溫等離子體〔溫度可達3000℃以上〕來加熱鋼水，升溫速度為5～6℃/min，熱效率可達70～80%。⑹化學(xué)法在鋼包內(nèi)參加發(fā)熱元素〔如鋁〕并同時吹氧使鋁氧化放出大量熱量以加熱鋼水，如270t鋼包，升溫速度可達5～10℃/min。⑺氧燃加熱法利用氧氣和燃料〔油、煤〕同時噴到鋼水外表，形成高溫火焰以加熱鋼水，熱效率為35%，加熱速度為1℃/min。⑸等離子加熱法1061.2.4中間包鋼水溫度控制澆注溫度即中間內(nèi)的鋼水溫度，通常一爐鋼水需在中間包內(nèi)測3次溫度，即開澆后5mm，澆鑄中期和澆鑄結(jié)束前5min，將這三次溫度的平均值視為平均澆鑄溫度。如前所述，控制澆鑄溫度也就是控制中間包內(nèi)鋼水過熱度。在實際生產(chǎn)中，由于中間包鋼水過熱度的影響因素較多，鋼水溫度往往波動較大，給連鑄操作穩(wěn)定性帶來了困難。經(jīng)過精煉后，鋼水溫度、成分均勻了，但澆注到中間包以后鋼水溫度的變化是：

1.2.4中間包鋼水溫度控制107⑴開澆期：由于中間包襯吸熱，在15～20分種內(nèi)鋼水溫度偏離目標(biāo)溫度下降10～20℃⑵正常澆注期：當(dāng)中間包襯的散熱損失與補充到中間包鋼水熱量損失相等時，鋼水溫度恢復(fù)到目標(biāo)溫度。⑶換鋼包：連澆換鋼包期間，中間包鋼水溫度又有所降低，第二包鋼水開澆后，又恢復(fù)正常。⑷澆注末期：澆注末期中間包鋼水溫度逐漸降低，直到澆注結(jié)束。⑴開澆期：由于中間包襯吸熱，在15～20分種108中間包開澆，換鋼包和澆注結(jié)束時，鋼水溫度是處于不穩(wěn)定狀態(tài)，都比所要求的目標(biāo)澆注溫度要低10～20℃，這樣使中間包鋼水溫度波動較大，帶來的害處是：⑴開澆時鋼水溫度降低過大〔10～20℃〕會造成水口凍結(jié)，為順利開澆，又要相對提高中間包鋼水溫度，這樣加重了高溫出鋼。⑵中間包鋼水溫度波動，加重了結(jié)晶器內(nèi)坯殼生長的不均勻性，嚴(yán)重時會導(dǎo)致漏鋼。⑶對夾雜物上浮和鑄坯質(zhì)量帶來不利影響。為減少中間包鋼水溫降，連鑄中間包普遍采用外表保溫措施，如用絕熱板做內(nèi)襯，加合成渣或炭化稻殼覆蓋液面。表1—3列出幾種鋼水外表覆蓋劑對外表散熱的影響。中間包開澆，換鋼包和澆注結(jié)束時，鋼水溫度是處1092、鋼水成分的控制2.1對鋼水成分控制的要求鋼水成分的控制首先應(yīng)滿足鋼種規(guī)格的要求。連續(xù)鑄鋼由于是連續(xù)作業(yè)，全程強制冷卻和在運動中凝固成型，所以對鋼水的質(zhì)量有嚴(yán)格的特殊要求。⑴成分穩(wěn)定性：為保證多爐連澆時工藝操作和鑄坯性能的均勻一致性，必須把鋼水成分控制在較窄的范圍內(nèi)，以保持連澆各爐鋼水成分的相對穩(wěn)定性。⑵鋼水可澆性〔流動性〕：連鑄時的中間包水口斷面小，澆注時間長，必須保證鋼水具有良好的流動性，以使之在整個澆注期間水口不堵塞、不凍結(jié)。⑶抗裂紋敏感性：對鋼中影響鑄坯熱裂傾向的元素必須加以嚴(yán)格控制。⑷純潔性：必須最大限度的降低鋼水中夾雜物含量，對連鑄鋼水脫氧度和純潔性加以嚴(yán)格控制。2、鋼水成分的控制1102.2碳、硅、錳含量的控制2.3鋁含量控制2.4硫、磷控制2.5剩余元素控制2.6微量元素的控制2.7氫、氮、氧的控制2.2碳、硅、錳含量的控制1113、鋼水純潔度的控制鋼水純潔度主要是指鋼水中非金屬夾雜物的數(shù)量、形態(tài)及分布。非金屬夾雜物存在于鋼中，不僅會發(fā)生諸如Al2O3堵水口這樣的澆鑄中斷事故，還會破壞鋼的連續(xù)性和致密性，對鋼的性能產(chǎn)生很大危害。因此，對鋼水純潔度的要求，就是為了提高澆鑄的成功率，確保連鑄坯內(nèi)部的干凈，以確保最終產(chǎn)品的性能。在連鑄鋼水準(zhǔn)備階段，為了盡量減少鋼中非金屬夾雜物的含量，應(yīng)在脫氧、擋渣出鋼及爐外精煉等方面做好工作。3、鋼水純潔度的控制112四、連鑄工藝控制1.拉速確實定和控制拉坯速度是指連鑄機每一流單位時間拉出鑄坯的長度〔m/min〕，或每一流單位時間拉出鑄坯的重量(t/min)，后者也有稱為澆注速度的。顯然，在鑄坯斷面一定的情況下，提高拉坯速度〔或澆注速度〕可以提高連鑄機的生產(chǎn)能力。拉坯速度是連鑄機的重要工藝參數(shù)之一，其大小直接影響到鋼水的凝固速度及鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量，為了提高連鑄機的生產(chǎn)能力，通常要提高拉坯速度。但是，拉速過高會造成結(jié)晶器出口處坯殼厚度缺乏，坯殼過薄的鑄坯，缺乏以承受拉坯力和鋼水的靜壓力，以致坯殼被拉裂而產(chǎn)生漏鋼事故。即使未漏鋼，也會造成鑄坯鼓肚和裂紋等缺陷。因此，提高拉速應(yīng)以獲得良好的鑄坯結(jié)構(gòu)和保證正常操作為前提，通常在一定工藝條件下，拉坯速度有一最正確值。四、連鑄工藝控制1131.1拉速確實定拉速是根據(jù)鑄坯斷面尺寸，澆注鋼種和澆注溫度來確定的。確定拉速的方法：按照鑄坯出結(jié)晶器時要求的最小坯殼厚度計算按照鑄機冶金長度計算按照經(jīng)驗公式選取。1.1拉速確實定1141.2影響拉速的因素鋼種的影響斷面形狀和尺寸的影響注溫及鋼中硫磷含量的影響冶金長度結(jié)晶器振動保護渣性能1.2影響拉速的因素1151.3拉速的控制塞棒控制是通過塞棒的升降來控制鋼流大小的，塞棒能夠有效地防止鋼水發(fā)生旋渦，從而可防止把渣子帶入結(jié)晶器等。但塞棒方式不便于自動控制且控制精度較差?；瑒铀谕ㄟ^滑板的滑動控制鋼流的大小，能精確調(diào)節(jié)鋼水流量，易實現(xiàn)自動控制。定徑水口流量較穩(wěn)定，主要用于小方坯。1.3拉速的控制1162.連鑄坯的凝固冷卻過程鋼液在結(jié)晶器中快速冷卻，形成薄的坯殼由于坯殼薄并具有塑性，在鋼液靜壓力下坯殼產(chǎn)生蠕變，貼靠于結(jié)晶器內(nèi)壁，坯殼與結(jié)晶器壁緊密接觸，此時冷卻較快，鑄坯外表溫度明顯下降。隨著凝固殼增厚，鑄坯收縮，坯殼與結(jié)晶器壁間產(chǎn)生氣隙，鑄坯冷卻速度減慢。坯殼具有足夠的厚度時，鑄坯從結(jié)晶器中拉出，在二冷區(qū)受到強烈的噴水冷卻，中心逐漸凝固。但鑄坯外表溫度下降快，外表溫度顯著低于中心溫度。鑄坯在空氣中較緩慢地冷卻，鑄坯中心的熱傳導(dǎo)給外層使鑄坯外層變熱，外表溫度上升。不過，隨著時間推移，整個鑄坯斷面上溫度溫度逐漸趨于均勻。2.連鑄坯的凝固冷卻過程1173.結(jié)晶器傳熱結(jié)晶器是連鑄機的關(guān)鍵部位，好比是連鑄機的“心臟〞。它的重要作用表現(xiàn)在：盡可能高的拉速下保證出結(jié)晶器時形成所需要的形狀并有一定厚度坯殼的鑄坯，以抵抗鋼水靜壓力，而不拉漏。結(jié)晶器周邊坯殼厚度能均勻穩(wěn)定生長。結(jié)晶器內(nèi)的鋼水—渣相—坯殼—銅板之間相互復(fù)雜作用，對鑄坯外表質(zhì)量有決定性的影響。上述第一個作用決定了鑄機生產(chǎn)率，而第二、三個作用決定了鑄坯外表質(zhì)量。3.結(jié)晶器傳熱1183.1結(jié)晶器內(nèi)出生坯殼的形成過程

3.1結(jié)晶器內(nèi)出生坯殼的形成過程119鋼水與銅壁接觸形成一個半徑很小的彎月面，在半徑為r的彎月面根部，由于冷卻速度很快〔100℃/s〕，初生坯殼很快形成。由于外表張力作用，鋼液面具有彈性薄膜性能，能抵抗剪切力。隨著結(jié)晶器的振動，向彎月面下輸送鋼水而形成新的固體坯殼。已凝固的高溫坯殼發(fā)生相變，坯殼向內(nèi)彎曲脫開銅壁，而鋼水靜壓力又使坯殼向外鼓脹，此時坯殼的收縮力與鋼水的靜壓力處于動態(tài)平衡隨著坯殼下降，形成氣隙區(qū)的坯殼外表開始回?zé)幔鳉囟壬?、強度降低，鋼水靜壓力使坯殼變形形成皺紋或凹陷。同時由于氣隙的形成，傳熱減慢，凝固速度降低，坯殼減薄。坯殼局部收縮會造成局部組織的粗化，產(chǎn)生了明顯的裂紋敏感性上述過程反復(fù)進行，直到坯殼出結(jié)晶器鋼水與銅壁接觸形成一個半徑很小的彎月面，在半徑為r的彎月面根1203.2結(jié)晶器的熱流結(jié)晶器中鋼水的散熱可分為垂直方向〔拉坯方向〕散熱和水平方向散熱。拉坯方向的散熱較小，經(jīng)理論計算，它僅占結(jié)晶器總散熱量的3%～6%，結(jié)晶器中鋼水沿周邊即水平方向傳熱有以下過程：〔如下圖〕鋼水向坯殼的對流傳熱凝固坯殼中傳導(dǎo)傳熱凝固坯殼與結(jié)晶器壁傳熱結(jié)晶器壁傳導(dǎo)傳熱冷卻水與結(jié)晶器壁強制對流傳熱，熱量被通過水縫中高速度流動的冷卻水帶走3.2結(jié)晶器的熱流1213.3影響結(jié)晶器傳熱因素結(jié)晶器設(shè)計對傳熱的影響錐度、長度、厚度、外表形狀、材質(zhì)、內(nèi)外表光潔度操作參數(shù)對傳熱的影響拉速、澆鑄溫度、結(jié)晶器潤滑、冷卻水速度和溫度、鋼水成分3.3影響結(jié)晶器傳熱因素1224、二次冷卻區(qū)的傳熱4.1二冷區(qū)熱平衡由連鑄機熱平衡可知,鋼的凝固潛熱不能在結(jié)晶器內(nèi)全部放出來,鑄坯帶著液相穴進入二冷區(qū)承受噴水冷卻.鑄坯在二冷區(qū)冷卻的要求是:在矯直點對(弧形連鑄機)鑄坯全部凝固;鑄坯外表溫度分布要均勻;鑄坯接受噴水冷卻效率要高。上述根本要求，直接影響鑄機產(chǎn)量和鑄坯質(zhì)量，在其他工藝條件相同時，它強烈受二冷區(qū)噴水冷卻控制。4、二次冷卻區(qū)的傳熱123鑄坯在二冷區(qū)約有210～294KJ/Kɡ的熱量被水帶走，鑄坯才能全部凝固。鑄坯通過傳導(dǎo)把熱量由中心傳到外表，由于噴水冷卻鑄坯外表溫度突然降低，使外表和中心形成了較大的溫度梯度，這是鑄坯冷卻的動力。右圖表示在二冷區(qū)鑄坯向外傳熱的幾種方式冷卻水蒸發(fā)帶走熱量33%；冷卻水加熱帶走熱量25%；鑄坯外表輻射熱為25%；鑄坯與支承輥接觸傳導(dǎo)傳熱為17%鑄坯在二冷區(qū)約有210～294KJ/Kɡ的熱1244.2對二冷傳熱的影響因素鑄坯外表溫度水流密度水滴速度水滴直徑鑄坯外表狀態(tài)噴嘴使用狀態(tài)4.2對二冷傳熱的影響因素1254.3冷卻強度的制定由結(jié)晶器拉出的鑄坯進入二冷區(qū)時應(yīng)采取自上而下冷卻強度由強到弱的原那么。為了提高鑄機生產(chǎn)率，應(yīng)當(dāng)采取高拉速和高冷卻效率，但在提高冷卻效率的同時，要防止鑄坯外表局部降溫劇烈而產(chǎn)生裂紋，故應(yīng)該使鑄坯外表橫向及縱向都能均勻降溫。700℃—900℃的溫度范圍是鑄坯的脆性溫度區(qū)，如鑄坯外表溫度在此范圍內(nèi)矯直時，易于產(chǎn)生橫裂紋。所以應(yīng)控制二次冷卻強度，使鑄坯外表溫度降至900℃以上，即高于脆性溫度區(qū)進行矯直。通?？刂圃?100℃以下。在確定冷卻強度時要必須適應(yīng)不同鋼種的需要，特別是裂紋敏感性強的鋼種，要采用弱冷。4.3冷卻強度的制定1264.4二冷水的控制方法二冷水的控制方法有儀表控制及計算機控制兩大類別。儀表控制系統(tǒng)它是將二冷區(qū)分成假設(shè)干段，每段裝設(shè)電磁流量計，根據(jù)工藝要求調(diào)節(jié)。動態(tài)控制法根據(jù)二冷區(qū)鑄坯冷卻的實際情況及時改變二冷水量的自動控制法。水表控制法將生產(chǎn)實際中屢次合格鑄坯的工藝參數(shù)〔如鋼種、鑄坯、斷面、拉速等〕及冷卻水量等數(shù)據(jù)收集后，歸納并存入計算機。實際生產(chǎn)中，只需將參數(shù)輸入計算機，計算機即可按存入的數(shù)據(jù)找出適宜的二冷水量進行自動控制。外表溫度控制法按照鑄坯外表的溫度在二冷區(qū)的各段應(yīng)到達新規(guī)定的范圍，以此為目標(biāo)來控制給水量。4.4二冷水的控制方法1275、連鑄保護渣5.1保護渣在結(jié)晶器中的行為低熔點(1100～1200℃)的保護渣添加到結(jié)晶器高溫鋼液〔1500℃左右〕面上實為渣粉狀，靠鋼液提供熱量，在鋼液面上形成了一定厚度的液渣覆蓋層〔約10～15mm〕，鋼水向粉渣層傳熱減慢，在液渣層上的粉渣受熱作用，渣粉之間互助燒結(jié)在一起形成所謂燒結(jié)層〔溫度在900～600℃〕，在燒結(jié)層上粉渣接受從鋼水傳遞的熱量更少，溫度低〔﹤500℃〕，故保持為粉狀，均勻覆蓋在鋼水面上，防止了鋼水散熱，阻止了空氣中的氧進入鋼水。5、連鑄保護渣128在拉坯過程中，由于結(jié)晶器上下振動和凝固坯殼向下運動的作用，鋼液面的液渣層不斷通過鋼水與銅壁的界面而擠入坯殼與銅壁之間，在銅壁外表形成一層固體渣膜，，而在凝殼外表形成一層液體渣膜，這層液體渣膜在結(jié)晶器壁與坯殼外表起潤滑作用。同時，渣膜充填了坯殼與銅壁之間氣隙，減少了熱阻，改善了結(jié)晶的傳熱。隨著拉坯的進行，鋼液面上的液渣不斷消耗掉，而燒結(jié)層下降到鋼液面熔化成液渣層，粉渣層變?yōu)闊Y(jié)層，再往結(jié)晶器添加新的渣粉，使其保持在三層結(jié)構(gòu)，如此循環(huán)，保護渣粉不斷消耗。在拉坯過程中，由于結(jié)晶器上下振動和凝固坯殼向1295.2保護渣的冶金功能隔絕空氣保護結(jié)晶器液面不受空氣的二次氧化吸收上浮至鋼水外表的氧化物夾雜。在結(jié)晶器壁和凝固殼間形成潤滑膜充填氣隙改善傳熱條件絕熱保溫防止液面結(jié)殼總之，好的保護渣必須具備上述冶金功能，而實現(xiàn)上述功能的綜合條件是：要有適宜的化學(xué)組成和物料配比；要保持性能的穩(wěn)定性和均勻性；要有合理的熔融結(jié)構(gòu)。5.2保護渣的冶金功能1306、連鑄鋼水二次氧化和保護澆注6.1鋼水二次氧化澆注過程中鋼水與空氣、耐火材料，爐渣之間的相互化學(xué)反響生成的氧化產(chǎn)物，使鋼水重新被污染的過程叫二次氧化。留在鋼中的二次氧化產(chǎn)物一般稱為外來夾雜。鋼水二次氧化的來源鋼包注流和中間包注流與空氣的相互作用中間包鋼水外表和結(jié)晶器鋼水外表與空氣的相互作用鋼水與中間包襯耐火材料的相互作用6、連鑄鋼水二次氧化和保護澆注1316.2連鑄鋼水的保護澆鑄氣相保護澆注長水口保護澆注由于幾乎一半的二次氧化物來自大包到中包鋼水的二次氧化，采用易熔墊環(huán)密封大包水口與保護套管之間的聯(lián)接局部，同時向其周圍噴射隋性氣體可以有效的防止鋼水二次氧化。澆鑄方坯時，采用兩節(jié)式水口，在上、下水口之間同樣采用易熔墊環(huán)進行密封。澆鑄板坯時，采用整體浸入式水口或快速更換水口工藝進行澆鑄。另外，正確選擇中間包和結(jié)晶器保護渣也是能否杜絕二次氧化的重要的影響因素6.2連鑄鋼水的保護澆鑄1327、結(jié)晶器振動結(jié)晶器振動的目的：-保持良好的外表質(zhì)量，限制振痕深度和裂紋的發(fā)生；-使凝固坯殼得到適當(dāng)?shù)臐櫥Ｕ駝訁?shù)設(shè)計中考慮的根本參數(shù)是負(fù)滑脫時間。它被定義為時間間隔，在此期間，結(jié)晶器的運動與澆鑄速度同等重要。相關(guān)的振動參數(shù)由下式給出：60VcNST=———·arccos(————)л·fл·f·s這里：Vc=澆鑄速度〔m/min〕F=振動頻率(opm)S=振幅(m)7、結(jié)晶器振動結(jié)晶器振動的目的：133負(fù)滑脫時間與振痕深度直接相關(guān)。當(dāng)振動頻率高、振幅相對小，負(fù)滑脫時間短時，振動痕較淺。實踐經(jīng)驗說明，最正確的負(fù)滑脫時間約為0.12秒。振幅對振頻是在最正確的負(fù)滑脫時間和澆鑄速度的根底上確定的，這兩者對獲得最正確的外表質(zhì)量都很重要。負(fù)滑脫時間與振痕深度直接相關(guān)。當(dāng)振動頻率高、振幅相對小，負(fù)滑134結(jié)晶器前伸量〔ML〕是影響外表質(zhì)量的另一個因素。ML定義為負(fù)滑脫時間內(nèi)結(jié)晶器沿振動路徑走過的全部振幅的一局部。ML=S·sin(л·f·Tn)－Vc·T這里：S=全振幅〔㎜〕F=頻率〔opm〕Tn=NST/60(s)Vc=澆鑄速度(m/min)ML值的范圍為3~5.5㎜時結(jié)晶器/鑄坯摩擦狀況能取得令人滿意的表層質(zhì)量。ML值低于3㎜就會造成結(jié)晶器壁與凝固表層之間接觸不好〔粘結(jié)漏鋼可能發(fā)生〕。ML值高于5.5㎜時，相對過多的接觸引起深而無規(guī)那么的振痕，對外表質(zhì)量有負(fù)面影響。結(jié)晶器前伸量〔ML〕是影響外表質(zhì)量的另一個因素。ML定義為負(fù)135連鑄工藝培訓(xùn)講義課件1368、電磁攪拌使用電磁攪拌可以有效的增加擴大鑄坯的等軸晶區(qū)，減少鑄坯中心疏松、縮孔和中心偏析，促使鑄坯液相穴內(nèi)夾雜物或氣泡上浮，并能獲得均勻的凝固結(jié)構(gòu)。方坯一般采用外裝式結(jié)晶器電磁攪拌，攪拌線圈在結(jié)晶器外，它可以在更換結(jié)晶器時不撤除電磁攪拌裝置。板坯連鑄電磁攪拌安裝位置一般有結(jié)晶器〔M-EMS〕、二冷段〔S-EMS〕和凝固末端〔F-EMS〕。8、電磁攪拌使用電磁攪拌可以有效的增加擴大鑄坯的1379、鑄坯的連續(xù)彎曲和矯直對于直弧形連鑄機，設(shè)計中有一定的垂直長度〔從弧形液面到鑄坯開始彎曲點〕。以便在彎曲前有適宜的坯殼生成，同時形成最優(yōu)的夾雜物上浮方式。彎曲時應(yīng)用連續(xù)彎曲原理，在弧形段內(nèi)有8個以上的輥子用于彎曲；以便所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最小。矯直采用帶液芯連續(xù)矯直，減少強加給鑄坯的拉力和矯直應(yīng)力，同時可以防止形成裂紋。影響裂紋形成的因素是初步凝固的結(jié)構(gòu)〔奧氏體與鐵素體〕和形成低熔點硫化物的傾向〔由Mn/S比衡量〕。少數(shù)鋼種以矯直期間特殊的裂紋形成傾向為特征，主要決定于鋼種成分和矯直時鋼的溫度。9、鑄坯的連續(xù)彎曲和矯直對于直弧形連鑄機，設(shè)計中有一定的垂直138內(nèi)部與外表裂紋可能在此期間形成，即：當(dāng)帶液芯矯直時，假設(shè)在固液界面的矯直力大于臨界溫度下鋼的內(nèi)壓力，可能形成內(nèi)部枝晶間裂紋，必須注意臨界溫度在高溫脆化范圍內(nèi)的情況。在700℃—850℃的脆化范圍內(nèi)，能形成外表裂紋。通過精確調(diào)整二冷狀況，可以使外表溫度在950/1000℃，就能解決裂紋問題。連續(xù)矯直保證鑄坯的預(yù)變形，并使鑄坯在每一個矯直點的延伸是在裂紋形成值以下。連續(xù)矯直系統(tǒng)可以防止?jié)茶T情況惡化時可能出現(xiàn)的內(nèi)部缺陷。內(nèi)部與外表裂紋可能在此期間形成，即：當(dāng)帶液芯矯直時，假設(shè)在固139五、連鑄過程操作1.連鑄機澆注前的準(zhǔn)備連鑄機澆注前的準(zhǔn)備與澆注方法有密切的關(guān)系，因此先介紹連鑄機的澆注方法。1.1連鑄機的澆注方法定徑水口澆注法〔主要適用于小方坯生產(chǎn)〕塞棒澆注法〔主要適用于大方坯和板坯生產(chǎn)〕五、連鑄過程操作1401.2連鑄中間包的準(zhǔn)備1.2.1中間包的作用及包襯構(gòu)成作用儲存鋼水、減低鋼水靜壓力、分流、控制供給結(jié)晶器鋼水量以及凈化鋼水，是鋼水進入結(jié)晶器前的最后一個重要的冶金反響器。包襯構(gòu)成包襯分為永久層和工作層兩局部永久層砌筑方法分為磚砌法和澆注成型法工作層的材質(zhì)有三種：磚、絕熱板、中包涂料1.2連鑄中間包的準(zhǔn)備1411.2.2中間包耐材的安裝座磚的安放水口的安裝塞棒的安裝1.2.2中間包耐材的安裝1421.2.3中間包的烘烤磚砌包和涂料包都必須烘烤，溫度要求到達1000℃以上。中包的烘烤都要遵循小火→中火→大火的原那么。特別是涂料包，如果火焰控制不當(dāng)，會使涂料爆裂。所謂小火烘烤是指火焰不直接接觸包壁或包底；所謂中火烘烤是指火焰接觸包底但不產(chǎn)生反射現(xiàn)象；大火烘烤是指火焰接觸包底后產(chǎn)生反射現(xiàn)象，火焰從包蓋的縫隙中冒出的高度在300mm左右。中包在烘烤過程中，隨著包壁溫度的提高火焰的狀態(tài)會產(chǎn)生變化的，備包工應(yīng)及時地給予調(diào)整。開澆前，要檢查中包內(nèi)的狀態(tài)，即保證水口暢通。對于定徑水口而言，還有一個引流操作，即用木塞或石棉繩堵住水口，然后在里面放上引流砂。當(dāng)中包內(nèi)鋼水到達一定高度后，拔取木塞等物，引流砂流出，鋼水隨之而出。1.2.3中間包的烘烤1431.3連鑄機的其他準(zhǔn)備工作連鑄機的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作除了以上講的內(nèi)容以外，還包括以下幾個主要方面的工作：連鑄機設(shè)備的檢查模擬工作；各設(shè)備是否已經(jīng)進入準(zhǔn)備澆鑄狀態(tài)，連鑄機所需的各種物質(zhì)是否已到達要求；連鑄機送引錠操作是否正常；澆注用各種工具材料是否已經(jīng)準(zhǔn)備就緒；只有以上各項工作完成后，才可以接受鋼水，開始澆鑄。1.3連鑄機的其他準(zhǔn)備工作1442.連鑄機的堵引錠操作堵引錠操作連鑄機生產(chǎn)中很重要的一個步驟，必須認(rèn)真對待。如果引錠堵不好，極易造成漏鋼事故。其主要步驟是：堵引錠前，先模擬試車，了解引錠的行走情況，以便在開澆時心里有數(shù)。引錠時要認(rèn)真監(jiān)