連鑄-連鑄工藝

煉鋼工藝與操作連鑄-連鑄工藝2.連鑄工藝

1連鑄鋼水的溫度要求（1）鋼水溫度過高的危害：①出結(jié)晶器坯殼薄，容易漏鋼；②耐火材料侵蝕加快，易導(dǎo)致鑄流失控，降低澆鑄安全性；③增加非金屬夾雜，影響板坯內(nèi)在質(zhì)量；④鑄坯柱狀晶發(fā)達(dá)；⑤中心偏析加重，易產(chǎn)生中心線裂紋。2.1連鑄鋼水的準(zhǔn)備2.連鑄工藝（2）鋼水溫度過低的危害：①容易發(fā)生水口堵塞，澆鑄中斷；②連鑄表面容易產(chǎn)生結(jié)皰、夾渣、裂紋等缺陷；③非金屬夾雜不易上浮，影響鑄坯內(nèi)在質(zhì)量。2澆鑄溫度的確定

澆鑄溫度是指中間包內(nèi)的鋼水溫度，通常一爐鋼水需在中間包內(nèi)測(cè)溫3次，即開澆后5min、澆鑄中期和澆鑄結(jié)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(biāo)澆鑄溫度）：T=TL+△T2.連鑄工藝（1）液相線溫度液相線溫度，即開始凝固的溫度，就是確定澆鑄溫度的基礎(chǔ)。推薦一個(gè)計(jì)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]}（2）鋼水過熱度的確定

鋼水過熱度主要是根據(jù)鑄坯的質(zhì)量要求和澆鑄性能來(lái)確定。鋼種類別

過熱度非合金結(jié)構(gòu)鋼10-20℃鋁鎮(zhèn)靜深沖鋼15-25℃高碳、低合金鋼5-15℃2.連鑄工藝鋼水從出鋼到進(jìn)入中間包經(jīng)歷5個(gè)溫降過程：△T總=△T1+△T2+△T3+△T4+△T5△T1出鋼過程的溫降；△T2出完鋼鋼水在運(yùn)輸和靜置期間的溫降(1.0～1.5℃/min)；△T3鋼包精煉過程的溫降（6～10℃/min）；△T4精煉后鋼水在靜置和運(yùn)往連鑄平臺(tái)的溫降(5～1.2℃/min）;△T5鋼水從鋼包注入中間包的溫降。2.2出鋼溫度的確定2.連鑄工藝

拉速控制作用：拉坯速度是指每分鐘拉出的鑄坯長(zhǎng)度。拉速控制合理，不但可以保證連鑄生產(chǎn)的順利進(jìn)行,而且可以提高連鑄生產(chǎn)能力,改善鑄坯的質(zhì)量.現(xiàn)代連鑄追求高拉速。拉速確定原則：一、確保鑄坯出結(jié)晶器時(shí)的能承受鋼水的靜壓力而不破裂，對(duì)于參數(shù)一定的結(jié)晶器，拉速高時(shí)，坯殼薄；反之拉速低時(shí)則形成的坯殼厚。一般，拉速應(yīng)確保出結(jié)晶器的坯殼厚度為12-14mm。影響拉速的因素：鋼種、鋼水過熱度、鑄坯厚度等。（1）鋼種影響：就含碳量而言，拉坯速度按低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼的順序由高到低。（2）就鋼中合金含量而言，拉速按普碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼順序降低。2.3拉速的確定和控制2.連鑄工藝鋼水過熱度：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。2.連鑄工藝（1）一冷確定：鋼水在結(jié)晶器內(nèi)的冷卻即一冷確定，其冷卻效果可以由通過結(jié)晶器壁傳出的熱流的大小來(lái)度量。1）一冷作用：一冷就是結(jié)晶器通水冷卻。其作用是確保鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)形成一定的初生坯殼。2）一冷確定原則：一冷通水是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，確定以在一定工藝條件下鋼水在結(jié)晶器內(nèi)能夠形成足夠的坯殼厚度和確保結(jié)晶器安全運(yùn)行的前提。通常結(jié)晶器周邊供水2L/mm.min。進(jìn)出水溫差不超過80℃，出水溫度控制在45-500℃為宜，水壓控制在0.4-0.6Mpa.2.4鑄坯冷卻的控制2.連鑄工藝2.連鑄工藝（2）二冷確定：1）二冷作用：二次冷卻是指出結(jié)晶器的鑄坯在連鑄機(jī)二冷段進(jìn)行的冷卻過程。其目的是對(duì)帶有液芯的鑄坯實(shí)施噴水冷卻,使其完全凝固，以達(dá)到在拉坯過程中均勻冷卻。2）二冷強(qiáng)度確定原則：二冷通常結(jié)合鑄坯傳熱與鑄坯冶金質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面來(lái)考慮。鑄坯剛離開結(jié)晶器，要采用大量水冷卻以迅速增加坯殼厚度，隨著鑄坯在二冷區(qū)移動(dòng)，坯殼厚度增加,噴水量逐漸降低。因此，二冷區(qū)可分若干冷卻段,每個(gè)冷卻段單獨(dú)進(jìn)行水量控制。同時(shí)考慮鋼種對(duì)裂紋敏感性而有針對(duì)性的調(diào)整二冷噴水量。2.連鑄工藝（3）二冷水量與水壓:對(duì)普碳鋼低合金鋼，冷卻強(qiáng)度為：1.0-1.2L/Kg鋼對(duì)低碳鋼、高碳鋼,冷卻強(qiáng)度為：0.6-0.8L/Kg鋼對(duì)熱裂紋敏感性強(qiáng)的鋼種，冷卻強(qiáng)度為：0.4-0.6L/Kg鋼水壓為0.1-0.5MPa2.連鑄工藝連鑄坯的質(zhì)量評(píng)價(jià)連鑄坯的純凈度及控制連鑄坯表面質(zhì)量及控制連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量及控制連鑄坯形狀缺陷及控制2.5連鑄過程檢測(cè)與自動(dòng)控制2.連鑄工藝1連鑄坯的質(zhì)量評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)連鑄坯質(zhì)量是從以下幾方面：連鑄坯的純凈度連鑄坯的表面質(zhì)量連鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量連鑄坯的外觀性質(zhì)2.連鑄工藝2.連鑄工藝連鑄機(jī)的機(jī)型不同，連鑄坯內(nèi)夾雜物的數(shù)量也有明顯的差異。如按1Kg鑄坯重計(jì)算鑄坯夾雜物的數(shù)量：立式鑄機(jī)：0.04mg/kg；立彎式鑄機(jī)：0.46mg/kg；弧形鑄機(jī)：1.75mg/kg；水平鑄機(jī)：1.35mg/kg。2.連鑄工藝根據(jù)示蹤試驗(yàn)所測(cè)定的數(shù)據(jù)，鑄坯中夾雜物來(lái)源比例為：出鋼過程鋼液氧化產(chǎn)物占10%；脫氧產(chǎn)物占15%；熔渣卷入約占15%；注流的二次氧化占40%左右；耐火材料的沖刷約占20%；中間罐渣占10%。2.連鑄工藝提高鋼純凈度的措施無(wú)渣出鋼選擇合適的精煉處理方式采用無(wú)氧化澆注技術(shù)充分發(fā)揮中間罐冶金凈化器的作用選用優(yōu)質(zhì)耐火材料充分發(fā)揮結(jié)晶器的作用采用電磁攪拌技術(shù)，控制注流運(yùn)動(dòng)2.連鑄工藝2連鑄坯表面質(zhì)量及控制

連鑄坯表面質(zhì)量的好壞決定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原因較為復(fù)雜，但總體來(lái)講，主要是受結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固所控制。2.連鑄工藝3連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量及控制

鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量是指鑄坯是否具有正確的凝固結(jié)構(gòu)、偏析程度、內(nèi)部裂紋、夾雜物含量及分布狀況等。凝固結(jié)構(gòu)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(nèi)部質(zhì)量與二冷區(qū)的冷卻及支撐系統(tǒng)密切相關(guān)。2.連鑄工藝2.連鑄工藝（1）減少鑄坯內(nèi)部裂紋的措施采用壓縮澆鑄技術(shù)，或者應(yīng)用多點(diǎn)矯直技術(shù)二冷區(qū)采用合適夾輥輥距，支撐輥準(zhǔn)確對(duì)弧二冷水分配適當(dāng)，保持鑄坯表面溫度均勻合適拉輥壓下量，最好采用液壓控制機(jī)構(gòu)2.連鑄工藝（2）減少鼓肚應(yīng)采取措施降低連鑄機(jī)的高度二冷區(qū)采用小輥距密排列；鑄機(jī)從上到下輥距應(yīng)由密到疏布置；支撐輥要嚴(yán)格對(duì)中加大二冷區(qū)冷卻強(qiáng)度。防止支撐輥的變形，板坯的支撐輥?zhàn)詈眠x用多節(jié)輥。2.連鑄工藝

4連鑄坯形狀缺陷及控制（1）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(duì)角小于90°，另一對(duì)角大于90°；兩對(duì)角線長(zhǎng)度之差稱為脫方量。應(yīng)對(duì)菱變的措施：選用合適錐度的結(jié)晶器；結(jié)晶器最好用軟水冷卻；保持結(jié)晶器內(nèi)腔正方形，以使凝固坯殼為規(guī)規(guī)正正的形狀；結(jié)晶器以下的600mm距離要嚴(yán)格對(duì)?。徊⒋_保二冷區(qū)的均勻冷卻；控制好鋼液成分。2.連鑄工藝（2）圓鑄坯變形

圓坯變形成橢圓形或不規(guī)則多邊形。圓坯直徑越大，變成隨圓的傾向越嚴(yán)重。1）形成橢圓變形的原因有：圓形結(jié)晶器內(nèi)腔變形；二冷區(qū)冷卻不均勻；

連鑄機(jī)下部對(duì)弧不準(zhǔn)；拉矯輥的夾緊力調(diào)整不當(dāng)，過分壓下。

2）可采取相應(yīng)措施：及時(shí)更換變形的結(jié)晶器；連鑄機(jī)要嚴(yán)格對(duì)?。欢鋮^(qū)均勻冷卻；可適當(dāng)降低拉速。2.連鑄工藝5夾雜物的控制

從煉鋼→精煉→連鑄生產(chǎn)潔凈鋼，主要控制對(duì)策是:（1）控制煉鋼爐下渣量擋渣法(偏心爐底出鋼、氣動(dòng)法、擋渣球)；扒渣法:目標(biāo)是鋼包渣層厚<50mm，下渣2kg/t。（2）鋼包渣氧化性控制出鋼渣中高(FeO+MnO)是渣子氧勢(shì)量度。(FeO+MnO)↑板坯T[0]↑2.連鑄工藝（3）鋼包精煉渣成分控制

不管采用何種精煉方法（如RH、LF、VD），合理攪拌強(qiáng)度和合理精煉渣組成是獲得潔凈鋼水的基礎(chǔ)。

合適的鋼包渣成分CaO/Al2O3＝1.5～1.8，CaO/SiO2=8～13，（FeO+MnO）<5％。

高堿度、低熔點(diǎn)、低氧化鐵、富CaO鈣鋁酸鹽的精煉渣，能有效吸收大顆粒夾雜物，降低總氧。2.連鑄工藝（4）保護(hù)澆注鋼水保護(hù)是防止鋼水再污染生產(chǎn)潔凈鋼重要操作。保護(hù)燒注好壞判斷指標(biāo):一O[N]=[N]鋼包-[N]中包一O[A1]s=[A1]鋼包-[A1]中包保護(hù)方法：一中包密封充Ar一鋼包→中間胞長(zhǎng)水口；△[N]=1.5ppm甚至為燼一中間包→結(jié)晶器浸入式水口2.連鑄工藝（5）中間包控流裝置

中間包不是簡(jiǎn)單的過渡容器，而是一個(gè)冶金反應(yīng)容器，作為鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前進(jìn)一步凈化鋼水。中間包促進(jìn)夾雜物上浮其方法：1）增加鋼水在中間包平均停留時(shí)間t：t＝w/（a×b×ρ×v）中間包向大容量深熔池方向發(fā)展。2）改變鋼水在中間包流動(dòng)路徑和方向，促進(jìn)夾雜物上浮。2.連鑄工藝（6）中間包復(fù)蓋劑中間包是鋼水去除夾雜物理想場(chǎng)所。鋼水面上復(fù)蓋劑要有效吸收夾雜物。碳化稻殼；中性渣：（CaO/SiO2=0.9～1.0）；堿性渣：（CaO+MgO/SiO2≥3）；雙層渣。渣中（SiO2）增加，鋼水中T[O]增加。生產(chǎn)潔凈鋼應(yīng)用堿性復(fù)蓋劑。2.連鑄工藝（7）堿性包襯鋼水與中間包長(zhǎng)期接觸，鋼水與包襯的熱力學(xué)性能必須是穩(wěn)定的，這是生產(chǎn)潔凈鋼的一個(gè)重要條件。包襯材質(zhì)中SiO2增加，鑄坯中總氧T[O]是增加，因此生產(chǎn)潔凈鋼應(yīng)用堿性包襯。對(duì)低碳Al-K鋼，中間包襯用Mg-Ca質(zhì)涂料（Al2O3→0），包襯反應(yīng)層中Al2O3可達(dá)21％，說(shuō)明能有效吸附夾雜物。（8）鋼種微細(xì)夾雜物去除大顆粒夾雜（>50μm）去除，采用中間包控流技術(shù)；小顆粒夾雜（<50μm）去除： －中間包鈣質(zhì)過濾器 －中間包電磁旋轉(zhuǎn)2.連鑄工藝（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(lái)源；—結(jié)晶器渣中示蹤劑變化；—鑄坯中夾雜物來(lái)源，初步估算外來(lái)夾雜物占41.6%二次氧化占39%，脫氧產(chǎn)物為20%。（10）防止Ar氣泡吸附夾