[工学]冶金概论6连铸工艺.ppt

第六章 连续铸钢（Continuous Casting）,2019/4/17/20:49:48,主要内容,6.1 连铸的优势 6.2 连铸机的类型 6.3 连铸机的结构 6.4 连铸工艺 6.5 连铸坯的结构及主要缺陷,2019/4/17/20:49:48,连铸的工艺流程,由炼钢炉炼出的合格钢水经炉外精炼处理后，用钢包运送到浇铸位置注入中间包，通过中间包注入强制水冷的铜模结晶器内。 结晶器是无底的，在注入钢水之前必须先装上一个“活底”引锭杆，同时也起到引出铸坯的作用，注入结晶器的钢水在迅速冷却凝固成形的同时，其前部与伸入结晶器底部的引锭杆头部凝结在一起。引锭杆的尾部则夹持在拉坯机的拉辊中，当结晶器内钢水升到要求的高度后，开动拉坯机，以一定速度把引锭杆(牵着铸坯)从结晶器中拉出。,2019/4/17/20:49:48,连铸的工艺流程,为防止铸坯壳被拉断漏钢和减少结晶器中的拉坯阻力，在浇铸过程中要对结晶器壁润滑。 铸坯被拉出结晶器后，为使其更快地散热，需进行喷水二次冷却，通过二次冷却支导装置的铸坯逐渐凝固。铸坯不断地被拉出，钢水连续地从上面注入结晶器，形成了连续铸坯的过程。 当铸坯通过拉坯机、矫直机(立式和水平式连铸不需矫直)后脱去引锭杆。完全凝固的直铸坯由切割设备切成定尺，经运输辊道进入后步工序。,2019/4/17/20:49:48,二流连铸示意图,2019/4/17/20:49:48,6.1 连铸的优势,钢的连铸：使钢水不断地通过水冷结晶器，凝成硬壳后从结晶器下方出口连续拉出，经喷水冷却，全部凝固后切成坯料（连铸坯）的铸造工艺。,2019/4/17/20:49:48,连铸的优势,提高成材率。模铸8488，连铸9598。 降低能耗。连铸省去开坯工艺的直接节能，以及由于提高成坯率和成材率的间接节能。 连铸产品的均一性高、质量好。模铸锭凝固时间长，元素偏析显著。连铸坯断面小、冷却速度大、树枝晶间距小、偏析程度较轻。 易于实现机械化自动化 占地面积小、生产周期快、吨坯成本低。,2019/4/17/20:49:48,6.2 连铸机(Continuous Caster)的类型,按连铸机外形结构可分为：立式连铸机；弧形连铸机；立弯式连铸机；水平式连铸机；椭圆形连铸机 按连铸坯断面可分为：板坯连铸机；方坯连铸机；圆坯连铸机；异形坯连铸机,连铸机型 a 立式；b 立弯式；c 直结晶器弧形； d 弧形；e 椭圆形；f 水平式,2019/4/17/20:49:48,连铸坯,2019/4/17/20:49:48,板坯圆坯方坯,2019/4/17/20:49:48,连铸机台数、机数、流数,台数。凡共用一个钢包（盛钢桶）或同时浇注几根铸坯的连铸装置，称为一台连铸机。 机数。凡是具有独立的传动和工作系统，可独立进行正常工作的连铸系统，称为一个机组（一机）。 流数。凡是不经切割而连续浇注一根长的铸坯，称为一流。每台连铸机所能同时浇注的铸坯总根数，称为连铸机的流数。,2019/4/17/20:49:48,6.3 连铸机的结构,以通用的板坯弧形连铸机为例，包括： 钢包及回转台； 中间包及中间包车； 结晶器； 扇形段（二冷段）； 拉矫机； 切割装置； 引锭杆。,2019/4/17/20:49:48,2019/4/17/20:49:48,钢包及回转台,钢包作用：存储钢水，将钢水由精炼炉运送到连铸机上，在钢包底部设有Ar管进行吹Ar搅拌，起到精炼作用。 钢包结构：钢包由钢包本体、滑动水口连接板、透气砖等组成。,滑动水口由上座砖、下座砖、上水口、下水口、上滑板、下滑板组成，依靠滑板的滑动来控制注流大小。 长水口用于钢包和中间包之间，保护钢水浇注时不受二次氧化，防止钢流飞溅，对提高铸坯质量有明显效果。,2019/4/17/20:49:48,中间包,中间包介于钢包和结晶器之间，它接受来自钢包的钢水，并向结晶器分流。其作用包括： 稳定钢流，减少钢流的静压力和对结晶器中坯壳的冲刷； 均匀钢水温度，促进 非金属夹杂物上浮去除； 多流连铸机由中间包对 钢水进行分流； 多炉连浇换包时起缓冲 衔接作用。 结构：由中间包本体、 中间包盖、塞棒、中间 包滑动水口组成。,2019/4/17/20:49:48,中间包挡墙,挡墙：在中间包内设置的高出钢液面的墙称为挡墙。其作用为：隔离冲击区与浇铸水口区；形成循环流，有利去处夹杂；减少死区，有利于钢水温度分布均匀。 坝：设置在中间包内钢液面以下的障碍物。其作用：与挡墙配合起倒流，促进夹杂物上浮，达到精炼钢水的作用。,2019/4/17/20:49:48,中间包车,中间包车作用：将中间包从预热位置运输至浇注位置，浇注完毕后，由浇注位置运回到预热位置的运载装置。同时浇注时起着支撑中间包的作用，浇注平台设两台中间包车，一台浇注，一台预热，可以快速更换中间包实现多炉连浇。,2019/4/17/20:49:48,浸入式水口,浸入式水口用来防止钢液从中间包进入结晶器内的二次氧化。,2019/4/17/20:49:48,结晶器,作用：结晶器是连铸机的心脏，其作用是使钢水在结晶器内形成所需的断面形状，并凝固成一定厚度和强度的均匀坯壳，以保证出结晶器后的铸坯不变形，不被拉裂。 结晶器本体： 四块冷却壁 由铜板和钢 板水箱组成。 冷却水从一 端进入，从 另一端流出。,2019/4/17/20:49:48,结晶器振动台,作用：结晶器振动装置位于结晶器下方，振动装置工作时，可使结晶器在浇注时不间断地上下移动，防止拉坯时坯壳与结晶器粘结而发生漏钢事故。,2019/4/17/20:49:48,扇形段（二冷段）,作用：铸坯被拉出结晶器后，坯壳还很薄，内部仍为液态钢水，为了较快地凝固合顺利拉坯，在快速更换台后设置了二冷导向装置，即扇形段。其作用为喷水迅速冷却铸坯，并支持和导向铸坯，使其能顺利出坯。 连铸机二冷方式有喷水冷却和气水喷雾冷却两种。,2019/4/17/20:49:48,扇形段（二冷段）,2019/4/17/20:49:48,拉矫机,在二冷段夹棍辊道末端设置拉坯矫直机。 作用：控制拉速，将铸坯拉出结晶器；对铸坯进行表面平整矫直。,2019/4/17/20:49:48,切割装置,切割小车：用来夹持主割枪和副割枪，一台切割机设有一台切割小车，由装有两支切割枪的底板、传动装置和切割枪夹持器组成 切割枪：由枪体和割嘴组成，预热氧和燃气在单孔道喷出割嘴后在空气中混合燃烧。,2019/4/17/20:49:48,引锭杆,作用：浇注开始时堵住结晶器的下口，钢水凝固后，坯头与引锭头凝结在一起，通过拉矫机将铸坯从结晶器中引出。 结构：由引锭杆本体和引锭头两部分组成。,2019/4/17/20:49:48,6.4连铸工艺,6.4.1 连铸工艺流程 6.4.1.1 上引锭杆 6.4.1.2 开浇与脱锭 6.4.1.3 多炉连浇 6.4.1.4 停机 6.4.2 连铸工艺参数 6.4.2.1 浇注温度 6.4.2.2 拉坯速度 6.4.3.3 结晶器和二冷区冷却制度,6.4.1.1 上引锭杆,6.4.1.2 开浇与脱锭,6.4.1.3 多炉连浇,6.4.1.4 停机,2019/4/17/20:49:48,6.4.2.1 浇注温度,连铸时，浇注温度通常是指中间包的钢液温度。温度过高，铸坯容易产生表面裂纹，柱状晶发达，易导致内裂，并且中心疏松和中心偏析加剧；温度过低，不利于夹杂物上浮，还易堵塞水口使浇注无法进行。 必须根据浇注钢种、铸坯断面、浇注条件等因素确定合适的钢水过热度（T浇注温度液相线温度），实际生产中T约为535。 “低温快注”为宜。,2019/4/17/20:49:48,6.4.2.2 拉坯速度,拉坯速度：每分钟从结晶器拉出的铸坯长度（m/min）。 拉坯速度根据铸坯断面（厚度）、钢种和浇注温度来确定。 确定拉速的主要依据是要保证结晶器出口处铸坯有适当的坯壳厚度，能承受拉坯力和钢水静压力，使坯壳不会被拉裂和不出现明显的“鼓肚”变形。,2019/4/17/20:49:48,6.4.2.3 结晶器和二冷区冷却制度,结晶器冷却强度应保证钢液在短时间内形成坚固的外壳。冷却强度过低，影响拉速提高，并影响结晶器寿命；反之，铸坯过早收缩，形成气隙，减少传热，影响拉速提高。 二冷区冷却强度随钢种、断面尺寸及拉速等因素而改变。为提高铸坯凝固速度，应尽可能提高二冷强度。但强度过大，铸坯会产生裂纹。随着铸坯热送和直接轧制技术的出现，二冷普遍倾向于弱冷，以提高铸坯热送温度。,2019/4/17/20:49:48,6.5 连铸坯的结构及主要缺陷,6.5.1连铸坯结构 6.5.2表面缺陷 6.5.3内部缺陷 6.5.4形状缺陷,2019/4/17/20:49:48,6.5.1 连铸坯结构,1-中心等轴晶： 2-柱状晶带； 3-细小等轴晶带,2019/4/17/20:49:48,6.5.2表面质量,2019/4/17/20:49:48,6.5.3内部缺陷,2019/4/17/20:49:48,6.5.4 形状缺陷,鼓肚（板坯）,菱变（方坯）,2019/4/17/20:49:48,连铸坯热送热