连铸工艺技术讲义

1、连铸工艺技术连铸工艺技术首钢京唐：王胜东首钢京唐：王胜东 连续铸钢的回顾与发展首钢京唐连铸机工艺特点首钢京唐连铸机设备组成 连铸工艺控制技术 连铸坯表面质量一、连铸技术发展回顾1 1、早期的连铸技术开发、早期的连铸技术开发(1886(18861937)1937) 浇铸有色金属；浇铸有色金属； 金属液面波动大；金属液面波动大； 拉漏频繁，采取的对策主要靠提高结晶器冷却拉漏频繁，采取的对策主要靠提高结晶器冷却强度以及强度以及“ “ 拉停拉拉停拉”方法以增加坯壳厚方法以增加坯壳厚度度, ,减少拉漏。减少拉漏。早期连铸方法示意图早期连铸方法示意图早期连铸方法示意图早期连铸方法示意图早期连铸方法示意图早

2、期连铸方法示意图2、早期连铸技术的突破 1937年，S.Junghans开发成功振动结晶 器连铸方法并在Scovill Mfg公司投产； 1938年I.Rossi购买了德国Junghans连铸技术的专利和设备制造权； 振动结晶器连铸技术随后在有色金属工 业应用。Scovill Mfg公司的Junghans铸机示意图Bristol Brass公司的Rossi铸机示意图 4040年代末欧、美、苏等钢厂开始进行钢水连年代末欧、美、苏等钢厂开始进行钢水连 铸试验；铸试验； 19541954年年HallidayHalliday开发的开发的“ 负滑脱负滑脱”振动技振动技术术” 取得突破；取得突破； 结晶器

3、润滑剂、浸入式水口等技术；结晶器润滑剂、浸入式水口等技术； 连铸浇铸钢水取得成功。连铸浇铸钢水取得成功。连铸由有色金属转向浇铸钢水连铸由有色金属转向浇铸钢水3 3、5050年代连续铸钢进入实用化年代连续铸钢进入实用化 3030余台方坯铸机建成；余台方坯铸机建成； 加拿大加拿大Atlas SteelAtlas Steel厂厂5454年建成年建成610mm610mm宽板坯铸宽板坯铸 机；机； 19591959、19601960年苏联建成宽板坯铸机；年苏联建成宽板坯铸机； 采用连铸的多是电炉钢厂，钢种多为特殊钢；采用连铸的多是电炉钢厂，钢种多为特殊钢； 技术水平较低：产量低、作业率低，不能实现技术水

4、平较低：产量低、作业率低，不能实现连浇。连浇。4 4、6060年代连铸发展起步阶段年代连铸发展起步阶段 弧形铸机开发成功弧形铸机开发成功； 实现多炉连浇、船板等钢种连铸的成功表明了实现多炉连浇、船板等钢种连铸的成功表明了连铸在产量、质量方面的优越性；连铸在产量、质量方面的优越性； 日本钢铁业开始引入连铸；日本钢铁业开始引入连铸； 19661966年英国年英国SheltonShelton钢铁公司在其卡尔多转炉钢铁公司在其卡尔多转炉 钢厂实现全连铸；钢厂实现全连铸； 主要是欧洲电炉钢厂和美国的平炉钢厂采用连主要是欧洲电炉钢厂和美国的平炉钢厂采用连铸，铸，19701970年世界连铸比为年世界连铸比为

5、4.4%4.4%。19631963年瑞士年瑞士Von MoosVon Moos厂建成的厂建成的858585mm85mm弧形试验铸机弧形试验铸机19651965年前苏联建成的弧形小板坯铸机年前苏联建成的弧形小板坯铸机19641964年德国曼内斯曼胡金根厂建成的低压头弧形宽板坯铸机年德国曼内斯曼胡金根厂建成的低压头弧形宽板坯铸机5 5、7070年代连铸快速发展时期年代连铸快速发展时期 日本钢铁厂大规模采用连铸技术；日本钢铁厂大规模采用连铸技术； 19721972年新日铁大分厂年新日铁大分厂300t300t转炉转炉3 3台板坯铸机台板坯铸机 结合实现全连铸；结合实现全连铸； 大包回转台、滑动水口、集

6、装辊扇形段、保护大包回转台、滑动水口、集装辊扇形段、保护浇铸、液面控制、上装引锭杆、电磁搅拌、多浇铸、液面控制、上装引锭杆、电磁搅拌、多点矫直、小辊密排、二冷自动配水、小方坯多点矫直、小辊密排、二冷自动配水、小方坯多级结晶器、刚性引锭杆等开发成功；级结晶器、刚性引锭杆等开发成功； 低碳铝合金钢、沸腾钢替代钢种等连铸成功，低碳铝合金钢、沸腾钢替代钢种等连铸成功，低碳铝合金钢实现了铸坯无清理；低碳铝合金钢实现了铸坯无清理； 7070年代末世界连铸比提高到年代末世界连铸比提高到28.4%28.4%。日本日本西欧西欧美国美国其它各国其它各国年年 代代产量产量, ,百万吨百万吨60607575年间世界连

7、铸坯产量的增长年间世界连铸坯产量的增长6 6、8080年代连铸技术成熟阶段年代连铸技术成熟阶段 生产高质量钢铸坯技术和体制已经确立；生产高质量钢铸坯技术和体制已经确立； 板坯连铸开始采用板坯连铸开始采用HCRHCR、HDRHDR工艺；工艺； 高速连铸、中间包加热、液压振动、电磁制高速连铸、中间包加热、液压振动、电磁制动动 、拉漏预报、二冷动态控制、轻压下等大、拉漏预报、二冷动态控制、轻压下等大批新批新 工艺技术采用；工艺技术采用； 年产年产300300万吨以上的大型连铸板坯铸机建立；万吨以上的大型连铸板坯铸机建立； 发达国家连铸比超过或接近发达国家连铸比超过或接近9090； 以高拉速、高作业率

8、、高质量、高度自动化、以高拉速、高作业率、高质量、高度自动化、 高稳定性生产为标志，常规连铸达到了其成熟高稳定性生产为标志，常规连铸达到了其成熟 阶段。阶段。7 7、9090年代传统连铸的进一步完善和近年代传统连铸的进一步完善和近 终形连铸技术的兴起终形连铸技术的兴起 传统连铸向进一步降低生产成本、强化高级产传统连铸向进一步降低生产成本、强化高级产品生产、注重环境的方向发展；品生产、注重环境的方向发展； 近终形连铸取得成功：近终形连铸取得成功： CSPCSP、ISPISP等薄板坯连铸技术被愈来愈多的等薄板坯连铸技术被愈来愈多的 工厂采用，品种也逐步扩大；工厂采用，品种也逐步扩大； QSPQSP

9、、CONROLLCONROLL等中厚度板坯连铸连轧技术等中厚度板坯连铸连轧技术 开发成功。开发成功。 重要的连铸工艺技术：重要的连铸工艺技术： 高拉速技术：高拉速技术： 均匀强冷结晶器、保护渣、液压振动、均匀强冷结晶器、保护渣、液压振动、 电磁制动、拉漏预报、辊道冷却等；电磁制动、拉漏预报、辊道冷却等； 优质洁净钢铸坯生产技术：优质洁净钢铸坯生产技术： 大包下渣监测、大容量中间包、保护浇铸、大包下渣监测、大容量中间包、保护浇铸、 中间包多重堰、过滤器、浸入式水口防堵中间包多重堰、过滤器、浸入式水口防堵 塞、结晶器液面控制、防卷渣、塞、结晶器液面控制、防卷渣、FCFC结晶器、结晶器、 电磁搅拌、

10、中间包加热、亚包晶钢铸坯表电磁搅拌、中间包加热、亚包晶钢铸坯表 面裂纹防止、多点矫直、二冷动态控制、面裂纹防止、多点矫直、二冷动态控制、 喷嘴堵塞自动监测、二冷喷水宽度控制、喷嘴堵塞自动监测、二冷喷水宽度控制、 压缩铸造、轻压下等；压缩铸造、轻压下等； 高生产率连铸技术：高生产率连铸技术： 高拉速连铸技术、连铸坯热装轧制技术、结高拉速连铸技术、连铸坯热装轧制技术、结 晶器在线高速调宽技术、正常速度终止浇铸晶器在线高速调宽技术、正常速度终止浇铸 技术、拉漏预报技术、浸入水口防堵塞技术、技术、拉漏预报技术、浸入水口防堵塞技术、 结晶器辊道长寿技术、热中间包循环使用技结晶器辊道长寿技术、热中间包循环

11、使用技 术等。术等。二、首钢京唐设计工艺要求二、首钢京唐设计工艺要求 可浇铸钢种范围广泛 能生产高质量板坯(考虑质量因素：板坯形状、板坯表面质量、板坯内部质量) 可操作的拉速范围宽、高产能 稳定、可靠的操作 最大的设备稳定性 快速更换主要设备元件、以达到缩短将设备维护时间的目的首钢京唐连铸机型及工艺参数 本连铸机选用直弧型连铸机，采用连续弯曲、连续矫直及密排分节辊技术。在连铸机的设计中由于采用了连续弯曲、连续矫直和小辊间距技术，可减少铸机半径、降低钢水静压力，使铸坯的变形率得到了有效的控制，从而获得了较高的铸坯质量首钢京唐双流板坯连铸机工艺流程框图首钢京唐双流板坯连铸机工艺流程框图 京唐连铸机

12、主要工艺技术参数质量判定(QUART)液压控制中间包液位控制板坯跟踪大包下渣检测优化切割控制结晶器液位控制漏钢预报动态轻压下控制凝固模型与动态二冷控制液压振动控制结晶器冷却控制结晶器电磁流场控制技 术 特 点1650连铸机技术特点大包回转台：大包回转台：蝶形大包回转台，带大包倾斜功能，可减少大包余钢大包盖升降装置：大包盖升降装置：安装在大包回转台上部保护浇铸：保护浇铸：从中间包流入结晶器的钢水采用浸入式水口进行保护钢水连续测温系统：钢水连续测温系统：将在中间包内安装钢水连续测温装置，以便在浇铸过程中检测钢水温度浸入式水口快换装置：浸入式水口快换装置：采用浸入式水口快换装置，以便在浇铸位更换浸入

13、式水口1650连铸机技术特点中间包快换：中间包快换：可进行中间包快换操作结晶器液位控制：结晶器液位控制：在正常浇铸过程中，将采用中间包塞棒对钢水流速进行自动调节，采用涡流传感器检测结晶器液位结晶器调宽：结晶器调宽：可离线进行，也可在浇铸过程中，在同时考虑调节速度和锥度的情况下，采用最优算法，进行安全、平稳的调节结晶器铜板设计实现了均匀冷却，并且可制支结晶器铜板设计实现了均匀冷却，并且可制支撑凝固铸坯。撑凝固铸坯。窄面锥度可根据板坯宽度、浇铸速度、以及不同钢种进行动态控制1650连铸机技术特点结晶器振动台：结晶器振动台：INMO结晶器系统提供了精确的结晶器振动导向。液压振动装置可最大限度的灵活选

14、择振动参数。可单独对振动行程、振动频率以及振动曲线进行调整，以改善润滑效果，减少振痕深度。结晶器及扇形结晶器及扇形0段的快速更换：段的快速更换：由于所有的介质连接自动完成，因此可实现结晶器及弯曲段的快速更换。结晶器框架：结晶器框架：对于维修铜板，可用最少的时间从结晶器框架上将铜板和背板快速地移出，同时方便所有维修操作1650连铸机技术特点良好的铸坯支撑装置：良好的铸坯支撑装置：所有扇形段按分节辊设计。这样设计保证极小的偏差，确保了板坯质量(外部形状、内部裂纹、偏析等）辊缝调节：辊缝调节：扇形段1-19段均具备辊缝调节装置，通过HMI系统对辊缝进行调节轻压下：轻压下：扇形段4-19能进行动态轻压

15、下扇形段快速更换：扇形段快速更换：所有扇形段均能实现快速更换，具备介质自动连接功能，这样可减少检修时间。1650连铸机技术特点扇形段内部冷却系统：扇形段内部冷却系统：所有扇形段的辊子及轴承座均为内部水冷型。动态气雾二次冷却：动态气雾二次冷却：喷淋冷却通过在线动态数学模型进行控制。流量及喷淋宽度可动态调节以维持理想的板坯表面温度度分布。板坯弯曲与矫直：板坯弯曲与矫直：板坯的弯曲/矫直是根据连续弯曲、矫直原理进行的。通过该动作可将应力、应变以及应变速率降到最低，以确保板坯具有良好的内部及表面质量1650连铸机技术特点铸流对中：铸流对中：所有连铸机更换部件，均将在维修区域相应的台架上完成预对中后再进

16、行安装，在将部件装入连铸机时没有必要进行对中。下渣检测系统：下渣检测系统：配备下渣检测系统，用于检测在浇铸结束时大包钢渣。该系统可使连铸机收得率最优，并且能减少板坯夹杂。三、首钢京唐连铸机设备组成三、首钢京唐连铸机设备组成铸机平台设备简介铸机平台设备简介 大包回转台大包回转台 中间包车中间包车 引锭杆系统引锭杆系统 中间包预热装置中间包预热装置 长水口机械手长水口机械手 水口快换装置水口快换装置 大包回转台主要功能称重、旋转、事故旋转、升降、倾主要功能称重、旋转、事故旋转、升降、倾动、锁紧和包盖操作。动、锁紧和包盖操作。 中间包与中间包车中间包与中间包车 中间包的结构能使中间罐内钢水流动模式最

17、优化，促进夹杂物上浮。中间罐钢水的深度满足在正常换钢包时不会出现涡流。引锭杆系统引锭杆系统 引锭杆系统包括引锭杆及其存放装置引锭杆系统包括引锭杆及其存放装置，采用上装引锭杆布置方式。通过卷扬机构垂采用上装引锭杆布置方式。通过卷扬机构垂直提升引锭杆，将其交接到操作平台上的引直提升引锭杆，将其交接到操作平台上的引锭杆车上存放。为防止引锭杆在提升过程中锭杆车上存放。为防止引锭杆在提升过程中滑落，设有防滑落装置。采用自动脱引锭的滑落，设有防滑落装置。采用自动脱引锭的方式，脱引锭完全由卷扬装置在提升过程中方式，脱引锭完全由卷扬装置在提升过程中完成。完成。引锭杆系统引锭杆系统长水口机械手长水口机械手 水口

18、快换水口快换 装置装置铸机主机设备铸机主机设备 结晶器及电磁制动结晶器振动铸机扇形段火焰切割机去毛刺机打号机系统结晶器及电磁制动结晶器及电磁制动 结晶器振动结晶器振动 结晶器液压振动装置是近年来开发成功并在先进连铸机上广泛采结晶器液压振动装置是近年来开发成功并在先进连铸机上广泛采用的新技术。本铸机采用用的新技术。本铸机采用DDDDDD公司的公司的INMOINMO型液压振动装置，用两个液型液压振动装置，用两个液压缸驱动，可进行正弦和非正弦曲线振动，在浇铸过程中，振幅和频压缸驱动，可进行正弦和非正弦曲线振动，在浇铸过程中，振幅和频率可调。率可调。 INMOINMO型液压振动装置采用滚动导向装置，滚

19、动元件导向系型液压振动装置采用滚动导向装置，滚动元件导向系统是统是DDDDDD公司的专有技术，滚动元件可以避免因弹簧疲劳引起的故障，公司的专有技术，滚动元件可以避免因弹簧疲劳引起的故障，提高振动精度、板坯表面振痕小，可实现正弦和非正弦振动，有利于提高振动精度、板坯表面振痕小，可实现正弦和非正弦振动，有利于提高板坯表面质量。滚动元件的辊子几乎没有任何磨损，从而可以大提高板坯表面质量。滚动元件的辊子几乎没有任何磨损，从而可以大大地提高导向系统的寿命。由于摩擦小，润滑也可减少，导向系统可大地提高导向系统的寿命。由于摩擦小，润滑也可减少，导向系统可充填油脂防止杂物浸入和密封。清洁和油脂充填仅需在基本的

20、维修时充填油脂防止杂物浸入和密封。清洁和油脂充填仅需在基本的维修时进行。进行。 结晶器液压振动结晶器液压振动 台台零段及扇形段零段及扇形段 零段布置在结晶器与扇形段之间，具有导向、支撑结晶器下口出来的热铸坯，提供足够的垂直高度起到浮渣的作用，并将铸坯从结晶器导向扇形段，同时对铸坯进行充分的冷却。在零号扇形段内，铸坯经过连续弯曲到铸机的基本半径。 扇形段包括119扇形段。铸坯在扇形段中通过气水冷却直到完全凝固。在浇铸过程中，扇形段对铸坯提供支撑、运输和导向，也可运输引锭杆。扇形段可全程实现远程辊缝调节，419扇形段可对铸坯凝固末端实施轻压下。 零段及扇形段零段及扇形段 零段示意图零段示意图扇形段

21、示意图扇形段示意图板坯火焰切割装置板坯火焰切割装置 位置：位置：在火焰切割机入口辊道之后 功能：功能：将坯尾废钢与热铸坯分离并把最后的板坯按预定的长度进行分割；测量将被切割的板坯长度 部件：部件：一台火焰切割机(支撑框架和切割小车);支撑框架；测量辊去毛刺机去毛刺机 通过锻造合金钢制成的一系列对称(双边）的锤子在线去除毛刺。这些锤子沿去毛刺辊以60度的角度悬挂在6个轴上，当辊子转动时，离心力使锤子延伸至其去毛刺直径。由于辊子的速度和锤子的重量，在毛刺从产品上去除之前，毛刺被高速的锤子敲击若干次，然后毛刺通过流槽被导入到废钢容器内。板坯喷号机板坯喷号机 基本上喷号机包括一个喷嘴，其可在板坯上写出

22、较大的、清晰的、易分辨的字符。 喷号过程的原理是以热金属涂层为基础的。通过喷枪喂送两根金属丝并且使用产生电弧的电流使其同时熔化。这样热金属被喷入到板坯的表面。 字符的形式由喷号装置的自动化系统确定 四、连铸工艺控制技术四、连铸工艺控制技术1、钢水准备、钢水准备要有合适的钢水温度 浇注过程所需要的过热度，T=T出钢- T过程-Tl Tl=1536 - (90 * C + 6.2 * Si + 1.7 * Mn + 28 * P + 40 * S + 2.6 * Cu + 2.9 * Ni + 1.8 * Cr + 5.1 * Al)T过程= T1+ T2+ T3+ T4+ T5也可以反算出钢温度

23、、浇注温度浇注温度=液相线温度+最大过热度浇铸过程钢水温度变化示意图浇铸过程钢水温度变化示意图钢水温度控制钢水温度控制 温度过低：夹杂物上浮不好、保护渣卷入、水口温度过低：夹杂物上浮不好、保护渣卷入、水口 结瘤、严重时导致浇铸中断。结瘤、严重时导致浇铸中断。温度过高：柱状晶发达、偏析、疏松、中心裂纹等温度过高：柱状晶发达、偏析、疏松、中心裂纹等钢水过热度：中间包钢水温度液相线温度。钢水过热度：中间包钢水温度液相线温度。连铸钢水过热度控制在连铸钢水过热度控制在15153030之间为好。之间为好。 钢包内吹氩搅拌； 加废钢降温； 炉外精炼加热； 中间包加热； 加强调度管理。措施：措施：1、碳含量、

24、碳含量 碳是对组织影响最大的元素，多炉连浇时，钢水含碳量差碳是对组织影响最大的元素，多炉连浇时，钢水含碳量差别小于别小于0.02%，注意包晶钢存在区。，注意包晶钢存在区。 (中碳亚包晶钢碳含量控制、超低碳钢防增碳等)；2、硅、锰含量、硅、锰含量硅锰是对组织影响的另外两个元素，浇注的前后期硅锰含量应不变，多硅锰是对组织影响的另外两个元素，浇注的前后期硅锰含量应不变，多炉连浇时、尽量稳定。炉连浇时、尽量稳定。 3、其它杂质元素（、其它杂质元素（O、S、 N、H)）至90年代初，已能将钢中的杂质去除到：S2ppm； P11ppm；C9ppm； N11ppm；O6ppm； H0.6ppm。钢水成分的控

25、制钢水成分的控制 4、 铝含量铝含量 (洁净度、水口堵塞等洁净度、水口堵塞等)；5、 夹杂物含量控制夹杂物含量控制 (炼钢终点控制、炼钢终点控制、出钢带渣、炉外精炼、保护浇铸等出钢带渣、炉外精炼、保护浇铸等)。杂质在钢中主要以三种形态存在：杂质在钢中主要以三种形态存在：1)1)非金属夹杂物或析出物非金属夹杂物或析出物(O(O、S S、N)N)；2)2)晶界偏析晶界偏析(P(P、S S等等) )；3)3)间隙固溶体间隙固溶体(C(C、N N、H H、O)O)。材料的破坏有延性破坏和脆性破坏材料的破坏有延性破坏和脆性破坏两种方式：两种方式：硫对钢材性能的影响：硫对钢材性能的影响： 热加工性热加工性

26、 ( (红脆红脆) ); ; 降低降低低温韧性；低温韧性； 焊接性能；焊接性能； 抗氢致裂纹性能；抗氢致裂纹性能； 各向异性各向异性S加剧钢材轧制方向与非轧制方向性能的差别加剧钢材轧制方向与非轧制方向性能的差别1818191920202121222223232424252526260 0100100200200300300S，p pm延伸率，长度方向宽度方向-120-100-80-60-40-200100200300S，p pmvTrs，C长度方向宽度方向26101418220100200300S，p pmvEo，k g.m长度方向宽度方向S显著影响钢材的焊接性能显著影响钢材的焊接性能 热裂缝

27、：与热裂缝：与SS特别是特别是 S S在晶在晶 界的偏析有关界的偏析有关; ;冷裂缝：厚板冷裂缝：厚板T T型焊接易发生，型焊接易发生， 与钢中与钢中MnSMnS夹杂物有夹杂物有 关。裂纹实际上是逐关。裂纹实际上是逐 渐由一个夹杂物向另渐由一个夹杂物向另 一个夹杂物延伸形成一个夹杂物延伸形成 的。的。SS显著降低钢材抗氢致裂纹性能显著降低钢材抗氢致裂纹性能 输送含输送含H H2 2S S、H H2 2O O油、气管线，电化学腐蚀造成油、气管线，电化学腐蚀造成的新生态氢渗入钢中、聚集在硫化物等缺陷处，的新生态氢渗入钢中、聚集在硫化物等缺陷处，H H H H2 2 使夹杂物处应力增大，最终形成裂纹

28、。使夹杂物处应力增大，最终形成裂纹。 长条型、尤其是沿晶界分布的长条型、尤其是沿晶界分布的MnSMnS存在于钢中是存在于钢中是出现氢致裂纹的必然条件，用于输送含出现氢致裂纹的必然条件，用于输送含H2SH2S、H2OH2O油、气管线钢因此要求极低的油、气管线钢因此要求极低的 S S含量含量(10(55ppmT.O55ppm，冷轧产品则必须降级使用。，冷轧产品则必须降级使用。低碳铝镇静钢铸坯表层部位试样电解得到的夹杂物照片冷轧深冲钢板表面的冷轧深冲钢板表面的sliversliver缺陷缺陷 67如夹杂物尺寸大且又靠近铸坯表皮，会造成钢板如夹杂物尺寸大且又靠近铸坯表皮，会造成钢板表面起皮、重皮缺陷。

29、表面起皮、重皮缺陷。 靠近表皮的大尺寸夹杂物造成的起皮缺陷照片68非金属夹杂物的来源：69对钢中夹杂物要求：对钢中夹杂物要求：大型球状夹杂物 数量要少； 尺寸要小； 形貌、变形等性能。70不定形Al2O3 A Al lS Si iC Ca aB Ba aN Na aK KF Fe ew wt t8 88 8. .3 31 1. .1 10 00 0. .1 14 40 00 00 0. .0 05 58 8. .8 87 771群络状群络状AlAl2 2O O3 3夹杂物夹杂物72不同类别Al2O3夹杂物生成机理 钢液自由氧含量高(400ppm)、铝一次加入很多时，会生成大量大尺寸Al2O3簇

30、群。由于Al2O3簇群与钢液之间润湿性很差，由钢液上浮去除得很快，最后滞留在钢液中的主要是尺寸小于30mm的Al2O3簇群和较小的不规则块状Al2O3夹杂物。如向钢液分批加入铝，或在钢液自由氧含量降低、铝含量较高时，会有较多的块状Al2O3生成。73CaO：0.13% SiO2：35.4%MnO：21% Al2O3: 39.8%FeO：2.54%CaO：0.2% SiO2：35.3%MnO：23.5% Al2O3: 36.7%FeO：2.4%CaO：0.47% SiO2：30.9%MnO：23.3% Al2O3: 43.2%FeO：2.14%Si、Mn脱氧产物74保护浇铸保护浇铸 加强大包长水

31、口之间的密封；加强大包长水口之间的密封； 中间包使用前中间包使用前ArAr清扫；清扫； 高的大包滑动水口开浇成功率；高的大包滑动水口开浇成功率； 长水口浸入式开浇；长水口浸入式开浇； 中包三路氩气全保护中包三路氩气全保护 保证中间包钢水高于临界高度；保证中间包钢水高于临界高度； 中间包高碱度覆盖剂。中间包高碱度覆盖剂。75台湾中钢生产IF钢使用的钢包长水口密封 76大包长水口浸入式开浇大包长水口浸入式开浇 目的：目的：减少钢水的二次氧化；减少钢水的二次氧化；防止开浇造成的中间包渣的乳化；防止开浇造成的中间包渣的乳化；减少卷渣。减少卷渣。措施：措施： 中间包内钢水有足够的高度；中间包内钢水有足够

32、的高度；采用带倒锥度的长水口以减少钢水回流；采用带倒锥度的长水口以减少钢水回流；加强长水口夹持固定系统。加强长水口夹持固定系统。77中间包高碱度覆盖剂中间包高碱度覆盖剂中间包覆盖剂的作用：中间包覆盖剂的作用：隔绝空气；隔绝空气；保温；保温；吸收上浮的吸收上浮的AlAl2 2O O3 3夹杂物。夹杂物。为了阻止 3SiO24Al2Al2O33Si，普遍采用了中间包碱性覆盖剂。78 防止结晶器坯壳卷渣防止结晶器坯壳卷渣卷渣造成的夹杂物特点：尺寸大；多为球状；主要组分为CaO、SiO2、CaF2、Na2O等；靠近铸坯表层。79保护渣卷入坯壳主要通过两个途径：l钢水有弯月面内部向上涌出，由外面将 保护

33、渣滴卷入坯壳；l 由浸入式水口流出的钢水，到达结晶器 侧边后分为向上和向下两个分流，向上 的分流上升到钢水上表面后，由外向内 折回，由此造成的钢水流动将保护渣底 带入钢液，部分被生长的坯壳捕捉。80钢水有弯月面内部向上涌出，由外面将保护渣滴卷入坯壳；造成此类卷渣的主要原因： 拉速等变化造成的 钢水液面大幅度波 动； 保护渣熔融不好( 温度、均匀性)； 保护渣流动性不好 (粘度、温度等)。81由浸入式水口流出的钢水，到达结晶器侧边后分为向上和向下两个分流，向上的分流上升到钢水上表面后，由外向内折回，由此造成的钢水流动将保护渣底带入钢液，部分被生长的坯壳捕捉。82表面表面“折返流折返流”造成的保护

34、渣卷入造成的保护渣卷入83 坯壳捕捉的保护渣夹杂物坯壳捕捉的保护渣夹杂物 84保护渣由表面进入钢液的能量平衡计算85防止钢水表面流动造成卷渣的措施：防止钢水表面流动造成卷渣的措施： 减少浸入式水口钢水偏流减少浸入式水口钢水偏流( (堵塞等原因堵塞等原因); ); 采用高频、小振幅减少弯月面坯壳采用高频、小振幅减少弯月面坯壳“爪爪”的发的发达达 程度；程度； 保护渣粘度不能过低；保护渣粘度不能过低； 浸入式水口参数优化；浸入式水口参数优化； 钢水液面波动控制；钢水液面波动控制； 电磁制动。电磁制动。86连铸的非稳定态浇铸连铸的非稳定态浇铸开浇和结束浇铸；炉炉之间交换钢水包；浇铸宽度调节、浸入式水

35、口更换等造成拉速显著变化；中间包液面过低、保护浇铸发生问题、钢包水口引流不成功而烧氧等造成的非正常操作；浸入式水口粘结、堵塞、水口位置不当等引起不稳定状态等。87水口粘结造成的铸坯缺陷水口粘结造成的铸坯缺陷v钢材表面网状裂纹成因Al2O3微小夹杂；v水口聚积物：13m Al2O3固体钢颗粒；v比重：35g/cm3；v冲入钢液被捕捉。88 对策对策v提高中间包预热温度：1200 130012501300；v缩短中间包预热后至开浇时间（5min）；v加强浸入式水口预热；v采用防Al2O3聚积水口。Proceedings of the 6th International Iron and Steel

36、 Congress, 1990, Nagoya, p.64489 C的影响的影响 C是钢中最普通的强化元素，会使钢的强度和硬度提高，塑性降低。对于超深冲钢，需要的是低的屈服强度和高的延伸率，因此先进的炼钢工艺尽量降低C的含量。 从理论上说，Ti的原子量是48，C的原子量时12，所以添加4倍于C的Ti才足以把C全部变为TiC。相关研究显示，由于收得率的损失，必须添加10倍C的Ti才能将C全部变为碳化物，使钢中完全失去间隙原子。防止增碳措施90(1)包衬侵蚀增碳(2)合金辅料增碳(3)中包覆盖剂和保护渣增碳(4)耐火材料侵蚀增碳 五、五、 连铸坯表面质量连铸坯表面质量主要缺陷：主要缺陷： 纵裂纹；

37、纵裂纹； 横裂纹；横裂纹； 角横裂纹；角横裂纹；“星星”形裂纹；形裂纹； 针孔；针孔； 夹渣。夹渣。纵裂纹纵裂纹 铸坯铸坯热轧钢板热轧钢板连铸板坯表面中心部发生最多；连铸板坯表面中心部发生最多；长度长度30mm30mm10m10m；深度深度2 270mm70mm；铸坯铸坯“ 黑皮黑皮”状态即容易发现。状态即容易发现。横裂纹横裂纹(振痕裂纹振痕裂纹) 铸坯铸坯热轧钢板热轧钢板主要发生在铸坯内弧；主要发生在铸坯内弧；主要发生在振痕底部主要发生在振痕底部；长度长度5050200mm200mm；深度深度2 23mm3mm；铸坯铸坯“ 黑皮黑皮”状态不易发现状态不易发现。角横裂纹角横裂纹 发生在铸坯角部

38、振痕底部；发生在铸坯角部振痕底部；长度长度5 52020mmmm；深度深度 5mm5mm；铸坯铸坯“ 黑皮黑皮”状态不易发现。状态不易发现。“ 星星”形裂纹形裂纹 铸坯铸坯热轧钢板热轧钢板分散在分散在铸坯表面；铸坯表面； 5 51010mmmm龟甲状；龟甲状；深度深度2 24mm4mm；铸坯铸坯“ 黑皮黑皮”状态不易发现。状态不易发现。针孔针孔 铸坯铸坯热轧钢板热轧钢板铸坯全幅均会出现；铸坯全幅均会出现；直径直径 2mm2mm；铸坯铸坯“ 黑皮黑皮”状态不易发现。状态不易发现。表面夹渣表面夹渣 铸坯铸坯热轧钢板热轧钢板多发生在铸坯表面中部；多发生在铸坯表面中部；直径直径2 215mm15mm之间；之间；深度深度 5mm5mm；铸坯铸坯“ 黑皮黑皮”状态较容易发现。状态较容易发现。 防止横裂、角横裂的对策防止横裂、角横裂的对策 减小振痕深度、增大振痕曲率半径；减小振痕深度、增大振痕曲率半径； 减小结晶器钢水液面波动；减小结晶器钢水液面波动； 减小结晶器铸坯摩擦力；减小结晶器铸坯摩擦力； 提高铸机对弧、对中精度；提高铸机对弧、对中精度； 减少钢中氮含量，控制碳、氮化物析出；减少钢中氮含量，控制碳、氮化物析出； 采用合适的二冷温度模式；采用合适的二冷温度模式； 矫直温度避开钢的