铸钢工艺样本

课程构造第一章绪论和连铸生产概述一、持续铸钢工艺流程简述二、连铸与模铸比较三、连铸生产正常化应具备基本条件四、持续铸钢生产发展概况五、持续铸钢特点六、连铸机分类七、各类连铸机特点比较小结:第一章绪论和连铸生产概述一、持续铸钢工艺流程简述持续铸钢：把（一炉或多炉）高温钢水持续不断地浇铸成具备一定断面形状和一定尺寸规格铸坯生产工艺过程。工艺流程特点：铸坯能直接轧制成各种钢材构成：主体设备：浇注设备、LD、回转台、TD及小车、MD及振动装置、二次冷却支导装置、拉矫装置、切割装置等等。一台连铸机构成：1）盛钢桶（盛钢桶支撑设备）2）中间包（中间包小车）3）结晶器（结晶器振动装置）4）二次冷却装置5）拉坯(娇直)装置6）切割装置（去毛刺装置）（喷印装置）7）铸坯运出装置等。图1-1带有直线段多半径弧形连铸机1-盛钢桶；2-中间包；3-结晶器；4-二次冷却；5-拉矫装置；6-切割装置；7-运胚和检查装置二、连铸和模铸比较1）模铸工艺流程简述模铸：按炉将盛在盛钢桶内钢水注入到具备一定形状和尺寸钢锭模中铸成钢锭浇注工艺。特点：钢锭需通过初轧机轧制成钢坯，然后再进一步轧制成各种钢材。2）连铸和模铸生产工艺比较图连铸具备优越性：提高综合成材率；减少能耗；连铸产品均一性高、质量好；易于实现机械化自动化。三、连铸生产正常化应具备基本条件完好设备状态－实现连铸生产正常化主线保证；完善炼钢工艺－是连铸生产正常化基本；科学管理－是保证连铸生产持续性和稳定性；高水平人员素质－是搞好连铸生产重要条件；同步发展新工艺新技术－满足连铸生产发展需要。四、持续铸钢生产发展概况五、持续铸钢特点（1）简化了钢坯生产工艺流程，节约大量投资，省去了模铸工艺中脱模、整模、均热及初轧等工作。（2）提高了金属收得率和成材率。（3）提高了钢坯质量。（4）改进了劳动强度，提高了劳动生产率，并且有助于铸钢生产持续化和自动化。（5）节约能量消耗。六、连铸机分类各类连铸机机型简图七、各类连铸机特点比较小结在钢铁工业史上，钢坯始终是用模铸法生产出钢锭后经开坯而成。这种不持续生产方式，工序复杂、效率低、金属损失大，成了钢铁生产一种限制环节，严重阻碍了钢铁生产发展。连铸工艺浮现，无疑是浇注技术重大突破和奔腾，最后使钢铁生产持续化和自动化。用连铸工艺代替模铸工艺发展形势已经成为当代钢铁工业重要技术特性和发展方向。第二章钢水浇注基本理论一、钢液结晶过程二、连铸坯凝固三、铸坯在二冷区凝固和传热四、连铸坯凝固构造及控制小结：第二章钢水浇注基本理论一、钢液结晶过程结晶：是从金属学原理出发，研究金属熔体中晶核形成和长大，以及由此而产生结晶组织。凝固：是从传热原理出发，研究铸坯不同部位凝固过程，凝固速度以及随着发生物化现象。1.钢水结晶凝固必要条件-必要过冷、且须有结晶核心理论结晶温度（T液、TL、Tm）；实际结晶温度(Tn、T)；“过冷”现象；过冷度：ΔT＝(T液-T)；结晶潜热(Lf)：钢水在由液相转变为固相时，系统自由能（ΔG）也随之变化（见图-1）：图－1液、固态金属自由能与温度关系图－22.晶核形成与晶体长大（一）晶核形成金属结晶时，由于结晶条件不同，将浮现两种不同形核方式，即：1、自发形核－均质形核2、非均质形核（异质形核）。1、自发形核（均质形核）：结晶时直接从熔体中产生晶核（这一过程只有引起系统自由能减少才干自发进行）其中GA：为A相体积自由能；σ为A、B两相界面能GB：为B相体积自由能；形成新相晶核自由能变化为：自由能（ΔG）与晶核半径（r临）关系：1.r临与过冷度关系：2.r＜r临：ΔG增长，晶核不能长大；3.r＞r临：ΔG减少，晶核可以长大；4.r＝r临：晶核长大和溶解处在平衡；5.r＝r临与临界形核功关系：图2-1自由能与晶核半径关系结论是：在一定温度下，任何不不大于临界半径晶核趋向于长大，不大于临界半径晶核趋向消失。同步，要形成稳定晶核，必要有过冷度和与过冷度相适应液相能量起伏。过冷度越大，临界半径（r临）值就减小，临界形核功（ΔG*）也随之减小，形核就越容易且稳定。也就是说能量涨落是晶核形成动力学条件。均质形核时形核率与过冷度关系均质形核需要有0.2Tf过冷度形核率与过冷度关系2、非均质（异质）形核：（借助于存在熔体中异相固体而形核过程）1）非均质形核理论如在一种平面夹杂物上形成一种半球缺固体晶核(图2-2)。晶核与液体、固体有三个交界面，处在平衡时有：2－6式中：σ为界面张力；θ表达晶体在夹杂物表面润湿倾角。得到：图2-2在平面上形成球冠晶核2）非均质形核功ΔG非*与均质形核功ΔG*关系由(2-8)式可知：非均质形核功与均质形核功相差(2-3cosθ+cos3θ)/4其中①当θ＝1800，cos1800＝0，晶体独立于液体中，形核功与均质形核相似；②当θ＝00，cos00＝1，ΔG非*=0,液体中质点已是一种晶核，不需任何过冷度就可形核；③当0＜θ＜1800，依附于外来质点形成晶核。式中看到：非均质形核有效性决定于润湿角θ。θ越小，形核功就越小，就易形核。非均质形核所需能量起伏，相起伏和过冷度远远低于均质形核，且临界形核功较小和能在较小过冷度下具备较高形核率。3）均质形核和非均质形核形核率与过冷度关系非均质形核过冷度比均质形核大为减少，约为0.02Tm均质形核和非均质形核形核率与过冷度关系重要因素：1.模壁(结晶器壁)；2.活性质点；3.非活性质点。均质和非均质形核都是在一定条件下自由能减少过程，因此它们都是自发过程。4）晶核长大晶核长大－是原子或原子团按一定规律向晶核表面不断堆积过程，也就是相界面向液相推移过程。生长方式－树枝状成因：普通晶体散热是在散热最快地方优先生长，由于棱角比其她地方导热性好，因此棱角方向长大速度快。而铁为立方晶格，呈正六面体构造，从八个角长成为菱锥体尖端，就构成了树枝晶主轴，然后在主轴侧面长出分叉－二次轴、三次轴直至相遇，形成晶粒。形核速率（N）、晶核长大(V)与过冷度关系影响冷却速度最重要因素是凝固办法二、连铸坯凝固连铸坯冷凝过程，实质上是一种强制传热、尽快地加速钢液冷凝过程。1.凝固特点：1）钢液过热：即从浇注温度冷却到钢液相线温度所释放出热量；2）结晶潜热：即完毕从液相到固相转变过程中所放出热量；3）钢坯显热：即钢从固相线温度冷却到室温所放出热量；连铸坯冷却示意图连铸坯冷凝是由结晶器一冷、二冷、三冷完毕，使坯壳在边运营、边放热、边凝固过程，将产生如下特点：1）可形成很长液相穴2）坯壳固-液两相区凝固前沿晶体强度和塑性都很小3）金属将发生δ→γ→α相变结论：增长高温脆性，易产生裂纹2.钢液在结晶器内凝固目：迅速带走钢液大量热，使铸坯尽快形成均匀且具备一定厚度坯壳，以抵抗钢液静压力，保证铸坯在拉出结晶器时有足够强度，而不致发生拉漏事故。（1）结晶器内坯壳形成分为：1）弯月面区2）紧密接触区3）气隙区1）弯月面区①形成：注入到结晶器内钢液由于表面张力作用在表面上不久形成了一层具备弹性簿膜性能弯月面。②性能：能抵抗剪切力。随着结晶器振动，向弯月面下输送钢液而形成新固体坯壳弯月面作用决定于曲率半径。③影响因素：夹杂物（如Al2O3）④办法：采用保护渣浇注钢液与铜壁弯月面形成2）紧密接触区①形成：初生坯壳在钢液静压力作用下被推向结晶器铜壁并与之紧密接触而形成。②传热方式：传导传热。图2－6铸坯表面组织形成a—坯壳与铜壁紧密接触；b—坯壳产气愤隙3）气隙区①形成：坯壳凝固到一定厚度时，发生δ→γ相变，引起坯壳收缩，牵引坯壳向内弯曲脱离铜壁，而形成。特别在角部区域，由于二维传热，坯壳凝固最快，最早收缩而一方面形成。②特性；在钢液静压力作用下处在气隙形成和消失动态平衡过程中。③传热方式：辐射和对流；④影响成果：传热减慢，凝固速度减少，坯壳减薄，强度减少，在钢液静压力作用下，坯壳将发生变形，此外在角部由于气隙产生，推迟凝固，使角部坯壳最簿，易产生裂纹和拉漏。图2－7结晶器内气隙形成过程图2－8横向气隙形成（二）坯壳生长规律服从：凝固平方根定律式中δ－坯壳厚度，mm；Ｋ－凝固系数，mm/min1/2；t：凝固时间（min）L：结晶器有效长度（㎜）V：拉坯速度（㎜／min）保证铸坯出结晶器下口厚度办法：1）K值选取2）结晶器操作3）保护渣选取（三）钢液在结晶器内凝固影响因素1）结晶器中钢液散热，分为水平和垂直方向（垂直方向散热较小，可忽视不计）3）由于气隙热阻最大，因而是结晶器传热限制性环节。显然要改进结晶器传热，就得减少气隙。A结晶器设计参数对传热影响（1）锥度影响（作用：良好接触，以减小气隙，增长热流，加速结晶器内坯壳生长，要点；结晶器内部形状应与坯壳冷却收缩相适应。铸坯线收缩量可依照ΔL=βΔT来拟定）；（2）长度影响（作用：上部－热量输出，下部－支撑）；（3）材质影响（规定：导热性好，抗热疲劳，强度高，高温下膨胀小，不易变形）；（4）内表面形状影响（传热面积）；B．操作因素对结晶器传热影响这一节内容涉及：（1）冷却强度影响（2）冷却水质影响（3）结晶器润滑影响（4）拉速影响（5）钢液过热度影响（6）钢液成分影响（1）冷却强度影响（要点；冷却水应保证迅速地将钢液凝固所放出热量带走，使铜壁冷面上没有热积累，以防止结晶器发生永久变形）①强制对流：热流与铜壁温度呈线性关系，水流速增长，热流增大。②水沸腾：接近铜壁表面过热水层中，有水蒸气生成并产生沸腾此时传热不取决于水流速，而重要取决于铜壁表面过热和水压力。③膜态沸腾：温度超过某一极限值时，接近铜壁表面水形成蒸汽膜，热阻增大，热流减小。改进结晶器传热：1.水缝中水速不不大于6米／秒；2.控制进水与出水温差在5～6℃3.构造合理结晶器铜壁与水界面状态和热流关系（2）冷却水质影响－对热流影响，控制水质，应用软水。（3）结晶器润滑影响－减小拉坯阻力、改进传热。（菜子油作用：高温下裂解为碳氢化合物；保护渣：高温下形成渣膜）（4）拉速影响－高拉速，能增长结晶器导出平均热流，但使单位质量钢液从结晶器中导出热量减少，致使坯壳减薄。（5）钢液过热度影响－过热度对结晶器热流、铜板温度无关，而与出结晶器坯壳表面温度关于，影响坯壳强度。（6）钢液成分影响－重要是钢中碳含量对热流、坯壳收缩、偏析影响。从影响结晶器凝固传热因素可知，结晶器是一种复杂传热系统。理解结晶器导出热流大小和变化，以及它与坯壳生长厚度关系，可作为调节结晶器热工状态根据，使结晶器工作最佳化。图2－9钢中含碳量与热流关系三、铸坯在二冷区凝固和传热作用：对出结晶器一次冷却后铸坯内部仍为高温钢液进行二次喷水冷却，使其逐渐完全凝固。关联：产量、质量1.二冷区凝固传热A:铸坯凝固传热机理：水冷→形成温度→梯度产生传热动力B:传热方式与比例：（1）纯辐射25%；（2）喷雾水滴蒸发33%；（3）喷淋水加热25%；（4）辊子与铸坯接触传导17%。要点：要提高二冷区传热效率，获得最大凝固速度，就必要尽量地改进喷雾水滴与铸坯表面之间热互换。图2-11铸坯而冷传热方式示意图2.二冷区凝固传热影响因素①铸坯表面温度（Ts）－与二冷水关系：A：Ts<300℃－热流随Ts增长而增长B：300℃<Ts<800℃－随Ts提高而热流下降C：Ts>800℃－热流与表面温度无关，而随喷水强度增长，热流增大。在二冷区铸坯表面温度仍在1000～1200℃，为此应通过改进喷雾水滴状况来提高传热效率。图2-12铸坯表面温度与热流关系不同喷水强度②水流密度（是指铸坯在单位时间单位面积上所接受冷却水量）传热系数（αk）与水流密度（W）关系：αk＝A*WA：为常数总趋势水流密度增长，传热系数也增大图2-13传热系数与水流密度关系③水滴速度－增长水速，可提高冷却效率④水滴直径－水滴越细，传热系数越高⑤喷嘴布置图2-15板坯在二冷区冷却水喷嘴布置方式图2-14两种喷嘴对传热系数影响3.二冷区凝固坯壳生长（服从于凝固平方根定律）比水量：是通过二冷区单位质量铸坯所接受水量（L/kg）。拟定根据：钢种、断面、拉速、冷却指数（I）图2-16小方坯凝固系数与冷却强度关系图2-17板坯凝固系数与冷却强度关系4.铸坯液相穴深度－是指铸坯从结晶器钢液面开始到铸坯中心液相完全凝固点长度液相穴深度可依照凝固平方根定律计算：铸坯液相穴深度与铸坯厚度、拉坯深度和冷却强度关于。当拉坯速度为最大拉速时，所计算出液相穴深度为连铸机冶金长度。连铸铸坯液相穴示意图四、连铸坯凝固构造及控制1.连铸坯凝固构造（1）细小等轴晶带（2）柱状晶带（3）中心等轴晶带图2-19连铸坯凝固构造示意图图2-18连铸板坯凝固组织构造1-中心等轴晶；2-柱状晶带；3-细小等轴晶率（1）细小等轴晶带（激冷层）①形成：较大过冷度，钢液形核速率大大超过了晶核长大速率。②性质：不同取向细小等轴晶。③影响因素：钢水温度；④控制：浇注温度，冷却条件。（2）柱状晶带①形成：坯壳收缩产气愤隙，热阻增长，钢液形核速率低于晶核长大速率。②性质：排列整洁，平行于散热方向，具备定向性，对弧形连铸机，柱状晶生长具备不对称性。③影响因素：坯壳与结晶器壁间气隙。④控制：浇注温度，冷却条件。（3）中心等轴晶带①形成：柱状晶不断发展，散热越来越膜，于是整个截面温度逐渐变得均匀。当中心钢液过冷到熔点如下时，就在整个残留钢液中同步浮现晶核而凝固。②性质：粗大，无规则排列。③控制：浇注温度，冷却条件。2.“小钢锭”构造1）形成：柱状晶不均匀生长而产生“凝固桥”。2）影响因素：二冷区不均匀冷却。3）性质：铸坯中心疏松或缩孔，中心偏析。4）控制：二冷区铸坯均匀冷却、低过热度浇注、电磁搅拌等办法。“小钢锭”构造示意图连铸坯凝固特点：连铸坯：除了头尾以外，铸坯在长度方向上构造比较均匀。就各结晶带而言，连铸坯由于受结晶器通水冷却，其激冷层比模铸钢锭要厚，晶粒更细，并且还可以得到没有侧枝细柱状晶。由于二冷区喷水冷却，铸坯内外温度梯度大，而使柱状晶比模铸钢锭发达，并容易形成穿晶成“小钢锭”构造，在凝固桥下部有中心缩孔和中心疏松形成。由于柱状晶带宽，故与模铸钢锭比较，中心等轴晶带要窄得多。连铸坯组织比钢锭致密。小结：本章讲是钢水浇注成铸坯，必要要通过结晶和凝固，而此过程则必要使钢水得到过冷度。过冷度越大则系统自由能差也就越大，形核越容易，晶粒越细。连铸坯凝固是一种热量传播过程，要通过结晶器、二冷及辐射三个冷却区互相联系收缩阶段，由于冷却条件不同，如冷却水、温度、拉速成分等，都将影响铸坯内、外质量。通过本章学习，懂得其中原委而加以防止、改进。课程构造第三章连铸设备一、钢包、运载设备二、中间包及其运载设备三、结晶器四、结晶器振动装置小结：第三章连铸设备一、钢包、运载设备1.钢包①钢包作用及功能②钢包容量拟定③钢包形状拟定④钢包构造⑤钢包耐火材料⑥钢包滑动水口⑦钢包长水口钢包构造示意图1.渣嘴；2.外壳；3.吊轴；4.支撑座；5.保温层；6.保护层；7.工作层；8.腰箍；9.倾翻机构①钢包作用及功能作用：具备盛装、运载、精炼、浇注钢水、倾翻、倒渣及落地放置。②钢包容量拟定拟定原则：容纳额定钢液量和约3％炉渣及有10％左右富余。③钢包形状拟定钢包直径与高度之比－0.9～1.1。锥度－10%～15%（大型钢包底应向水口方向倾斜3%～5%）钢包外形（深粗比）－1～1.2图3-1钢包各部位尺寸④钢包构造（1）外壳；（2）加强箍；（3）耳轴；（4）溢渣口；（5）注钢口；（6）透气口；（7）倾翻装置；（8）支座；（9）氩气配管图3-2钢包构造1-包壳；2-耳轴；3-支撑座；4保温层；5-永久层；6-工作层；7-腰箍；8-倾翻吊环⑤钢包耐火材料（1）内衬构造－保温层、永久层和工作层构成；（2）钢包耐火材料工作环境。1）承受钢水温度比模铸钢包高。2）钢水在钢包内停留时间延长。3）钢包内衬在高温真空下自身挥发和经受钢水搅动作用。4）内衬在承办钢水时受到冲击作用。5）熔渣对内衬侵蚀。（3）对钢包内衬规定1）耐高温，能经受高温钢水长时间作用而不熔融软化。2）耐热冲击，能重复承受钢水装、出而不开裂剥落。3）耐熔渣侵蚀，能承受熔渣和熔渣碱度变化对内衬侵蚀作用。4）具备足够高温机械强度，能承受钢水搅动和冲刷作用。5）内衬具备一定膨胀性，在高温钢水作用下，内衬之间紧密接触而成为一种整体。（4）内衬材质：黏土砖、高铝砖、蜡石砖、锆石英砖、镁碳砖┉⑥钢包滑动水口作用：是借助于盛钢桶外水口滑动来控制钢流开闭和调节钢流大小控制装置。构成：由座砖、上水口砖、上滑板砖、下滑板砖和下水口。（1）滑动水口耐火材料性能工作环境：使用中承受温度急变，钢液静压力，高温钢渣冲刷和侵蚀。材质：应具备足够高温强度、耐磨性好、耐冲刷、抗渣性好、热稳定性强材料。采用材质：高铝质，莫来石刚玉质、刚玉质、镁质、铝碳质和铝锆碳质等。图3-3滑动水口耐火材料构成1-座砖；2-上水口砖；3-上滑板砖；4-下滑板砖；5-下水口砖（2）滑动水口工作原理借助机械装置，采用液压或电动使滑板做往复直线或旋转运动，依照上、下滑板孔相对位置，调节浇注钢水流量。图3-4滑动水口原理示意图a-全开；b-半开；c-全闭1-上水口；2-上滑板；3-下滑板；4-下水口（3）滑动水口机构构造构成：图3-5滑动水口机构1-框架；2-上滑板套；3-下滑板套；4-盖形螺母；5-螺杆柱；6-弹簧；7-压套；8-压盖；9-垫圈；10-座砖；11-上水口；12-上滑板；13-下滑板14-下水口（4）滑动水口开浇（自动）1）填料法；2）气烧法；3）烧氧法。（5）滑板润滑剂－石墨系、二硫化钙系和二硫化钼系（6）滑动水口损坏因素1）钢液热冲击；2）钢液和钢渣侵蚀；3）滑板面重复加热；4）粘钢；5）节流浇注，钢流紊乱。⑦钢包长水口（1）长水口作用：保护钢流不受二次氧化，防止钢流飞溅以及敞开浇注卷渣。（2）长水口材质：熔融石英质和铝碳质。（3）长水口种类：具备吹氩环和具备透气材料长水口。钢包长水口构造图（4）长水口安装装置1）卡口型安装装置2）液压型安装装置3）叉型安装装置图3-7长水口保护装置a-卡口型；b-液压型；c-叉型1-钢包；2-氩气；3-钢水；4-中间包；5-浇注位置2.钢包烘烤装置烘烤介质（燃料介质及助燃介质）2）助燃介质：有压缩空气、鼓风气以及氧气3）钢包烘烤装置重要构造、构成图3-8立式钢包烘烤装置构造简图1-钢包放置支架；2-钢包；3-烘烤盖板；4-烘烤介质管道；5-烘烤盖板支架及升降、回转机构；6-管道调节阀；7-鼓风机；8-烘烤装置支架图3-9卧式钢包烘烤装置构造简图1-引风机（喷射排烟器）；2-排烟压缩空气阀；3-住进风调节闸板；4-汽（油）阀；5-钢包放置支架；6-烘烤盖板；7-保焰烧嘴；8-点火；9-烘烤盖板移动底座；10-烧嘴；11-鼓风机；12-保焰燃烧阀；3-推车撬杠支杆；14-换热器；15-电器控制箱；16-轨道及底板钢包烘烤装置组件及作用立式和卧式钢包烘烤装置通用件及作用：（1）烘烤烧嘴：汇集和混合各种烘烤介质并喷射出烘烤火焰；（2）烘烤盖板：使钢包保温，减少烘烤热量散失；（3）鼓风机：向烘烤烧嘴提供鼓风气助燃介质，并使烘烤火焰具备一定喷射速度；（4）烘烤介质管道：将各种燃料介质及助燃介质从介质供应接口处输送、汇集到烘烤烧嘴接口处；（5）管道调节阀：控制烘烤介质管道开闭和流量调节；（6）计量仪表：提供管道上检测和批示压力与流量数值；（7）立式钢包烘烤装置其她零部件：烘烤装置支架、烘烤盖支架及升降和回转机构、钢包放置底板；（8）卧式钢包烘烤装置。装置特点；烘烤盖板、烘烤烧嘴、鼓风机、排气烟囱、某些烘烤介质管道、管道调节阀、计量仪表等安装在烘烤盖板移动底座上并使它们随着移动底座一起移动。3.钢包运载设备（即：钢包回转台）（1）钢包回转台用途和分类用途：运载和承托钢包图3-10钢包回转台类型图A-直臂式；b-双臂单独升降式；c-带钢水包加盖功能（2）蝶型钢包回转台重要构造特点特点：设有两个用来支撑钢包叉形壁，并装有称量梁和保温盖，可单独旋转和升降。（1）钢构造某些1）叉型臂；2）旋转盘与上部轴承座；3）回转环；4）塔座（2）回转驱动装置（3）事故驱动装置（4）回转夹紧装置（5）升降装置（6）称量装置（7）润滑装置图3-11蝶形钢包回转台构造图1-钢包盖装置；2-叉型臂；3-旋转盘；4-升降装置；5-塔座；6-称量装置；7-回转环；8-回转夹紧装置9-回转驱动装置；10-气动马达；11-背撑梁（3）钢包回转台工作特点1）重载2）偏载两边满载：一满一空，一满一无，一空一无，两无两空。3）冲击4）高温（4）钢包回转台重要特点1）回臂动作灵活，能迅速互换盛钢桶而不必减少拉速。2）地面积较小，对连铸操作干扰小。3）操作安全可靠，易于定位和实现远距离操作。4）回转半径小，一座回转台只能供一台或二台连铸机用。5）设备复杂，维护检修困难。(5）对回转台重要参数规定1）承载能力：承受在一侧加载时垂直冲击所引起动载荷。2）回转速度：以使包内钢液不产生液面波动为前提。3）回转半径：依照钢包起吊条件拟定。4）钢包升降行程：满足长水口安装及事故解决，且不与中间包装置碰撞。5）钢包升降速度：在设备容许状况下，应满足生产需要。二、中间包及其运载设备1）中间包（1）作用：减压、稳流、去渣、贮钢、分流、多炉连浇和中间包冶金等。2）中间包重要参数(1）中间包容量－为钢包容量20%～40%（钢包容量、铸坯断面尺寸、中间包流数、浇注速度、多炉连浇时更换钢包时间、钢水在中间包内停留时间等因素来拟定）。(2）中间包高度－深度为600～1200mm深度为600～1200mm。(3）中间包长度－单流取决于钢包与中间包水口位置距离，多流则与铸机流之间距关于。(4）中间包宽度－依照中间包应存储钢水量来拟定。(5）中间包内壁斜度－为10%～12%（有助于清理包内残钢、残渣）。(6）中间包水口直径及水口间距－依照连铸机最大拉速所需要钢流量来拟定。3）中间包构造（1）中间包类型规定：最小散热面积，良好保温性能、形状力求简朴、以便于吊装、存储、砌筑、清理等操作。图3-12中间包断面各种形状示意图a、c-单流吧；b、f、g-双流；c-四流；d-6流；h-8流；1-钢注流位置；2-中间包；3-挡渣墙（2）中间包构造①中间包本体②中间包盖作用：保温、防止中间包内钢水飞溅图3-13中间包立体构造示意图4）中间包水口①水口直径计算：式中：Q—一种水口全开时钢液流量，t/h；H—中间包钢液深度，（mm）；d—水口直径，mm。②水口直径计算根据：应依照铸机最大拉速来拟定，以保证连铸机在最大拉速时所需钢流量。若采用塞棒控制注流时，其水口流量应稍不不大于计算值。5）中间包塞棒①塞棒类型袖砖型：多节袖砖和塞头组；普通型：普通型整体塞棒，不具备吹气构造；复合型：在整体塞棒头部复合一层耐高温耐侵蚀材料；单孔型：头端开单孔，并在中孔吹氩；多孔型：头端开多孔，并在中孔吹氩。②规定：使用规定：使用安全；可中孔吹氩，防止水口堵塞；具备良好抗钢水侵蚀性和冲刷性具备优良抗热震性具备较高抗弯强度。图3-16塞棒类型示意图<a-塞棒空气冷却；b-普通型；c-复合型；d-单孔型；c-多孔型；1-空气入口；2-空气出口；3-空间包盖；4-塞棒③中间包塞棒构造构件构成：操纵手柄、扇形齿轮、升降滑杆、上下滑座、横梁塞棒、支架；动作原理：控制塞棒上下运动，达到开闭水口、调节钢水流量目；使用特点：开浇成功率较高，能抑制浇注后期钢流漩涡产生，但钢流控制精度较低，塞棒使用寿命短、安全性较差。图3-17中间包塞棒机构简图1-操纵手柄；2-升降滑竿；3-横梁；4-塞棒芯杆；5-支架调节装置；6-扇形齿轮6）中间包滑动水口使用特点：安全可靠，利于实现自动控制，但机构比较复杂；构造特点：3层滑板；驱动方式：液压（类型：活塞式－单、双活塞柱塞式、伸缩式、摆动式）、电动和手动。图3-18三层式水口示意图1-座砖；2-上水口；3-上滑板；4-滑动板；5-下滑板；6-浸入式水口；7-螺栓；8-夹具；9-下滑套；10-滑动框架；11-盖板；12-刻度；13-连杆；14-油缸；15-水口箱；16-结晶器7）浸入式水口（1）作用：隔绝注流与空气接触，防止注流冲击到钢液面引起飞溅，杜绝二次氧化。调节钢液在结晶器内流动状态，增进夹杂物分离。（2）规定：①具备良好抗热震性。②具备良好抗钢水和熔渣侵蚀性。③具备良好机械强度和抗振动性。④浸入式水口连接处必要有密封装置。⑤不易与钢水反映生成堵塞物。（3）材质：熔融石英质－抗热冲击性好，有较高机械强度，耐酸性渣（SiO2）侵蚀性好，使用前不必烘烤铝碳质－对钢种适应性强,对钢水污染小,但热震稳定性较差，（刚玉和石墨）使用前必要烘烤。（4）分类①按水口连接方式分（见下图）外装型浸入式水口内装型浸入式水口组合型浸入式水口滑动水口型浸入式水口CSP工艺浸入式水口图3-19浸入式水口与中间包连接形式类型a-外装型；b-内装型；c-组合型；d-滑动水口型图3-20csp浸入式水口及长水口在结晶器内位置a-浸入式水口；b-长水口在漏斗形和平行板型结晶器内位置纵剖图；C-长水口在漏斗形和平行板型结晶器内位置俯视图②按浸入式水口内钢水流出方向分为单孔直筒形各类浸入式水口适应场合单孔直筒型：小方坯箱形水口：特点：注流冲击深度小适应浇注：特厚板坯、特大方坯图3-21浸入式水口钢水流出方向基本类型a-单口直桶形水口；b-侧孔向上倾斜状水口；c-侧孔向下倾斜呈例Y形水口图3-22两种浸入式水口示意图A-单孔直桶形；b-双侧孔4）对浸入式水口构造规定为了减少铝碳质浸入式水口在浇注铝镇定钢时易堵塞，现采用透气塞型、狭缝型和气洗水口型（如下图），不论采用何种形状浸入式水口，应满足如下规定①保证正常拉速时钢水流通量。②尽量使结晶器内、铸坯断面热流分布均匀。③有助于保护渣迅速熔化。④有助于夹杂物上浮，不卷渣。⑤避免结晶器内钢液面激烈翻动。⑥安装以便。图3-23浸入式水口构造A-透气塞型；b-狭缝型图3-24气洗水口图a：1-结晶器；2-塞棒；3-浸入式水口图b：1-高铝灰泥；2-中间包水口（皓石英）；3-送气管座砖；4-莫来石多孔环形砖；5-浸入式水口（铝碳质）5）浸入式水口损坏因素熔融石英水口损坏因素铝碳质浸入式水口损坏因素①水口自身质量①水口自身质量（材料纯度、烧成温度控制、制浆工艺）（原料搭配、制作工艺、石墨质量）②钢水成分对制品侵蚀②保护渣对水口渣线部位侵蚀（钢中Mn与Si反映，生成低熔点物质）（保护渣碱度）③保护渣碱度对水口影响③水口烘烤（烘烤时间长，导致水口表面层石墨氧化）④机械损伤：包装、运送、搬运④机械损伤：包装、运送、搬运⑤保管储存：吸湿⑤制造过程中产生内裂（配料、成形和烧成过程把握不当产生内裂）6）浸入式水口（铝碳质）堵塞因素及防止办法因素：①水口中SiO2、Fe2O3与钢水中铝、钛等生成网络状Al2O3或含钛高熔点物，粘附在水口内壁，引起水口堵塞。②材料中SiO2、Al2O3被石墨还原，与钢水中铝和钛反映生成絮状或粉末状Al2O3。③铝碳质浸入式水口导热性较好，使水口内壁与钢水界面存在温度差，易使Al2O3沉积。④钢水中脱氧产物Al2O3，易附着在水口内表面氧化铝骨料上。防止办法：①变化材质构造（采用高CaO、ZrO2-C、BN-C、N4-Si-C、ZrO2-BN-C等材质）；②改进水口构造（图3－23、24）；③在铝碳质浸入式水口外侧裹一层耐火纤维，以减少水口导热性，提高水口保温性。2.中间包烘烤装置作用：提高内衬温度，去除其中水分，减少包内温降。1）构造构成：由烘烤烧嘴、转臂、燃气管路系统、空气管路系统、鼓风机及调节控制阀等零部件构成。2）烘烤介质：燃油－重油、轻柴油燃气－天然气、焦炉煤气。3）助燃介质：压缩空气、鼓风气、氧气。图3-25中间包烘烤装置简图1-烘烤烧嘴；2-转臂；3-空气管路系统；4-燃气管路系统；5-会转用电动缸；6-配重３.中间包车1）中间包车作用及功能作用：①是支撑、运载或更换中间包设备；②其构造要有助于浇注、捞渣和烧氧等操作；③能沿中间包烘烤位和浇注位之间轨道运营；④能放置中间包，进行烘烤；⑤开浇时，能将已烘烤中间包运至结晶器上方，并使其水口与结晶器对中；⑥注毕或事故时，可载着中间包迅速离开浇注位置。功能：①运营功能（快、慢速自动转换，自动定位，安全联锁）②升降功能③横移对中④称量功能2）中间包车类型－门式和悬吊式门式：特点：中间包车是骑跨在结晶器上方，因而，重心稳，安全可靠，但操作人员视野受到一定限制。合用于大型连铸机。图3-27门型中间包车1-升降机构；2-走行机构；3-中间包图3-28半门型中间包车1-中间包；2-中间包车；3-溢流槽2）中间包车类型－门式和悬吊式悬吊式（悬臂型、悬挂型）：特点：中间包水口伸出车体之外，浇注时车位于结晶器外弧侧，因而，操作人员视野不受限制，操作空间大。合用于生产小断面铸坯连铸机。图3-29悬臂型中间包车图3-30悬挂型中间包车1-钢包；2-悬挂型中间包车；3-轨道梁及支架；4-中间包；5-结晶器4.中间包车构造构造与作用（1）中间包车车体：由钢板和型钢焊接而成框架构造件（作用：支撑中间包升降平台、安装运营装置、升降装置、长水口机械手装置、中间包溢流槽、固定操作平台、上下扶梯通道等）；（2）运营装置：快、慢速电动机、减速器、车轮；（3）升降装置：驱动方式有电动和液压传动两种；（4）横移对中装置：驱动方式有手动、电动和液压传动等。三、结晶器－一种强制水冷无底钢锭模1.结晶器作用及类型1）作用：①使钢液逐渐凝固成所需规格、形状坯壳；②通过结晶器振动，使坯壳脱离结晶器壁而不被拉断和漏钢；③通过调节结晶器参数，使铸坯不产生脱方、鼓肚和裂纹等缺陷；④保证坯壳均匀稳定生长。2）性能在浇注中，因结晶器受到钢水静压力、摩擦力、钢水温度等因素影响，为保证坯壳质量，生产顺行。结晶器应具备：①结晶器壁应有良好导热性和水冷条件－迅速凝固；②在浇注过程中结晶器应做上下往复运动并加润滑剂－使坯壳与结晶器内壁不粘结，减少摩擦；③结晶器应有足够刚性及较高再结晶温度－避免因结晶器变形而影响拉坯；④结晶器构造要简朴，易于制造、装拆和调试，重量要轻，以减少振动时产生惯性力，振动平稳可靠，寿命要足够长。3）结晶器类型（按内壁形状、铸坯规格和形状、构造形式来分）（2）按铸坯规格和形状：可分圆坯、矩形坯、方坯、板坯及异型坯等2.结晶器构造及构成构成：由内壁、外壳、冷却水装置及支撑框架等零部件。1）整体式结晶器构造构成构成：内壁、外壳、冷却水装置及支撑框架等零部件构成。特点：刚性好、强度高、寿命较长、导热性较好等长处，但耗铜量大，制造复杂成本较高，维修困难。图3-31整体式结晶器构造简图1-堵头；2-冷却水出口；3-芯杆；4-结晶器外壳；5-结晶器内壁；6-冷却水管路；7-冷却水入口2）套管式结晶器构造构成构成：外壳用钢板做成圆筒形，内壁用冷拔无缝铜管制成，下部安装辊子。特点：构造简朴、制造和维修以便。合用于中小断面方坯或扁坯连铸机。图3-21套筒式结晶器构造简图1-外罩；2-内水套；3-润滑油该；4-结晶器内壁；5-结晶器外壳；6-放射源；7-盖板；8-外水套；9-冷却水入口；10-冷却水出口；11-接受装置；12-冷却水环；13-辊子；14-定位销；15-支撑板（1）管式结晶器构成：内管为冷拔异形无缝铜管，外面套有钢质外壳。内、外管之间留有约7mm缝隙通水冷却。铜管和钢套可做成弧形或直形。特点：有弧形或直形，构造简朴，易于制造、维修安装规定：管式结晶器内、外管上端固定，下端为自由端，容许热胀冷缩；但上下口都必要密封，不能漏水。图3-33管式结晶器1-冷却水入口；2-钢液；3-夹头；4-冷却水出口；5-油压缸（2）喷淋式管式结晶器特点：①结晶器取消水缝，直接用冷却水喷淋冷却。②铜管壁厚可在磨损后加工修复。③在铜壁角部应有一定圆角过渡便于铸坯冷却收缩。管式结晶器和喷淋式管式结晶器都属于套筒式结晶器。图3-34喷淋式管式结晶器1-结晶器铜管；2-放射源；3-闪烁计数器；4-结晶器外壳；5-喷嘴；6-足辊架；7-足辊3）组合式结晶器构成：由4块复合壁板组合而成。每块复合壁板都是由铜质内壁和钢质外壳构成。4块壁板有各自独立冷却水系统。金属框架等。特点：断面可调，便于加工和安装，内壁磨损后，可多次加工修复。合用性强。图3-35铜板和钢板螺钉连接形式图3-36组合式结晶器1-外弧内壁；2-外弧内壁；3-调节垫块；4-侧内壁；5-侧外壁；6-双头螺栓；7-螺栓；8-内弧外壁；9-一字型水缝4）水平式结晶器图3-37水平连转机多级结晶器构造示意图1-铬铜套；2-石墨套；3-镀铜套；4-结晶器水口；5-分离环；6-中间包；7-中间包水口5）多级结晶器作用：为了适应高拉速，防止铸坯变形或浮现漏钢事故，减少小方坯角部裂纹和菱形变形。构成：足辊、冷却板或冷却格栅。安装点：结晶器下口特点：足辊－拉坯阻力较小，但冷却效果较差且安装要对中，否则足辊对铸坯导致横向应力冷却板－冷却效果好，但由于冷却板由弹簧支撑紧贴坯壳而增大拉坯阻力冷却格栅－冷却效果较好，拉坯阻力略大，发生漏钢后清理困难。图3-38多级结晶器构造示意图a-足辊；b-冷却板；c-冷却格枥6）漏钢检测装置作用：预报结晶器漏钢事故原理：通过均布在结晶器铜板内热电偶所测温度变化数据，输入计算机，由计算机运算，成果在仪表显示。图3-39结晶器热电偶漏钢装置a-结晶器热电偶安装位置（单位mm）；b-热电偶安装图1-铜板；2-冷却水；3-螺栓；4-热电偶3.结晶器重要工艺参数1）结晶器断面尺寸2）结晶器长度3）倒锥度4）结晶器冷却强度5）结晶器材质1）结晶器断面尺寸（在常温状态下铸坯实际断面尺寸）结晶器断面尺寸应比铸坯断面尺寸大2%～3%，（1）圆坯结晶器：D下=（1+2.5%）D0（2）方坯结晶器：D下（B下）=（1+2.5%）D0（B0）（3）矩形坯结晶器：D下=（1+2.5%）D0+c，B下=（1+1.9%）B0–c（4）板坯结晶器：宽边：B上=[1+（1.5%～2.5%）]B0、B下=[1+（1.5%～2.5%）-ε宽%]B0窄边：D上=（1+1.5%）D0+2、D下=（1+1.5%-ε宽%）D0+2在设定结晶器断面尺寸时，须考虑铸坯断面大小和形状、钢种、轧制方式2）结晶器长度拟定原则：应能保证铸坯在出结晶器下口时，具备一定厚度坯壳，防止拉裂、拉漏。计算因素：拉速、钢水在结晶器内停留时间及结晶器有效长度。应用公式：结晶器热量50%是从上部导出，结晶器下部只起到支撑作用。从热力学角度看，结晶器越长，气隙热阻越大。但结晶器太短，形成坯壳太薄，出结晶器后也容易漏钢。－钢种、断面、拉速是设定结晶器长度要素。3）倒锥度倒锥度－结晶器下口比上口略小而形成锥度。作用：减少结晶器下部与铸坯间气隙，改进传热条件，增长坯壳厚度，提高拉速以适应坯壳收缩。核心词：铸坯断面、拉速、钢高温收缩率。倒锥度应能补偿坯壳表面从结晶器上部到下部产生收缩4）结晶器冷却强度冷却强度：单位时间内单位面积铸坯被带走热量。影响因素：结晶器内壁导热性能，结晶器内冷却水流速和流量。计算公式：水速、水压、水槽深度、水槽断面积5）结晶器材质应具备：导热系数高，膨胀系数小，足够高温强度，较高耐磨性、塑性和可加工性。（1）铜；（2）铜合金；（3）铜板镀层；（4）渗层；（5）镶嵌图3-40板坯结晶器镶嵌件A-镶嵌镍；b-炭铬化合物；c-不锈钢4.结晶器断面调宽及润滑装置1）结晶器断面调宽装置目：为了适应生产各种规格铸坯需要，缩短更换结晶器时间。工作原理：计算机控制，液压或电力驱动结晶器两个侧窄边多次分小步向外或向内移动。图3-41结晶器Y形在线调宽原理图A-由窄调寛；b-由宽调窄2）结晶器断面润滑装置作用：为防止铸坯坯壳与结晶器内壁粘结，减少拉坯阻力和结晶器内壁磨损，改进铸坯表面质量。图3-42结晶器保护渣自动加入装置1-保护渣灌；2-震动管式输送机；3-给料管；4-浸入式水口；5-结晶器；6-料仓车5.结晶器液面自动控制目：稳定浇注原理：由MD液面测量输出信号，来自动变化拉坯机拉坯手动图3-43结晶器液面自动控制装置图1-闪烁计数器；2-液面抱负控制高度；3-结晶器铜管；4-放射源；5-铅筒四、结晶器振动装置1.结晶器振动作用及分类1）作用：防止钢水与结晶器内壁粘连，减少铸坯在结晶器内摩擦阻力，改进铸坯表面质量。图3-44坯壳拉断和粘结消除过程1-钢水注流；2-结晶器；3-坯壳2）对结晶器振动技术规定3）结晶器振动方式分类图3-45结晶器振动规律曲线A-同步振动；b-负滑动振动；c-正弦振动图3-46非正弦振动和正弦振动曲线比较示意图1-非正弦振动曲线；2-正弦振动速度曲线2.结晶器振动装置重要参数负滑动（负滑脱）量计算公式图3-47结晶振动负滑动时间简图3.结晶器振动装置构造构成1）短臂四连杆式（或称双遥杆式）振动机构特点：构造简朴，便于维修，可以较精确地实现结晶器弧线运动，有助于铸坯质量改进。小铸机装内弧侧，大铸机装外弧侧。工作原理；电机通过减速机经偏心轮传动，使拉杆做往复运动并带动连杆系统摆动，而使结晶器框架振动。构件：电机、减速机、偏心轮、拉杆系统、振动框架、四连杆支架。图3-48段臂四连杆振动机构1-结晶器；2-振动框架；3-拉杆；4、5-连杆图3-49段臂四连杆振动机构（内弧侧）2）四偏心振动机构特点：结晶器振动平稳，无摆动和卡阻现象，适合高频小振幅技术应用，但构造较复杂。振动形式属正弦。工作原理：通过两对偏心矩不同偏心轮及连杆机构来实现弧线运动。构件：电动机、万向接轴、中心减速机、角部减速机、偏心轴、偏心轮、弹簧板、振动台框架。图3-50四偏心振动机构1-电动机；2-万向接轴；3-中心减速机；4-角部减速机；5-偏心轴；6、7-偏心轮；8-弹簧板；9-振动台框架3）差动齿轮式振动机构特点：能精确地实现弧线振动、设备紧凑、刚性好但构造复杂，设备加工量大，弹簧损坏较快，安装精度不易保证。工作原理：通过内、外弧两个半径不同扇形齿轮，根据差动原理来实现结晶器弧线运动。构件：振动框架、小齿轮、扇形齿轮、齿条、弹簧、凸轮偏心轮（拉杆式）图3-51差动齿轮振动机构1-振动框架；2、4-小齿轮；3、5-扇形齿轮；6-齿条；7-弹簧；8-凸轮或偏心轮（拉杆式机构）；9-结晶器4.结晶器迅速更换台架构件：结晶器、振动机构、零段、框架。特点：可整体更换、保证了结晶器、二次冷却区零段对弧精度，实现离线检修。图3-52结晶器迅速更换台1-框架；2-零段；3-偏心振动机构；4-结晶器5．二次冷却装置二次冷却装置：在结晶器之后，对铸坯进行第二次冷却和支撑装置。构件：冷却水系统、支撑导向装置、机架及其固定、迅速更换装置及蒸气排出装置。作用：（1）对铸坯进行均匀强制冷却，使铸坯在出二次冷却段时所有凝固；（2）对铸坯和引锭杆进行支撑和导向，防止铸坯变形；（3）对于带直结晶器或多曲率半径弧形连铸机时，对铸坯起弯曲或矫直作用；（4）如采用多辊拉矫机时，二冷区某些夹辊自身又是驱动辊，起到拉坯和送引锭作用。小结：咱们懂得，连铸质量好坏、生产率高低都受到连铸设备制约。因而讲：设备是连铸生产主线保证。本章学习了持续铸钢设备构成各个装置构成，构造、性能。作用及对质量影响。从而使咱们在作业时能更好地掌握这些设备工作特性。并有助于在后来生产中进行技改时理论基本。课程构造第四章连铸操作工艺一、钢液准备二、开浇操作三、正常浇注操作小结：第四章连铸操作工艺一、钢液准备1.钢液温度控制（1）浇注温度拟定（2）钢液在传递过程中温度变化（3）控制钢液温度与钢液流动性（4）浇注温度控制（1）浇注温度拟定（2）钢液在传递过程中温度变化图4-1钢水温度变化示意图（3）控制钢液温度与钢液流动性出钢温度不等同于浇注温度（4）浇注温度控制图4-2包衬温度对热流速度影响图4-3钢包吹氩和不吹氩时图4-4吹氩对去除夹杂影响中间罐钢液温度变化1-钢包不吹氩；2-钢包吹氩2.钢液成分控制成分稳定性：控制范畴要小；钢水流动性：良好流动性，不堵塞，不冻结；抗裂纹敏感性：热裂倾向性元素（S、P）加以严格限制；成分纯净性：减少钢水中初始夹杂物含量；成分控制：碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、硫（S）、磷(P)（基本元素）；其她元素（合金元素、脱氧元素及残存元素）含量控制如钛(Ti)、铝(Al)、钒(V)和铌(Nb)等。图4-6碳含量对铸坯纵裂影像图图4-7钢中硫与裂纹指数关系3.钢液脱氧控制（1）脱氧：在出钢前，或出钢、浇注过程中，加入一种或几种与氧亲和力比铁强元素或合金，使金属中含氧量减少到规定限度，这一操作过程称为。（2）连铸钢液脱氧控制规定：①脱氧产物－液态；②钢中氧－低；③脱氧产物－去除；（3）惯用脱氧剂及特性。硅和锰脱氧－控制较高w（Mn）/w（Si）比铝脱氧－复合脱氧4.钢液净化解决炉外精炼：将常规炼钢炉中完毕精炼任务，如脱硫、脱氧、去除有害气体及非金属夹杂，调节成分和温度，移到炉外钢包或其她专用容器中进行。（1）炉外精炼办法及功能RH：真空、搅拌、脱氧VOD：真空、搅拌、脱氧、脱气、脱碳LF：搅拌、加热、脱氧VD：真空、脱氧、脱气、脱硫KIP：常压、喷粉、脱硫、控制夹杂物形态CAS：常压、温度和成分调节（2）连铸用钢液炉外精炼工艺路线A选取炉外精炼应考虑因素：产品质量规定、精练设备、配合方式、经济效益。B炉外精炼常用工艺组合方式：依照不同炼钢设备和产品、工艺规定选取合理工艺组合。二、开浇操作1．开浇操作要点2．开浇过程操作1.开浇操作要点：快、稳（1）浇铸平台测温、吹氩－插入办法、深度、时间、流量；（2）钢包开浇－滑板机构、引流状况、滑板开度；（3）中间包钢液控制－迅速升到目的值、添加保温剂、切换自动；（4）中间包开浇－开浇平稳，半途进行“试滑”或“试棒”；（5）出苗时间控制－依照温度、钢种、断面等因素，控制出苗时间；（6）开浇过程拉速控制－升速要平稳，升速过程要平滑。2.开浇过程操作－按工作顺序进行（1）各岗位最后检查各自准备工作和各种仪表状况，确认准备工作到位（钢包操作）；（2）钢液到达浇铸平台－就位、测温、吹氩、连接各种管线（浇注操作）；（3）钢包开浇－安装长水口、加保温剂、测温、取样；（4）中间包车开到浇注位置－对中、检查TD-SN、IN、安放液位检测器、拟定：铸机运转为“锻造”方式、浇注初速和目的速度……（5）中间包开浇－用捞渣耙压住水口侧孔钢流、控制出苗时间、加保护渣、检测钢液面；（6）拉坯开始－控制液面高度、掌握拉速、拉速方式切换。三、正常浇注操作1．拉坯速度控制2．冷却制度控制3．保护浇注及液面控制4．多炉连浇操作5．停浇操作6．连铸坯精整7．持续铸钢技术经济指标1．拉坯速度控制拉坯速度：是指连铸机单位时间每流拉出铸坯长度（m/min）也可以用每一流单位时间内拉出铸坯重量来表达（t/min）。（1）拉速拟定（2）影响拉速因素B：断面形状、尺寸－决定着铸坯冷却比表面积大小；C：质量－控制不同钢种铸坯高温脆性区及各钢种对拉速特性；D：MD导热能力限制－单位时间内导出热量、进出水温范畴；E：注温－注温高低与凝固时间关系；F:〔S〕、〔P〕－含量影响铸坯构造；G：拉坯力限制－与铸坯内外组织关系；H：其她:结晶器振动、保护渣性能、二冷强度、结晶器传热能力等对拉速也有一定影响。（3）拉速调节和控制目：稳流影响要素：钢种、断面、注温、TD、MD液面高度拉速调节、控制：必要与浇注钢种、断面、注温并依照TD、MD液面高度来掌控。2.冷却制度控制（1）结晶器冷却制度作用：均匀冷却、铸坯出口处有足够厚度水质：软水水量计算：Q=0.0036F*v（F=BD）3.保护浇注及液面控制目：防止钢液二次氧化4.多炉连浇操作作用：提高连铸机作业率，铸坯产量及连铸比，减少金属损失重要办法图4-14迅速更换装置装配示意图（已更换位置）S-水口套外径；L0-液压缸基本尺寸；L-液压缸行程图4-12连接件使用示意图5.停浇操作含义：钢包钢液浇完，中间包钢液浇完，连铸坯送出连铸机及浇铸完检查和清理操作。6．连铸坯精整①铸坯冷却②连铸坯热送③连铸坯切割④连铸坯退火⑤连铸坯精整①铸坯冷却目：使连铸坯温度冷却到便于进行输送或表面检查及清理。为了减少铸坯冷却时相变应力和热应力，避免冷却时产生裂纹，获得良好铸坯质量，对不同钢种，应当分别选用恰当冷却方式。②连铸坯热送热送：将连铸机出来红热铸坯不经下线清理，直接送往热轧厂稍经在加热炉，均热炉中加热后进行轧制工艺。③连铸坯切割目：满足下道工序定尺规定、满足铸坯输出和存储规定。功能规定：1.切割装置能比较精确地把矫直后铸坯，按照顾客或下步工序规定切割成定尺或倍尺铸坯。2.与经拉矫机拉出铸坯同步运动，并在与铸坯同步运动中完毕切割；切割动作应具备一定速度，以防止铸坯切割时浮现弯曲和其她缺陷。④连铸坯退火目：为了消除铸坯内应力，避免冷却裂纹及钢材产生白点，减少表面硬度和改进铸坯内部粗大和不均匀铸态组织。退火曲线拟定：依照不同钢种特性，制定相应退火曲线。⑤连铸坯精整目：清除铸坯表面缺陷和铸坯外形解决，提高铸坯质量和成材率。铸坯达不到热送条件或不进行热送，就必要对铸坯表面各种缺陷要进行清理，依照钢种特点，断面形状可采用风铲、砂轮和火焰抢进行清理。7.持续铸钢技术经济指标小结：本章重要论述了连铸时为什么及如何对钢液温度、成分、浇注过程控制。通过学习要理解，浇注中拉速、二冷强度、液面保护浇注等控制含义并掌握连铸开浇、多炉连浇、更换中间包、在线调宽、终浇等作业要点。同步要知晓铸坯上各种缺陷产生机理及解决办法。课程构造第五章钢锭浇注设备一、钢锭模与保温帽二、中铸管、底板小结：第五章钢锭浇注设备一、钢锭模与保温帽1．钢锭模1）设计原则1．在拟定轧机能力时，锭型最大化；2．锭型尺寸应满足铸锭内外质量；3．钢锭大小应与浇注设备相适应；4．钢模锭型应有助于提高使用寿命。钢锭模形状与钢种关系分类表2）钢锭模设计几种重要参数H模壁拱高：窄边拱高比宽边小，内壁拱高随各边长度增长而增长各种钢锭断面计算公式见表5－2，各种钢锭模形状见图5－43）保温帽作用：用于上大下小浇镇定钢钢锭模之上，对钢锭头部钢液起保温作用以弥补钢液凝固收缩，使缩孔、气体、夹杂以及严重偏析集中到帽口里从而保证锭身质量，减少切头，提高成材率。2．钢锭模材质与使用寿命3．钢锭模冷却、清刷与喷涂4．保温帽（铁制、绝热板）准备（1）铁制构造：铸铁帽壳与耐火内衬；类型：普通型、绝热型、发热型；安装形式：固定式、悬挂式、嵌装式；准备内容：砌筑（或打结）、热补、石墨浆涂刷和烘烤。（2）绝热板特点：没有单独外壳、简便，不需修补；构造：以石英砂和粘土粉为基本，加入少量植物纤维和矿物纤维，用酚醛树脂、或水玻璃作粘接剂压滤成型，烘干。安装形式：挂装、楔装、钉。保温帽惯用几种安装形式绝热板几种安装形式二、中铸管、底板1．中注管构造：生铁铸成，整体或两半构成。要点：1．高度：应比钢锭模(涉及保温帽)高出300～500mm，外壳比钵砖面低50～100mm；2．铸管直径：应考虑锭模数、锭重、注满时间等；3．铸管内须平稳、垂直；4．重心要低，底面平整。中注管构造示意图2．底板构造：生铁铸成。形状：树枝型、直角型、裤档形、放射型。设计要点：1．底板厚度与钢锭重量、浇注锭数关于（100～250mm）；2．底板重量为锭模重量40％（背面做成凹槽和凸筋）；3．在保证脱模互不干扰下，锭模排列要尽量紧凑；4．钢水流向要合理，不要转90°弯；5．要有一定强度、刚度、平整都。惯用底板几种形式浇注小钢锭时钢锭模内钢液面高度示意图小结：这一章讲述是生产钢锭浇注设备－钢锭模、保温帽、底板及中注管等。重要理解对其设计理念。同步要懂得这些设计参数对钢锭质量影响并要知晓各种模铸浇注设备在不同浇注过程中作用及所用材质对质量和使用寿命影响。同步要掌握模铸浇注前对各设备各项准备内容和顺序。课程构造第六章模注工艺一、镇定钢浇注二、沸腾钢浇注三、半镇定钢浇注四、迅速上注小结第六章模注工艺一、镇定钢浇注1．浇注办法选取2．工艺参数选取3．浇注工艺实例4．小钢锭浇注工艺1．浇注办法选取浇注法分为：上注法特点：准备、操作简朴，内质佳，金属收得率高。一次浇注根数少且钢锭模消耗大。下注法特点：准备、操作繁杂，内质差，金属收得率低。耐材消耗大。一次浇注根数多。上注法下注法2．工艺参数选取核心：注温、注速；注温：t出钢＝t流十Δt1十Δt2十Δt3；影响：钢锭组织、缩孔、裂纹、偏析；拟定要素：钢种、转阁时间、浇注方式、钢包容量、钢包管理；注速：钢水浇满锭模（锭身与保温帽）时间min或s）。出钢温度对6t钢锭质钢锭缺陷浮现率与钢量影响水过热度关系3．浇注工艺实例－参阅表6—3“几种锭型浇注工艺”4．小钢锭浇注工艺规格：钢锭断面尺寸为90～200mm；特点：切头率较低，浇注设备简朴，操作简便。但准备工作繁忙，机械化限度低，劳动条件差，耐材消耗大，表面质量较差。浇注小钢锭时钢锭模内钢液面高度示意图二、沸腾钢浇注沸腾钢－不完全脱氧钢，亦是普通碳素钢其钢水成分为（C）0.05～0.30%，（Si）≤0．03％（O）0.035～0.045%高于与（C）相平衡含量。构造：按气泡分布规律沸腾钢钢锭构造见图。其晶粒构造是由细小等轴晶、柱状晶、粗大等轴晶构成。形成：钢水中（O）高于与（C）相平衡含量，浇注过程中随着温度减少和结晶不断进行，在凝固前沿（C）和（O）不断富集并产生反映，生成大量CO气泡，使模内钢液产生沸腾。特点：耐材、脱氧剂消耗少，金属收得率高成本低廉，没有集中缩孔，整、脱模可简化。但偏析严重、性能不均、强度减少，时效敏感性大。沸腾钢钢锭构造1．坚壳带；2．蜂窝气泡带；3．中间结实带；4．二次气泡带；5．锭心带；6．头部大气泡1．沸腾钢模内沸腾－调节与控制（1）沸腾钢含氧量①钢水中氧和碳关系：②保证模内沸腾氧含量：，当Pco＝I大气压时（C）*（O）＝1／K=m（浓度积）ⅰ浓度（（C）*（O）实际）＞m；ⅱ温度略低；ⅲPco必要不不大于外界压力。③沸腾钢氧含量控制方程：Loga[0]=1.58－0.666log[%C]+0.009ε+0.36log（w）-6.45log（1600/t）。④进行氧含量控制－公式计算、查图（例如：钢包中钢液C＝0．08%，T＝1550℃，规定结实带厚度为25mm）。沸腾钢沸腾控制模内沸腾状况示意图（2）影响模内沸腾绪因素2．浇注办法选取与工艺举例（1）浇注办法选取－沸腾钢锭型：上小下大直通型钢锭模；吨位选取：轧机能力、钢种、顾客需求上注法－浇注快、沸腾差、坚壳带簿、易上涨、易飞溅，但工艺简朴，内质好。浇注办法：下注法－注速慢，排气充分，沸腾好、易获得一定厚度坚壳带。上注法下注法3．沸腾钢钢锭偏析1）沸腾钢偏析成因成因：①注流流股引起钢液流动；②析出气体引起钢液流动；③[C]、[P]、[S]表面活性物质作用；④蜂窝气泡带存在；成果：①横向－宏观偏析；②中央－形成一种狭窄浓度峰值。（2）沸腾钢偏析特点①坚壳带及蜂窝气泡带由上到下是负偏析－选分结晶引起；②中间结实带下部是负偏析，而上部则浮现正偏析－加盖引起；③从二次气泡带到锭心，偏析较均匀，在钢锭中心距头部10～20%偏析最严重－回流及锭心中上部凝固迟缓；④整个钢锭没有明显倒V相V型偏析。（3）影响沸腾钢偏析因素A．钢水过热度影响D：封顶办法及模型影响B．钢锭断面（即锭重）影响E：模内沸腾时间影响（见下图）C．易偏析元素初始含量影响（如硫偏析随沸腾时间增长而增长）图6-11模内沸腾时间对偏析影响（4）减少沸腾钢偏析途径①减少偏析途径②详细办法A．机械封顶（见图）D．模内加造渣剂和助熔刑B．早压重盖（加入时间和加入量）C．模内加小块废钢E．减少有害元素初始含量4．沸腾钢钢锭封顶封顶实质：采用机械或化学办法使钢锭头部停止沸腾，迅速凝固。封顶目：抑制模内钢流运动，从而抑制元素偏析发展；抑制气泡生成与汇集，控制钢锭头部构造与气体分布，从而控制疏松发展。开口度＝瓶口面积∕钢锭模顶面面积﹡％5）沸腾钢钢锭坚壳带质量坚壳