连铸-连铸工艺

炼钢工艺与操作连铸-连铸工艺2.连铸工艺

1连铸钢水的温度要求（1）钢水温度过高的危害：①出结晶器坯壳薄，容易漏钢；②耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，降低浇铸安全性；③增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；④铸坯柱状晶发达；⑤中心偏析加重，易产生中心线裂纹。2.1连铸钢水的准备2.连铸工艺（2）钢水温度过低的危害：①容易发生水口堵塞，浇铸中断；②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷；③非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。2浇铸温度的确定

浇铸温度是指中间包内的钢水温度，通常一炉钢水需在中间包内测温3次，即开浇后5min、浇铸中期和浇铸结束前5min,而这3次温度的平均值被视为平均浇铸温度。浇铸温度的确定可由下式表示（也称目标浇铸温度）：T=TL+△T2.连铸工艺（1）液相线温度液相线温度，即开始凝固的温度，就是确定浇铸温度的基础。推荐一个计算公式：

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）钢水过热度的确定

钢水过热度主要是根据铸坯的质量要求和浇铸性能来确定。钢种类别

过热度非合金结构钢10-20℃铝镇静深冲钢15-25℃高碳、低合金钢5-15℃2.连铸工艺钢水从出钢到进入中间包经历5个温降过程：△T总=△T1+△T2+△T3+△T4+△T5△T1出钢过程的温降；△T2出完钢钢水在运输和静置期间的温降(1.0～1.5℃/min)；△T3钢包精炼过程的温降（6～10℃/min）；△T4精炼后钢水在静置和运往连铸平台的温降(5～1.2℃/min）;△T5钢水从钢包注入中间包的温降。2.2出钢温度的确定2.连铸工艺

拉速控制作用：拉坯速度是指每分钟拉出的铸坯长度。拉速控制合理，不但可以保证连铸生产的顺利进行,而且可以提高连铸生产能力,改善铸坯的质量.现代连铸追求高拉速。拉速确定原则：一、确保铸坯出结晶器时的能承受钢水的静压力而不破裂，对于参数一定的结晶器，拉速高时，坯壳薄；反之拉速低时则形成的坯壳厚。一般，拉速应确保出结晶器的坯壳厚度为12-14mm。影响拉速的因素：钢种、钢水过热度、铸坯厚度等。（1）钢种影响：就含碳量而言，拉坯速度按低碳钢、中碳钢、高碳钢的顺序由高到低。（2）就钢中合金含量而言，拉速按普碳钢、优质碳素钢、合金钢顺序降低。2.3拉速的确定和控制2.连铸工艺钢水过热度：一般连铸规定允许最大的钢水过热度，在允许过热度下拉速随着过热度的降低而提高。2.连铸工艺（1）一冷确定：钢水在结晶器内的冷却即一冷确定，其冷却效果可以由通过结晶器壁传出的热流的大小来度量。1）一冷作用：一冷就是结晶器通水冷却。其作用是确保铸坯在结晶器内形成一定的初生坯壳。2）一冷确定原则：一冷通水是根据经验，确定以在一定工艺条件下钢水在结晶器内能够形成足够的坯壳厚度和确保结晶器安全运行的前提。通常结晶器周边供水2L/mm.min。进出水温差不超过80℃，出水温度控制在45-500℃为宜，水压控制在0.4-0.6Mpa.2.4铸坯冷却的控制2.连铸工艺2.连铸工艺（2）二冷确定：1）二冷作用：二次冷却是指出结晶器的铸坯在连铸机二冷段进行的冷却过程。其目的是对带有液芯的铸坯实施喷水冷却,使其完全凝固，以达到在拉坯过程中均匀冷却。2）二冷强度确定原则：二冷通常结合铸坯传热与铸坯冶金质量两个方面来考虑。铸坯刚离开结晶器，要采用大量水冷却以迅速增加坯壳厚度，随着铸坯在二冷区移动，坯壳厚度增加,喷水量逐渐降低。因此，二冷区可分若干冷却段,每个冷却段单独进行水量控制。同时考虑钢种对裂纹敏感性而有针对性的调整二冷喷水量。2.连铸工艺（3）二冷水量与水压:对普碳钢低合金钢，冷却强度为：1.0-1.2L/Kg钢对低碳钢、高碳钢,冷却强度为：0.6-0.8L/Kg钢对热裂纹敏感性强的钢种，冷却强度为：0.4-0.6L/Kg钢水压为0.1-0.5MPa2.连铸工艺连铸坯的质量评价连铸坯的纯净度及控制连铸坯表面质量及控制连铸坯内部质量及控制连铸坯形状缺陷及控制2.5连铸过程检测与自动控制2.连铸工艺1连铸坯的质量评价评价连铸坯质量是从以下几方面：连铸坯的纯净度连铸坯的表面质量连铸坯的内部质量连铸坯的外观性质2.连铸工艺2.连铸工艺连铸机的机型不同，连铸坯内夹杂物的数量也有明显的差异。如按1Kg铸坯重计算铸坯夹杂物的数量：立式铸机：0.04mg/kg；立弯式铸机：0.46mg/kg；弧形铸机：1.75mg/kg；水平铸机：1.35mg/kg。2.连铸工艺根据示踪试验所测定的数据，铸坯中夹杂物来源比例为：出钢过程钢液氧化产物占10%；脱氧产物占15%；熔渣卷入约占15%；注流的二次氧化占40%左右；耐火材料的冲刷约占20%；中间罐渣占10%。2.连铸工艺提高钢纯净度的措施无渣出钢选择合适的精炼处理方式采用无氧化浇注技术充分发挥中间罐冶金净化器的作用选用优质耐火材料充分发挥结晶器的作用采用电磁搅拌技术，控制注流运动2.连铸工艺2连铸坯表面质量及控制

连铸坯表面质量的好坏决定了铸坯在热加工之前是否需要精整，也是影响金属收得率和成本的重要因素，还是铸坯热送和直接轧制的前提条件。连铸坯表面缺陷形成的原因较为复杂，但总体来讲，主要是受结晶器内钢液凝固所控制。2.连铸工艺3连铸坯内部质量及控制

铸坯的内部质量是指铸坯是否具有正确的凝固结构、偏析程度、内部裂纹、夹杂物含量及分布状况等。凝固结构是铸坯的低倍组织，即钢液凝固过程中形成等轴晶和柱状晶的比例。铸坯的内部质量与二冷区的冷却及支撑系统密切相关。2.连铸工艺2.连铸工艺（1）减少铸坯内部裂纹的措施采用压缩浇铸技术，或者应用多点矫直技术二冷区采用合适夹辊辊距，支撑辊准确对弧二冷水分配适当，保持铸坯表面温度均匀合适拉辊压下量，最好采用液压控制机构2.连铸工艺（2）减少鼓肚应采取措施降低连铸机的高度二冷区采用小辊距密排列；铸机从上到下辊距应由密到疏布置；支撑辊要严格对中加大二冷区冷却强度。防止支撑辊的变形，板坯的支撑辊最好选用多节辊。2.连铸工艺

4连铸坯形状缺陷及控制（1）菱形变形

菱形变形也叫脱方。是大、小方坯的缺陷。是指铸坯的一对角小于90°，另一对角大于90°；两对角线长度之差称为脱方量。应对菱变的措施：选用合适锥度的结晶器；结晶器最好用软水冷却；保持结晶器内腔正方形，以使凝固坯壳为规规正正的形状；结晶器以下的600mm距离要严格对弧；并确保二冷区的均匀冷却；控制好钢液成分。2.连铸工艺（2）圆铸坯变形

圆坯变形成椭圆形或不规则多边形。圆坯直径越大，变成随圆的倾向越严重。1）形成椭圆变形的原因有：圆形结晶器内腔变形；二冷区冷却不均匀；

连铸机下部对弧不准；拉矫辊的夹紧力调整不当，过分压下。

2）可采取相应措施：及时更换变形的结晶器；连铸机要严格对弧；二冷区均匀冷却；可适当降低拉速。2.连铸工艺5夹杂物的控制

从炼钢→精炼→连铸生产洁净钢，主要控制对策是:（1）控制炼钢炉下渣量挡渣法(偏心炉底出钢、气动法、挡渣球)；扒渣法:目标是钢包渣层厚<50mm，下渣2kg/t。（2）钢包渣氧化性控制出钢渣中高(FeO+MnO)是渣子氧势量度。(FeO+MnO)↑板坯T[0]↑2.连铸工艺（3）钢包精炼渣成分控制

不管采用何种精炼方法（如RH、LF、VD），合理搅拌强度和合理精炼渣组成是获得洁净钢水的基础。

合适的钢包渣成分CaO/Al2O3＝1.5～1.8，CaO/SiO2=8～13，（FeO+MnO）<5％。

高碱度、低熔点、低氧化铁、富CaO钙铝酸盐的精炼渣，能有效吸收大颗粒夹杂物，降低总氧。2.连铸工艺（4）保护浇注钢水保护是防止钢水再污染生产洁净钢重要操作。保护烧注好坏判断指标:一O[N]=[N]钢包-[N]中包一O[A1]s=[A1]钢包-[A1]中包保护方法：一中包密封充Ar一钢包→中间胞长水口；△[N]=1.5ppm甚至为烬一中间包→结晶器浸入式水口2.连铸工艺（5）中间包控流装置

中间包不是简单的过渡容器，而是一个冶金反应容器，作为钢水进入结晶器之前进一步净化钢水。中间包促进夹杂物上浮其方法：1）增加钢水在中间包平均停留时间t：t＝w/（a×b×ρ×v）中间包向大容量深熔池方向发展。2）改变钢水在中间包流动路径和方向，促进夹杂物上浮。2.连铸工艺（6）中间包复盖剂中间包是钢水去除夹杂物理想场所。钢水面上复盖剂要有效吸收夹杂物。碳化稻壳；中性渣：（CaO/SiO2=0.9～1.0）；碱性渣：（CaO+MgO/SiO2≥3）；双层渣。渣中（SiO2）增加，钢水中T[O]增加。生产洁净钢应用碱性复盖剂。2.连铸工艺（7）碱性包衬钢水与中间包长期接触，钢水与包衬的热力学性能必须是稳定的，这是生产洁净钢的一个重要条件。包衬材质中SiO2增加，铸坯中总氧T[O]是增加，因此生产洁净钢应用碱性包衬。对低碳Al-K钢，中间包衬用Mg-Ca质涂料（Al2O3→0），包衬反应层中Al2O3可达21％，说明能有效吸附夹杂物。（8）钢种微细夹杂物去除大颗粒夹杂（>50μm）去除，采用中间包控流技术；小颗粒夹杂（<50μm）去除： －中间包钙质过滤器 －中间包电磁旋转2.连铸工艺（9）防止浇注过程下渣和卷渣—加入示踪剂追踪铸坯中夹杂物来源；—结晶器渣中示踪剂变化；—铸坯中夹杂物来源，初步估算外来夹杂物占41.6%二次氧化占39%，脱氧产物为20%。（10）防止Ar气泡吸附夹