連鑄理論與工藝.PPT

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1、連鑄理論與工藝主講教師：閔義2006.0911.鋼鐵制造工藝流程燒結(jié)、球團焦化模鑄高爐煉鐵鐵水預(yù)處理電爐煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼爐外精煉連鑄熱軋冷軋2一、緒論1.模鑄與連鑄由鋼水到半成品鋼坯的加工過程中，凝固是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，在很大程度上影響了產(chǎn)品的均勻性及其最終性質(zhì)。澆鑄工藝的選擇不僅關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量，而且決定了生產(chǎn)成本。澆鑄工藝主要為模鑄和連續(xù)鑄鋼（連鑄），模鑄為液態(tài)分割，連鑄為固態(tài)分割。連鑄：將一包或多包鋼水經(jīng)一組特殊的冷卻裝置連續(xù)地澆鑄成一定斷面形狀的鋼坯的工藝過程。342.與模鑄相比，連鑄的優(yōu)越性提高成材率10%～12%；減少從鋼水到最終產(chǎn)品的生產(chǎn)工序,省去鋼錠塞棒、加熱和粗軋等，節(jié)約了人

2、力和能源，降低成本20%；產(chǎn)品質(zhì)量好、性質(zhì)均勻；優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程，使全連續(xù)和自動化操作成為可能；節(jié)約場地，改善工作環(huán)境；與軋鋼銜接良好等。53.連鑄的應(yīng)用提高生產(chǎn)率，降低成本，環(huán)境友好的要求，對凝固現(xiàn)象的透徹理解，促進了連鑄技術(shù)本身的發(fā)展，包括連鑄機設(shè)計、耐火材料、輔助材料和凝固過程控制技術(shù)等不斷改進，特別是煉鋼技術(shù)的進步使連鑄技術(shù)成功應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。64.連鑄的增長1970年,世界連鑄比為4%,目前為88%,粗鋼產(chǎn)量年均增長4%。連鑄鋼產(chǎn)量,從2001年的8.50億t達到2002年的9.04億t,增長6.2%;2003年底達到9.65億t,比上年增長6.8%;2004年粗鋼產(chǎn)量

3、為10.50億t,增長8.8%,世界連鑄鋼產(chǎn)量2004年達9.37億t。連鑄比的增加較粗鋼增速要快，并且加速增加。中國占連鑄鋼產(chǎn)量的23.72%,其次是日本,為12.76%,美國第三,占10.38%。中國連鑄比為91.2%,低于工業(yè)化國家,高于88%的世界平均水平。7世界連鑄比和近年連鑄鋼產(chǎn)量85.連鑄過程按結(jié)晶器類型分，可分為固定式連鑄和隨動式連鑄兩種。固定式連鑄：就是以水冷的底部敞口的固定銅結(jié)晶器為特征的“常規(guī)”連鑄方式；隨動式連鑄：是指輪式、輪帶式、履帶式等結(jié)晶器隨鑄坯一起運動的連鑄方式。而本課程涉及的內(nèi)容都是建立在固定式連鑄基礎(chǔ)上的。這也是目前實際生產(chǎn)中大規(guī)模采用的。下面以

4、一種常用的弧形連鑄機為例說明這種常規(guī)連鑄的一般過程。91011連鑄一般過程如下：裝有經(jīng)二次精煉鋼水的鋼包被運到連鑄機上方回轉(zhuǎn)臺上；鋼水通過鋼包底部的水口再注入到中間包內(nèi)；打開中間包塞棒或滑動水口，鋼水流入下口由引錠桿頭封堵的水冷結(jié)晶器內(nèi)；在結(jié)晶器內(nèi)，鋼水沿其周邊逐漸冷凝成鋼殼。當(dāng)結(jié)晶器下端出口處坯殼有一定厚度時，同時啟動拉坯機和結(jié)晶器振動裝置，使帶有液心的鑄坯進入弧形導(dǎo)向段；在這里鑄坯一邊下行，一邊經(jīng)受二次冷卻區(qū)中許多按一定規(guī)律布置的噴嘴噴出的霧化水的強制冷卻繼續(xù)凝固；當(dāng)引錠桿出拉坯矯直機后將其與鑄坯脫開；鑄坯被矯直且完全凝固后，由切割裝置將其切成定尺；最后由出坯裝置特定尺鑄坯運到

5、指定地點。126.課程主要內(nèi)容緒論連鑄的發(fā)展史：回顧了連鑄技術(shù)發(fā)展歷程及各個發(fā)展時期的特征。連鑄理論：包括鑄坯的凝固、受力、性能和缺陷。板坯連鑄：設(shè)備的使用、維護、工藝操作、事故及其處理、質(zhì)量管理和生產(chǎn)組織等技術(shù)規(guī)范。中間包冶金技術(shù)和連鑄保護渣。連鑄新技術(shù)展望:高速澆鑄、近終形連鑄和高質(zhì)量鋼連鑄。131.1連續(xù)鑄鋼的早期嘗試常規(guī)連鑄機概念的最早提出者為美國煉鋼工作者亞瑟(B.Atha)(1886年)和德國土木工程師達勒思(R.M.Daelen)(1887年)。前者采用一個底部敞口、垂直固定的厚壁鐵結(jié)晶器并與中間包相連，施行間歇式拉坯，后者采用固定式水冷薄壁銅結(jié)晶器，施行連續(xù)拉坯、二

6、次冷卻，并帶飛剪切割、引錠桿垂直貯放裝置。在1935年之前，連鑄過程主要用于有色金屬，尤其是銅和鋁的領(lǐng)域。由于煉鋼爐容量大、高的澆鑄溫度和鋼導(dǎo)熱性較低，此時的連鑄機還不適合鑄鋼。第一章連鑄技術(shù)的發(fā)展歷史141.2振動式結(jié)晶器的發(fā)明最重要的開拓性工作是如何提高一臺連鑄機的澆鑄能力，可以通過加大澆鑄斷面，多流鑄坯和提高澆鑄速度來實現(xiàn)，最關(guān)鍵的是澆鑄速度。固定不動的結(jié)晶器的澆鑄速度只有0.6m/min左右，若想鋼以高速進行連續(xù)澆鑄，必須采取措施防止鑄坯從結(jié)晶器拉出時薄弱的坯殼被撕裂。在1913年，瑞典人皮爾遜(A．H．Pehrson)曾提出結(jié)晶器以可變的頻率和振幅做往復(fù)振動的想法，193

7、3年德國人容漢斯(s．Junghans)在一臺澆鑄黃銅和鋼的連鑄機上(見圖l-2)提出了結(jié)晶器以與鑄坯同樣的速度下行一段距離，然后以較快的速度返回到原來的位置。將這一想法付諸實施.。15振動結(jié)晶器的構(gòu)想和付諸實施，不僅使?jié)茶T速度提到一個較高的水平，而且是使連鑄技術(shù)成為通向鋼領(lǐng)域發(fā)展的基石。此后，連鑄技術(shù)經(jīng)歷了“從20世紀(jì)40年代的試驗開發(fā)、50年代開始步入工業(yè)生產(chǎn)、60年代弧形鑄機出現(xiàn)、70年代大發(fā)展、到80年代日趨成熟的技術(shù)和90年代以后的新技術(shù)變革”發(fā)展歷程。16