连铸工艺与操作 .ppt

金属熔铸工艺学主讲 张小立 Email: houyizh@126.com 连续铸钢主要内容 一、概 述 二、连铸设备 三、基础理论 四、生产工艺 五、在线检测 六、工艺实践 连铸机设备 弧形连铸机规格和参数 设备: 钢包及钢包回转台 中间包及中间包车 结晶器和振动装置 冷却系统 拉坯校直装置 辅助装置 电磁搅拌装置 连铸浇注系统 一、各元素含量控制 ⑴碳是钢中最基本的元素，对组织性能影响最大，尤其是需要在热处理状态下使用的钢，其影响更为突出。多炉连浇时，各炉次间钢水含碳量的差别要求小于 0.02%。 ⑵锰也是钢中重要元素：Mn/S＞24，可消除硫的危害。改善连铸钢水的流动性，应在成分允许的范围内适当增加 Mn/Si比，以把脱氧产物控制为液态。 ⑶铝是钢水的强氧剂，Al2O3聚集，堵塞水口； ⑷钢中微量元素：Cu、Sn、Sb等元素在铸坯表面富集会产生细小表面晶间裂纹等。因此，对其含量有严格要求，如要求 Cu含量在 0.02%以下，Sn含量在 0.02%以下，S、P含量在 0.025%以下 二、洁净度 钢液的纯净度主要是指钢中气体氮、氢、氧和非金属夹杂物的数量、形态和分布。 在当前炼钢及连铸水平下，一般认为，成品钢中的磷、硫、氧、氮、氢总含量小于 0.01%即为超洁净钢。 ①最大限度地降低主原料带入转炉的硫。炼钢脱硫主要靠铁水预处理和钢水深脱硫 ②最大限度地净化钢液：保护浇注； 宝钢炼钢厂采用了吹氩保护，设三重挡渣堰及过滤器，采用镁钙质涂料和吸附氧化物的覆盖剂，效果良好。 1、脱氧过程控制 预脱氧：Si 和Mn；SiO2增加钢水粘度 形成液态硅酸锰 终脱氧：Al； Al2O3 降低钢水流动性 粘结水口或塞棒 复合脱氧：Ca 和Al2O3 形成液态渣 2、保护浇注 无渣出钢：偏心炉底；挡渣球 保护浇注：保护渣；炉盖 长水口，浸入式水口；氩封水口接头 炉外精炼 4.2 中间包与结晶器冶金 一、中间包冶金 冶金工作者在中间包上采取了一系列的技术措施来强化和扩大中间包的冶金功能，从而使中间包由一种简单的钢液过渡容器变成了一种重要的钢液精炼设备。中间包冶金的概念包括: 1? 净化、洁净钢水的功能? 2? 调节钢水温度，均匀钢水温度。 3 改善钢水流动 4 中间包内可以进行吹氩、喂丝、加热，起到微调成分，调节温度等冶金功能。 中间包及中间包车 中间包作用： 介于大包和结晶器之间，接受来自大包的钢水，并向结晶器分流，起到减压、稳流、除渣、储钢分流、均匀温度和成分以及冶金的作用； 结 构： 呈“T”型，由包体、包盖组成，底部设有滑动水口机构，浸入式水口及夹持装置，并设溢流槽。 1、设置挡渣墙 图 5-5a所示。使用中取得了如下效果：提高了钢的清洁度；使中间包流场均匀，消除了死区；增大了钢水停留时间；增大了钢 —渣相互作用时间；减少了水口堵塞。随后，他们又对上述挡墙设备进行了改进，如图 5-5b所示，从图中看出，钢水向上流动的比例增大，避免了钢水在较短时间内流入水口。之后又设计安装了开有向上倾角的隔板，并取消了挡墙，如图 5-5c所示。 2、防湍流垫改善中间包流动状态 防湍流垫安装在中间包底部的钢包注流冲击区，它使从钢包长水口冲出的钢流向注流中心折回，在防湍流垫内重复循环以消耗掉注流的动能，从而降低了注流速度，防止湍流的产生。 3、向中间包底部吹气 通过中间包底部的多孔砖向中间包内吹入惰性气体，如图 5-7所示，由于气泡上升运动，钢水的上升运动远大于不吹气时的运动，同时夹杂物上浮运动速度增大，无疑这对去除夹杂物更为有利。 4、中间包过滤技术 为了提高钢的清洁度，防止和减轻水口堵塞，近年来，美国、日本和我国相继开展了钢水过滤技术的开发研究工作 5、中间包加热技术 采用中间包内加热可保持最佳过热度浇铸、补充合金微调所需热量。 等离子体加热 等离子加热的原理是利用氩气或氮气在电弧下离解成为等离子体的高温气体作为加热源，对中间包钢水进行加热。其特点是温度高，能量集中，功率调节快，温度控制精确，能量利用率高（大于 80%），气体选择灵活，不含对钢水有害的杂质。 电感应加热 感应加热法具有设备结构简单、加热速度快、电热效率高、成本低、操作方便等优点，但在浇铸初期钢水温度控制难度较大。由于感应加热器安装在中间包下部更接近结晶器，从钢水的热流来看，其位置较为合理，同时，借助于电磁力可以搅拌钢水，取代吹氩，因此有