1-炼钢-精炼-连铸流程连铸坯质量控制-冶金网.pdf

炼钢炼钢--精炼精炼--连铸流程连铸坯连铸流程连铸坯 质量质量““零缺陷零缺陷””控制控制 北京科技大学冶金与生态工程学院 蔡开科 孙彦辉 2012.5 1 目录 1.1.连铸凝固过程的冶金特性连铸凝固过程的冶金特性 2.2.连铸钢水质量纯净度（洁净度）控制连铸钢水质量纯净度（洁净度）控制 3.3.连铸坯裂纹缺陷控制连铸坯裂纹缺陷控制 4.4.连铸坯内部中心缺陷控制连铸坯内部中心缺陷控制 5.5.结语结语 2 2 1.1. 连铸坯凝固过程的冶金特性连铸坯凝固过程的冶金特性 1. 1连铸坯凝固过程基本特征 把钢水凝固成 固体，根据冷却速 度不同有两种凝固 工艺如图： z钢锭模浇注工艺 z连续铸钢工艺 连铸与模铸流程比较 3 连续铸钢是一项把钢水直接浇注成形的新工艺，它的出现 从根本上改变了一个世纪以来占统治地位的钢锭→初轧工艺。 与模铸相比，连铸的优点： ? 节省工序，缩短流程 ? 提高金属收得率10~14% ? 降低能耗 减少1/2~1/4 ? 机械化自动化程度高 ? 产品质量好 2011年中国钢产量达到6.75亿吨,2011年我国连铸比达 98%以上，已达到饱和状态。近年来近终型（Near Net- Shape）连铸技术如薄板坯连铸连轧（CSP、FTSC…）和中 等厚度板坯连铸得到了很大的发展。 4 与钢锭模浇铸工艺相比，如图所示，连续 铸钢过程基本特点如下： （1）连铸坯凝固过程实质上是动态热 量传递过程 钢水从液态转变为固体放出热量： 钢水→固体+Q 放出热量包括： 9 过热 9 凝固潜热 9 物理显热 连铸凝固过程示意图 5 以20钢为例，钢水凝固冷却到室温放出热量是： 9 过热 25.2 kJ/kg 9 潜热 328 kJ/kg 9 显热 958 kJ/kg 总热量中大约1/3从液体→固体放出，其余2/3是完 全凝固后放出的。 6 钢水在连铸机内凝固是一个热量释放和传递的过程，铸坯边 运行，边放热，边凝固，形成了很长的液相穴（10~20几米）， 在液相穴长度上布置了三个冷却区： z 一次冷却区：钢水在结晶器中形成足够厚的均匀坯 壳，以保证铸坯出结晶器不拉漏。 z 二次冷却区：喷水加速铸坯内部热量的传递，使其 完全凝固。 z 三次冷却区：铸坯向空气中辐射传热使铸坯温度均匀 化。 7 以20钢为例，经过钢水凝固热平衡计算，得出以下概念： a）钢水从结晶器→二冷区→辐射区大约有40%热量放出 来， 铸坯钢水才能完全凝固。这部分热量放出的速度决定 连铸机生产率和铸坯质量； b）铸坯切割后大约还有60%热量放出来，为了利用这 部分热量 ，以节约能源，成功开发了： z 铸坯热装热送工艺：铸坯入加热炉温度越高，则节能越 多。铸坯500℃热装入炉节能0.25×106 kJ/t，800℃热 装，节能为0.514×106 kJ/t。如（C-DR，CC-HDR， CC-HCR) z 直接轧制工艺：直接轧制比铸坯冷装加热轧制节能 80~85％，大大缩短生产周期。如薄板坯连铸连轧工艺 （CSP，FTSR等) 8 （2） 连铸坯凝固是沿液相穴在凝固温度（TL-TS）把液体 转变为固体的加工过程 如图所示，带液芯的 铸坯，以一个固定速度在 连铸机内沿弧形轨道运动。 沿液相穴固/液界面把热量 放出传给外界，实质上是