连铸工艺与设备总复习.ppt

1.1 连铸概论 转炉(电弧炉)生产的钢水经过炉外精炼后需要铸造成不同类型和规格的钢坯。 连铸概念：连铸为连续铸钢(CC-Continuous Casting)简称，是将精炼后的钢水用连铸机浇注、冷凝、矫直、切割得到铸坯的生产工序，是连接炼钢和轧钢的中间环节。 在钢铁厂生产各类钢铁产品过程中，钢水凝固成型有两种方法：传统的模铸法和连续铸钢法。 连铸主要设备包括：钢包(盛钢桶)回转台、中间包(罐)、结晶器(一次冷却)、结晶器振动机构、二次冷却装置、拉坯矫直装置(拉矫机)、切割装置和铸坯运出装置等。　 1.2 连续铸钢的工艺流程 从转炉或电炉初炼好的钢水注入钢包的同时进行脱氧合金化，然后运至钢包精炼站进行钢水温度和成分的调整(炉外精炼)。 中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中，结晶器使铸坯成形并迅速冷却凝固结晶，形成外表为凝固坯壳内部是未凝固钢水的铸坯。 随着拉坯辊缓慢地将带液芯铸坯从结晶器拉出，中间包内的钢水也同时连续地注入结晶器内，就可以得到很长带液芯铸坯。 1.3 连续铸钢的优越性 连续铸钢自问世以来便得到迅速发展，主要是由于与传统的“模铸-开坯”工艺相比，具有如下突出优点： 1)简化了钢坯生产工序，缩短了工艺流程，节省投资； a. 省去了脱模、整模、钢锭均热、初轧开坯等工序。 b. 薄板连铸机，又省去了粗轧机组。 2)提高了金属收得率和成材率；由于在一个机组上连续浇注出钢坯来，可以提高金属收得率达7%-8%，成材率提高10%-15%，成本可以降低约10%-12%； 3)降低了能源消耗。据日本资料介绍，连铸的能源消耗仅为模铸工艺的13.5%-20.8%； 4)生产过程机械化、自动化程度高，改善劳动条件。可以采用计算机自动控制，易于实现连续生产； 5)提高铸坯质量，扩大品种。连铸坯断面比较小，冷却速度大，枝晶间距小，偏析程度小，尤其沿铸坯长度方向化学成分均匀。此外，除沸腾钢外几乎所有钢种均可以采用连铸工艺生产，而且质量很好。 6)与轧钢衔接良好。 1.4 连续铸钢技术发展的概况 早在19世纪中期美国人塞勒斯(1840年)、赖尼(1843年)和英国人贝塞麦(1846年)就曾提出过连续浇注液体金属的初步设想，并用于低熔点有色金属的浇注；类似现代连铸设备的建议是由美国人亚瑟(1886年)和德国人戴伦(1887年)提出来的。 1930年，铜和铝的连续铸造开始应用于生产。 钢的连铸要困难的多。钢的熔化温度高，导热性差，不容易在短时间内形成足够厚的外壳，外壳很容易拉断，此时连铸机还不适合铸钢。 1933年德国人容汉斯建成一台结晶器可以振动的立式连铸机，并用其浇注黄铜获得成功，后又用于铝合金的工业生产。 结晶器振动的实现，不仅可以提高浇注速度，而且使钢液的连铸生产成为可能，因此容汉斯成为现代连铸技术的奠基人。 40年代连续铸钢试验开发 在20世纪40年代，钢的连铸试验开发主要集中在美国和欧洲。容汉斯决定让美国罗西(I.Ross)使用他的专利权，这对连续铸钢技术开发具有重要历史意义。二者分别在美国和德国独立进行连续铸钢试验工作。 40年代连铸技术开发主要在结晶器上。曾出现固定不动结晶器、弹簧吊挂式结晶器和以容汉斯方式为代表的振动结晶器。 目前，振动式结晶器已经成为标准的铸机模式。 连铸技术的突破性进展--英国人哈里德(Halliday)提出的“负滑脱”(Negative strip)概念。在哈里德的负滑脱振动方式中，结晶器下振速度比拉坯速度快，铸坯与结晶器壁间产生了相对运动，真正有效地防止了铸坯与结晶器壁的粘连，钢连续浇注的关键性技术得到突破。 在容汉斯及罗西的振动方式中，结晶器下降时与铸坯无相对运动，哈里德的负滑脱方式中结晶器与铸坯有相对运动，有改善润滑、减轻粘结的优点，更便于实现高速浇注。 1.6 连铸机概念 铸机的名称 1.台数：凡是共用一个钢包(盛钢桶)同时浇注一流或多流铸坯的一套连铸设备，称为一台连铸机。 2.机组：一台铸机中具有独立传动和工作系统，当其它机组出现故障时仍可照常工作的一套连铸设备称为一个机组。一台连铸机可以是单机组，也可以是多机组。 3.流数：对于每台连铸机来说，同时能浇注铸坯的总根数叫连铸机流数。凡一台连铸机只有一个机组，又只能浇注一根铸坯叫一机一流。如能同时浇注两根以上的铸坯叫一机多流。凡一台连铸机具有多个机组又分别浇注多根铸坯的，称为多机多流。 一机多流与多机多流相比，设备重量轻，投资省，但一机多流如有一流出事故，可造成全机停产，且生产操作及流间配合困难。近年来，方坯最高浇8流，多数用2~4流。板坯最多浇4流，多数用l~2流。 1.7 连铸机型分类 从上世纪50年代连铸工业化开始，60年来连铸机发展经历了由立式、立弯式到弧形的演变过程，目前连铸机型采用最多的是全弧形和弧形带直线段(或者是立弯式)。 连