《钢的连铸》.ppt

钢的连续浇铸 朱苗勇 东北大学 2006年11月 内 容 提 要 ◆ 概 述 ◆ 连铸机设备 ◆ 钢的结晶与连铸坯结构 ◆ 连铸操作工艺 ◆ 中间包冶金 ◆ 连铸坯质量 1 概 述 1.1连铸过程 钢水直接铸成接近最终产品尺寸的钢坯。这一想法经过一百多年的努力探索，终于使该技术在本世纪70年代开始大规模用于实际，并逐步形成了今天的连铸技术。 主要设备由钢包、中间包、结晶器、结晶器振动装置、二次冷却和铸坯导向装置、拉坯矫直装置、切割装置、出坯装置等部分组成。 1.2连铸的发展史 1.2.1 早期尝试 美国亚瑟（B.Atha）（1866年）和德国土木工程师达勒恩（R.M.Daelen）(1877年)最早提出以水冷、底部敞口固定结晶器为特征的常规连铸概念。前者采用一个底部敞开、垂直固定的厚壁铁结晶器并与中间包相连，施行间歇式拉坯；后者采用固定式水冷薄壁铜结晶器、施行连续拉坯、二次冷却，并带飞剪切割、引锭杆垂直存放装置。1920～1935年间，连铸过程主要用于有色金属，尤其是铜和铝的领域。 炼钢生产的大炉容量、高浇铸温度和钢本身比热低，这些在有色金属生产中未曾遇到过。 一项最重要的开拓性工作是如何提高一台连铸机的浇铸能力，最关键的是浇铸速度。 1913年，瑞典人皮尔逊提出结晶器以可变的频率和振幅做往复振动的想法。 1933年德国人容汉斯（S.Junghans）真正将这一想法付诸实施。 振动结晶器的构想和付诸实施，不仅使浇铸速度提到一个较高的水平，而且是连铸技术成为通向钢铁领域发展的基石。从此，连续铸钢技术经历了“从本世纪40年代的试验开发、50年代开始步入工业生产、60年代弧形铸机的出现、70年代由能源危机推动的大发展、到80年代日趋成熟的技术和90年代面临新的变革”的60年历史发展历程。 1.2.2 40年代连续铸钢的试验开发 在40年代钢的连铸试验开发主要集中在美国和欧洲。 虽然振动式结晶器是钢得以顺利连铸的开创性的技术关键，但真正有效防止坯壳与结晶器粘结的突破性进展的技术贡献，应当归功于英国人哈里德（Halliday）提出的“负滑脱”概念，这有改善润滑、减轻粘结的优点，更便于实现高速浇铸。 1.2.3 50年代开始步入工业化 初期的连铸设备大部分装在特殊钢生产厂。设备设计主要被容汉斯、罗西和原苏联包揽，机型主要是立式。50年代制造的40台连铸机中，有25%是立弯式。 世界上第一台工业生产性连铸机是1951年在原苏联红十月钢厂投产的立式半连续式装置。它是双流机，断面尺寸180mm×600mm。 作为连续式浇铸的铸机是1952年建在英国巴路钢厂的双流立弯式铸机，其生产断面尺寸为50mm×50mm和180mm×90mm的小方坯。 1954年投用的加拿大阿特拉斯钢厂（Atlas）的方板坯兼用不锈钢连铸机。它可以生产一流的168mm×620mm板坯，也可以生产两流的150mm×150mm方坯。 宽板坯铸机于1959年建在原苏联的新列别茨克厂。日本住友和罗西为新日铁光厂提供的世界上第一台不锈钢宽板坯连铸机在1960年12月投产，宽度为1050mm。 在整个50年代，连续铸钢技术尽管开始步入工业生产，但产量很少，1960年的产量仅为115万吨，连铸比仅为0.34﹪。 1.2.4 60年代弧形铸机引发的一场革命 采用了弧形连铸后，连铸技术的应用才实现了一次真正的突破，不仅提供了生产率，降低了设备投资，而且更有利于安装在原有的钢厂内。 1952年德国人欧.萨波尔提出弧形连铸机的概念早在来了。瑞士冯.莫斯于1956年也申请了同一思路的弧形连铸机专利。1960年中国的徐宝教授也设计了一台浇200mm×200mm方坯的弧形铸机。最先把弧形结晶器连铸机的设想付诸工业性试验的却是德国曼内斯曼公司。 从全球来看，到本世纪60年代末，铸机总数已达200多台，尽管总的设备能力已近5000万t/a,但实际上连铸钢的产量只有2600万t/a。 1.2.5 70年代两次能源危机推动了连铸技术迅速发展 经历了1973年～1974年第一次全球能源危机之后，积极采用连铸的势头更加强烈。1979年的第二次能源危机成为推动了连铸的飞速发展的主要动力。 70年代连铸技术的大发展在不断改善产品质量和提高铸机生产率基础上取得的，而两次能源危机又正好为推动