連續(xù)鑄造及其與軋制的銜接工藝

1、3 連續(xù)鑄造及其與軋制的銜接工藝連續(xù)鑄造及其與軋制的銜接工藝 3.1 連續(xù)鑄鋼技術(shù)連續(xù)鑄鋼技術(shù) 連續(xù)鑄鋼是將鋼水連續(xù)注入水冷結(jié)晶器，連續(xù)鑄鋼是將鋼水連續(xù)注入水冷結(jié)晶器，待鋼水凝成硬殼后從結(jié)晶器出口連續(xù)拉出或待鋼水凝成硬殼后從結(jié)晶器出口連續(xù)拉出或送比，經(jīng)噴水冷卻，全部凝固后切成坯料或送比，經(jīng)噴水冷卻，全部凝固后切成坯料或直送軋制工序的鑄造坯料，稱為連續(xù)鑄坯。直送軋制工序的鑄造坯料，稱為連續(xù)鑄坯。2022-5-71連續(xù)鑄坯在冶金學(xué)方面的特點(diǎn)是：連續(xù)鑄坯在冶金學(xué)方面的特點(diǎn)是：(1)鋼水在結(jié)晶器內(nèi)得到迅速而均勻的冷卻凝鋼水在結(jié)晶器內(nèi)得到迅速而均勻的冷卻凝固，形成較厚的細(xì)晶表面凝固層，無(wú)充分時(shí)固，形成較

2、厚的細(xì)晶表面凝固層，無(wú)充分時(shí)間生成柱狀晶區(qū)；間生成柱狀晶區(qū)；(2)連續(xù)澆鑄可避免形成縮連續(xù)澆鑄可避免形成縮孔或空洞，無(wú)鑄錠之頭尾剪切損失，使金屬孔或空洞，無(wú)鑄錠之頭尾剪切損失，使金屬收得率大為提高；收得率大為提高；(3)整灌鋼水的連鑄自始至整灌鋼水的連鑄自始至終的冷卻凝固時(shí)間接近，連鑄坯縱向成分偏終的冷卻凝固時(shí)間接近，連鑄坯縱向成分偏差可控制在差可控制在10以內(nèi)，遠(yuǎn)比模鑄鋼錠為好，以內(nèi)，遠(yuǎn)比模鑄鋼錠為好，(4)在塑性加工時(shí)為消除鑄態(tài)組織所需的壓縮在塑性加工時(shí)為消除鑄態(tài)組織所需的壓縮比也可以相對(duì)減小，鑄坯的組織致密，有良比也可以相對(duì)減小，鑄坯的組織致密，有良好的機(jī)械性能。好的機(jī)械性能。2022-

3、5-72連鑄機(jī)類型連鑄機(jī)類型 連鑄機(jī)可以按鑄坯斷面形狀分為厚板坯、連鑄機(jī)可以按鑄坯斷面形狀分為厚板坯、薄板坯、大方坯、小方坯、圓坯、異型鋼薄板坯、大方坯、小方坯、圓坯、異型鋼坯及橢圓形鋼坯連鑄機(jī)等，也可按鑄坯運(yùn)坯及橢圓形鋼坯連鑄機(jī)等，也可按鑄坯運(yùn)行的軌跡分為立式、立彎式、垂直行的軌跡分為立式、立彎式、垂直-多點(diǎn)彎多點(diǎn)彎曲形、垂直曲形、垂直-弧形、多半徑弧形（橢圓形）、弧形、多半徑弧形（橢圓形）、水平式及旋轉(zhuǎn)式連鑄機(jī)水平式及旋轉(zhuǎn)式連鑄機(jī) 。2022-5-73立式連鑄機(jī)出現(xiàn)最早，其優(yōu)點(diǎn)是鋼中夾雜易于立式連鑄機(jī)出現(xiàn)最早，其優(yōu)點(diǎn)是鋼中夾雜易于上浮排除，凝殼冷卻均勻?qū)ΨQ，不受彎曲矯直上浮排除，凝殼冷卻均

4、勻?qū)ΨQ，不受彎曲矯直應(yīng)力，適用于裂紋較敏感鋼種的連鑄，但缺點(diǎn)應(yīng)力，適用于裂紋較敏感鋼種的連鑄，但缺點(diǎn)是設(shè)備高度大，建設(shè)投資大，且鋼水靜壓力大是設(shè)備高度大，建設(shè)投資大，且鋼水靜壓力大易使鋼坯產(chǎn)生鼓肚變形，鑄坯斷面和長(zhǎng)度都不易使鋼坯產(chǎn)生鼓肚變形，鑄坯斷面和長(zhǎng)度都不能過(guò)大，拉速也不宜過(guò)高。立彎式連鑄機(jī)為降能過(guò)大，拉速也不宜過(guò)高。立彎式連鑄機(jī)為降低設(shè)備高度，將完全凝固的鑄坯頂彎成低設(shè)備高度，將完全凝固的鑄坯頂彎成90角，角，在水平方向出坯，消除了定尺長(zhǎng)度的限制，降在水平方向出坯，消除了定尺長(zhǎng)度的限制，降低了設(shè)備的投資，但缺點(diǎn)是鑄坯受彎曲矯直應(yīng)低了設(shè)備的投資，但缺點(diǎn)是鑄坯受彎曲矯直應(yīng)力，易產(chǎn)生裂紋。力，

5、易產(chǎn)生裂紋。 2022-5-74弧形連鑄機(jī)大大降低了設(shè)備的高度，僅為立式的弧形連鑄機(jī)大大降低了設(shè)備的高度，僅為立式的1/2-1/3，投資少，操作方便，利于拉速的提高，但缺點(diǎn)是存在設(shè)投資少，操作方便，利于拉速的提高，但缺點(diǎn)是存在設(shè)備對(duì)弧較難，內(nèi)外弧冷卻欠均勻，彎曲矯直應(yīng)力較大及備對(duì)弧較難，內(nèi)外弧冷卻欠均勻，彎曲矯直應(yīng)力較大及夾雜物在內(nèi)弧側(cè)聚集的缺點(diǎn)，故對(duì)鋼水純凈度要求更高。夾雜物在內(nèi)弧側(cè)聚集的缺點(diǎn)，故對(duì)鋼水純凈度要求更高。橢圓形連鑄機(jī)為分段改變彎曲半徑，故設(shè)備更低，稱為橢圓形連鑄機(jī)為分段改變彎曲半徑，故設(shè)備更低，稱為超低頭鑄機(jī)。垂直超低頭鑄機(jī)。垂直-弧形和垂直弧形和垂直-多點(diǎn)彎曲形連鑄機(jī)采用多點(diǎn)

6、彎曲形連鑄機(jī)采用直結(jié)晶器并在其下部保留直結(jié)晶器并在其下部保留2m左右的直線段，使鑄機(jī)的高左右的直線段，使鑄機(jī)的高度增加不多，而有利于克服內(nèi)弧側(cè)夾雜物富集的缺點(diǎn)。度增加不多，而有利于克服內(nèi)弧側(cè)夾雜物富集的缺點(diǎn)。水平式鑄機(jī)設(shè)備高度更低，更輕便且投資少，但尚不能水平式鑄機(jī)設(shè)備高度更低，更輕便且投資少，但尚不能制成大生產(chǎn)適用機(jī)型。目前世界各國(guó)弧形鑄機(jī)占主導(dǎo)地制成大生產(chǎn)適用機(jī)型。目前世界各國(guó)弧形鑄機(jī)占主導(dǎo)地位，達(dá)位，達(dá)60以上。其次為垂直以上。其次為垂直-多點(diǎn)彎曲形。板坯和方坯多點(diǎn)彎曲形。板坯和方坯多采構(gòu)垂直弧形，而垂直多采構(gòu)垂直弧形，而垂直-多點(diǎn)彎曲形則呈增加趨勢(shì)。多點(diǎn)彎曲形則呈增加趨勢(shì)。2022-5

7、-75連鑄機(jī)的組成連鑄機(jī)的組成 般連鑄機(jī)由鋼水運(yùn)載裝置般連鑄機(jī)由鋼水運(yùn)載裝置(鋼水包、回轉(zhuǎn)鋼水包、回轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái))、中間包及其更換裝置、結(jié)晶器及其振動(dòng)裝、中間包及其更換裝置、結(jié)晶器及其振動(dòng)裝置、二冷區(qū)夾持輥及冷卻水系統(tǒng)、拉引矯直機(jī)、置、二冷區(qū)夾持輥及冷卻水系統(tǒng)、拉引矯直機(jī)、切斷設(shè)備、引錠裝置等組成切斷設(shè)備、引錠裝置等組成 。2022-5-76中間包起緩沖與凈化鋼液的作用，容量一般為中間包起緩沖與凈化鋼液的作用，容量一般為鋼水包容量的鋼水包容量的2040，鑄機(jī)流數(shù)越多，其，鑄機(jī)流數(shù)越多，其容量愈大。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的心臟，要求有良容量愈大。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的心臟，要求有良好的導(dǎo)熱性、結(jié)構(gòu)剛性、耐磨性及便于

8、制造和好的導(dǎo)熱性、結(jié)構(gòu)剛性、耐磨性及便于制造和維護(hù)等特點(diǎn)，一般由鍛造紫銅或鑄造黃銅制成。維護(hù)等特點(diǎn)，一般由鍛造紫銅或鑄造黃銅制成。其外壁通水強(qiáng)制均勻冷卻。結(jié)晶器振動(dòng)裝置的其外壁通水強(qiáng)制均勻冷卻。結(jié)晶器振動(dòng)裝置的作用是使結(jié)晶器作周期性振動(dòng)，以防止初生坯作用是使結(jié)晶器作周期性振動(dòng)，以防止初生坯殼與結(jié)晶器壁產(chǎn)生粘結(jié)而被拉破。振動(dòng)曲線一殼與結(jié)晶器壁產(chǎn)生粘結(jié)而被拉破。振動(dòng)曲線一般按正弦規(guī)律變化，以減少?zèng)_擊。其振幅和頻般按正弦規(guī)律變化，以減少?zèng)_擊。其振幅和頻率應(yīng)與拉速緊密配合，以保證鑄坯的質(zhì)量和產(chǎn)率應(yīng)與拉速緊密配合，以保證鑄坯的質(zhì)量和產(chǎn)量。量。 2022-5-77二冷裝置安裝在緊接結(jié)晶器的出口處，其作用二

9、冷裝置安裝在緊接結(jié)晶器的出口處，其作用是借助噴水或霧化冷卻以加速鑄坯凝固并控制是借助噴水或霧化冷卻以加速鑄坯凝固并控制鑄坯的溫度，夾輥和導(dǎo)輥支撐著帶液心的高溫鑄坯的溫度，夾輥和導(dǎo)輥支撐著帶液心的高溫鑄坯，以防止鼓肚變形或造成內(nèi)裂。要求二冷鑄坯，以防止鼓肚變形或造成內(nèi)裂。要求二冷裝置水壓、水量可調(diào)，以適應(yīng)不同鋼種和不同裝置水壓、水量可調(diào)，以適應(yīng)不同鋼種和不同拉速的需要。拉矯機(jī)的作用是提供拉坯動(dòng)力及拉速的需要。拉矯機(jī)的作用是提供拉坯動(dòng)力及對(duì)彎曲的鑄坯進(jìn)行矯直，并推動(dòng)切割裝置運(yùn)動(dòng)。對(duì)彎曲的鑄坯進(jìn)行矯直，并推動(dòng)切割裝置運(yùn)動(dòng)。拉坯速度對(duì)連鑄產(chǎn)量、質(zhì)量皆有很大的影響。拉坯速度對(duì)連鑄產(chǎn)量、質(zhì)量皆有很大的影響

10、。引錠裝置的作用是在連鑄開(kāi)始前，用引錠頭堵引錠裝置的作用是在連鑄開(kāi)始前，用引錠頭堵住結(jié)晶器下口，待鋼水凝固后將鑄坯引拉出鑄住結(jié)晶器下口，待鋼水凝固后將鑄坯引拉出鑄機(jī)，再脫開(kāi)引錠頭，將引錠桿收入存放裝置。機(jī)，再脫開(kāi)引錠頭，將引錠桿收入存放裝置。鑄坯切割設(shè)備則將連續(xù)運(yùn)動(dòng)中的鑄坯切割成定鑄坯切割設(shè)備則將連續(xù)運(yùn)動(dòng)中的鑄坯切割成定尺，常用的切割設(shè)備有火焰切割器或液壓剪與尺，常用的切割設(shè)備有火焰切割器或液壓剪與擺動(dòng)剪。擺動(dòng)剪。 2022-5-783.2 鋼坯生產(chǎn)及連鑄與軋制生產(chǎn)的連續(xù)化（1）鋼坯生產(chǎn)的主要方法1）軋制法在初軋（或開(kāi)坯）機(jī)上將鋼錠軋成各種斷面形狀的鋼坯的方法。 2）鍛造法用鍾錘（或水壓機(jī)）將

11、鋼錠鍛成各種斷面形狀的鋼坯的方法。 3）連鑄法在連鑄機(jī)上采用連續(xù)鑄造直接將鋼水澆注成各種斷面形狀的鋼坯的方法。 4）壓鑄法在連鑄機(jī)上將鋼水壓鑄成各種斷面形狀的鋼坯的方法。 各種方法生產(chǎn)的鋼坯之比較見(jiàn)表下：2022-5-792022-5-710連鑄法生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)：1）不用初軋機(jī)簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序和設(shè)備、節(jié)省投資和勞動(dòng)力；2）比初軋坯形狀好，成分均勻、坯長(zhǎng)（重量）易調(diào)節(jié)；3）成材率提高613%，可達(dá)94%以上。4）能耗低、可降低成本10%5）易熱裝、熱送、直接軋制和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。2022-5-711 連鑄法不足：1）鋼種受一定限制，目前僅限于鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼； 2）壓縮比受限制，不宜生產(chǎn)特厚板。3）規(guī)格少

12、，連鑄工藝較復(fù)雜。 由于連鑄法的上述優(yōu)點(diǎn)，80年代以來(lái)獲得迅速發(fā)展，連鑄法已成為鋼坯生產(chǎn)的主要生產(chǎn)方式和發(fā)展方向。2022-5-7121）連鑄坯冷裝爐軋制(CCR)-連鑄坯與軋機(jī)距離遠(yuǎn)或不能匹配，不能熱裝熱送。2）連鑄坯冷至A1線以下?tīng)顟B(tài)熱裝軋制 (-HCR)。3）連鑄坯冷至兩相(+)區(qū)，熱裝軋制(+-HCR)。4）連鑄坯直接熱裝軋制(CC - DHCR) 。5）連鑄坯直接軋制 (CC- DR) 。3.3 連鑄與軋制的銜接模式2022-5-713不同銜接模式適應(yīng)范圍 連鑄坯熱裝軋制（CC-HCR），這種模式的熱裝溫度一般300600，這種模式比較適合連鑄車(chē)間與軋鋼車(chē)間距離較遠(yuǎn)，且連鑄能力與軋機(jī)

13、能力不能很好匹配的情況。 連鑄坯兩相區(qū)熱裝軋制（CC(+)-HCR），連鑄坯直接熱裝軋制（CCDHCR），這兩種模式的熱裝溫度一般在6001150，比較適合連鑄車(chē)間與軋鋼車(chē)間距離很近，且連鑄機(jī)與軋機(jī)小時(shí)能力基本匹配的情況。（棒、線、型鋼生產(chǎn)基本屬于該模式）2022-5-714 連鑄坯直接軋制（CC-DR），鋼坯溫度一般在1150以上,連鑄機(jī)生產(chǎn)的高溫連鑄坯切割后直接輸送到軋機(jī)中進(jìn)行直接軋制，一般情況下，在連鑄和軋機(jī)間設(shè)有均熱爐，一方面對(duì)輸送過(guò)程中的連鑄坯進(jìn)行邊角補(bǔ)熱或均熱，另一方面作為緩沖以便軋機(jī)出現(xiàn)事故時(shí)儲(chǔ)存熱鋼坯。這種模式要求連鑄與軋機(jī)的小時(shí)能力高度匹配，軋機(jī)能力應(yīng)大于連鑄機(jī)的能力。（板帶

14、生產(chǎn)基本屬于該模式） 說(shuō)明： （1）方式4）之加熱爐改為在線感應(yīng)爐快速加熱即為方式5） （2）方式5）包括CSP,ISP等連鑄-連軋短流程工藝。2022-5-7152022-5-7163.4 連鑄熱裝、熱送、直接軋制的優(yōu)點(diǎn)1）節(jié)能效果顯著直接軋制僅為冷裝軋制能耗的1/5。2）成材率高提高0.51.5%（主要氧化燒損減少）3）簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序、節(jié)省基建和投資費(fèi)用。4）生產(chǎn)周期短從投料到軋出產(chǎn)品僅幾小時(shí)。2022-5-7173.5 實(shí)現(xiàn)高水平熱裝熱送，直接軋制、連續(xù)鑄軋的條件1）連鑄車(chē)間具有高溫?zé)o缺陷連鑄坯生產(chǎn)技術(shù)；無(wú)缺陷坯率90%。2）連鑄機(jī)與軋機(jī)很好的銜接技術(shù)；盡量減少軋機(jī)正常停機(jī)時(shí)間。3）煉鋼連鑄、軋制操作高度穩(wěn)定，有效作業(yè)率85%，且各工序生產(chǎn)能力應(yīng)匹配得法。2