連續(xù)鑄鋼及其發(fā)展課件

第七章連續(xù)鑄鋼及其發(fā)展7.1連鑄過程

鋼水直接鑄成接近最終產(chǎn)品尺寸的鋼坯。這一想法經(jīng)過一百多年的努力探索，終于使該技術(shù)在本世紀(jì)70年代開始大規(guī)模用于實際，并逐步形成了今天的連鑄技術(shù)。主要設(shè)備由鋼包、中間包、結(jié)晶器、結(jié)晶器振動裝置、二次冷卻和鑄坯導(dǎo)向裝置、拉坯矯直裝置、切割裝置、出坯裝置等部分組成。

工藝流程演示7.2連鑄的發(fā)展史

1、現(xiàn)代煉鋼技術(shù)的發(fā)展（連鑄技術(shù)的作用）（1）

1947年－1974年：

技術(shù)特點：轉(zhuǎn)爐、高爐的大型化；以模鑄－初軋為核心，生產(chǎn)外延擴大。（2）

1974年－1989年：

技術(shù)特點：全連鑄工藝，以連鑄機為核心。（3）

1989年－現(xiàn)在：

技術(shù)特點：連鑄－連軋工藝，以薄板坯，連鑄－連軋為代表，鋼廠向緊湊化發(fā)展。2、21世紀(jì)鋼鐵工業(yè)發(fā)展趨勢（1）

產(chǎn)品更加純潔化（2）

生產(chǎn)工藝更加高效低耗（3）生產(chǎn)過程對環(huán)境更加友好7.3連鑄機的機型及其特點

按結(jié)晶器是否移動可以分為兩類：一類是固定式結(jié)晶器（包括固定振動結(jié)晶器）的各種連鑄機，如立式連鑄機、立彎式連鑄機、弧形連鑄機、橢圓形連鑄機、水平式連鑄機等；另一類是同步運動式結(jié)晶器的各種連鑄機。這種機型的結(jié)晶器與鑄坯同步移動，鑄坯與結(jié)晶器壁間無相對運動，適合于生產(chǎn)接近成品鋼材尺寸的小斷面或薄斷面的鑄坯,如雙輥式連鑄機、雙帶式連鑄機、單輥式連鑄機、單帶式連鑄機，輪帶式連鑄機等。

還可以按鑄坯斷面形狀分為:

方坯連鑄機、圓坯連鑄機、板坯連鑄機、異型連鑄機、方/板坯兼用型連鑄機等.

按鋼水的靜壓頭可分為:

高頭型、低頭型和超低頭型連鑄機等。連鑄機機型示意圖

1—立式連鑄機；2—立彎式連鑄機；3—直結(jié)晶器多點彎曲連鑄機

4—直結(jié)晶器弧形連鑄機；5—弧形連鑄機；

6—多半徑弧形（橢圓形）連鑄機；7—水平式連鑄機同步運動結(jié)晶器連鑄機機型

1—雙輥式連鑄機；2—單輥式連鑄機

3—雙帶式連鑄機；

4—單帶式連鑄機；5—輪帶式連鑄機立式連鑄機是20世紀(jì)50年代至60年代的主要機型。立式連鑄機從中間罐到切割裝置等主要設(shè)備均布置在垂直中心線上，整個機身矗立在車間地平面以上。采用立式連鑄機澆注時，由于鋼液在垂直結(jié)晶器和二次冷卻段冷卻凝固，鋼液中非金屬夾雜物易于上浮，鑄坯四面冷卻均勻，鑄坯在運行過程中不受彎曲矯直應(yīng)力作用，產(chǎn)生裂紋的可能性較小，鑄坯質(zhì)量好，適于優(yōu)質(zhì)鋼、合金鋼和對裂紋敏感鋼種的澆鑄。

1—盛鋼桶；2—中間罐；

3—導(dǎo)輥；4—結(jié)晶器；

5—拉輥；6—切割裝置；

7—移坯裝置立彎式連鑄機立彎式連鑄機是連鑄技術(shù)發(fā)展過程的過渡機型。立彎式連鑄機是在立式連鑄機基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其上部與立式連鑄機完全相同，不同的是待鑄坯全部凝固后，用頂彎裝置將鑄坯頂彎90oC，在不同方向切割出坯，它主要適用于小斷面鑄坯的澆鑄?；⌒芜B鑄機

是世界各國應(yīng)用最多的一種機型?；⌒芜B鑄機的結(jié)晶器、二次冷卻段夾輥、拉坯矯直機等設(shè)備均布置在同一半徑的1/4圓周弧線上；鑄坯在1/4圓周弧線內(nèi)完全凝固，經(jīng)水平切線處被一點矯直，而后切成定尺，從水平方向出坯?；⌒芜B鑄機的高度比立彎式連鑄機又降低了許多，僅為立彎式連鑄機的1/3，因而基建投資減少了。為了改善鑄坯質(zhì)量，在弧形連鑄機上采用直結(jié)晶器，在結(jié)晶器下口設(shè)2-3m垂直線段，帶液芯的鑄坯經(jīng)多點彎曲，或逐漸彎曲進入弧形段，然后再多點矯直。垂直段可使液相穴內(nèi)夾雜物充分上浮，因而鑄坯夾雜物的不均勻分布有所改善，偏析減輕。

弧形連鑄機機型示意圖

a—全弧形連鑄機；b—多點矯直的弧形連鑄機多點彎曲、多點矯直連鑄機機型示意圖

橢圓形連鑄機結(jié)晶器、二次冷卻段夾輥、拉坯矯直機均布置在1/4橢圓圓弧線上。橢圓形圓弧是由多個半徑的圓弧線組成，其基本特點與全弧形連鑄機相同。它又進一步降低了連鑄機和廠房的高度?？蔀榈皖^和超低頭連鑄機。低頭或超低頭連鑄機的機型是根據(jù)連鑄機高度(H)與鑄坯厚度(D)之比確定的。連鑄機高度是指從結(jié)晶器液面到出坯輥道表面的垂直高度。H/D=25-40時，成為低頭連鑄機；H/D<25時，則稱為超低頭連鑄機。

橢圓形連鑄機機型示意圖

水平連鑄機結(jié)晶器、二次冷卻區(qū)、拉矯機、切割裝置等設(shè)備安裝在水平位置上。中間包與結(jié)晶器是緊密相連的,相連處裝有分離環(huán)。拉坯時，結(jié)晶器不振動，而是通過拉坯機帶動鑄坯做拉-反推-停不同組合的周期性運動來實現(xiàn)的。高度最低的連鑄機。設(shè)備簡單、投資省、維護方便。結(jié)晶器內(nèi)鋼液靜壓力最小，避免了鑄坯的鼓肚變形，中間罐與結(jié)晶器之間是密封連接，有效地防止了鋼液流動過程的二次氧化；鑄坯的清潔度高，夾雜物含量少，一般僅為弧形連鑄機的1/8-1/6。7.4連續(xù)鑄鋼的優(yōu)越性簡化了工序，縮短了流程

省去了脫模、整模、鋼錠均熱、初軋開坯等工序。由此可節(jié)省基建投資費用約40%，減少占地面積約30%，勞動力節(jié)省約70%。

提高了金屬收得率采用模鑄工藝，從鋼水到鋼坯，金屬收得率為84%-88%，而連鑄工藝則為95%-96%，金屬收得率提高10%-14%。降低了能源消耗

采用連鑄工藝比傳統(tǒng)工藝可節(jié)能1/4-1/2。

生產(chǎn)過程機械化、自動化程度高

設(shè)備和操作水平的提高，采用全過程的計算機管理，不僅從根本上改善了勞動環(huán)境，還大大提高了勞動生產(chǎn)率。提高質(zhì)量，擴大品種

幾乎所有的鋼種均可以采用連鑄工藝生產(chǎn)，如超純凈度鋼、硅鋼、合金鋼、工具鋼等約500多個鋼種都可以用連鑄工藝生產(chǎn)，而且質(zhì)量很好。

7.5連鑄機的臺數(shù)、機數(shù)、流數(shù)臺數(shù)凡是共用一個盛鋼桶，澆注1流或多流鑄坯的1套連續(xù)鑄鋼設(shè)備稱為1臺連鑄機。機數(shù)凡具有獨立傳動系統(tǒng)和獨立工作系統(tǒng)，當(dāng)它機出現(xiàn)故障，本機仍能照常工作的一組連續(xù)鑄鋼設(shè)備，稱之為1個機組。1臺連鑄機可以由1個機組或多個機組組成。流數(shù)

1臺連鑄機能同時澆注鑄坯的總根數(shù)稱之為連鑄機的流數(shù)。

1臺連鑄機有1個機組，又只能澆注1根鑄坯，成為1機1流；若1臺連鑄機有多個機組，又同時能夠澆注多根鑄坯，稱其為多機多流；1個機組能夠同時澆注2根鑄坯的稱為1機2流。一、連鑄機的生產(chǎn)能力（1）連鑄機的作業(yè)率 指一年的生產(chǎn)時間（含準(zhǔn)備時間）占 一年的日歷時間的百分?jǐn)?shù)。

y=（C+P）/D×100％

其中：y：作業(yè)率

C：年澆鑄時間

P：年準(zhǔn)備時間

D：年日歷時間7.6連鑄機的主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)（2）澆鑄周期

連鑄機的澆鑄時間及必要的準(zhǔn)備時間

T=t1+n×t2

其中：T－澆鑄周期

t1－準(zhǔn)備時間

t2－單爐澆鑄時間

n－平均連澆爐數(shù)（3）連鑄機的小時產(chǎn)量

P＝B×D×Vg×r×60×N

其中：

P：連鑄機的小時產(chǎn)量

B×D：鑄坯斷面面積

Vg：拉速

r：鑄坯比重

N：連鑄機的流數(shù)（4）連鑄機的日產(chǎn)量

A＝（1440/T）×n×G×η

其中：

A：連鑄機的日產(chǎn)量

T：連鑄機的澆鑄周期

n：連澆爐數(shù)

G：轉(zhuǎn)爐平均出鋼量

η：金屬收得率（5）連鑄機的年產(chǎn)量

P＝A×365×Y

其中：

P：連鑄機年產(chǎn)量

A：連鑄