炼钢-连铸工艺介绍课件

阳春新钢铁连铸工艺介绍授课人：谢凯1 1精选课件精选课件连铸工艺流程 大包钢水 回转台 中间包 结晶器 二冷室 拉矫机 脱坯辊 切前辊道 夹持辊 火切机 切后辊道 翻钢机 冷床 移坯车热送辊道或铸坯集积2 2精选课件精选课件连铸工序主要设备及用途1.大包回转台：它的作用是将位于受包位置的满载钢包转至浇钢位置进行浇注，将浇完钢水的空包回转至受钢位置准备吊走。2.中间包：它的作用是减压、稳流、去渣、贮钢、分流和中间包冶金等重要作用。3.中包小车：它的作用是用来支撑、运输、更换中间包的设备。3 3精选课件精选课件4.结晶器:它的作用是一个水冷的钢锭模，是连铸机非常重要的部件，是连铸设备的心脏。5.结晶器振动装置：它的作用是固定结晶器、铸坯脱模。6.二次冷却系统装置：它的作用是冷却、支撑、导向。7.拉矫机：它的作用是拉坯、矫直、送引锭。8.引锭存放装置:它的作用是存放引锭杆。4 4精选课件精选课件9.火焰切割装置：它的作用是把铸坯安照要求切割成规定的尺寸。10.辊道：它的作用是支撑、输送钢坯。11.冷床：它的作用是冷却、贮存钢坯。12.推钢机：它的作用是负责把钢坯集中在一起。5 5精选课件精选课件连铸连铸机的主要工机的主要工艺艺参数参数铸铸机号机号1#1#，3#3#2#2#机型机型弧形弧形弧形弧形流数流数5 5流流5 5流流断面尺寸断面尺寸 150mm*150mm150mm*150mm 150mm*150mm150mm*150mm半径半径9m9m8m8m冶金冶金长长度度23.7m23.7m22.7m22.7m最大拉速最大拉速4.0m/min4.0m/min3.5m/min3.5m/min年年产产量量120120万吨万吨9595万吨万吨6 6精选课件精选课件连铸机的工艺设计及装备水平和控制方式1.工艺设计 1）.两台五机五流连铸机本体及其能源介质设施的自动化仪表系统。2）.可以生产各种150mm*150mm的品种方坯如（碳素结构钢 Q235Q195,优碳钢 45A45E,低合金钢 HRB335HRB400,高碳钢 65,冷墩钢 ML10-45,焊条钢 H08,焊丝钢 ER70S-6）等。7 7精选课件精选课件2.装备水平和控制方式 两台铸机配置技术先进、经济合理、可靠的PLC控制系统对连铸机生产过程进行监控、管理。为保证基础自动化系统的统一性、完整性及可靠的通讯，拟选用电气仪表一体化的PLC控制系统。主要功能包括连铸工艺过程实时数据采集控制，回路的参数设定、计算和控制，系统联锁控制，二次冷却水控制，设备故障报警，连铸设备状态信息检测。8 8精选课件精选课件连铸工工艺过程主要控制系程主要控制系统的的简要要说明明 1.结晶器液面控制系统 结晶器液面控制通过放射性同位素传感器测得液面信号,控制中间罐的塞棒移动，必要时也调节拉坯速度,以稳定钢水液面。在自动开浇过程中，结晶器液面控制将按照一个储存的时间斜率进行控制，在正常浇铸过程中，按PI控制规律实现闭环自动控制，可以有效的提高铸坯质量。9 9精选课件精选课件2.2.二次冷却水控制系二次冷却水控制系统统 为为了保了保证铸证铸坯在二冷段表面温度达到坯在二冷段表面温度达到预预定目定目标值标值，准确控制，准确控制铸铸坯凝固点的坯凝固点的 位置，二次冷却位置，二次冷却采用气水采用气水喷雾喷雾冷却方式。根据一定的冷却方式。根据一定的钢钢种、断面种、断面和拉速和拉速测测量量值值由由PLCPLC根据根据给给水数学模型运算水数学模型运算给给出出二冷水各回路二冷水各回路设设定定值值，按，按PIDPID控制控制调节阀调节阀，实现实现二二冷水的自冷水的自动动控制。二冷水区分控制。二冷水区分为为三段控制，其中三段控制，其中二冷二冷II II段采用双回路段采用双回路给给水，以保正水，以保正喷喷淋均匀，并同淋均匀，并同时满时满足足浇优质浇优质合金合金钢时给钢时给水量小的弱冷和水量小的弱冷和浇浇普普钢钢时给时给水流量大的水流量大的强强冷。冷。1010精选课件精选课件连铸工艺与铸坯质量1、钢洁净度概论1、1钢洁净度概念1、1、1钢的洁净度：钢中氧化物夹杂的种类、数量、尺寸和分布1、1、2钢的纯净度：钢中有害元素S、P、N、H、O（总氧）水平1111精选课件精选课件定义：当钢中非金属夹杂物直接或间接影响产品性能和使用性能时，该钢就不是洁净钢。反之就是洁净钢。1、2连铸坯夹杂物的特点和来源：1212精选课件精选课件1 1、2 2、2 2钢钢中中夹杂夹杂物的物的类类型：型：外来外来夹杂夹杂物：二次氧化物、物：二次氧化物、夹夹渣、耐火材料的浸渣、耐火材料的浸蚀蚀物；物；内生内生夹杂夹杂物：脱氧物：脱氧产产物、凝固再生物、凝固再生夹杂夹杂物物1 1、4 4钢钢中中夹杂夹杂物物评评价价直接分析法：直接分析法：非金属非金属夹杂夹杂物物评级评级法法A A类类：（硫化物：（硫化物夹杂夹杂）具有高的延展性，）具有高的延展性，夹杂夹杂物形物形态态比比较较大，呈黑色，一般端部呈大，呈黑色，一般端部呈圆圆角；角；B B类类：（：（氧化氧化铝铝）大多数不）大多数不变变形，形，带带菱角，形菱角，形态态比比小（小于小（小于3 3），呈黑色粒状，沿），呈黑色粒状，沿轧轧制方向排成一行；制方向排成一行；1313精选课件精选课件 C类：（硅酸盐）延性好，形态比较大（大于3），呈黑色或灰色，一般端角呈锐角；D类：（球状氧化物）不变形，带菱角或圆形，形态比较小（小于3），无规则分布，呈黑色或蓝色；Ds类：（单颗粒球状）夹杂物呈圆形或近似球形，是直径大于13m的单颗粒夹杂物。金相显微镜观察法1414精选课件精选课件间接分析法钢中总氧法钢中的氧以两种形式存在：溶解于钢中的溶解氧和存在于氧化物的氧，钢中的总氧含量是两者之和。钢中的总氧含量越低，说明钢中氧化物夹杂越少，钢就越干净。钢中酸溶铝损失法1515精选课件精选课件定定义义：二次氧化是指：二次氧化是指钢钢水中的合金元素与空气中的水中的合金元素与空气中的氧、炉渣、耐火材料中的氧化物氧、炉渣、耐火材料中的氧化物发发生化学反生化学反应应，生，生成新的氧化物相而成新的氧化物相而污污染染钢钢水。水。2.12.1：钢钢水与空气的二次氧化：水与空气的二次氧化：2.1.12.1.1：注流与空气接触吸氧：注流与空气接触吸氧2.1.22.1.2：注流卷入空气吸氧：注流卷入空气吸氧2.1.32.1.3：钢钢水裸露吸氧水裸露吸氧2.22.2：钢钢水与耐火材料的二次氧化：水与耐火材料的二次氧化：2.2.12.2.1：中：中间间包包衬衬包包衬衬材料中含有材料中含有SiO2SiO2被被钢钢水中的水中的AlAl还还原生成原生成A Al2O3l2O3，使，使钢洁净钢洁净度降低。因此，中度降低。因此，中间衬间衬向碱性材向碱性材质质方向方向发发展。展。1616精选课件精选课件2.2.22.2.2：浸入式水口：浸入式水口钢钢水与熔融石英水口会水与熔融石英水口会发发生反生反应应，生成，生成MnO.Sio2MnO.Sio2，熔点熔点为为12001200左右，水口被侵左右，水口被侵蚀蚀，生成物成，生成物成为为外来外来夹杂夹杂物。因此，物。因此，浇浇注高注高 MnMn 和含和含AlAl的的钢时钢时，必必须须使用使用铝锆铝锆碳碳质质水口。水口。2.2.32.2.3：浇浇注注过过程中下渣、卷渣程中下渣、卷渣2.32.3：铸铸坯中的坯中的夹杂夹杂物：外来物：外来夹杂夹杂物（物（钢钢包下渣包下渣+卷卷渣）渣）41%41%；二次氧化；二次氧化39%39%；脱氧；脱氧产产物物20%20%。2.42.4：从来源上：从来源上说说，钢钢中中夹杂夹杂物可分物可分为为三三类类：2.4.12.4.1：没有上浮的脱氧：没有上浮的脱氧产产物。物。2.4.22.4.2：浇浇注注过过程中生成的二次氧化程中生成的二次氧化产产物。物。2.4.32.4.3：凝固：凝固过过程中形成的程中形成的夹杂夹杂物。物。1717精选课件精选课件措施：、防止二次氧化。保护浇注；碱性包衬；碱性覆盖剂；、防止浇注过程下渣。出钢挡渣；中间包恒重操作、中间包液面高度监测；提高钢包自开率和长水口操作水平。、防止结晶器卷渣。结晶器液面自动控制（波动3mm+3mm）；合适的保护渣。、提高非稳态浇注的操作水平。1818精选课件精选课件3.1：中间包作为精炼反应器时，可以完成以下冶金功能：3.1.1：消除钢水中夹杂物的污染，如杜绝钢水二次氧化、耐火材料的侵蚀和钢包下渣；3.1.2：改善钢水流动形态，延长钢水在中间包内停留时间等，促使钢水中夹杂物的上浮分离；3.1.3：防止中间包内钢水漩涡和表面波的生成，以阻止中间包表面覆盖渣卷入钢水；3.1.4：采用附加的冶金工艺完成中间包精炼功能，如夹杂物形态控制、钢水成分微调、钢水温度的精确控制等。1919精选课件精选课件3.2：中间包控制流动3.2.1：挡渣墙 作用是封闭钢包注流冲击区的紊流，防止表面卷渣，延长钢水平均停留时间，利于夹杂物上浮。3.2.2：挡渣坝 作用是减少死区，延长钢水平均停留时间，增加夹杂物分离的几率。2020精选课件精选课件4.1：结晶器钢水流动与铸坯表面缺陷4.1.1：钢水从中间包浸入式水口流出进入结晶器，钢水迅速凝固成规定形状的坯壳，且边传热、边凝固、边运动，形成了一个很长的液相穴。从弯月面开始，在结晶器区域内对钢水的流动要求是：、不应把结晶器保护渣卷入钢水内部；、钢水的流动应有利于液相穴夹杂物上浮；、钢水运动不应对凝固壳产生冲刷作用。2121精选课件精选课件4.1.2：与结晶器内钢水流动模式有关的铸坯缺陷有：、从浸入式水口流出的流股冲向窄面区域，使窄面坯壳变薄，这样会产生角部纵裂纹，严重时甚至漏钢；、沿窄面向上流股动量太强，或流股中含有气泡降低了密度，流股向上提升，引起了弯月面区液面波动太大，液渣渗入到坯壳与铜板的气隙困难，导致弯月面的不均匀热流，从而产生纵裂纹。2222精选课件精选课件、结晶器钢水流动模式的改变引起过大的液面波动，破坏了弯月面的稳定凝固，在铸坯表面形成深振痕和局部卷渣等表面缺陷；、结晶器弯月面区表面流速太弱或钢水温度太低，造成局部冷凝形成深振痕和弯月面区初生坯壳呈“镰刀弯”形状，会捕捉渣滴、夹杂物和气泡进入凝固坯壳。因此，铸坯表面缺陷的形成在很大程度上是与结晶器液面波动密切相关的。而液面波动程度取决于结晶器内钢水流动模式。从生产洁净钢观点来看，带有夹杂物和气泡的钢水从中间包流入到结晶器，在2323精选课件精选课件结晶器内应创造良好的流动模式，既要促进钢水中夹杂物上浮被保护渣吸收，又要保护渣不卷入到凝固坯壳内。2424精选课件精选课件连铸连铸坯缺陷有哪几种坯缺陷有哪几种类类型？型？连铸坯缺陷可分为以下三类：表面缺陷：包括表面纵裂纹、表面横裂纹、皮下夹渣、皮下气孔、表面凹陷等；内部缺陷：包括中间裂纹、边部裂纹、角部裂纹、夹杂、中心裂纹和偏析等；形状缺陷：方坯菱变（脱方）和鼓肚。2525精选课件精选课件提高连铸坯表面质量的措施 连铸连铸坯表面坯表面质质量主要受量主要受结结晶器内晶器内钢钢水凝固水凝固过过程控制。程控制。综综上所述，提高上所述，提高连铸连铸坯表面坯表面质质量的主要措施可以概括量的主要措施可以概括为为以下以下几个方面：几个方面：1).1).结结晶器液面的晶器液面的稳稳定性。定性。钢钢液面波液面波动动会引起坯壳生会引起坯壳生长长的不均匀，渣子也会被卷入坯壳形成皮下的不均匀，渣子也会被卷入坯壳形成皮下夹夹渣。渣。钢钢液面波液面波动动在在5mm5mm以内，可消除皮下以内，可消除皮下夹夹渣。因此渣。因此选择选择灵敏可靠的灵敏可靠的液面控制系液面控制系统统，保，保证证液面波液面波动动在允在允许许的范的范围围内是非常重要内是非常重要的。的。2).2).结结晶器振晶器振动动。铸铸坯表面薄弱点是弯月面坯壳形成坯表面薄弱点是弯月面坯壳形成“振振动动痕迹痕迹”。易在波谷。易在波谷处处形成横裂形成横裂纹纹、气泡。采用高、气泡。采用高频频小小振幅的振幅的结结晶器振晶器振动动机构，可以减少振痕深度。机构，可以减少振痕深度。2626精选课件精选课件 3).3).初生坯壳的均匀性。初生坯壳的均匀性。结结晶器弯月面初生坯壳不均晶器弯月面初生坯壳不均匀会造成匀会造成纵纵裂和凹陷，裂和凹陷，导导致拉漏。坯壳生成的均匀性决致拉漏。坯壳生成的均匀性决定于定于钢钢成分、成分、结结晶器冷却、晶器冷却、钢钢液面液面稳稳定性和保定性和保护护渣渣润润滑滑性能。性能。4).4).结结晶器晶器钢钢液流液流动动。结结晶器由注流引起的晶器由注流引起的强强制流制流动动、浸入式水口的插入深度小于浸入式水口的插入深度小于50mm50mm或大于或大于170mm170mm（炼钢炼钢厂厂规规定是定是80-120mm80-120mm）都易）都易导导致卷渣而形成皮下致卷渣而形成皮下夹夹渣。渣。5).5).保保护护渣性能。渣性能。应应有良好的吸收有良好的吸收夹杂夹杂物能力和渣膜物能力和渣膜润润滑能力。滑能力。提高连铸坯表面质量的措施2727精选课件精选课件 铸铸坯内部缺陷的坯内部缺陷的产产生，涉及到生，涉及到铸铸坯凝固坯凝固传热传热、传质传质和和应应力的作用，生成机理是极其复力的作用，生成机理是极其复杂杂的，主要决定于的，主要决定于铸铸坯在二冷区的凝固冷却坯在二冷区的凝固冷却过过程和程和铸铸坯的支撑系坯的支撑系统统的精度。的精度。合理的二冷水流分布、支承合理的二冷水流分布、支承辊辊的的严严格格对对中、防止中、防止铸铸坯鼓坯鼓肚肚变变形等，是提高内部形等，是提高内部质质量的关量的关键键。但但总总的来的来说说，铸铸坯内部缺陷是受二次冷却区坯内部缺陷是受二次冷却区铸铸坯凝坯凝固固过过程控制的，在很大程度上和程控制的，在很大程度上和铸铸坯的二次冷却以及自坯的二次冷却以及自二冷区至拉二冷区至拉矫矫机的机的设备设备状况有关。状况有关。其主要缺陷有：内部裂其主要缺陷有：内部裂纹纹、中心偏析和中心疏松，、中心偏析和中心疏松，以及以及铸铸坯内部的宏坯内部的宏观观非金属非金属夹杂夹杂物等。物等。提高提高铸铸坯内部坯内部质质量的主要措施可以概括量的主要措施可以概括为为以下四个以下四个方面：方面：提高连铸坯内部质量的措施2828精选课件精选课件 1).1).控制控制铸铸坯坯结结构。首要的是构。首要的是扩扩大大铸铸坯中心等坯中心等轴轴晶区，抑晶区，抑制柱状晶生制柱状晶生长长，可减，可减轻轻中心偏析和中心疏松。中心偏析和中心疏松。为为此采用此采用钢钢水低水低过热过热度度浇浇注、注、电电磁磁搅搅拌技拌技术术等。等。2).2).合理的二次冷却制度。使二次冷却区合理的二次冷却制度。使二次冷却区铸铸坯表面温度分坯表面温度分布均匀，布均匀，为为此采用此采用计计算机控制二次冷却水量分布、气算机控制二次冷却水量分布、气-水水喷喷雾雾冷却等。冷却等。3).3).控制二次冷却区控制二次冷却区铸铸坯受力与坯受力与变变形。二次冷却区凝固壳形。二次冷却区凝固壳的受力与的受力与变变形是形是产产生生产产生裂生裂纹纹的根源。的根源。为为此采用多点弯曲此采用多点弯曲矫矫直、精确直、精确对对弧、弧、辊缝对辊缝对中、中、压缩浇压缩浇注技注技术术等控制。等控制。4).4).控制液相穴控制液相穴钢钢水流水流动动，以促，以促进夹杂进夹杂物上浮和改善其分物上浮和改善其分布。如二冷区采用布。如二冷区采用电电磁磁搅搅拌、改拌、改进进浸入式水口的浸入式水口的设计设计等。等。提高连铸坯内部质量的措施2929精选课件精选课件谢谢3030精选课件精选课件此课件下载可自行编辑修改，此课件供参考！此课件下载可自行编辑修改，此课件供参考！部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！感谢你的观看！部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！感谢你的观看！