连铸工艺范文（精选8篇）
连铸工艺 第1篇
冷轧电工钢在国内和国际上主要是采用常规厚板坯工艺生产,如国内最早生产冷轧电工钢的武钢公司和在国际冷轧电工钢方面享有盛名的新日铁公司。随着冶金技术的进步,近年来由于成本和工艺优势,薄板坯连铸连轧工艺获得了飞速发展。到目前为止,薄板坯连铸连轧工艺几乎可以生产常规厚板坯工艺的所有品种。比如,德国的蒂森公司和意大利的 Terni 公司已经利用薄板坯连铸连轧技术商业生产电工钢和不锈钢等高难品种[1], 美国Armco 公司的中等厚度铸坯的连铸连轧工艺生产少量电工钢[2]。本工作主要就三种工艺流程(常规厚板坯连铸连轧工艺、中等厚度薄板坯连铸连轧工艺、薄板坯连铸连轧工艺)生产电工钢(包括低碳低硅电工钢、无取向硅钢和取向硅钢)的工艺技术特点、板坯铸态组织、析出物的分布和大小、板坯表面质量、成材率以及生产操作等方面及其对电工钢铸坯产量和质量的影响进行综合分析和技术比较。
1 三种工艺的冷却制度对氧化物和硫化物析出的影响
对于薄板坯连铸工艺和中等厚度铸坯连铸工艺,冷却强度大,冷却速率快。在快速凝固过程中析出的氧化物多且细小。后滕裕规等[3]的实验研究表明,当快速凝固时的冷却速率为 100K/s 时,氧化物以 0.35～0.75μm的粒径为主。北京科技大学的周德光等[4]和柳得鲁等对珠江钢厂的紧凑式热轧带钢生产(Compact Strip Production,CSP)工艺中的 Q235 钢的氧化物和硫化物析出行为的研究表明,铸坯中的氧化物主要为氧化铝和铝酸盐,尺寸在10μm以内,大部分在 2～5μm,硫化物为 30～200nm 的细小析出物[5]。
对于取向硅钢,析出的MnS和AlN等析出物应细小和均匀。对于无取向硅钢,在铸坯中尽量避免存在这样细小的夹杂物,必须采取相应的措施使这些夹杂物粗化。据日本西本昭彦的专利介绍[6],铸坯采用直接热轧法,铸坯冷到1000℃以上(铸坯内部温度为1100～1150℃),先经大于10%的压下率粗轧到30～40mm的薄板坯,并在表面温度大于950℃时保持30s后再进行精轧,目的就是使铸坯中的夹杂物粗化。
对于厚铸坯连铸工艺,冷却强度小,冷却速率慢,厚铸坯的凝固冷却速率约为10K/s。在慢速凝固过程中析出的氧化物数量少但粗大。黄宗泽等[7]对宝钢二炼钢的低碳铝镇静钢中的夹杂物的研究表明,尺寸1～10μm2 的夹杂物约占60%,10～20μm2 的夹杂物约占20%,20～50μm2 的夹杂物约占20%(表1)。对于厚铸坯连铸机,铸坯中夹杂物粗大,与薄板坯连铸工艺相比,对无取向硅钢的生产有利。但是对于取向硅钢,厚板坯中的夹杂物尺寸过大。为了使铸坯中的MnS和AlN溶解,需要采取高温加热工艺。
2 三种工艺连铸坯的铸态和轧态组织及其对电工钢铸坯质量的影响
由于薄板坯和中等厚度板坯连铸连轧与传统厚板坯工艺在铸坯的冷却制度存在显著不同,连铸板坯的原始铸态组织与厚板坯工艺相比具有较大的差别[8,9]。由于薄板坯连铸过程中冷却强度大以及带液芯压下,减少了粗大的一次枝晶并使二次枝晶破碎,从而得到形状较规则、晶粒尺寸较细小的铸态组织。文献报道[4],其一次枝晶宽度为0.25～1.83mm,二次枝晶宽度为 52～180μm[4],靠近铸坯表面层和中心层的差别很小[8]。
对于厚板坯连铸工艺,由于冷却强度小,连铸板坯的原始铸态组织粗大,柱状晶发达,一次柱状晶可达几百微米至几毫米,二次枝晶为200～500μm[10]。同时,在柱状晶之间存在着显微偏析,中心等轴晶区偏析也较严重(表2)。因此,在厚板坯连铸工艺中,铸态组织粗大和不均匀。厚板坯连铸带材的力学性能不如薄板坯连铸连轧带材的性能均匀稳定[11]。
图1(a)为传统厚板坯工艺和薄板坯工艺生产的3%(质量分数,下同)Si取向硅钢的铸态组织[12]。由图1可以看出,传统厚板坯工艺生产铸坯的铸态组织的柱状晶发达,等轴晶比例较小(约30%);薄板坯连铸连轧工艺生产铸坯的铸态组织看不出明显的柱状晶,等轴晶比例较大(约80%)。图2(a)为传统厚板坯工艺生产的1.45%Si无取向硅钢的铸态组织(过热度20～30℃),图2(b)为薄板坯连铸连轧工艺生产的1.40%Si的无取向硅钢的铸态组织[12]。由图2可以看出,传统厚板坯工艺生产的无取向硅钢铸坯的等轴晶比例小,薄板坯连铸连轧工艺生产的无取向硅钢铸坯的等轴晶比例大。
图3为薄板坯和传统厚板坯铸坯中碳和硫的偏析对比[12]。由图3可以看出,薄板坯比传统厚板坯铸坯的成分偏析小。由于上述这些变化,薄板坯连铸连轧带材的力学性能较传统工艺带材的性能均匀稳定[11],屈服强度和伸长率有较大幅度的提高(对于Q235屈服强度提高约1倍)[8]。图4为薄板坯连铸连轧产品与传统热轧产品各20个普碳钢带卷力学性能的比较[12]。图4说明,薄板坯连铸连轧带材的力学性能较传统工艺带材的力学性能均匀。图5为传统工艺和薄板坯工艺生产的 1.2%Si 的无取向硅钢的热轧态组织[12]。从图5可以看出,对于传统工艺,热轧板中心存在少量的带状组织;对于薄板坯工艺,热轧板组织均匀。
从以上分析可以看出,由于薄板坯连铸工艺,铸态组织晶粒尺寸细小,一次枝晶宽度为 0.25～1.83mm,二次枝晶宽度为 52～180μm[4],靠近铸坯表面层和中心层的差别很小[8],偏析也少,热轧板组织均匀。对于厚板坯连铸工艺,铸态组织粗大,热轧板组织不均匀,导致厚板坯连铸带材的力学性能不如薄板坯连铸连轧带材的性能均匀稳定。
3 三种工艺的铸坯表面质量
对于薄板坯工艺,由于采用漏斗型结晶器和强制冷却制度以及高拉速生产铸坯,铸坯表面容易造成卷渣和夹渣等形成表面缺陷。铸坯温度较高,形成的二次铁皮比传统板坯工艺要稍厚,氧化铁皮压入可造成表面缺陷。总的来说,薄板坯铸坯表面质量不如厚板坯好。但是,经过对薄板坯工艺的不断完善与发展,表面质量不断提高,可达O3板的要求(标准表面质量,较小暴露件)。由于表面质量的提高,薄板坯工艺生产的热轧板可替代部分冷轧板。德国的蒂森公司已经采用薄板坯商业生产硅钢,2002年生产了30万吨无取向硅钢[12]。意大利的Terni公司也已经采用薄板坯商业生产无取向和取向硅钢,在2002年的产量中,硅钢的产量占12%,无取向和取向硅钢各占一半[12]。
对于中等厚度规格的薄板坯,由于铸坯厚度增加以及采用直型铜板结晶器,保护渣的卷入及纵裂缺陷减少,表面质量提高。其次,中等厚度的铸坯在凝固过程中避免了强制变形,有利于减少内部和表面裂纹。由于上述特点,中等规格的薄板坯的表面质量几乎可以满足各种钢的要求。但到目前为止,只有美国的Armco公司(世界上第一家生产取向硅钢的企业) 1996年生产了0.1%的硅钢(其余为55.6%的低碳钢和35.1%的不锈钢等)[13]。
对于厚板坯工艺,由于采用直型结晶器和缓慢冷却制度以及低拉速生产硅钢,铸坯表面质量好。同时,铸坯通过在线或离线的表面清理,可以生产各种优质产品,如硅钢、汽车板、不锈钢等。
基于对上述三种工艺的分析,薄板坯连铸机已经能生产电工钢,其表面质量能满足电工钢的质量要求。除了半工艺电工钢外,取向电工钢和无取向电工钢都有涂层工艺,薄板坯的表面质量对成品的表面质量影响不明显。此外,由于薄板坯连铸连轧工艺生产的产品板形好,比常规厚板坯工艺生产的产品更能满足用户对产品表面平整度的要求。
4 结论
(1)由于薄板坯连铸工艺冷却强度大、冷却速率快,铸态组织晶粒尺寸细小,一次枝晶宽度为 0.25～1.83mm,二次枝晶宽度为 52～180μm,靠近铸坯表面层和中心层的差别很小,偏析少。对于薄板坯连铸工艺,由于铸坯温度较高,形成的二次铁皮比传统板坯工艺要稍厚,氧化铁皮压入可造成表面缺陷,总的来说,薄板坯铸坯表面质量不如厚板坯好。
连铸水处理工艺浅析 第2篇
连铸水处理工艺浅析
由于连铸机冷却元件对水质要求的不同,水处理系统分别选用直接冷却水系统和间接冷却水系统,结合工程的应用情况对沉淀池种类优缺点进行分析,并就连铸直接冷却水系统油的去除从工艺设计方面进行分析.
作 者：阳卫国 YANG Wei-guo 作者单位：湖南衡阳钢管集团有限公司,湖南,衡阳,421001刊 名：工业安全与环保 PKU英文刊名：INDUSTRIAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION年，卷(期)：32(6)分类号：X7关键词：连铸 水处理 工艺
方坯连铸机导向系统框架加工工艺 第3篇
关键词：方坯连铸机,框架,工艺,测量
引言
常州宝菱重工机械有限公司 (以下简称“宝菱重工”) 承接的出口德国的方坯连铸机导向系统, 主要由框架、辊子支架、导向辊、冷却系统等组成, 连铸方坯规格为270 mm×345 mm。
1方坯连铸机导向系统框架的加工工艺分析
在方坯连铸机导向系统中, 框架是非常关键的零件, 支架及连铸辊均安装在框架上。框架上安装支架及辊子的定位面加工准确, 才能保证所形成的连铸导向系统的弯曲半径和矫直半径的准确性, 确保装配时框架的对弧精度。因此, 框架的加工精度直接决定了连铸设备的精度和方坯的质量。方坯连铸机导向系统框架的加工, 必须严格保证框架所给定的加工精度和要求。
导向系统的框架四周安装的导向辊组成一个铸坯导向系统, 经过结晶器结晶成型的方坯在若干个框架构成的铸坯导向系统中经过弯曲、矫直、冷却, 形成所需规格的方坯。连铸机导向系统框架的立体装配关系示意图见图1。
图2为连铸机导向系统框架结构的示意图。
框架的外形尺寸为3 285 mm×1 885 mm×1 560 mm;主要组成:在2个50 mm厚的主钢板件1和件2上各焊接两条弯曲成R10 650及R10 030圆弧的钢板件3, 4, 5, 6, 其上由角钢组成的通道用作水道, 中间的连接由6条筋板及3个贯穿的通轴组成, 底部件8为接水板, 连接冷却水道。以基准X, Y确定框架的基点, 在弧型钢板件3, 4, 5, 6上分别有6.2°, 9°, 11.8°, 14.6°, 17.4°, 20.2°铣尺寸为650±0.2 mm的平面并钻镗Φ40H8, Φ25H7 (Φ17) 的孔, 在件1和件2的两侧面分别加工尺寸77±0.2 mm, 并在其上钻镗Φ40H8, Φ25H7 (Φ17) 的孔, 用于固定机架及安装水路。轴头Φ150-0.1-0.2 mm用于固定框架。
从框架的结构特点及使用要求方面看, 框架的中间连接部位刚性差, 在机械加工中容易产生变形, 影响加工的尺寸精度, Φ40H8、Φ25H7 (Φ17) 各孔位置的保证及测量是重点及难点, 尺寸65±0.2 mm平面的加工及测量, 及6.2°, 9°, 11.8°, 14.6°, 17.4°, 20.2°的保证均为框架加工的难题。
2方坯连铸机导向系统框架的加工工艺及测量方法
2. 1消除框架刚性差加工措施
工件在装夹定位时必须消除由于框架自身的中心不均及定位垫头高低不一致引起的工件变形, 使工件在自由的状态下加工基准面及各平面、孔。只有这样, 才能保证加工后的框架不产生扭曲变形。同时在件1和件 2的外侧面焊接定位工艺块, 在自由状态下加工工艺块平面, 用于框架的侧定位。
2.2 Φ40H8、Φ25H7 (Φ17) 的加工
从图2中可以看出, 对于件1和件2两侧的平面及孔Φ40H8、Φ25H7 (Φ17) , 可以通过X, Y基准确定准确的坐标点进行加工, 且加工后可以进行直接的测量, 但对于件3, 4, 5, 6两侧平面及孔Φ40H8, Φ25H7 (Φ17) 的加工则无法进行直接测量。为此, 在件2板的外侧相对应于1c～12c的位置焊接工艺块, 并在1c～12c的对应位置的工艺块上钻、铰Φ20H7的销孔做为定位孔, 并配装销轴, 以此通过找正1c～7c, 2c～8c, 3c～9c, 4c～10c, 5c～11c, 6c～12c的销孔直线, 精确地确定了6.2°, 9°, 11.8°, 14.6°, 17.4°, 20.2°的不同角度, 通过测量销孔至尺寸65±0.2 mm加工面的距离的直接测量, 精确保证各个角度上50±0.2 mm的位置及尺寸公差。同样, 通过工艺销孔为基准, 可以精确地加工和测量Φ40H8, Φ25H7 (Φ17) , 并严格保证其尺寸公差及位置度。
在加工过程中, 件8与框架整体焊接后将影响角度14.6°上尺寸650±0.2 mm外侧平面及孔的加工, 为此, 将件8暂不焊接, 待该处的平面及孔加工完毕后焊接。必须注意焊前应对焊缝部位进行局部的预热, 然后再进行焊接, 焊接完毕后对焊缝部位用石棉保温, 以消除焊接内应力, 并按照要求对焊缝进行探伤。
另外 对于7b部位的Φ25H7 (Φ17) 水孔, 由于件15轴的阻挡, 无法从外侧直接进行加工, 为此, 我们对水孔的结构进行了修改, 用角直头从内侧加工, 将Φ25H7 (Φ17) 台阶孔加工成Φ25H7的通孔, 然后在内侧镶套并焊接, 保证Φ25H7的深度为26.5 mm即可。
3结束语
炼钢连铸工艺流程介绍 第4篇
将高温钢水浇注到一个个的钢锭模内，而是将高温钢水连续不断地浇到一个或几个用强制水冷带有“活底”(叫引锭头)的铜模内(叫结晶器)，钢水很快与“活底”凝结在一起，待钢水凝固成一定厚度的坯壳后，就从铜模的下端拉出“活底”，这样已凝固成一定厚度的铸坯就会连续地从水冷结晶器内被拉出来，在二次冷却区继续喷水冷却。带有液芯的铸坯，一边走一边凝固，直到完全凝固。待铸坯完全凝固后，用氧气切割机或剪切机把铸坯切成一定尺寸的钢坯。这种把高温钢水直接浇注成钢坯的新工艺，就叫连续铸钢。
【导读】：转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。本专题将详细介绍转炉（以及电炉）炼钢生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。
连铸的目的: 将钢水铸造成钢坯。
将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。连铸钢水的准备
一、连铸钢水的温度要求：
钢水温度过高的危害：①出结晶器坯壳薄，容易漏钢；②耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，降低浇铸安全性；③增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；④铸坯柱状晶发达；⑤中心偏析加重，易产生中心线裂 纹。
钢水温度过低的危害：①容易发生水口堵塞，浇铸中断；②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷； ③非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。
二、钢水在钢包中的温度控制：
根据冶炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄的范围内变化；其次，要最大限度地减少从出钢、钢包中、钢包运送途中及进入中间包的整个过程中的温降。
实际生产中需采取在钢包内调整钢水温度的措施：
1）钢包吹氩调温 2）加废钢调温
3）在钢包中加热钢水技术 4）钢水包的保温
中间包钢水温度的控制
一、浇铸温度的确定
浇铸温度是指中间包内的钢水温度，通常一炉钢水需在中间包内测温3次，即开浇后5min、浇铸中期和浇铸结束前5min,而这3次温度的平均值被视为平均浇铸温度。
浇铸温度的确定可由下式表示（也称目标浇铸温度）：
T=TL+△T。
二、液相线温度：
即开始凝固的温度，就是确定浇铸温度的基础。推荐一个计算公式：
T=1536-{78[%C]+7.6[%Si]+4.9[%Mn]+34[%P]+30[%S]+5.0[%Cu]+3.1[%Ni]+1.3[%Cr]+3.6[%Al]+2.0[%Mo] +2.0[%V]+18[%Ti]}
三、钢水过热度的确定
钢水过热度主要是根据铸坯的质量要求和浇铸性能来确定。
钢种类别 过热度
非合金结构钢 10-20℃
铝镇静深冲钢 15-25℃
高碳、低合金钢 5-15℃
四、出钢温度的确定
钢水从出钢到进入中间包经历5个温降过程：
△T总=△T1+△T2+△T3+△T4+△T5
△T1出钢过程的温降；
△T2出完钢钢水在运输和静置期间的温降(1.0～1.5℃/min)；
△T3钢包精炼过程的温降（6～10℃/min）；
△T4精炼后钢水在静置和运往连铸平台的温降(5～1.2℃/min）；
△T5钢水从钢包注入中间包的温降。
T出钢 = T浇+△T总
控制好出钢温度是保证目标浇铸温度的首要前提。具体的出钢温度要根据每个钢厂在自身温降规律调查的基础上，根据每个钢种所要经过的工艺路线来确定。
拉速的确定和控制
一、拉速控制作用: 拉速定义:拉坯速度是以每分钟从结晶器拉出的铸坯长度来表示。拉坯速度应和钢液的浇注速度相一致。拉速控制合理,不但可以保证连铸生产的顺利进行,而且可以提高连铸生产能力,改善铸坯的质量.现代连铸 追求高拉速。
二、拉速确定原则: 确保铸坯出结晶器时的能承受钢水的静压力而不破裂，对于参数一定的结晶器，拉速高时，坯壳薄；反之拉速低时则形成的坯壳厚。一般，拉速应确保出结晶器的坯壳厚度为12-14mm。
影响因素：钢种、钢水过热度、铸坯厚度等。
1）机身长度的限制
根据凝固的平方根定律，铸坯完全凝固时达到的厚度：
又机身长度：
得到拉速：
2）拉坯力的限制
拉速提高，铸坯中的未凝固长度变长，各相应位置上凝固壳厚度变薄，铸坯表面温度升高，铸坯在辊间的鼓肚量增多。拉坯时负荷增加。超过拉拔转矩就不能拉坯，所以限制了拉速的提高。
3）结晶器导热能力的限制
根据结晶器散热量计算出，最高浇注速度：
板坯为2.5米/分
方坯为3-4米/分
4）拉坯速度对铸坯质量的影响
（1）降低拉速可以阻止或减少铸坯内部裂纹和中心偏析
（2）提高拉速可以防止铸坯表面产生纵裂和横裂
（3）为防止矫直裂纹，拉速应使铸坯通过矫直点时表面温度避开钢的热脆区。
5）钢水过热度的影响
一般连铸规定允许最大的钢水过热度，在允许过热度下拉速随着过热度的降低而提高，如图1所示。
6）钢种影响：就含碳量而言，拉坯速度按低碳钢、中碳钢、高碳钢的顺序由高到低。就钢中合金含量而言，拉速按普碳钢、优质碳素钢、合金钢顺序降低。
第四节 铸坯冷却的控制
钢水在结晶器内的冷却即一冷确定，其冷却效果可以由通过结晶器壁传出的热流的大小来度量 1）一冷作用：一冷就是结晶器通水冷却。其作用是确保铸坯在结晶器内形成一定的初生坯壳。
2）一冷确定原则：一冷通水是根据经验，确定以在一定工艺条件下钢水在结晶器内能够形成足够的坯壳厚度和确保结晶器安全运行的前提。通常结晶器周边供水2L/mm·min。进出水温差不超过8℃，出水温度控制在45-500℃为宜，水压控制在0.4-0.6Mpa。
3）二冷作用:二次冷却是指出结晶器的铸坯在连铸机二冷段进行的冷却过程.其目的是对带有液芯的铸坯实施喷水冷却,使其完全凝固,以达到在拉坯过程中均匀冷却.4）二冷强度确定原则:二冷通常结合铸坯传热与铸坯冶金质量两个方面来考虑.铸坯刚离开结晶器,要采用大量水冷却以迅速增加坯壳厚度,随着铸坯在二冷区移动,坯壳厚度增加,喷水量逐渐降低.因此,二冷区可分若干冷却段,每个冷却段单独进行水量控制.同时考虑钢种对裂纹敏感性而有针对性的调整二冷喷水量.5）二冷水量与水压:对普碳钢低合金钢，冷却强度为：1.0-1.2L/Kg钢。对低碳钢、高碳钢,冷却强度为： 0.6-0.8L/Kg钢。对热裂纹敏感性强的钢种，冷却强度为:0.4-0.6L/Kg钢，水压为0.1-0.5MPa
二、连铸坯表面质量及控制
（一）连铸过程质量控制
1）提高钢纯净度的措施（1）无渣出钢
（2）选择合适的精炼处理方式
（3）采用无氧化浇注技术
（4）充分发挥中间罐冶金净化器的作用
（5）选用优质耐火材料
（6）充分发挥结晶器的作用
（7）采用电磁搅拌技术，控制注流运动
（二）连铸坯表面质量及控制
连铸坯表面质量的好坏决定了铸坯在热加工之前是否需要精整，也是影响金属收得率和成本的重要因素，还是铸坯热送和直接轧制的前提条件。
连铸坯表面缺陷形成的原因较为复杂，但总体来讲，主要是受结晶器内钢液凝固所控制，如图14所示。
图14 连铸坯表面缺陷示意图
（三）连铸坯内部质量及控制
铸坯的内部质量是指铸坯是否具有正确的凝固结构、偏析程度、内部裂纹、夹杂物含量及分布状况等。
凝固结构是铸坯的低倍组织，即钢液凝固过程中形成等轴晶和柱状晶的比例。铸坯的内部质量与二冷区的冷却及支撑系统密切相关，如图15，图16所示。
图15 铸坯内部缺陷示意图
图16 “V”形偏析
1）减少铸坯内部裂纹的措施
（1）采用压缩浇铸技术，或者应用多点矫直技术
（2）二冷区采用合适夹辊辊距，支撑辊准确对弧
（3）二冷水分配适当，保持铸坯表面温度均匀
（4）合适拉辊压下量，最好采用液压控制机构
2）夹杂物的控制
从炼钢 精炼 连铸生产洁净钢，主要控制对策是：
（1）控制炼钢炉下渣量
● 挡渣法（偏心炉底出钢、气动法、挡渣球）● 扒渣法：目标是钢包渣层厚＜50mm，下渣2Kg/t（2）钢包渣氧化性控制
● 出钢渣中高（FeO+MnO）是渣子氧势量度。（FeO+MnO）↑板胚T[O]↑（3）钢包精炼渣成分控制
不管采用何种精炼方法（如RH、LF、VD），合理搅拌强度和合理精炼渣组成是获得洁净钢水的基础。
合适的钢包渣成分：CaO/ Al2O3＝1.5～1.8，CaO/ SiO2=8～13，（FeO+MnO）＜5％。高碱度、低熔点、低氧化铁、富CaO钙铝酸盐的精炼渣，能有效吸收大颗粒夹杂物，降低总氧。
（4）保护浇注
● 钢水保护是防止钢水再污染生产洁净钢重要操作
● 保护浇注好坏判断指标：－△[N]＝[N]钢包－[N]中包；－△[Al]s＝[Al]钢包－[Al]中包
● 保护方法：①中包密封充Ar；②钢包 中间包长水口，△[N]＝1.5PPm甚至为零；③中间包 结 晶器浸入式水口(5)中间包控流装置
● 中间包不是简单的过渡容器，而是一个冶金反应容器，作为钢水进入结晶器之前进一步净化钢水 ● 中间包促进夹杂物上浮其方法：
a.增加钢水在中间包平均停留时间t：t＝w/（a×b×ρ×v）。中间包向大容量深熔池方向发展。
b.改变钢水在中间包流动路径和方向，促进夹杂物上浮。
（6）中间包复盖剂
中间包是钢水去除夹杂物理想场所。钢水面上复盖剂要有效吸收夹杂物。● 碳化稻壳；
● 中性渣：（CaO/SiO2=0.9～1.0）● 碱性渣：（CaO+MgO/SiO2≥3）● 双层渣
渣中（SiO2）增加，钢水中T[O]增加。生产洁净钢应用碱性复盖剂。
（7）碱性包衬
钢水与中间包长期接触，钢水与包衬的热力学性能必须是稳定的，这是生产洁净钢的一个重要条件。包衬材质中SiO2增加，铸坯中总氧T[O]是增加，因此生产洁净钢应用碱性包衬。
对低碳Al-K钢，中间包衬用Mg-Ca质涂料（Al2O3→0），包衬反应层中Al2O3可达21％，说明能有效 吸附夹杂物。（8）钢种微细夹杂物去除
● 大颗粒夹杂（>50μm）去除，采用中间包控流技术 ● 小颗粒夹杂（<50μm）去除：
－中间包钙质过滤器
－中间包电磁旋转
（9）防止浇注过程下渣和卷渣
● 加入示踪剂追踪铸坯中夹杂物来源 ● 结晶器渣中示踪剂变化
● 铸坯中夹杂物来源，初步估算外来夹杂物占41.6%二次氧化占 39%，脱氧产物为20%
（10）防止Ar气泡吸附夹杂物
对Al－K钢，采用浸入式水口吹Ar防止水口堵塞，但吹Ar会造成：
● 水口堵塞物破碎进入铸胚，大颗粒Al2O3轧制延伸会形成表面成条状缺陷
● ＜1mmAr气泡上浮困难，它是Al2O3和渣粒的聚合地，当气泡尺寸>200μm易在冷轧板表面形成条状缺陷。为解决水口堵塞问题，可采用：
－钙处理改善钢水可浇性
－钙质水口
－无C质水口
目前还是广泛采用吹Ar来防止堵塞。生产洁净钢总的原则是：钢水进入结晶器之前尽可能排除Al2O3。
（11）结晶器钢水流动控制
三、连铸坯形状缺陷及控制
（一）鼓肚变形
带液心的铸坯在运行过程中，于两支撑辊之间，高温坯壳中钢液静压力作用下，发生鼓胀成凸面的现象，称之为鼓肚变形。板坯宽面中心凸起的厚度与边缘厚度之差叫鼓肚量，用以衡量铸坯彭肚变形程度。
减少鼓肚应采取措施 ：
（1）降低连铸机的高度
（2）二冷区采用小辊距密排列；铸机从上到下辊距应由密到疏布置
（3）支撑辊要严格对中
（4）加大二冷区冷却强度
（5）防止支撑辊的变形，板坯的支撑辊最好选用多节辊
图17 铸坯鼓肚示意图
（二）菱形变形
菱形变形也叫脱方。是大、小方坯的缺陷。是指铸坯的一对角小于90°，另一对角大于90°；两对角线长 度之差称为脱方量。
应对菱变的措施 ：
（1）选用合适锥度的结晶器
（2）结晶器最好用软水冷却
（3）保持结晶器内腔正方形，以使凝固坯壳为规正正的形状
（4）结晶器以下的600mm距离要严格对弧；并确保二冷区的均匀冷却
（5）控制好钢液成分
（三）圆铸坯变形
圆坯变形成椭圆形或不规则多边形。圆坯直径越大，变成随圆的倾向越严重。形成椭圆变形的原因有：
（1）圆形结晶器内腔变形
（2）二冷区冷却不均匀
（3）连铸机下部对弧不准
（4）拉矫辊的夹紧力调整不当，过分压下
可采取相应措施：
（1）及时更换变形的结晶器
（2）连铸机要严格对弧
（3）二冷区均匀冷却
（4）可适当降低拉速
（四）夹杂物的控制
提高钢纯净度的措施：
（1）无渣出钢
（2）选择合适的精炼处理方式
（3）采用无氧化浇注技术
（4）充分发挥中间罐冶金净化器的作用
（5）选用优质耐火材料
（6）充分发挥结晶器的作用
（7）采用电磁搅拌技术，控制注流运动
（五）间包冶金
当前对钢产品质量的要求变得更加严格。中间包不仅仅只是生产中的一个容器，而且在纯净钢的生产中发 挥着重要作用。
70年代认识到改变中间包形状和加大中间包容积可以达到延长钢液的停留时间，提高夹杂物去除率的目的；安装挡渣墙，控制钢液的流动，实现夹杂物有效碰撞、长大和上浮。80年代发明了多孔导流挡墙和中间 包过滤器。
在防止钢水被污染的技术开发中，最近已有实质性的进展。借助先进的中间包设计和操作如中间包加热，热周转操作，惰性气氛喷吹，预熔型中间包渣，活性钙内壁，中间包喂丝，以及中间包夹杂物行为的数学模拟等，中间包在纯净钢生产中的作用体现得越来越重要。
在现代连铸的应用和发展过程中，中间包的作用显得越来越重要，其内涵在被不断扩大，从而形成一个独 特的领域——中间包冶金。
中间包冶金的最新技术：
（1）H型中间包
（2）离心流中间包
（3）中间包吹氩
（4）去夹杂的陶瓷过滤器
连铸工艺 第5篇
在目前的冶金企业中,连铸工艺已经被大量地使用。但现在这种传统的连铸工艺已经不能适用于现在的冶金工业中。而新的冶金连铸工艺生产线也渐渐进入大众的视线。像这种新型的生产线、工艺技术经过不断地改进和完善已经逐渐趋于成熟。类似马钢CSP生产线和后续冷轧线已经在2003年和2004投入生产。使用这种新的生产线,能更好地完善生产的过程,加强质量方面的保证,特别是连铸工艺对其的影响就很大。但是不可否认的是,冷轧镀锌板的表层还是存在诸如中心偏析、表面有裂纹等现象。所以还是要不断地进行调整,减少表面缺陷。
二、冷轧镀锌板出现的表面质量问题及原因
1. 线状表面缺陷的宏观特点。
在分析冷轧镀锌板的表面缺陷时,我们第一个要注意的,就是冷轧镀锌板产品的线状表面缺陷。这种缺陷一般都平行于轧制的方向。从宏观上分析我们可以得出三个特点。第一个是较严重地呈现出夹层状。第二个是呈现短细线状。这两种缺陷在板带上的分布基本都是随机的。而最后一类是长细线状,这种的分布基本都是在板带的中部地区。通过扫描电镜的分析我们可以得到三个特点。第一个是夹层状表面缺陷。此种缺陷区表面明显出现分层的现象,分层处还可以见到大量非金属夹杂物。这些夹杂物主要含O、Na、Mg、Si等元素。第二种是短细线状表层缺陷,这种缺陷的所在区域也有明显的分层,但是分层处可以见到的是链串状非金属夹杂物,其中主要有O、Mg、Ca等元素。第三种是长细短状表面缺陷。这种缺陷区包含有氧化铁,有的存在非金属杂质。
2. 点状和不规则片状表面缺陷的宏观特点。
在镀锌产品中出现的点状和不规则片状的表面缺陷,基本是以随机性为主,不存在轧制方向的问题。而且大多数都是颗粒状或拖尾的彗星状,表面是凹坑状或浮雕状。通过扫描电镜的分析我们可以得出三个结论。第一个就是关于大的点状表面缺陷。能明显看出该区域处于基板凹陷处,锌层比基板处要厚很多。而且缺陷处未见夹杂或者氧化铁。第二种是关于小的点状表面缺陷,与上一种不同。在这个区域我们可以明显地看到氧化铁的存在。第三种是不规则片状表面缺陷,此缺陷处可以看到凹陷的不规则印记,与第一种一样,缺陷处也没有见到夹杂或者氧化铁。
3. 出现上述缺陷的原因。
为什么在技术如此发达的今天,冷轧镀锌板的表层还是存在这么多不容忽视的缺陷?究其原因我们可以发现,这主要与冷轧镀锌板的成分有关。通过查找资料我们可以得知,缺陷的主要成分是碳酸钙,除此之外,还有一部分的氧化铝、氧化钙等物。而从这些化学成分之中我们就可以分析出冷轧镀锌板的表层缺陷的来源,那就是薄板坯。而形成的原因,则应该是保护渣卷入形成的。连铸坯产生裂纹的主要原因是初生坯壳厚度不均匀,容易在外部的作用下导致纵裂的扩展。而通过进一步的分析我们还可以得出这些缺陷的具体来源。第一是结晶器卷渣。这主要是因为拉速过大,产生大量的紊流,最终导致卷渣。第二是在精炼、冶炼的过程中出现的耐火材料的剥落,在钢中最终形成了杂物。第三是因为脱氧化物与二次氧化物的反应,最终产生了大量的夹杂物。
三、控制缺陷的方法
1. 吹氩处理。
为了更好地生产纯净钢,我们必须要做的就是进行钢水的净化处理。尤其是在LF炉精炼阶段,如果能采取合理的方法就可以有效地去掉大量的夹杂物。而通过不断的实验最终发现了这样的一个特点,那就是在钢水这种模型下弱吹气搅拌,很难出现混卷的现象。但是在强吹气的搅拌下我们却会得到完全相反的实验结果。就是说采取合适的吹氩处理可以有效地去除夹杂物。同时,实验也表现出如果只是看中搅拌效果,采取中强度的搅拌方法,其实是十分不利于夹杂物的去除的,产生卷渣现象的概率也被大大提升了。而在强度过大的情况下,还极易加剧炉衬的侵蚀,使本来可以产生保护作用的耐火材料剥落,反而增加了夹杂物的数量。所以为了更好地生产,就必须找到一个合适的吹气搅拌率,控制氩气吹入量,在逐渐稳定的情况下渐渐提高这个数值,争取在不吹开表面的情况下不断加大这个数值,这样我们既可以有效地减少夹杂物的数量,还可以防止钢渣卷入钢水中。
2. 保护浇注。
在浇注的过程中,最容易发生的就是与空气的接触。尤其是在二次氧化的产生。而经过实际的观察我们可以发现,这样的二次氧化主要是出现在水移动到中间包和结晶器的过程中。所以必须在这个阶段进行保护。比较有效的方法有三种。首先针对水到中间包的移动,比较通用的保护方法就是长水口保护。采用这样的方法可以最大限度地防止空气的进入,有效地减低杂质。而水到结晶器的过程中,基本采用浸入式水口方法。根据不同的地方采取不同的方法,可以最大限度地减少杂质的产生。除了这两种方法以外,还可以用氩气密封。这个方法其实主要是用来稳定在钢包中氧的水平,从而达到减少杂质的目的。而这个方法也是经过数次实验和对比之后得出的最有效的方法。可以说,如果能合理地运用这三种方法,就能大大地减少氧气的进入,避免二次氧化的出现。
3. 改进保护渣成分。
经过实验我们已经得知,冷轧镀锌板产生裂痕的主要原因,其实就是保护渣的熔融不充分,使得铸坯和结晶器之间的间隙不均匀,造成各处受力不均。同时,厚度也会对传热和摩擦力产生较大的影响。而这类的保护渣一个基本的特点,就是熔点较高。因为我们可以得到这样一个结论,那就是适当地对保护渣进行调整,可以有效地解决这个问题,使冷轧镀锌板更符合要求。而为了有效地解决这个问题,大量企业采用了一种名为SPH-SL450/SD的新型保护渣,并且在添加保护渣的情况下,同时严格遵守使用规范,不敷衍了事。
四、总结
在已经发现冷轧镀锌板具有表面缺陷这种问题的情况下,必须要进行的就是必要的分析和解决方法的寻找。首先我们需要明确的就是冷轧镀锌板表面缺陷的来源,并且在找到来源的情况下找到合理的解决方法。而可以采取的方法主要有三点,第一是制定合适的吹氩强度,找到一个适度的数值。第二点是加强连铸保护浇注,水口接头处采用氩气密封,避免二次氧化。第三点是改进保护渣的成分,选用新型保护渣,严格遵守添加保护渣操作规程。而采取了上述方法之后,我们也可以明显地看到镀锌板的表面缺陷率的下降。
摘要：在冶金工业中,经常出现的一个问题就是冷轧镀锌板的表面容易出现缺陷。要知道,冷轧镀锌板在实际生活中的作用十分重要,像这样的缺陷,可能就会在实际的使用中造成很严重的问题。因此在发现这些问题之后,必须要通过对冷轧镀锌板表面缺陷的分析,得出解决的方法。而通过现有的技术已经可以得出镀锌板中夹杂物主要成分为氧化钙、氧化硅、氧化镁及硅酸钙,来源于脱氧产物、卷渣、二次氧化和耐火材料。调整精炼吹氩强度、加强连铸保护浇注、改进保护渣成分等,可以有效地改善冷轧镀锌板表面质量,使表面缺陷废品率不断下降。
关键词：连铸工艺,冷轧,镀锌板,缺陷,研究
参考文献
[1]焦安杰,张勇,李明贤.SPHC冷轧镀锌板边部裂纹成因分析及控制措施[J].物理测试,2012(3).
[2]张贺佳,陈连生.冷轧镀锌板表面线状缺陷分析[J].钢铁钒钛,2011(3).
[3]罗文乐,可襄,方文艳.连铸工艺对冷轧镀锌板表面缺陷的影响[J].安徽工业大学学报(自然科学版),2009(1).
连铸工艺 第6篇
结构材料中, 质量最轻的材料是镁合金, 它的运用已经扩展到了航空领域, 还有电子通讯、交通运输等领域。只有不断锻造以及轧制镁合金, 使其发生变形, 才能拥有更好的力学性能。
1 AZ31 镁合金轧制板材及特点
1.1 影响镁合金发展和应用的板材特点
镁合金板材轧制成形, 主要存在以下几个特征:
其一, 镁合金在室内常温下, 其变形性能会大大降低, 在轧制中不会轻易导致断裂和变形现象的发生;
其二, 镁合金的板材的轧制大都是传统的对称轧制, 轧制之后, 板材存在着向异性, 非常不利于后期的加工;
其三, 镁合金轧制道次比铝要小很多, 上产效率并不高[1]。
由于这些特点, 很多专家学者对如何让改善镁合金的轧制工艺和技术进行了大量的研究, 对当前的镁合金轧制工艺的性能和基本原理等金乡了总结, 对今后的镁合金板材的轧制做出了铺垫。
1.2 AZ31 镁合金轧制的工艺
在镁合金的铸造过程中, 形成氧化、粗大晶粒、溶剂夹渣等, 镁合金中类似柱状晶体和金属化合物的存在, 会严重影响其铸锭的质量, 从而影响了镁合金板材轧制的质量和应用。由此看来, 对镁合金板胚的制备工艺以及均匀化退火对板胚轧制性能的研究, 是非常有必要的。经过半铸的方法来获得AZ31 镁合金的板胚, 来分析板胚的化学成分和组织, 从而研究板胚均匀化热处理, 谈论AZ31 镁合金板胚的质量问题, 为今后完善镁合金板材轧制工艺提供可参考数据[2]。
2 镁合金轧制的工艺参数
2.1 镁合金AZ31 轧制中受到的温度影响
以AZ31 镁合金为主要研究对象, 沿板材横截面取小样, 研究板胚组织的形状样貌, 通过显微镜观察, 可以发现镁合金板胚边缘的基础组织是细小的晶体, 有别于板胚内部中心的粗大晶体。造成这种情况的原因, 是由于板材的冷却速度不同。
在实际的生产当中, 轧辊必须先预热, 如果不预热, 在轧制过程当中, 板材很容易发生边裂, 形成各种裂纹。另一方面, 轧辊温度过低, 就会使板材合金的使用性能大大降低。因此在进行轧制作业之前, 要对轧辊预热, 预热温度通常要达到160摄氏度左右。并且在轧制环节中, 要使轧辊温度保持在200 摄氏度至250 摄氏度之间即可。
2.2 轧制中重要的参数
镁合金板材轧制变形的量和轧制过程的速度, 是控制轧制效率的重要参数。如果镁合金板材有过大的变形量, 那么就会使板材边缘发生裂开变。了有效控制这一变量, 需要对板材实施躲到轧制程序。采用冷轧制, 那么AZ31 镁合金变形量最大能够达到20%。但是通常会使用道次压下量以及退火工艺来进行操作, 使变形量能够小于25%。
根据相关研究资料表明, 当板材在温度很高的条件下进行打压下量的轧制, 那么变压制成为让AZ31 镁合金具有细小晶体的制备工艺。镁合金应变速率与塑性之间的关系非常密切, 在数理中成反比关系。也就是当应变速率增长, 那么塑性就会降低。所以, 在板材轧制的过程中, 要对轧制速度进行控制, 并且对镁合金板材控制的速度要低于其他材质。换而言之, 控制这一参数, 不仅是为了板材轧制的性能不受到热效应的控制和影响, 同时也是为了提高轧制板材的质量。所以, 轧制速度控制在0.5m/s为宜, 速度可随轧制程序加快, 但不能超过2.5m/s。
近年来, 镁合金板材轧制使用的大都是温轧板或者热轧板。即便如此, 在轧制的过程中仍然存在许多需要完善的地方。比如, 温度太高容易影响板材形状, 并且致使板材表面粗糙;在中高温的情况下, 镁合金的性能会降低, 这中情况下, 轧制厚度低于1mm的话, 那么薄板就容易形成皱纹或波纹, 还可能发生撕裂。因此, 采用冷轧制工艺能够有效地弥补以上问题, 从而使镁合金板材性能得到提升, 把握板材尺寸精准度。
3 镁合金AZ31 轧制的方式
3.1 轧制的特殊工艺
为了控制轧制压力在合理的范围内, 并且使板带加工效率得到进一步提升, 形成了一种新型的轧制工艺, 也就是异步轧制。这一工艺产生的时间比较长, 在上世纪初期, 德国就开研究并应用。而目前, 这一工艺也被广泛地应用在精密带材轧制和薄带平整等多种均整矫直工艺当中。
通过有效地应用异步轧制工艺来轧制镁合金板材, 可以让内部晶体组织更细化, 提升力学性能。研究表明, 当轧制条件相同, 使用常规的轧制, 板材内存在很大的晶体;使用异步轧制, 会让板材内的晶体会变的细小和均匀。这说明异步轧制有利于让板材内的晶体再结晶, 让镁合金材料内的晶体细化和等轴化。这中差异的形成, 是因为常会轧制和异步轧制过程中, 应力变化和金属流动的特点所决定的。
3.2 提升AZ31 镁合金轧制效率的措施
镁合金作为最轻的一种金属, 不仅具有较高的强度, 而且刚性足。所以在轧制中, 影响轧制效率的因素主要有温度、速度以及热处理等。所以在轧制中要对这些因素进行控制, 然后进行多道次压下量小的轧制处理。一般通过两种途径来改善轧制成形。一是调整轧制工艺和方式, 二是控制轧制温度。
在进行AZ31B镁合金的研究时, 将开轧温度控制在450℃至460℃之间, 将终轧温度控制在260℃至300℃之间, 能够使板材性能得到理想的控制。另外, 需要注意的是在相同变量下, 轧制温度越高, 就会降低板材硬度, 所以将温度控制在330℃, 得到的板材综合性能最佳。
4 结束语
镁合金的轧制方式以及工艺参数对于镁合金板材的性能与组织构造有着非常密切的关联, 所以在轧制中, 要对工艺参数进行深入分析, 并选择适合的温度实施轧制, 从而控制板材的成型以及提高板材的性能。
参考文献
[1]张青来, 郭海玲, Bondarev A B, Bondarev B I, 韩伟东, 周娅莉, 孙毓蔚.AZ31B变形镁合金板坯的组织与性能研究[J].金属热处理, 2011, 8 (07) :24-28.
连铸工艺 第7篇
1 结晶器铜板简介
结晶器是整个连铸工艺的核心设备,称之为连铸设备的“心脏”,直接影响连铸的生产效率、产品质量和生产成本。板坯连铸机结晶器,通俗地讲就是一个钢水制冷成型设备,由基本框架、宽窄面铜板和水箱、夹紧机构、调整系统、润滑系统、冷却系统和喷淋等设备组成。在生产过程中,由高于液相线温度的钢水注入结晶器,在循环水的不断强制冷却下,在结晶器内壁逐步形成初生的坯壳,通过结晶器的振动,在继续冷却向下运动的过程中,逐渐形成与所调尺寸相同的坯壳,直到具有一定厚度,使其本身强度和刚度完全能承受其内部钢水的静压力,坯壳才能脱离结晶器内壁而不被拉断和漏钢。在钢水浇注、结晶器逐渐形成一定厚度坯壳的凝固过程中,结晶器一直承受着钢水静压力、摩擦力、钢水热量的传递等诸多因素的影响,因而工作条件极为恶劣。结晶器在此恶劣的条件下长时间地工作,其使用情况直接关系到连铸机的性能,并与铸坯的质量与产量密切相关,因此对结晶器内壁的选材要求要高,导热性和耐磨性要好。目前太钢板坯结晶器内壁材质主要采用的是铜合金,也就是铜板。结晶器铜板作为连铸从液态钢水到固态坯壳的重要导热部件,就必须具有良好的导热冷却能力和耐磨性。铜板使用寿命的主要指标为铜板的耐磨性,其耐磨性增加,使用寿命也随之增加。为增加铜板的耐磨性,在铜板表面电镀了一层耐磨材料。为防止钢液凝固过程中出现粘挂现象,铜板表面电镀完成后,粗糙度和平面度都相当高[1]。
太钢板坯连铸机一般采用四壁组合式(亦称板式)结晶器,由两块宽面铜板和两块窄面铜板组合成所需要的内腔。铜板与水箱装配,并在结合面开有水槽,冷却水在槽中通过[1]。铜板表面通过电镀增加其耐磨性。以山西太钢不锈钢股份有限公司炼钢二厂(简称二钢)南区宽面铜板为例,为了增加铜板的耐磨性,在铜板表面进行了电镀,上口较薄,下口较厚,硬度为HB350~700;为了防止窄面铜板与宽面铜板从结合处漏钢而引发事故,规定宽面铜板平面度≤0.10 mm,粗糙度为Ra1.6,结合处间隙≤0.10 mm等(见图1)。
2 机械加工工艺优化过程
原工艺路线:电镀—与胎具合套—粗铣—精铣—砂带磨削—与修复后的水箱合套—打压—包装—入库[2]。
在结晶器刚开始使用的过程中,水箱为新制件,每次检测变形都在合格区间,简单清理修复即可,只需解决铜板变形及耐磨层磨损的问题。铜板拆卸后经过校平加工后进行电镀。电镀完成后,与设计的胎具合套,并用塞尺检查铜板基面与胎具定位面的间隙是否在技术要求范围内,随后进行镀层的加工。在粗铣和精铣的过程中,要严格控制切削用量和温度所造成的铜板变形。精铣完成,通过检验合格后,用砂带进行磨削,使其达到表面粗糙度的要求。接着与检验合格的水箱进行合套、打压,保证装配过程可靠。最后,检查标识等全部合格后,进行包装入库。但是在生产过程中,结晶器是在不断经受高温、高压和强摩擦冲击的恶劣环境下工作,经历了一段时间后,水箱的变形、腐蚀也变得严重起来,铜板腐蚀变形也随之增大,且通过修复变得越来越薄,加上铣床本身的误差,已经远远达不到客户的要求。据山西百一机械设备制造有限公司一季度的数据统计(见表1),修复完的铜板达到平面度要求的不足60%,这就需要对各种因素全面考虑,对工艺进行优化。
优化后的工艺路线:电镀—与胎具合套—粗铣—半精铣—与修复后的水箱合套—打压—精铣—砂带磨削—二次打压—抛光—包装—入库。
优化后的工艺增加了精铣工序,既考虑了水箱变形带来的影响,又考虑了铜板变形以及水箱与铜板合套产生的装配误差、铣序加工误差。砂带磨削后进行二次打压,主要是防止铣床加工震动造成紧固螺栓松动导致的结合面漏水现象,在二次打压后增加了整体抛光工序,使得铜板水箱修复后达到修旧如新的效果。
3 设计所达到的技术指标
1)工艺优化后,与水箱合套后加工出的铜板,平面度得到了有效的控制,确保在≤0.10 mm范围内,达到了客户的使用要求。
2)增加了二次打压工序,防止了加工过程中因铣床震动等原因造成的螺栓松动等问题。
3)增加了整体抛光工序,使原来腐蚀严重的外观达到了修旧如新的效果。
4 设计完成后所达到的效果
4.1 对产品的改变
1)铜板平面度控制精度达到≤0.10 mm的要求。
2)铜板拉钢炉数达到并超过了二钢规定数值。
4.2 对工艺参数的改变
1)有效地提高了铜板修复后平面度的交验合格率。
2)实现铜板镀层厚度控制的准确性与可控性。
3)降低装配工序操作难度。
4.3 对效益的改变
1)工艺优化后,虽然在工期上有所增长,但所生产的铜板平面度及外观有了很大改善,为进一步承揽新的业务奠定了基础。
2)防止了因平面度不达标引起的漏钢事故,同时增加了铜板的使用寿命。
4.4 用户的使用评价
工艺优化后修复的铜板于去年安装使用,在操作、使用、寿命等方面都得到了用户良好的评价。
5 设计依据
优化后的工艺是依据原山西太原不锈钢股份集团有限公司炼钢二厂铜板技术要求进行的设计。
1)设计可靠性。依据原工艺使用要求,生产工艺要求,论证其优化的可靠性。
2)设计经济性。完全采用适配原则,满足工艺、使用要求,避免了优化成本过高的方案,实施目前工艺最稳定的优化方案,保证设计经济性。
参考文献
[1]蔡开科.连铸结晶器[M].北京:冶金工业出版社,2008.
连铸工艺 第8篇
莱钢炼钢厂新区2#板坯连铸车间于2004年7月份建成投产, 由于投资少、建设工期紧、设备装备水平差、产量压力大等多方面原因, 自投产至2007年一直以来工艺事故、设备事故频出, 造成产能受到极大限制, 月平均产量在13万吨左右, 远远低于后线轧机轧钢能力, 极大影响了炼钢产能的提升, 为此, 莱钢炼钢厂经过系统研究, 与中冶连铸公司于2007年9月底共同对新区2#板坯连铸车间 (以下简称2#机) 进行了高效改造的设计和实施。
2、2#板坯连铸机改造工艺及设备总说明
本次改造项目, 2#机的设备布置、工艺流程保持不变。通过优化辊列设计, 采用小辊径密排布置和连续弯曲技术, 从而有效地降低初生坯壳的鼓肚变形和弯曲应变。运用目前国际上先进的液压振动技术, 提高铸坯的表面质量。采用动态二冷水技术, 严格控制铸坯表面的温度分布, 得到良好的铸态组织, 提高铸坯的内部质量。中间罐、中间罐车、结晶器、结晶器液压振动、弯曲段、扇形段1～2段及对应的维修区设备进行重新设计。另外增加结晶器液压振动动力站、液压管路及阀台。
3、2#板坯连铸机重点设备改造工艺
3.1、结晶器
3.1.1、结晶器用于铸坯的一次冷却。液态金属通过铜板的冷却, 以形成所要求的铸坯几何尺寸及适当厚度的凝固坯壳, 为适应拉速提升的需要, 本次改造将结晶器铜板长度由原有900mm增加到1000mm。
3.1.2、结晶器为带背板的直结晶器, 由铜板、背板、支撑框架、内外弧水箱、夹紧机构、调宽机构、足辊、冷却水配管、液压及润滑配管等组成。
3.1.3、结晶器铜板通过背板固定的内外弧水箱和窄面支撑板上, 有利于铜板的快速更换。结晶器通过螺栓螺母固定在振动台上。结晶器安装就位后, 其各路冷却水自动接通。
3.1.4、结晶器调宽方式为液压自动调宽。
3.1.5、结晶器预留漏钢预报功能及电磁制动功能。
3.2、振动台
3.2.1、振动台采用液压驱动, 每流使用2个振动单元;
3.2.2、振幅范围2-9 mm (+/-9 mm) 可在浇注过程中随时调节, 具体公式:S=1.5+1.5v;
3.2.3、振动方式可采用正弦或非正弦振动曲线, 振频公式:f=150-10v;
3.2.4、主要元件构成:
-带弯曲段支撑的基础框架
-振动装置基础框架
-带结晶器支撑、对中和固定装置的结晶器台
-带液压缸的振动装置, 配有控制阀、同步控制和控制单元
-无磨损的和预拉伸的结晶器导向系统 (板簧式)
-自动连接的公用介质 (结晶器用水)
3.2.5、主要特点:
-用振动油缸、振动单元固定架、振动支架和导向板来支撑和引导结晶器振动
-振动参数在线调节
-用相同结构的两个振动单元实现垂直运动和水平导向
3.3、二冷系统
3.3.1、一级水表控制系统
本次改造将原有的单一模式二冷系统改为具有6种可选水表的二冷控制系统, 水表根据不同冷却强度设计, 比水量范围为0.71～1.1l/kg, 每个水表冷却强度由高向低依次递减10%左右;
3.3.2、二级动态配水系统
本次改造首次使用了二冷动态配水系统, 该系统是采用坯龄模型通过温度场数值计算动态调节各区水量, 尽可能使铸坯表面温度与目标温度保持一致, 使得铸坯按照预定的目标温度均匀冷却, 以便达到控制铸坯组织和内部质量的目的。
整套系统有两种控制方式, 一种是基于坯龄模型的用有效拉速代替瞬时拉速的动态配水模型, 其优点是考虑了铸坯传热的滞后现象, 可以避免因为拉速波动导致的水量剧烈变化, 减小铸坯冷却不均匀性。另一种是在坯龄模型基础上, 根据计算出的铸坯表面温度与目标温度的差值再次进行优化调节水量, 进一步消除铸坯冷却的不均匀性。本系统考虑到不同钢种的冶金特点, 根据连铸过程中拉速、中包温度、结晶器冷却水量和进出水温差以及二冷水量等工艺数据进行动态配水。
3.3.3、二冷喷嘴选型
本次改造对整个二冷系统冷却喷嘴根据流量范围及喷射角度全部重新选型, 具体型号见表2。
4、改造实施效果
通过本次改造, 2#机在设备精度、设备保障、工艺操作水平上都得到极大提高, 产量得到有效提升, 07年12月月产达到168660.79t, 创2#机投产以来的月产最高记录, 同时溢漏率、铸坯质量合格率也得到明显提升;
结束语
莱钢炼钢厂2#机高效改造首次在板坯连铸引入了液压振动及二冷动态配水技术, 应用效果明显, 达到了产能提升、效益提升的目的, 在相关改造中具有很高的借鉴意义。
参考文献
[1]王俊杰, 杨吉春, 卢翔宇.连铸板坯热送过程传热模型研究[J].包头钢铁学院学报, 1999年02期.