连铸考试重点

连铸概念：连铸为连续铸钢(CC-ContinuousCasting)简称，是将精炼后的钢水用连铸机浇注、冷凝、矫直、切割得到铸坯的生产工序，是连接炼钢和轧钢的中间环节。连铸主要设备包括：钢包(盛钢桶)回转台、中间包(罐)、结晶器(一次冷却)、结晶器振动机构、二次冷却装置、拉坯矫直装置(拉矫机)、切割装置和铸坯运出装置等。advantagesofCC&IC①Considerableenergysavings.②Lessscrapproduced,i.e.improvedyield.③Improvedlaborproductivity.④Improvedqualityofsteel.⑤Reducedpollution.⑥Reducedcapitalcosts.⑦Increaseduseofpurchasedscrapwhenoutputismaximized.1.3连续铸钢的优越性1)简化了钢坯生产工序，缩短了工艺流程，节省投资；a.省去了脱模、整模、钢锭均热、初轧开坯等工序。b.薄板连铸机，又省去了粗轧机组。2)提高了金属收得率和成材率；由于在一个机组上连续浇注出钢坯来，可以提高金属收得率达7%-8%，成材率提高10%-15%，成本可以降低约10%-12%；3)降低了能源消耗。据日本资料介绍，连铸的能源消耗仅为模铸工艺的13.5%-20.8%；4)生产过程机械化、自动化程度高，改善劳动条件。可以采用计算机自动控制，易于实现连续生产；5)提高铸坯质量，扩大品种。连铸坯断面比较小，冷却速度大，枝晶间距小，偏析程度小，尤其沿铸坯长度方向化学成分均匀。此外，除沸腾钢外几乎所有钢种均可以采用连铸工艺生产，而且质量很好。6)与轧钢衔接良好。1.台数：凡是共用一个钢包(盛钢桶)同时浇注一流或多流铸坯的一套连铸设备，称为一台连铸机。2.机组：一台铸机中具有独立传动和工作系统，当其它机组出现故障时仍可照常工作的一套连铸设备称为一个机组。一台连铸机可以是单机组，也可以是多机组。3.流数：对于每台连铸机来说，同时能浇注铸坯的总根数叫连铸机流数。凡一台连铸机只有一个机组，又只能浇注一根铸坯叫一机一流。如能同时浇注两根以上的铸坯叫一机多流。凡一台连铸机具有多个机组又分别浇注多根铸坯的，称为多机多流。一机多流与多机多流相比，设备重量轻，投资省，但一机多流如有一流出事故，可造成全机停产，且生产操作及流间配合困难。近年来，方坯最高浇8流，多数用2~4流。板坯最多浇4流，多数用l~2流。连铸比：指连铸合格坯产量占合格钢总产量的百分比。从上世纪50年代连铸工业化开始，60年来连铸机发展经历了由立式、立弯式到弧形的演变过程，目前连铸机型采用最多的是全弧形和弧形带直线段(或者是立弯式)。连铸机可以按照多种形式分类：1)按照连铸机结构外形或铸坯运行轨迹分：立式、立弯式、直结晶器多点弯曲式、直结晶器弧形、弧形、椭圆形和水平连铸机。2)按照连铸机所浇注断面大小和外形分：厚板坯、薄板坯、大方坯、小方坯、圆坯、异型钢坯及椭圆形钢坯连铸机和薄带连铸机等。3)按钢水的静压头(铸机垂直高度与铸坯厚度比值H/D)分：高头型、标准头型、低头型和超低头型连铸机等。4)连铸机按一个机组共用一个大包所能浇注坯数分：5)按拉速分类有：高拉速和低拉速连铸机。主要区别在于：高拉速时铸坯带液芯矫直，低拉速时铸坯全凝固矫直。1.7立式连铸机特点基本特征：连铸机主要设备如中间包、结晶器及其振动装置等均上下依次序排列在一条垂直线上。主要优点：铸坯四面冷却均匀；非金属夹杂物易于上浮；成分和夹杂物偏析较小；主体设备结构均简单，可省去一套矫直装置；占地面积小，设备紧凑；二次冷却装置和夹辊等结构简单，便于维护；铸坯在结晶凝固过程中，不受任何机械外力作用。高温铸坯无弯曲变形，铸坯表面和内部裂纹少，为获得高质量铸坯创造更有利的条件；适于优质钢、合金钢和对裂纹敏感钢种的浇注。主要缺点：铸机机身很高，由此带来一系列问题：钢水静压大，极易使凝固坯壳产生鼓肚变形，从而导致铸坯质量恶化。机身高达20~40m，基建费用高，安装维修不方便。因不能把铸机高度增加过高，故只能低速浇注，不能延长冶金长度，生产率低；随着生产率进一步提高，铸坯尺寸增大，拉速需加快，使立式连铸机还要加高，其缺点会更加突出，发展受到严重限制。只适于浇注小断面铸坯。1.7水平连铸机目前其工艺和装备在国外已较为成熟，正在向扩大钢种、断面形状和尺寸方向发展。主要特征：结晶器、二次冷却区、拉矫机、切割装置等设备安装在水平位置上，在浇注过程中铸坯始终保持水平运动，不受弯曲或矫直，属无氧化浇注。主要优点：高度最低，设备简单、投资省、维护方便；钢水静压力小，避免了铸坯的鼓肚变形；中间包与结晶器全封闭，实现无氧化浇注，铸坯的清洁度高，夹杂物含量少；没有弯曲矫直产生裂纹的可能性，铸坯质量好；适合浇注特殊钢、高合金钢。主要缺点：浇注的铸坯断面小，它受拉坯时的惯性力限制；结晶器石墨套和分离环价格较高，增加了铸坯成本规格的表示方法：弧形连铸机规格表示方法为：aRb-Ca—1台连铸机的机组数，若机组数为1可省略；R—机型为弧形或椭圆形连铸机；b—连铸机的圆弧半径，m；若椭圆形铸机为多个半径之乘积，也表示可浇注坯的最大厚度：坯厚=b/(30~36)mmC—表示铸机拉坯辊辊身长度，mm，还表示可容纳铸坯的最大宽度：坯宽=C-(150~200)mm例如：(1)3R5.25-240表示此台连铸机为3机，弧形连铸机，圆弧半径为5.25m，拉坯辊身长为240mm。(2)R10-2300表示此连铸机为1机，弧形连铸机，圆弧半径为10m，拉坯辊辊身长度为2300mm，(浇注板坯的最大宽度为2300-150~200)=(2150~2100)mm。(3)R3×4×6×12-350(也有写作R3/4/6/12-350)表示该连铸机为1机椭圆形连铸机，四段弧半径分别为3m、4m、6m和12m，拉坯辊辊身长度为350mm。中间包是连铸机钢水包和结晶器之间钢水过渡的装置，用来稳定钢流，减小钢流对坯壳的冲刷，以利于非金属夹杂物上浮，从而提高铸坯质量。中间包是由钢板焊结的壳体，其内衬有隔热层、永久层和工作层中间包冶金：将钢包精炼中采用的措施移植到中间包，把中间包作为钢包与结晶器之间的一个精炼反应器，以进一步净化钢水，提高铸坯质量。引锭杆由引锭头、过渡件和杆身组成。根据电磁搅拌器在铸机冶金长度上的不同安装位置有以下3种方式：结晶器电磁搅拌MEMS：安装在结晶器铜管外面。二冷区电磁搅拌SEMS：安装在铸坯外面。凝固末端电磁搅拌FEMS：安装在铸坯外面，用于方坯连铸。铸坯断面:小方坯,大方坯矩形坯板坯圆坯150mm×150mm；大方坯：(151mm×151mm)~(450mm×450mm)；矩形坯：(150mm×l00mm)~(400mm×630mm)；板坯：150mm×600mm~300mm×2640mm；80mm~450mm。对高拉速连铸机，铸机半径相当大，为了减小铸机半径，而采用带液芯多点矫直在连铸过程中必须使钢水与空气隔绝，这就是无氧保护浇注技术。解决了什么问题：钢水从钢包注入中间包或者从中间包注入结晶器的过程中，不可避免地要与空气接触发生氧化反应和吸收气体。如果不采取措施，即使钢水经过了各种处理，钢水的纯度很高，还是会发生二次氧化，往往在铸坯、钢板和成品加工过程中出现种种表面或内部缺陷，使其机械性能变坏。、结晶器是连铸机的关键部件，其作用是：在尽可能高的拉速下，保证出结晶器坯壳厚度，通过结晶器的振动，使坯壳脱离结晶器壁而不被拉断和拉漏；保证坯壳均匀稳定生成，铸坯周边厚度均匀；使钢液逐渐凝固成所需要规格、形状的坯壳；通过调整结晶器的参数，使铸坯不产生脱方、鼓肚和裂纹等缺陷。良好的结晶器应具有下列性能：(1)良好的导热性。能使钢液快速凝固，形成足够厚度的坯壳。结晶器长度较短，一般不超过1m，在这样短的距离内要能带走大量热量，要求它必须具有良好导热性能。若导热性能差，会使出结晶器的坯壳变薄，为防止拉漏，只好降低拉速，因此结晶器具有良好的导热性是实现高拉速的重要前提；(2)结构刚性要好。结晶器内壁与高温钢液接触，外壁通冷却水，其壁厚又很薄(仅有10~20mm)，因此在厚度方向温度梯度极大，热应力很大，其结构必须具有较大刚度，不易变形；(3)装拆和调整方便。为了能快速改变铸坯尺寸或快速修理结晶器，以提高连铸机的生产能力，现代结晶器都采用了整体吊装或在线调宽技术；(4)工作寿命长。结晶器在高温状况下伴随有铸坯和结晶器内壁之间的滑动摩擦，因此结晶器内壁的材质应有良好的耐磨性和较高的再结晶温度；(5)振动时惯性力要小。为提高铸坯表面质量，结晶器的振动广泛采用高频率小振幅，最高已达400次/min，在高频振动时惯性力不可忽视，过大的惯性力不仅影响到结晶器的强度和刚度，进而也影响到结晶器运动轨迹的精度；(6)结晶器结构要简单，以便于制造和维护；(7)有良好的刚性和加工性，易于制造；(8)成本要低。材质：结晶器内层是钢水凝固时进行热交换并使钢水成型的关键部件，要求其内壁材质导热系数要高，膨胀系数要低，在高温下有足够的强度和耐磨性，塑性还要好，易于加工。紫铜板导热性能良好，但强度和硬度都低，尤其在高温下强度就更低，因而其寿命较短。为了提高寿命，普遍采用铜合金制作结晶器内壁，如：铜银合金、铜-铬-锆-砷合金、铜-镁-锆合金等。结晶器的冶金作用1保证凝固坯壳均匀生长；2液相穴夹杂物上浮和排除；3结晶器微合金化；4结晶器喂包芯线，通过中间包塞棒和SEN喂入含有90%Al粉和铁粉的包芯线；5结晶器喂稀土丝。凝固组织的控制从结晶器冷却水到钢水之间存在六个热阻，即冷却水与铜板、铜板、气隙、保护渣膜、坯壳、坯壳与钢水。气隙的热阻最大，坯壳热阻次之，铜板热阻最小。结晶器保护渣的作用(1)覆盖钢水绝热保温(2)隔绝空气，防止钢液特别是弯月面的二次氧化(3)净化钢液界面，吸收溶解上浮到钢渣界面上的非金属夹杂物(4)在结晶器壁与连铸坯壳之间形成一层渣膜起润滑作用，减小拉坯阻力，防止结晶器壁与凝固壳的粘结；(5)充填坯壳与结晶器壁之间的气隙，改善结晶器传热，控制传热的速度和均匀性(4)•protectionoftheliquidsteelsurfaceinthemouldfromoxidationbyair(5)•thermalinsulationoftheliquidsteelsurface(6)•absorptionofoxideinclusionswhichfloattothesurface(7)•toencourageuniformheattransferbetweenthestrandandthemould(8)•toformalubricatingfilmbetweenthefragilesteelshellandMould在实施二次冷却的过程中，如何控制铸坯表面温度处于要求范围并使波动最小，以获得良好的铸坯内外部质量?•Themainpurposeistoextractheatfromthesolidifyingstrand.•Thespraynozzlescanbedesigned,arrangedandthewaterflow-ratescontrolledtogiveanoptimumsurfacetemperaturewhichisnecessarytoachievetherequiredsurfacequality.•Thespraywatercontributestothecoolingofthestrandsupportrollersalthoughtheseareallinternallycooled二冷系统装置的作用(1)带液芯的铸坯从结晶器中拉出后，采用水或汽雾的直接冷却，使铸坯快速凝固以进入拉矫区；(2)对带有液芯未完全凝固的铸坯起支撑与导向作用，防止铸坯发生鼓肚变形和漏钢；(3)在上引锭杆时对引锭杆起支撑导向作用；(4)对于带直结晶器弧形连铸机，二冷区第一段把直坯弯成弧形坯；(5)采用多辊拉矫机时，二冷区部