连铸连轧工艺

连铸连轧工艺一、连铸准备二、开浇与脱锭三、中间包钢水温度控制四、拉坯速度的确定五、铸坯冷却的控制六、切割操作七、多炉连浇连铸连轧工艺八、结晶器振动九、连铸连轧的调宽十、连铸过程自动检测•成分、温度、脱氧程度及纯净度都合格的钢水是使得连铸生产稳定高效进行且保证铸坯质量的前提条件。1.1连铸钢水的准备1.1.1钢水的成分•钢水中元素的分类：合金元素—有意加入钢中，使其达到规定的成分范围，保证钢的机械性能。杂质元素—非有意加入钢中，不被希望存在于钢中，对钢的性能有害。残余元素—砷As、锑Sb、铜Cu等，对钢的热脆性和腐蚀性有不良影响。由原材料或耐火材料带入。微量元素—硼B、钛Ti等，含量小于0.1%，为改变某种性能而有意加入。•连铸对钢水成分的要求：碳含量，钢水中含碳量必须精确控制。多炉连浇时，各炉、包次间的差别小于0.02%。0.17-0.22%C的碳素钢对热裂纹的敏感性最大，故含碳量控制在0.12-0.17%，锰含量在0.7-0.8%。硅锰含量，首先将其含量控制在较窄的范围内，以保证连浇炉次二者含量的相对稳定，其次尽量提高Mn/Si比，以改善钢水流动性。合金元素、脱氧元素、残存元素等其他元素含量也应适当控制。硫磷含量过大时，铸坯在拉力作用下易产生裂纹，磷含量小于某一限度对浇注性能没有影响，硫对铸坯内部裂纹有直接的影响。临界值为0.03%S，Mn/S＞25。日本一些工厂通过铁水预处理和炉外精炼将其含量控制在0.005%以下。延伸率与S含量的关系延伸率与Mn/S比的关系1.1.2浇铸温度•定义：指中间包内的钢水温度，也可指钢水进入结晶器时的温度。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。•要求：在尽可能高的拉速下，保证铸坯出结晶器时形成足够厚度的坯壳，从而保证连铸过程安全进行；在结晶器内,钢水将热量平稳的传导给铜板，使周边坯壳厚度能均匀的生长，保证铸坯表面质量。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。•结晶器：内腔工作面，进出水压力，振动装置，润滑油的分布，足辊及喷嘴，盖板。•铸坯导向及二冷区：二冷供水系统，喷嘴畅通性。拉矫机及切割设备：气压液压，切割机运转。•堵引锭头：断面规格与浇注断面是否相同，清洗杂物，用石棉板及适量废钢屑铁屑堵好引锭头与结晶器四周的缝隙。1.2连铸机检查•上引锭杆：通过引锭杆小车将其运输到浇注位置，完全装入结晶器内。•中间包烘烤：中间包温度太低会导致钢水降温过大，易造成中间包不能正常开浇，应预热到1100℃左右。三种预热时间—180min，120min，90min。2.1开浇2.2脱锭3.1浇铸温度的确定（浇铸温度也称目标浇铸温度）：T浇=TL+△T式中：TL——液相线温度△T——钢水过热度3中间包钢水温度的控制1）液相线温度TL液相线温度，即开始凝固的温度，是确定浇铸温度的基础。2）钢水过热度△T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℃3.2出钢温度的确定1）钢水过程温降分析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（0.5~1.2℃/min）△T5钢水从钢包注入中间包的温降•△T1：钢水从炼钢炉的出钢口流入钢包这个过程的温降分析：热量损失形式：钢流辐射热损失、对流热损失、钢包吸热。影响因素：出钢时间及钢包的使用状况。降低热量损失的措施：①减少出钢时间②维护好出钢口，使出钢过程中最大程度保持钢流的完整性③钢包预热④保持包底干净•△T2：出完钢钢包内钢水到精炼开始前经过的运输和静置过程中产生的温降。分析：热量损失形式：钢水上表面通过渣层的热损失、钢包包衬吸热。影响因素：钢包的容量、包衬材质及温度，钢包的运输距离。降低热量损失的措施：①钢包烘烤、充分预热；②减少留置时间；③在钢包内加入合适的保温剂。•△T3：钢包精炼过程的温降分析：热量损失取决于二次精炼的时间和方法。例如:向钢包中吹Ar气，由于Ar气的搅拌强化了对流传热，同时Ar气本身还吸热，所以随着吹Ar时间的延长及Ar气量的增加，热量损失会增大。•△T4：钢包精炼结束钢水在静置和运往连铸平台的温降分析：热量损失形式：钢水上表面通过渣层的热损失、钢包包衬吸热。热量损失大小：钢包内衬吸热降低，加了保温剂，温降减小低。•△T5：钢水从钢包注入中间包过程中产生的温降分析：热量损失形式：辐射热损失、对流热损失、钢包吸热。影响因素：钢流保护状况；中间包的容量、材质、烘烤温度及保温措施降低热量损失的措施：①钢流需保护，采用长水口；②减少浇铸时间；③充分预热中间包内衬；④中间包钢液面添加保温剂；⑤提高连浇炉数。2）出钢温度确定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。3）钢水温度控制要点1、出钢温度控制：①提高终点温度命中率；②确保从出钢到二次精炼站，钢包钢水温度处于目标范围之内。2、充分发挥钢包精炼的温度与时间的协调作用3、控制和减少从钢包到中间包的温度损失，采用长水口保护浇铸，钢包、中间包加保温剂。3.3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。4.1、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。4.2、拉速控制的意义：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。4.3、拉速确定：1）确定原则:确保铸坯出结晶器时的厚度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。一般认为，拉速应确保出结晶器的坯壳厚度为12-14mm。4、拉速的确定和控制2）影响因素A、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。B、铸坯断面的影响：随着铸坯断面增大，拉速减小。C、铸坯厚度的影响：厚度增加，拉速明显降低。D、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E、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。F、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。G、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，拉坯速度按普碳钢、优质碳素钢、合金钢顺序降低。•定义：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。•作用：确保铸坯在结晶器内形成一定的初生坯壳。•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为前提。•通常结晶器周边供水2L/mm.min。进出水温差不超过10℃，出水温度控制在45-500℃为宜，水压控制在0.4-0.7Mpa。5铸坯冷却的控制5.1一冷确定5.2二冷确定•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。•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。•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0.1-0.5MPa6切割操作7多炉连浇8结晶器振动•目的：为了防止铸坯在凝固过程中与铜板粘结而发生拉漏事故。•振动方式：同步式：结晶器下振动速度=拉速，上振动速度=3拉速。负滑脱式：下振动速度＞拉速。正弦振动：振动速度按正弦规律变化。•要求：a、振动方式能有效防止因坯壳的粘结而造成的拉漏事故；b、振动参数有利于改善铸坯表面质量，形成表面光滑的铸坯；c、振动机构能准确实现圆弧轨迹，不产生过大的加速度引起的冲击和摆动d、设备的制造、安装和维护方便，便于事故处理，传动系统有足够的安全储备。9连铸连轧的调宽•轧制宽度调整概述•连铸板坯在线变宽方式•轧制过程宽度控制•压力机压缩调宽方法•调宽过程轧件的稳定性•调宽工艺优化9.1概述•非热装或非连铸连轧生产中板带轧制的调宽•热装或连铸连轧生产中板带轧制的调宽热装或连铸连轧生产中，轧件与铸坯的调宽措施：•连铸机结晶器在线调宽•大立辊轧机调宽•在线大压下量轧机•板坯调宽压力机•无顺序轧制9.2连铸坯的变宽方法•两次浇铸之间变宽•暂停浇铸过程变宽•降低浇铸速度变宽•恒定浇铸速度变宽9.3轧件的调宽•减宽立辊轧边机板坯定尺轧机侧压对工件端部的影响侧压对工件组织性能的影响•增宽增宽方法9.4压力机压缩调宽•长锤头调宽压力机•短锤头调宽压力机起-停式调宽压力机连续式调宽压力机摇摆式调宽压力机9.5轧件的稳定•调宽过程中轧件失稳种类：倾翻~定义、原因及预防措施翘曲~定义、原因及预防措施9.6调宽工艺的优化•减少切损•最优调宽工艺的特征•调宽压力机优化设计的目标1、中间包钢液温度测定：点测，连续测温2、结晶器液面控制3、连铸机漏钢预报装置4、连铸二次冷却水控制5、铸坯表面缺陷在线检测十连铸过程自动检测快速测温头（配数字显示二次仪）1）中间包钢液温度的点测2）中间包钢液温度的连续测量2、结晶器液面控制放射性同位素测量法红外线结晶器液面测量法热电偶结晶器液面测量法激光结晶器液面测量法3、连铸机漏钢预报装置4、连铸二次冷却水控制5、铸坯表面缺陷在线检测工业电视摄象法涡流检测法