不锈钢方圆坯连铸工艺开发

连铸大方坯生产h13工艺研究随着21世纪不断发展的工业生产，各种钢材的使用也变得越来越广泛，H13合金钢也在这样的发展当中受到了广大用户和研究者的关注。

由于H13合金钢在热处理工艺和力学性能上具有出众的特点，因此能够很好地满足当今客户对高性能钢材的更高要求。

由于它在工艺工作性能上的优越特性，H13合金钢可以用来制造一系列重要工件和工具，如机械零部件，金属切削工具和铸造模具，以及高耐热的热处理成型件等。

本文重点研究了H13合金钢的生产工艺，特别是利用连铸大方坯进行生产的可行性研究。

大方坯可以简化不锈钢铸件的工艺流程，缩短产品的生产周期，减少成型时间，减少工件的不良率，降低生产成本。

在实际生产中，不锈钢大方坯的生产经历了几个主要的步骤：选料、熔炼、连铸、分段、冷热处理、浇口和机械加工等。

首先，在连铸过程中，熔料的温度在1400~1450℃，加热的熔料的元素组成可以适当调整以满足特定H13合金钢的需求。

根据工艺要求，熔渣需要在有溶剂比重的室内（35~38）中进行熔炼。

在熔炼、连铸和铸造过程中，要实时监测原料、熔料和大坯的温度，以保证其质量。

其次，在连铸大方坯的分段工艺中，需要配备合适的分段和分条设备。

在分段设备中，可以根据客户的要求选用不同的分条方式，如热分条、悬挂式分条、连续分条等，以确保大方坯的表面质量和准确的尺寸。

在分段过程中，还要采取一定的措施，以降低工件表面的粗糙度，比如采用精密分段、涡流分段等。

再次，在连铸大方坯生产H13合金钢的冷热处理工艺中，主要采用熔炼、退火和回火等处理方法。

在连铸的H13合金钢中，熔炼的温度可以保持在1400~1450℃，而退火的温度可以达到850~900℃，回火温度一般在650~750℃。

退火后，H13合金钢的力学性能更好，可以提高硬度，并减少淬透性。

最后，在连铸大方坯生产H13合金钢的浇口工艺方面，需要采用适当形状的浇口，使其与大方坯的尺寸相符。

此外，在浇口的设计时，还要考虑到流引的形状和流量，确保H13合金钢的质量。

第18卷第2期　2008年2月 中国冶金China Metallurgy　Vol.18,No.2February　2008高质量圆坯的高速连铸技术开发 住友金属工业公司于1996年建设了圆坯专用连铸机,开发了不受钢种限制,且以高速铸造和铸坯无检查无清理为前提的圆坯连铸工艺,继而于1997年在世界上设置了首条将无缝钢管轧机与圆坯铸机直接相连的生产线。

以下简要介绍难铸造钢种的连铸技术开发、利用高速连铸的高生产率技术,以及可直接向无缝钢管轧机运送无缺陷圆坯的连铸技术。

1　住友公司开发圆坯连铸技术的历史最先开发的是采用垂直下铸式的实验装置进行圆坯连铸技术。

,但以连铸工艺直接生产高质量无缝钢管用圆坯却是该公司多年以来的目标。

该公司于1981年将1台铸机的矩形结晶器和夹辊改造成能满足铸造圆坯的要求,从而进行了圆坯连铸技术的开发,并从1985年转为商用生产。

通过实际操作和生产,查明了圆坯初期凝固不稳定、产生中心缩孔等技术课题,为在1996年建设圆坯专用铸机正式生产而进行了多项技术开发。

2　圆坯连铸———无缝钢管轧机直接连接方式 住友公司和歌山厂将炼钢车间、圆坯连铸机和无缝钢管轧机配置在一条直线上,即进行将炼钢2无缝钢管轧机配置在一条直线上,实现炼钢2无缝钢管轧机直接连接方式运转,从而将原来实施的大断面矩形坯连铸2初轧机开坯2无缝钢管轧制工程的生产周期缩短了2/3(从60日缩短20日)。

在新工艺中,当初的设计未考虑铸坯的检查和清理,而是以连铸无缺陷圆坯为前提的。

圆坯连铸机的主要设备规格为:大包容量210t,结晶器尺寸共有4种不同直径、铸机型式为弯曲型(半径10.5m)、6流、最高铸速3.0m/min;中包容量50t,采用等离子火炬加热钢液,且中包是在热态下重复使用;结晶器采用了油压振动和电磁搅拌技术。

该铸机浇铸了无缝钢管材料所有的钢种,其结晶器尺寸仅含191、225、310、360mm4种规格。

因为该公司开发了高交叉角扩管穿孔制管技术,故无须更多尺寸的圆坯即能生产所有尺寸的无缝钢管。

《大方坯连铸机总体设计及其软件系统的研究与开发》篇一一、引言大方坯连铸机是现代钢铁工业生产中重要的设备之一，它的性能和质量直接影响钢铁企业的生产效率和产品质量。

为了适应钢铁行业的快速发展和技术的持续创新，本文将重点研究大方坯连铸机的总体设计及其软件系统的开发与实现。

本文旨在通过理论分析和实践应用，为大方坯连铸机的设计、制造和软件开发提供科学依据和技术支持。

二、大方坯连铸机总体设计1. 设计原则大方坯连铸机的设计应遵循先进性、可靠性、经济性、可维护性和可扩展性等原则。

在满足生产需求的前提下，尽可能采用先进的技术和设备，确保设备的稳定性和可靠性。

同时，要充分考虑设备的维护和升级，以便在未来的发展中能够适应新的技术需求和市场变化。

2. 总体结构大方坯连铸机的总体结构包括钢水包、中间包、结晶器、二次冷却区、拉矫机等部分。

其中，钢水包用于储存和供给钢水；中间包用于缓冲钢水流量，保证钢水的均匀供给；结晶器是连铸机的核心部分，用于结晶和初步成型；二次冷却区用于对铸坯进行冷却；拉矫机则用于拉拔和矫直铸坯。

3. 设计要点在总体设计中，要特别注意以下几个方面：一是要合理设计各部分的尺寸和结构，以保证设备的稳定性和生产效率；二是要采用先进的控制技术，实现精确的温度控制和速度控制；三是要注重设备的可维护性和可扩展性，方便设备的维护和升级。

三、软件系统开发与实现1. 软件系统架构大方坯连铸机的软件系统采用模块化设计，主要包括数据采集模块、控制模块、监控模块和故障诊断模块等部分。

数据采集模块负责采集设备运行过程中的各种数据；控制模块根据数据采集模块提供的数据进行控制决策；监控模块则实时监测设备的运行状态；故障诊断模块则用于诊断设备的故障并进行预警。

2. 软件开发环境与工具软件系统的开发采用先进的开发环境和工具，如集成开发环境（IDE）、编程语言（如C++、Java等）以及数据库管理系统等。

这些工具可以提供高效的代码编写、调试和测试功能，保证软件系统的稳定性和可靠性。

本技术涉及到连铸生产复合金属板坯、方坯的方法。

将1550℃的普通钢水加入连铸机的普通钢水中间包中，经出钢口过滤砖过滤后由浸入式出钢口送入普通钢水结晶器，经冷却得到普通板坯或方坯钢坯，由普通钢坯大面及小面夹送辊护送向下运动，穿过高频中间加热器，对普通钢坯外表面加热至1250℃-1300℃，然后再穿过感应式复合钢水中间包，使普通钢坯外表面加热至1300℃-1350℃，与复合钢水一起进入复合钢坯结晶器，使普通钢坯外表面复合10-20mm复合钢金属层，复合钢与普通钢坯熔焊成一体成为复合钢坯，在复合钢坯大面及小面夹送辊拉拔下经二次冷却后定尺切断即制成复合金属板坯或方坯产品。

该技术具有工艺简单、设备投资少、生产成本低、产品质量好、适合大规模生产的优点及效果。

权利要求书1.一种连铸生产复合金属板坯、方坯的方法，其特征在于它按下述步骤进行：先将1550℃的普通钢水加入连铸机的普通钢水中间包(1)中，经出钢口过滤砖(2)过滤后的普通钢水由浸入式出钢口(3)送入板坯或方坯的普通钢水结晶器(4)，经冷却后得到普通板坯或方坯钢坯(5)，从普通钢水结晶器的出钢口出来的普通钢坯由普通钢坯大面夹送辊(6)和普通钢坯小面夹送辊(7)护送向下运动，直到普通钢坯完全结晶后进入高频中间加热器(9)，快速对普通钢坯外表面高频加热至1250℃-1300℃，然后再穿过感应式复合钢水中间包(10)，该中间包装有复合钢水(11)，钢水深度为600-700mm，温度为1650℃-1680℃，感应式复合钢水中间包的感应加热和钢水导热使被复合的普通钢坯外表面加热至1300℃-1350℃，与复合钢水一起从包底进入复合钢坯结晶器(13)，使普通钢坯外表面复合10-20mm 复合钢金属层(15)，复合钢与普通钢坯熔焊成一体成为复合钢坯，在复合钢坯大面夹送辊(16)、复合钢坯小面夹送辊(17)的拉拔下经二次冷却后定尺寸切断即制成复合金属板坯或方坯产品。

2.一种连铸生产复合金属板坯、方坯的连铸机，它由普通钢水中间包(1)、普通钢水结晶器(4)、普通钢坯大面夹送辊(6)、普通钢坯小面夹送辊(7)、主机架(8)、高频中间加热器(9)、感应式复合钢水中间包(10)、复合钢水结晶器(13)、复合钢坯大面夹送辊(16)、复合钢坯小面夹送辊(17)组成，其特征在于：a)高频中间加热器由外壳(18)、托盘(19)和支架(20)组成，外壳由耐火材料和感应线圈组成，托盘为水冷式结构，通过支架固定在主机架上；b)感应式复合钢水中间包由壳体(21)、内腔(22)、托盘(23)、出渣口(24)和出钢口插板(12)组成，壳体由耐火材料和感应线圈组成，壳体上方为出渣口，在内腔的下出口装有出钢口插板，通过调整四块插板的距离来控制复合钢水的流量，托盘为水冷式结构，通过支架固定在主机架上。

方圆坯连铸关键工艺技术研究发表时间：2014-11-18T16:41:39.403Z 来源：《价值工程》2014年第2月下旬供稿作者：苑成河[导读] 对于方圆坯的连铸工艺，因其连铸的面积较小，故在进行浇灌、冷却时容易发生表面断裂等现象苑成河YUAN Cheng-he（中冶东方工程技术有限公司，青岛266555）（BERIS Engineering and Research Corporation，Qingdao 266555，China）摘要院在合金钢的生产以及具有较高强度的无缝钢管的制造中，均需运用到方圆坯的生产工艺，主要包括转炉冶炼、炉外精炼、真空脱气以及方圆坯连铸等步骤。

这些产品对质量的要求较高，因其连铸的面积较小，故在进行浇灌、冷却时容易发生表面断裂等现象，为了能够有效的解决此类问题，本文对方圆坯连铸关键工艺技术进行相关的研究，主要包括提高钢水可浇性、结晶器冷却工艺等方面。

Abstract: In the production of alloy steel and manufacturing of high intensity seamless steel pipe, the square billet productiontechnology is essential, mainly including the converter smelting, refining outside the furnace, vacuum degassing and square billet continuouscasting and other steps. These products demand higher quality. Due to the small continuous casting area, surface fracture may happen incasting and cooling. In order to effectively solve such problems, this paper studies the key technology of square billet continuous casting,mainly including steel casting, moulds cooling process, etc.关键词院方圆坯连铸；连铸工艺；表面质量；内部质量Key words: square billet continuous casting；continuous casting process；surface quality；internal quality中图分类号院TF777 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）06-0045-020 引言现在对合金钢的生产以及具有较高强度的无缝钢管的制造都需要运用到方圆坯的生产工艺，主要包括转炉冶炼、炉外精炼、真空脱气以及方圆坯连铸等步骤。

1 连铸工艺流程1.1炼钢厂工艺流程高炉铁水→炉外脱硫→转炉→LF炉（或VD炉）→1#方/圆坯连铸机→连铸方/圆坯1.2方/圆坯连铸工艺流程钢包回转台→中间包→结晶器→二冷区铸坯导向→拉矫机→中间辊道→辅助拉矫→切割机→输送辊道→活动挡板→固定挡板→翻钢机→捞钢机→翻转冷床→收集台架2 主要设备性能及工艺参数连铸机主要的技术性能及工艺参数3 连铸钢水要求3.1对钢水化学成分要求到站钢水化学成分符合钢种要求。

品种钢连铸钢水必须经过炉外精练，保证充分脱氧。

连铸钢水要求成份均匀，温度均匀，连浇炉次炉与炉之间成份波动范围小。

3.2钢水温度控制3.2.1液相线温度计算：1）C＜0.51%TL=1534℃－〖90.4×％C＋8×％Si＋5×％Mn＋34×％P＋40×％S＋10×%Sn+14×%As+1.5×%Cr+4×%Ni+7×%Nb+2×%V+60×%B+2×%Mo+17×%Ti+1%W〗2）C≥0.51%TL=1521℃－〖65×％C＋8×％Si＋5×％Mn＋34×％P＋40×％S＋10×%Sn+14×%As+1.5×%Cr+4×%Ni+7×%Nb+2×%V+60×%B+2×%Mo+17×%Ti+1%W〗3.2.2中间包中钢水温度：T = TL +T中过TL：钢水液相线温度T中过：中间包中钢水过热度到达连铸平台的钢水温度应符合连铸浇铸的规定。

连铸中间包钢水温度应符合钢种规定要求。

对于新砌钢包及连铸五个流浇注的情况，到达连铸的钢包钢水温度可提高5－10℃。

浇注过程中每减少一个流，到达连铸的钢包钢水温度可提高5℃。

新包、挖补包不能作为第一炉。

宝钢集团一钢公司不锈钢连铸工艺特点1、前言由于不锈钢所具有的不锈、耐腐蚀等特殊性能，它的应用越来越广泛。

不锈钢的浇铸已普遍使用连铸工艺，目前用于浇铸不锈钢方坯、板坯的专用连铸机已达77台，不锈钢连铸比已超过95％。

全球2001年生产不锈钢1600万吨，消费总量达1350万吨，我国2000年不锈钢粗钢产量虽已达55万吨，而2001年上半年的消费水平却已达到了140-150万吨，可见我国不锈钢的产量与消费量之间存在着较大缺口，我国作为一个钢铁大国发展不锈钢事业任重而道远。

正是在这种形势下宝钢集团一钢公司(以下简称一钢)目前正在建设我国最大的不锈钢精品基地，预计2004年5月正式投产，届时将以每年70万吨的不锈钢产品投入市场，为缓解不锈钢产品的供需矛盾起到应有的作用。

由于在凝固过程中各类不锈钢容易产生裂纹、偏析、夹杂等缺陷，在连铸工艺、设备的配置，以及在精整工艺上不同于其它钢种。

本文通过对一钢不锈钢连铸工艺特点的论述，较全面地介绍不锈钢连铸工艺及设备的特点。

2、大包下渣检测技术由于不锈钢是高附加值产品，在保证钢水纯净度的条件下，应尽量提高钢水的收得率，其最有效的措施是采用大包下渣检测装置。

经多方案比较，一钢采用了内装线圈式下渣检测装置。

在钢包的出钢口处安装了线圈式的下渣检测装置，钢水和钢渣经过钢包水口时，对于线圈所产生的电磁波有不同的影响，下渣检测信号反馈装置，把不同的电磁波信号转变成显示信号，并传送至主控室PLC，PLC系统据此决定在浇铸后期关闭钢包滑动水口的准确时间。

3、中间包采用的铸流控制和测温技术3．1采用塞棒控制铸流中间包铸流的控制方式有塞棒和滑动水口两种，由于塞棒控制有以下优点：●塞棒的工作条件好，便于更换；●由塞棒控制铸流，结晶器内的钢水流动性好；●浸入式水口可采用内装式，使钢水在浇铸过程中不易吸入空气；●运行成本比滑动水口低。

因此一钢工程的中间包铸流采用了塞棒控制。

3．2中间包连续测温中间包采用连续测温装置，以便动态地准确地跟踪中间包内钢水的温度，为制定合理拉速、铸坯质量的判定、铸坯温度场的计算提供依据。

连铸的生产工艺流程：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。

不锈钢连铸板坯的生产工艺不锈钢连铸板坯的生产工艺流程见下图。

不锈钢板坯连铸生产工艺流程不锈钢板坯连铸生产工艺流程简述：经过精炼的温度、成分均已合格的不锈钢钢水送至钢水接受跨，起重机将盛满钢水的钢包放置到钢包回转台上，连接好钢包滑动水口液压缸和钢包下渣检测装置接线，测量钢水温度后，钢包加盖，钢包回转台旋转180°，把钢包运送到处于浇注位置的中间包小车的上方。

钢包下降至浇注位置，并由长水口夹持装置接上保护套管。

浇注平台上有两辆中间包小车，每辆小车上有一只中间包以实现快速更换。

每辆小车都装有提升和称重装置，每辆小车都可以在浇注位和各自的停车位间往返移动。

每个中间包小车停车位都有一个中间包预热站和一个浸入式水口预热站。

从钢包到中间包的钢流由装在钢包底部的滑动水口控制，钢包底部装有下渣检测装置。

开启钢包滑动水口后，钢水经过钢包到中间包之间的保护套管流入中间包，待中间包内钢水液面上升至一定高度后，投入覆盖渣。

中间包钢流控制系统采用整体内装式浸入式水口和塞棒控制机构，并带有事故切断闸板。

当自动开浇系统启动后，中间包塞棒自动打开，钢水通过浸入式水口流入结晶器。

结晶器内的钢水上升到一定高度后，人工加入保护渣。

在自动开浇系统的作用下，结晶器振动装置和拉坯辊自动启动，在结晶器内已形成坯壳的铸坯在引锭杆的带动下缓缓拉出结晶器和足辊段，进入铸坯导向段。

结晶器液面自动控制装置不断调节中间包塞棒的开度，使结晶器内的钢液面保持稳定的高度。

结晶器内装有漏钢预报装置，一旦发生坯壳与结晶器铜板的粘连，该装置发出报警信号，人工判断后，手动或自动降低铸机拉速，防止拉漏。

铸坯二冷导向段由直线段、弯曲度、弧形段、矫直段以及水平段等不同的扇形段组成，铸坯在二冷导向段中经过气雾喷淋冷却，坯壳不断加厚直至全凝固。

为使铸坯得到合适的冷却，在扇形段辊子间装有气雾喷嘴，通过二冷动态控制模型的计算和设定，由仪表和阀门系统来控制喷淋冷却的强度，以适应不同钢种和不同拉坯速度的需要。