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连铸工艺流程介绍【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。
{连铸工艺详解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。
第二篇连铸板坯缺陷(AA)第二篇连铸板坯缺陷(AA) (1)2.1表面纵向裂纹(AA01) (4)2.2表面横裂纹(AA02) (6)2.3星状裂纹(AA03) (7)2.4角部横裂纹(AA04) (8)2.5角部纵裂纹(AA05) (10)2.6气孔(AA06) (11)2.7结疤(AA07) (12)2.8表面夹渣(AA08) (13)2.9划伤(AA09) (14)2.10接痕(AA13) (15)2.11鼓肚(AA11) (16)2.12脱方(AA10) (17)2.13弯曲(AA12) (18)2.14凹陷(AA14) (19)2.15镰刀弯(AA15) (20)2.16锥形(AA16) (21)2.17中心线裂纹(AA17) (22)2.18中心疏松(AA18) (23)2.19三角区裂纹(AA19) (25)2.20中心偏析(AA20) (27)2.21中间裂纹(AA21) (28)2.1表面纵向裂纹(AA01)图2-1-11、缺陷特征表面纵向裂纹沿浇注方向分布在连铸板坯上下表面,裂纹深度一般为2mm~15mm,裂纹部位伴有轻微凹陷。
在连铸浇注过程中,当连铸板坯坯壳在结晶器内所受到的应力超过了坯壳所能承受的抗拉强度时,即产生表面纵向裂纹。
表面纵向裂纹缺陷在结晶器内产生,出结晶器后若二次冷却不良,裂纹将进一步加剧。
2、产生原因及危害产生原因:①钢中碳含量处于裂纹敏感区内;②结晶器钢水液面异常波动。
当结晶器钢水液面波动超过10mm时,表面纵向裂纹缺陷易于产生;③结晶器保护渣性能不良。
保护渣液渣层过厚、过薄或渣膜厚薄不均,使连铸板坯凝固壳局部过薄而产生表面纵向裂纹;④中间包浸入式水口与结晶器对中不良,钢水产生偏流冲刷连铸板坯凝固壳,而产生表面纵向裂纹。
危害:轻微的表面纵裂纹经火焰清理后均能消除;表面纵向裂纹严重时可能会造成漏钢;表面纵向裂纹若送热轧进行轧制可能导致热轧产品出现分层、开裂缺陷。
薄板坯连铸连轧(3)—邯钢CSP 2006-12-19邯钢薄板坯连铸连轧生产线于1997年11月18日开工建设,1999年12月10日生产出第一卷热轧卷板,建设工期历时两年零一个月。
该生产线引进德国西马克90年代世界先进技术,总生产能力为250万t。
生产线的特点1 主要工艺特点邯钢薄板坯连铸连轧生产线主要包括薄板坯连铸机、1号辊底式加热炉、粗轧机(R1)、2号辊底式加热炉、精轧机组(F1~F5)、带钢层流冷却系统和卷取机。
产品规格为1.2~20mm厚、900~1680mm宽的热轧带钢钢卷。
钢卷内径为762mm,外径为1100~2025mm,最大卷重为33.6t,最大单重为20kg/mm。
工艺流程为:100t氧气顶底复吹转炉钢水—LF钢水预处理—钢包—中间包—结晶器—二冷段—弯曲/拉矫—剪切—1号加热炉—除鳞—粗轧(R1)—2号加热炉—除鳞—精轧[F1~F5(F6)]—冷却—卷取—出卷—取样—打捆—喷号—入库。
图邯钢CSP工艺流程示意图2 主要技术参数1)薄板坯连铸机该连铸机为立弯式结构。
中间包容量36t,结晶器出口厚度70mm,结晶器长度1100mm,铸坯厚度60~80mm,铸坯宽度900~1680mm,坯流导向长度9325~9705mm,铸速(坯厚70mm)低碳保证值最大4.8m/min、高碳保证值最大4.5m/min、最小2.8m/min,弯曲半径3250mm。
2)加热炉该生产线包括两座辊底式加热炉,位于粗轧机前后。
1号加热炉炉长178.8m,由加热段、输送段、摆动段、保温段组成,炉子同时具有加热、均热、储存(缓冲)的功能,可容纳4块38m长的板坯,单机生产的缓冲时间20~30min,最高炉温1200℃,铸坯入炉温度870~1030℃,出炉温度1100~1150℃。
2号加热炉炉长66.8m,由一段构成,主要起均热、保温作用,最高炉温1150℃,铸坯最高入炉温度1120℃,最高出炉温度1130℃。
薄板坯连铸连轧(4)—包钢CSP2006-12-19包头钢铁(集团)有限公司CSP生产线项目,是国家捆绑引进的三套薄板坯连铸连轧项目之一。
其主要技术装备由德国SMS、SIMENS、LOI等公司引进,部分装备国内配套制造。
包钢薄板坯连铸连轧工程是采用现代成熟CSP技术建设的二机二流薄板坯连铸连轧生产线,设计上解决了原有CSP生产线轧机生产能力远大于铸机生产能力的问题,与之配套的二炼钢系统,设计年产钢200万t,CSP系统年产板坯198万t,年产成品板卷94.51万t。
产品为厚度1.2~20mm、宽度98O~1 560mm的热轧板卷,钢种包括冷轧低碳钢、管线钢、热轧结构钢和硅钢等。
平面布置、工艺流程、产品大纲1 CSP生产线平面布置由于二炼钢系统与薄板坯连铸连轧系统同期毗连建设,部分公辅设施一并考虑,CSP生产区域由精炼连铸跨、均热跨和轧制跨、精整跨组成。
2 工艺流程(图)图包钢CSP生产线流程3 CSP产品大纲由于炉外精炼设备一期只投入扒渣站和LF钢包精炼炉,二期考虑了脱气装置,所以一、二期产品大纲存在着一定差异。
表1 一期产品大纲表2 二期产品大纲主要设备特点1 冶炼部分在转炉炼钢车间内布置一座210 t顶底复吹转炉,在精炼连铸跨内布置一座钢水扒渣站,一座200 t LF钢包精练炉以及两流薄板坏连铸机,分别预留了2号转炉和脱气装置的位置。
转炉采用首钢1997年购买的美国加州钢厂设备,具有顶底复吹工艺,装有副枪操作设备,可实现气动挡渣功能和溅渣护炉技术,冶炼过程可以实现动态计算机控制,抬炼和精炼部分配有专门的除尘装置,以保护环境。
两机两流的立弯式薄板坯连铸机由SMS公司提供,采用漏斗式结晶器,结晶器长度为1.1m;铸机冶金长度为7.14m,弯曲半径为3.25 m,采用了60t大容量双流中间罐。
结晶器可实现在线调宽和液面自动控制,浇铸过程还采用了保护浇铸、自动称量及液芯压下技术,通过流芯压下,可以把结晶器出口65 mm的铸坯厚度压至50 mm,以保证某些产品在质量方面的需求。
连铸板坯缺陷特征和缺陷图谱首钢京唐板坯质检编制2010年8月8日一.连铸坯质量特征综述1.1连铸坯质量定义和特征所谓连铸坯质量是指的到合格产品所允许的铸坯缺陷的严重程度。
对铸坯质量要求而言,主要有四项指标,即连铸坯几何形状、表面质量、内部组织致密性和钢的洁净性;而这些质量要求与连铸机本身设计,采取的工艺以及凝固特点密切相关。
1.2铸坯的检查和清理的意义提高钢的质量,降低成本,加强产品市场的竞争力是企业追求的目标,生产无缺陷连铸坯以保证高附加值产品优良的性能是永恒的主题,连铸坯的裂纹和夹杂物所产生的缺陷可以说是影响产品质量的两大障碍,生产无缺陷或缺陷不足以影响产品质量的连铸坯,这是要努力达到的目标,而连铸坯裂纹和夹杂物所产生的缺陷是受设备、工艺、管理等多种因素制约的。
因此设备、工艺和管理的现代化加上人的质量意识是提高产品质量的关键。
,但是在连铸生产中,铸坯的各种缺陷总是无法避免的,铸坯清理对钢厂保障铸坯质量、降低废品比例具有重要意义。
(1)火焰铸坯清理的注意事项1)一般对表面质量要求较高的钢种,铸坯清理的目的以检查铸坯表面和皮下质量为主,包括夹杂物、气泡、裂纹等分布情况,在清理检查的基础上提供铸坯的进一步处理(清除缺陷、决定铸坯表面质量级别、是否送机器去皮、决定钢种是否达到热送条件等)的意见。
2)微合金钢如Nb、V微合金钢和包晶钢等容易产生角部横裂纹,往往位于铸坯振痕谷底,也需要用火焰清理才能发现。
这方面也应引起足够重视。
3)对于包晶钢、中碳钢等钢种,则以人工清理肉眼可见缺陷为主,包括铸坯常见的表面缺陷,如纵裂、角横裂、重接、凹陷、夹渣、毛刺等,以便尽量降低铸坯判废损失。
(2)不良的火焰清理的危害虽然火焰清理是检查和去除连铸坯表面缺陷的一个极好的方法。
但是,这项操作的确需要掌握一定的技巧,一旦能够正确地操作可确保最终产品不产生额外的表面缺陷。
连铸坯表面上的深槽、凸脊和界面必须平滑以确保清理操作本身不造成额外表面缺陷。
连铸板坯缺陷图谱及产生的原因分析第二篇连铸板坯缺陷(AA)第二篇连铸板坯缺陷(AA) (2)2.1表面纵向裂纹(AA01)52.2表面横裂纹(AA02)72.3星状裂纹(AA03)92.4角部横裂纹(AA04)112.5角部纵裂纹(AA05)132.6气孔(AA06)152.7结疤(AA07)172.8表面夹渣(AA08)192.9划伤(AA09) 212.10接痕(AA13) (23)2.11鼓肚(AA11) (25)2.12脱方(AA10) (27)2.13弯曲(AA12) (28)2.14凹陷(AA14) (30)2.15镰刀弯(AA15) (32)2.16锥形(AA16) (33)2.17中心线裂纹(AA17) (35)2.18中心疏松(AA18) (37)2.19三角区裂纹(AA19) (39)2.20中心偏析(AA20) (41)2.21中间裂纹(AA21) (43)2.1表面纵向裂纹(AA01)图2-1-11、缺陷特征表面纵向裂纹沿浇注方向分布在连铸板坯上下表面,裂纹深度一般为2mm~15mm,裂纹部位伴有轻微凹陷。
在连铸浇注过程中,当连铸板坯坯壳在结晶器内所受到的应力超过了坯壳所能承受的抗拉强度时,即产生表面纵向裂纹。
表面纵向裂纹缺陷在结晶器内产生,出结晶器后若二次冷却不良,裂纹将进一步加剧。
2、产生原因及危害产生原因:①钢中碳含量处于裂纹敏感区内;②结晶器钢水液面异常波动。
当结晶器钢水液面波动超过10mm时,表面纵向裂纹缺陷易于产生;③结晶器保护渣性能不良。
保护渣液渣层过厚、过薄或渣膜厚薄不均,使连铸板坯凝固壳局部过薄而产生表面纵向裂纹;④中间包浸入式水口与结晶器对中不良,钢水产生偏流冲刷连铸板坯凝固壳,而产生表面纵向裂纹。
危害:轻微的表面纵裂纹经火焰清理后均能消除;表面纵向裂纹严重时可能会造成漏钢;表面纵向裂纹若送热轧进行轧制可能导致热轧产品出现分层、开裂缺陷。
3、预防及消除方法①控制好钢中碳含量,使钢中碳含量不在裂纹敏感区;②减少结晶器钢水液面异常波动,将结晶器钢水液面波动控制在±5mm以内;③选择合适的结晶器保护渣;④保证中间包浸入式水口与结晶器对中,防止钢水出浸入式水口侧孔后出现偏流。
常规板坯连铸轻压下技术的发展与应用近年来,利用动态轻压下改善常规板坯、厚板坯以及大方坯连铸的生产效率、控制铸坯常见的中心偏析、中心疏松和中心线裂纹等缺陷在生产实践中不断得到肯定。
由于其在连铸过程既控制铸坯温度又控制铸坯的压下变形,从而在提升铸坯内部质量、提高连铸生产效率和缩短后续轧制生产流程等方面具有的巨大发展潜力和独特优越性,正在被视为发展中的新一代连铸技术而受到广泛关注。
连铸轻压下指在铸坯凝固末端一个合适的两相区内利用当地的夹辊或其它专门设备,对铸坯在线实施一个合适的压下量,用以抵消铸坯凝固末端的体积收缩,避免中心缩孔(疏松)形成;抑制凝固收缩而引起的浓化钢水流动与积聚,减轻中心宏观偏析程度的铸坯凝固过程压力加工技术。
其中,将只能在铸机辊列某一固定位置实施的轻压下称之为静态轻压下;能够在线跟踪铸坯的热状态,并根据其当时的实际凝固位置实施轻压下称之为动态轻压下。
由于动态轻压下技术在提升铸坯内质、提高连铸效率等方面独特的优越性,已得到国内外日益广泛的重视。
连铸轻压下技术发展历程1 轻压下技术思想的提出上世纪八十年代,为了研究板坯的中心偏析和避免使用电磁搅拌所带来的中心白亮带问题,新日铁公司曾尝试在凝固末端的扇形段人为加大辊缝收缩量(约0.6-0.8mm/m),发现其对控制板坯鼓肚和中心偏析有比较明显的效果。
这就是所谓的板坯静态轻压下,静态轻压下必须与拉速很好配合才能具有比较稳定的工艺效果,应用过程中有很大的局限性。
此后,新日铁和NKK 还分别研究了一些变异的轻压下途径,如NKK 提出人为鼓肚轻压下的概念,并将此应用在该公司福山6 号板坯连铸机上。
新日铁也提出过圆盘凸型辊轻压下法,其做法是把夹辊的中间部分做成凸台。
不难发现,由于上述轻压下工艺一直没能摆脱静态轻压下固有的局限性,实际生产中,难以很好地发挥作用,所以这些技术一直难以推广应用。
但它为凝固过程通过辊缝控制来改善铸坯内部质量提供了发展思路。
连续铸钢板坯(YB/T2012-2004)一、定义连铸板坯:连铸坯横截面两相对边长度相等,四内角均为90°,长边长度大于短边长度2.5倍的铸坯。
连铸方坯:连铸坯横截面四边长度相等,四内角均为90°的铸坯。
连铸矩形坯:连铸坯横截面两相对边长度相等,四内角均为90°,长边长度不大于短边长度2.5倍的铸坯。
二、尺寸、外形及允许偏差(一)尺寸及允许偏差:单位毫米公称厚度允许偏差公称宽度允许偏差<150 ±4.0 <1000+10-5150~200 ±5.0 1000~1600+15-5>200 ±6.0 >1600+15-10 连铸板坯可按定尺或非定尺交货,定尺长度允许偏差+80mm。
(二)外形允许偏差外形图示外形允许偏差横截面脱方公称厚度<150mm,a ≤4.0mm公称厚度150~200mm,a ≤6.0mm 公称厚度>200mm,a ≤8.0mm镰刀弯每米不大于8mm长度不大于10mm时,≤30mm长度大于10mm时,≤40mm不平度每米不大于15mm,总不平度≤总长度的1.5%鼓肚宽面鼓肚:铸坯厚度最大尺寸与铸坯厚度最小尺寸之差≤1%铸坯宽度侧面鼓肚:≤5%铸坯厚度切斜宽度方向≤25mm厚度方向≤10mm凹陷侧面凹陷≤5mm宽面凹陷≤5mm楔形厚度高低不一的楔形≤3mm宽度宽窄不一的楔形≤20mm(测量时均应距铸坯端面150mm)剪切变形展宽≤10%铸坯厚度三、化学成分(熔炼成分)符合相应标准的规定。
四、浇注应由同一牌号钢水浇注,如不同牌号混浇时,对中间坯应根据实际成分进行判定。
五、头、尾坯切除后应保证板坯无缩孔。
六、低倍:优质非合金钢、特殊质量非合金钢和合金钢每一浇次可取样进行低倍分析。
优质非合金钢、电工用磁性钢按YB/T4003的规定进行评级;不锈钢、耐热钢及合金钢的检验,要求注明缺陷的种类、尺寸、外形及数量。
此条未在公司实行。
七、表面质量1、表面不得有目视可见的重接、重叠、翻皮、结疤、夹杂、深度或高度大于3mm 的划痕、压痕、擦伤、气孔、冷溅、皱纹、凸块、凹坑和深度大于2mm的裂纹。