冶金生產認知 教學PPT課件
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冶金生產認知冶金生產認知項目六項目六 連續(xù)連續(xù)鑄鋼生產認知鑄鋼生產認知目錄目錄CONTENTS任務一任務一 認識連續(xù)鑄鋼生產認識連續(xù)鑄鋼生產1任務二任務二 連續(xù)鑄鋼生產的準備連續(xù)鑄鋼生產的準備2任務三任務三 連續(xù)鑄鋼生產的澆注連續(xù)鑄鋼生產的澆注3任務四任務四 連續(xù)鑄鋼生產的拉矯、切割、精整連續(xù)鑄鋼生產的拉矯、切割、精整4任務一任務一1.學習目標學習目標2.任務描述任務描述3.相關知識相關知識認識連續(xù)鑄鋼生產認識連續(xù)鑄鋼生產4.任務實施任務實施5.知識拓展知識拓展學習目標學習目標學習學習目標目標掌握連鑄的基本類型及特點,理解鋼液凝固條件和連續(xù)鑄鋼冷卻凝固過程;了解凝固組織的控制方法。了解連鑄的主要設備。任務描述任務描述任務任務描述描述 在理解鋼液基本凝固理論的基礎上,熟悉連續(xù)鑄鋼的工藝流程和主要設備。相關知識相關知識鋼液凝固的條件是鋼液溫度達到一定的過冷度。一、鋼液凝固條件一、鋼液凝固條件一一次次冷冷卻卻區(qū)區(qū):鋼水在結晶器壁附近形成均勻的并具有足夠厚度的坯殼,此厚度保證鑄坯在出結晶器時足以抵抗鋼水靜壓力的作用,不發(fā)生漏鋼事故。二次冷卻區(qū)二次冷卻區(qū):對鑄坯噴水冷卻,以加速內部熱量向外傳遞,使鑄坯完全凝固。三三次冷卻區(qū)次冷卻區(qū):鑄坯向空氣中散熱,使鑄坯溫度均勻化。二、連續(xù)鑄鋼凝固過程冷卻區(qū)二、連續(xù)鑄鋼凝固過程冷卻區(qū)相關知識相關知識凝固組織凝固組織:從鑄坯全凝固后做的低倍檢查可以看出連鑄坯的內部結構與普通鋼錠相似。1.激冷層區(qū)激冷層區(qū) 鋼液進入結晶器后,受器壁急劇冷卻形成大量晶核,并迅速凝固成細小等軸晶的激冷層區(qū)。2.柱狀晶區(qū)柱狀晶區(qū) 隨著激冷層的形成,傳熱速度減慢,凝固前沿的過冷度減小,柱狀晶便開始生長,其方向平行于散熱方向。當用較高倍顯微鏡觀察其結晶組織結構時,可以看出這種柱狀晶是大體沿同一方向伸展的網狀樹枝晶的集合組織,即從邊緣向中心,柱狀晶由只有二次枝晶發(fā)展到具有高次枝晶,斷面由簡單變復雜。柱狀晶發(fā)達時可直抵鑄坯中心,形成穿晶結構,當形成中心等軸晶區(qū)時才能阻止柱狀晶生長。三、凝固組織三、凝固組織相關知識相關知識3.等軸晶區(qū)等軸晶區(qū) 隨著柱狀晶的生長,凝固前沿富集了越來越多的氣體夾雜及低熔點元素,因而降低了熔點和過冷度。另外,由于坯殼厚度不斷加大,傳熱速度下降,柱狀晶停止向內生長,此時中心未凝固的鋼液結晶接近停滯狀態(tài),直到鋼液溫度降低至熔點以下時,在殘余鋼液中普遍形核,向各方向長大成等軸晶。因此,澆注溫度越低,溫度梯度越小,組成的過冷范圍越寬,就越容易生成等軸晶。連鑄宏觀組織的好壞,可以用等軸晶所占比例多少來衡量。等軸晶組織對改善鑄坯質量有顯著影響。因此可以通過對連鑄坯凝固條件的調整促進等軸晶的生長。三、凝固組織三、凝固組織相關知識相關知識1.低溫澆注低溫澆注 柱狀晶與等軸晶區(qū)的相對大小主要取決于注溫。注溫高,鑄坯內外溫差大,會加快柱狀晶生長,增加柱狀晶區(qū)寬度;注溫低,有利于抑制柱狀晶的生長,加大等軸晶比例,提高鑄坯內部質量。2.調整二冷水調整二冷水 當二冷水比量大時,鑄坯表面溫度低,斷面上溫度梯度大,會促進柱狀晶的發(fā)展。若降低二冷水量,柱狀晶區(qū)寬度減小,等軸晶區(qū)增寬。由于二冷水量還會影響液心長度和鑄坯表面的溫度分布,所以需要綜合考慮。3.添加形核劑添加形核劑 在凝固初期柱狀晶往往生長很快,較難靠自發(fā)成核形成等軸晶組織,因此可以用加入形核劑的辦法來擴大等軸晶組織。四、凝固組織的控制四、凝固組織的控制相關知識相關知識4.外力作用外力作用 電磁攪拌、機械振動、氣泡運動和加強液體對流等外力的攪動作用,可以打碎樹枝晶,使其成為等軸晶核心,從而增大等軸晶比率,消除柱狀晶搭橋,減輕或消除中心縮孔、疏松和中心線偏析等缺陷。5.連鑄機類型的影響連鑄機類型的影響 用立式連鑄機生產的鑄坯,由于四周冷卻條件基本相同,其凝固組織是對稱的。對于弧形連鑄機,鑄坯內弧側噴水冷卻效果較好,溫度梯度大,有利于柱狀晶生長。四、凝固組織的控制四、凝固組織的控制任務實施任務實施一、連續(xù)鑄鋼的生產工藝流程一、連續(xù)鑄鋼的生產工藝流程 從煉鋼爐出來的鋼液注入鋼包內,經精煉處理后被吊運到連鑄機上方的大包回轉臺,通過中間包注入強制水冷的結晶器內。結晶器是一個特殊的無底水冷鑄錠模,在澆注之前先裝上引錠桿作為結晶器的活底。注入結晶器的鋼水與結晶器內壁接觸的表層急速冷卻凝固形成坯殼,且坯殼的前部與引錠頭凝結在一起。引錠頭由引錠桿通過拉坯矯直機的拉輥牽引,以一定速度把形成坯殼的鑄坯向下拉出結晶器。為防止初凝的薄坯殼與結晶器壁黏結撕裂而漏鋼,在澆注過程中,既要對結晶器內壁進行潤滑,又要通過結晶器振動機構使其上下往復振動。鑄坯出結晶器進入二次冷卻區(qū),內心還是液體狀態(tài),應進一步噴水冷卻,直到完全凝固。鑄坯出二次冷卻區(qū)后經拉坯矯直機將弧形鑄坯矯成直坯,同時使引錠頭與鑄坯分離。完全凝固的直坯由切割設備切成定尺,經出坯輥道進入后步工序。隨著鋼液的不斷注入,鑄坯連續(xù)被拉出,并被切割成定尺運走,形成了連續(xù)澆注的全過程。任務實施任務實施一、連續(xù)鑄鋼的生產工藝流程一、連續(xù)鑄鋼的生產工藝流程 從上述工藝流程說明,連續(xù)鑄鋼設備必須適應高溫鋼水由液態(tài)變成液固態(tài),又變成固態(tài)的全過程,具有連續(xù)性強、工藝難度大和工作條件差等特點。要求機械設備有足夠抗高溫的疲勞強度和剛度,制造和安裝精度要高,易于維護和快速更換,并且要有充分的冷卻和良好的潤滑。任務實施任務實施二、連鑄機分類二、連鑄機分類(一)按連鑄機結構的外形劃分(一)按連鑄機結構的外形劃分 可分為立式、立彎式、弧形、橢圓形及水平式等。立立式式連連鑄鑄機機:最早采用的連鑄機,整套設備全部配置到一條鉛垂線上。由于它的設備高度過大,基建投資多,又不適宜舊煉鋼廠的改造,因此,一般情況不采用。立立彎彎式式:在立式的基礎上發(fā)展起來的一種結構形式。鑄坯通過拉坯輥后,用彎坯裝置將其頂彎,接著在水平位置上將鑄坯矯直、切斷、出坯。這種鑄機除高度有所降低外,其優(yōu)越性并不明顯。任務實施任務實施二、連鑄機分類二、連鑄機分類(一)按連鑄機結構的外形劃分(一)按連鑄機結構的外形劃分 弧弧形形連連鑄鑄機機:目前應用最廣的一種連鑄機。其特點是組成連鑄機的各單體設備均布置在1/4圓弧及其水平延長線上,鑄坯成弧形后再進行矯直。鑄機的高度大大降低,可在舊廠房內安裝。但弧形連鑄機的工藝條件不如立式或立彎式好,由于鑄坯內、外弧不對稱,液芯內夾雜物上浮受到一定阻礙,使夾雜物有向內弧富集的傾向。另外,由于鑄坯經過彎曲和矯直,不利于澆鑄對裂紋敏感的鋼種。任務實施任務實施二、連鑄機分類二、連鑄機分類(一)按連鑄機結構的外形劃分(一)按連鑄機結構的外形劃分 橢橢圓圓形形連連鑄鑄機機:除具有弧形連鑄機的優(yōu)點外,高度進一步降低,適于在起重機軌面標高較低的舊廠房內布置。由于鑄機結晶器及頭段二次冷卻夾輥布置的曲線半徑較小,鋼水內夾雜物不易上浮而向內弧富集,對鋼水純潔度要求更為嚴格。水水平平連連鑄鑄機機:基本特點是它的中間罐、結晶器、二次冷卻裝置和拉坯裝置全部都放在地面上呈直線水平布置。水平連鑄機的優(yōu)點是機身高度低,便于操作和維修;水平連鑄機的中間罐和結晶器之間采用直接密封連接,可以防止鋼水二次氧化,提高鋼水的純凈度;鑄坯在拉拔過程中無需矯直,適合澆注合金鋼。任務實施任務實施二、連鑄機分類二、連鑄機分類(二)按鑄坯斷面的形狀和大小劃分(二)按鑄坯斷面的形狀和大小劃分 方方坯坯連連鑄鑄機機:斷面不大于150mm150mm的叫小方坯;大于150mm150mm的叫大方坯;矩形斷面的長邊與寬邊之比小于3的也稱為方坯連鑄機;板坯連鑄機板坯連鑄機:鑄坯斷面為長方形,其寬厚比一般在3以上;圓坯圓坯連鑄機連鑄機:鑄坯斷面為圓形,直徑60400mm;異異形坯形坯連鑄機連鑄機:澆注異形斷面,如H形、空心管等;方、板坯兼用連鑄機:在一臺鑄機上,既能澆板坯,也能澆方坯;薄板坯連鑄機薄板坯連鑄機:厚度為4080mm的鑄坯。任務實施任務實施二、連鑄機分類二、連鑄機分類(三)按結晶器的運動方式劃分(三)按結晶器的運動方式劃分 連鑄機可分為固定式和移動式兩類。前者是現(xiàn)在生產上常用的以水冷、底部敞口的銅質結晶器為特征的“常規(guī)”連鑄機;后者是輪式、輪帶式等結晶器隨鑄坯一起運動的連鑄機。(四)按鑄坯所承受的鋼液靜壓頭大小劃分四)按鑄坯所承受的鋼液靜壓頭大小劃分 鑄坯所承受的鋼液靜壓頭即鑄機垂直高度(H)與鑄坯厚度(D)比值的大小,可將連鑄機分為高頭型(H/D50,鑄機機型為立式或立彎式)、標準頭型(H/D為4050,鑄機機型為帶直線段的弧形或弧形)、低頭型(H/D為2040,鑄機機型為弧形或橢圓形)、超低頭型(H/D20,鑄機機型為橢圓形)。隨著煉鋼和爐外精煉技術的提高,低頭和超低頭連鑄機的采用逐漸增多。任務實施任務實施三、連鑄生產的主要設備三、連鑄生產的主要設備 連鑄生產設備主要由鋼包運載裝置、中間包、中間包車、結晶器、結晶器振動裝置、二次冷卻裝置、拉坯矯直機、引錠裝置、切割裝置和鑄坯運出裝置等部分組成。1.鋼包鋼包運載運載裝置裝置 即鋼包回轉臺,主要作用是運載鋼包及快速更換鋼包,并支撐鋼包進行澆注,實現(xiàn)多爐連鑄。2.中間包中間包 鋼包和結晶器之間用來接受鋼液的過渡裝置,它用來穩(wěn)定鋼流,減小鋼流對結晶器中坯殼的沖刷;并使鋼液在中間包內有合理的流動和適當長的停留時間,以保證鋼液溫度均勻及非金屬夾雜物分離上浮;對于多流連鑄機由中間包對鋼液進行分流;在多爐連澆時,中間包中貯存的鋼液在更換鋼包時起到銜接的作用。任務實施任務實施三、連鑄生產的主要設備三、連鑄生產的主要設備3.中間中間包車包車 用來支撐、運輸、更換中間包的設備。4.結晶器結晶器 一個特殊的水冷鋼模,鋼液在結晶器內冷卻、初步凝固成形形成一定厚度的坯殼,以保證鑄坯被拉出結晶器時,坯殼不被拉漏、不產生變形和裂紋等缺陷。5.結晶器振動裝置結晶器振動裝置 使結晶器能按一定的要求做上下往復運動,以防止初生坯殼與結晶器粘連而被拉裂。6.二二次冷卻次冷卻裝置裝置 主要由噴水冷卻裝置和鑄坯支撐裝置組成。主要作用是向鑄坯直接噴水,使其完全凝固;通過夾輥和側導輥對帶有液芯的鑄坯起支撐和導向作用,防止并限制鑄坯發(fā)生鼓肚、變形和漏鋼事故。任務實施任務實施三、連鑄生產的主要設備三、連鑄生產的主要設備7.拉拉坯坯矯直機矯直機 作用是在澆注過程中克服鑄坯與結晶器及二次冷卻區(qū)的阻力,順利地將鑄坯拉出,并對弧形鑄坯進行矯直。在澆注前,它還要將引錠裝置送人結晶器內。8.引引錠錠裝置裝置 包括引錠頭和引錠桿兩部分,它的作用是在開澆時作為結晶器的“活底”,堵住結晶器的下口,并使鋼液在引錠桿頭部凝固;通過拉矯機的牽引,鑄坯隨引錠桿從結晶器下口拉出。當引錠桿拉出拉矯機后,將引錠桿脫去,進入正常拉坯狀態(tài)。9.切割裝置切割裝置 作用是在鑄坯行進過程中,將它切割成所需要的定尺長度。10.鑄鑄坯運出坯運出裝置裝置 包括輥道、推鋼機、冷床等,由它們完成鑄坯的輸送、冷卻等作業(yè)。知識拓展知識拓展連鑄生產的主要技術經濟指標連鑄生產的主要技術經濟指標知識拓展知識拓展連鑄生產的主要技術經濟指標連鑄生產的主要技術經濟指標知識拓展知識拓展連鑄生產的主要技術經濟指標連鑄生產的主要技術經濟指標知識拓展知識拓展連鑄生產的主要技術經濟指標連鑄生產的主要技術經濟指標任務二任務二連續(xù)鑄鋼生產的準備連續(xù)鑄鋼生產的準備1.學習目標學習目標2.任務描述任務描述3.相關知識相關知識4.任務實施任務實施學習目標學習目標學習學習目標目標 掌握連鑄主要設備的作用,熟悉主要設備的類型、參數(shù),了解設備類型、參數(shù)對生產的影響。掌握連鑄主要設備的生產準備內容,學會設備檢查方法。任務描述任務描述任務任務描述描述 在理解連鑄主要設備作用、特點的基礎上,學習連鑄生產前的設備檢查和準備。相關知識相關知識 鋼包回轉臺設置在煉鋼車間出鋼跨與連鑄澆注跨之間,作用是存放、支撐鋼包;澆注過程可通過轉動,實現(xiàn)鋼包之間交換,并轉送至中間包的上方,為多爐連澆創(chuàng)造條件。(一)鋼包回轉臺的特點一)鋼包回轉臺的特點 1.重重載載 鋼包回轉臺承載幾十噸到幾百噸的鋼包,當兩個轉臂都承托著盛滿鋼水的鋼包時,所受的載荷為最大。2.偏偏載載 鋼包回轉臺承載的工況有六種:即兩邊滿載、一滿一空、一滿一無、一空一無、兩無、兩空。最大偏載出現(xiàn)在一滿一無的工況,此時鋼包回轉臺會承受最大的傾翻力矩。3.沖沖擊擊 由于鋼包的安放、移去都是用起重機完成的,因此在安放移動鋼包時產生沖擊,這種沖擊使回轉臺的零部件承受動載荷。4.高高溫溫 鋼包中的高溫鋼水會對回轉臺產生熱輻射,從而使鋼包回轉臺承受附加的熱應力;另外澆注時飛濺的鋼水顆粒也會給回轉臺帶來火警隱患。一、鋼包回轉臺一、鋼包回轉臺相關知識相關知識(二)鋼包回轉臺的基本類型(二)鋼包回轉臺的基本類型 鋼包回轉臺按轉臂形式可分整體直臂式和雙臂單獨式等兩類,如下圖所示。整整體體直直臂臂式式鋼鋼包包回回轉轉臺臺的的結結構構,這種形式回轉臺支撐兩個鋼包的轉臂是一個剛性整體,故結構簡單,維修方便,成本低,應用廣。雙雙臂臂單單獨獨式式鋼鋼包包回回轉轉臺臺的的結結構構,這種形式回轉臺支撐兩個鋼包的轉臂是兩個相互獨立,且可分別作回轉、升降運動,故操作靈活,但結構復雜,操作困難,成本高。一、鋼包回轉臺一、鋼包回轉臺相關知識相關知識 中間包車是中間包的運載設備,在澆注前將烘烤好的中間包運至結晶器上方并對準澆注位置,澆注完畢或發(fā)生事故時,將中間包從結晶器上方運走。生產工藝要求中間包小車能迅速更換中間包,停位準確,容易使中間包水口對準結晶器。為方便裝卸浸入式水口,中間包應能升降。(一)中間包車的類型一)中間包車的類型 中間包車按中間包水口在中間包車的主梁、軌道的位置,可分為門式和懸吊式兩種類型。二、中間包車二、中間包車相關知識相關知識1.門式(門型、半門型)中間門式(門型、半門型)中間包車包車 門型中間包車的軌道布置在結晶器的兩側,重心處于車框中,安全可靠。門型中間包車適用于大型連鑄機。但由于門式中間包車是騎跨在結晶器上方,使操作人員的操作視野范圍受到一定限制(圖6-5)。2.懸吊式(懸臂型、懸掛型)中間懸吊式(懸臂型、懸掛型)中間包車包車 懸臂型中間包車,中間包水口伸出車體之外,澆注時車位于結晶器的外弧側;其結構是一根軌道在高架梁上,另一根軌道在地面上。車行走迅速,同時結晶器上面供操作的空間和視線范圍大,便于觀察結晶器內鋼液面,操作方便;為保證車的穩(wěn)定性,應在車上設置平衡裝置或在外側車輪上增設護軌(圖6-6)。懸掛型中間包車的特點是兩根軌道都在高架梁上,對澆注平臺的影響最小,操作方便。懸臂型和懸掛型中間包車只適用于生產小斷面鑄坯的連鑄機。二、中間包車二、中間包車相關知識相關知識(二)中間包車的結構(二)中間包車的結構 中間包小車由車架走行機構、升降機構、對中裝置及稱量裝置等組成。1.車車架架 鋼板焊接的鞍形框架,這種結構使得中間包浸入式水口周圍具有足夠的空間,便于操作人員靠近結晶器進行觀察、取樣、加保護渣及去除結晶器內鋼液面殘渣。2.車車架架行行走走裝裝置置 由快、慢速兩臺電動機通過行星差動減速器驅動一側車輪作雙速運轉,它設置在車體的底部。通過中間齒輪及橫穿包底的中間接軸驅動另一側車輪。四個車輪中兩個為主動車輪。在操作側的兩個車輪為雙輪緣,相對一側車輪無輪緣。3.升升降降裝裝置置 能使中間包上升、下降。它設置在車體上,支撐和驅動升降平臺。放置中間包的升降框架由四臺絲桿千斤頂支撐,由兩臺電機通過兩根萬向接軸驅動。兩組電動機驅動系統(tǒng)用錐齒輪箱和聯(lián)接軸連接起來,具有良好的同步性和自鎖性。有的用液壓傳動來實現(xiàn)中間包上升、下降。二、中間包車二、中間包車相關知識相關知識(二)中間包車的結構(二)中間包車的結構 4.對對中中裝裝置置 在拉坯方向,中間包水口安裝位置中心線與結晶器厚度方向上的中心線往往有誤差,需要調整;當澆鑄板坯厚度變化時,也要調整水口位置。因此,中間包小車升降框架上設有對中微調機構。對中裝置驅動電機通過渦輪蝸桿帶動與中間包耳軸支撐座相連的絲桿轉動,使中間包水口中心線對準結晶器厚度方向上的中心線。為減少微調中的阻力,中間包耳軸支撐座為球面和滾輪滑座支撐。有的用液壓傳動來實現(xiàn)對中的。5.稱稱量量裝裝置置 在中間包耳軸支撐座下面設有中間包稱量裝置,它是通過四個傳感器來顯示的。在中間包小車上還設有長水口安裝裝置,將鋼包的長水口安裝在鋼包的滑動水口上,并將其緊緊壓住。二、中間包車二、中間包車相關知識相關知識(一)結晶器要求一)結晶器要求 中間包內鋼水連續(xù)注入結晶器的過程中,結晶器受到鋼水靜壓力、摩擦力、鋼水的熱量,所以應該滿足:(1)結晶器內壁應具有良好的導熱性和耐磨性。(2)結晶器應具有一定的剛度,以滿足巨大溫差和各種力作用引起的變形,從而保證鑄坯精確的斷面形狀。(3)結晶器的結構應簡單,易于制造、裝拆和調試。(4)結晶器的重量要輕,以減少振動時產生的慣性力,振動平穩(wěn)可靠。三、結晶器三、結晶器 相關知識相關知識(二)結晶器類型(二)結晶器類型按其內壁形狀,可分直形及弧形等;按鑄坯規(guī)格和形狀,可分圓坯、矩形坯、方坯、板坯及異形坯等;按其結構形式,可分為整體式、套管式及組合式等。三、結晶器三、結晶器 相關知識相關知識(三)(三)結晶器對鑄坯質量的影響結晶器對鑄坯質量的影響 1.結晶器倒錐度的影響結晶器倒錐度的影響 結晶器倒錐度應適合鑄坯在結晶器內運行過程中的收縮,使鑄坯坯殼緊貼結晶器內壁,減少坯殼與內壁之間因鑄坯收縮產生的氣隙。實驗證明,氣隙熱阻對結晶器傳熱過程起到決定性作用,氣隙過大會阻礙鑄坯向外熱量的傳遞。因此倒錐度是一個非常重要的參數(shù),倒錐度過小,勢必造成坯殼過早脫離銅壁產生氣隙,使坯殼冷卻不均產生鑄坯表面裂紋或坯殼厚度不夠產生拉漏事故。但倒錐度過大,會導致坯殼與結晶器內壁之間擠壓力增加,同樣影響到鑄坯質量,并加劇內壁磨損。三、結晶器三、結晶器 相關知識相關知識(三)(三)結晶器對鑄坯質量的影響結晶器對鑄坯質量的影響 2.內壁表面狀況的影響內壁表面狀況的影響 結晶器內壁表面不良狀況會導致坯殼局部冷卻不均或增加鑄坯運行阻力。如內壁凹坑、裂紋、鍍層剝落等會使鑄坯與內壁接觸不良,造成局部冷卻不良;內壁表面粗糙、表面不平會增加鑄坯與內壁之間的摩擦力;在離上端50200mm處是鋼液彎月面和初生坯殼剛形成的地方,內壁的缺陷對質量影響最大;更為嚴重的是鑄坯坯殼在結晶器內受內壁表面狀況不良影響容易破裂,當無法愈合時會造成漏鋼事故。三、結晶器三、結晶器 相關知識相關知識(三)(三)結晶器對鑄坯質量的影響結晶器對鑄坯質量的影響 3.斷斷面面尺尺寸寸的的影影響響 軋制工序對連鑄坯的尺寸公差有一定的要求,不然會造成軋制廢品或增加軋制難度。因此,結晶器斷面尺寸也會有一個公差范圍。對于方坯和矩形坯,除邊長尺寸外,應測定對角線誤差,避免鑄坯脫方;對于板坯,內、外弧邊長差有一定要求。另外上、下口結晶器斷面尺寸的測定也是結晶器倒錐度測定的一種方法。4.結結晶晶器器銅銅壁壁厚厚度度 結晶器銅壁厚度包括水槽和承受溫度梯度的有效厚度兩部分。銅壁厚度影響到銅板的冷面水槽溫度和熱面工作溫度,銅壁過薄將影響到銅壁的強度產生變形;銅壁過厚會使銅壁熱面超過銅板的結晶溫度產生永久性變形。為保證鑄坯得到均勻冷卻,銅板間的相對誤差也有要求。三、結晶器三、結晶器 相關知識相關知識(三)(三)結晶器對鑄坯質量的影響結晶器對鑄坯質量的影響 5.結結晶晶器器進進出出水水溫溫度度差差、壓壓力力、流流量量的的影影響響 在結晶器材質、水槽面積確定后,結晶器內的冷卻水流速是影響冷卻強度的最主要因素。冷卻水壓力愈高,流量就愈大,流速也愈大。壓力愈高,對結晶器要求也高。一般認為結晶器冷卻水流速超過6m/s時冷卻效果增加不大,通常,水流速控制在610m/s,進水壓力取0.40.6MPa。相反水的流速過低時,即水的壓力、流量達不到要求時,會影響到結晶 器的冷卻強度。結晶器進水溫度一般要求不大于40,進出水溫差不大于10。6.冷冷卻卻水水水水質質 結晶器冷卻水必須使用工業(yè)清水或軟水,這是因為銅板冷面溫度在大熱量的傳遞過程中很可能超過100使水產生沸騰,引起水垢沉積。水垢的熱導率很小,導致熱阻增加,熱流下降,銅板溫度升高而變形。不均勻的水垢還造成冷卻不均。板坯結晶器常用軟水。三、結晶器三、結晶器 相關知識相關知識(一)振動裝置的作用及要求(一)振動裝置的作用及要求 振動裝置的作用是防止鑄坯在凝固過程中與結晶器內壁發(fā)生粘連而拉裂。(1)振動參數(shù)合理,)振動參數(shù)合理,有利于改善鑄坯表面質量并防止拉漏事故。(2)結結晶晶器器能能準準確確按按要要求求軌軌跡跡運運行行,即振動裝置應當嚴格按照所需求的振動曲線運動,整個振動框架的4個角部位置,均應同時上升到達上止點或同時下降到達下止點,在振動時整個振動框架不允許出現(xiàn)前后、左右方向的偏移與晃動現(xiàn)象。(3)振振動動裝裝置置在在振振動動時時應應保保持持平平穩(wěn)穩(wěn)、柔柔和和、有有彈彈性性,不應產生沖擊、抖動、僵硬現(xiàn)象。(4)結構簡單,安裝方便。)結構簡單,安裝方便。四、結晶器振動裝置四、結晶器振動裝置相關知識相關知識(二)結晶器的振動方式(二)結晶器的振動方式 按結晶器振動速度特征可分為三種:同步振動、負滑脫振動及正弦振動。1.同同步步振振動動 同步振動的主要特點是:結晶器下降時與拉坯速度相同,上升時為3倍的拉坯速度。2.負負滑滑脫脫振振動動 負滑脫振動是同步振動的改進形式,它的主要特點是:結晶器下降時下降速度大于拉速。3.正正弦弦振振動動 正弦振動的特點是振動速度按正弦規(guī)律變化。四、結晶器振動裝置四、結晶器振動裝置相關知識相關知識(一)(一)結晶器結晶器內內鋼液面高度測定與控制的意義鋼液面高度測定與控制的意義 為了保證坯殼出結晶器時有一定的厚度,鋼液在結晶器內應保持一定的高度,如鋼液面過高,會造成溢鋼故障;如鋼液面過低,會造成坯殼拉漏故障,所以結晶器內鋼液面高度必須測定與控制。(二)結晶器內鋼液面高度測定與控制的方法二)結晶器內鋼液面高度測定與控制的方法 結晶器內鋼液面高度的控制可以靠操作人員觀察、自動控制系統(tǒng)做出調節(jié)拉坯速度和鋼水流量判斷來實現(xiàn)。五、檢查結晶器液面控制裝置五、檢查結晶器液面控制裝置相關知識相關知識五、檢查結晶器液面控制裝置五、檢查結晶器液面控制裝置相關知識相關知識(一)二次冷卻裝置的作用及工藝要求(一)二次冷卻裝置的作用及工藝要求 二次冷卻裝置的作用是對鑄坯進行支撐和導向,防止鑄坯變形。同時送引錠時,對引錠桿起導向和支撐的作用。工藝對二次冷卻裝置要求是在高溫鑄坯作用下應有足夠的剛度和強度;還要求結構簡單,調整、維修方便。(二)二次冷卻裝置的類型和結構二)二次冷卻裝置的類型和結構 小方坯連鑄機和板坯連鑄機的特點不同,其在二次冷卻區(qū)結構上有很大的不同。小方坯連鑄機澆注鑄坯斷面小,不易產生鼓肚變形,二次冷卻區(qū)主要起支撐作用,結構比較簡單。扇形區(qū)設置較少的夾輥,便于漏鋼事故處理;板坯連鑄機,鑄坯的鼓肚在二次冷卻區(qū)始終存在,因此在結構上比較復雜。六、連鑄二次冷卻裝置六、連鑄二次冷卻裝置相關知識相關知識(二)二次冷卻裝置的類型和結構二)二次冷卻裝置的類型和結構 為嚴格限制鑄坯的鼓肚量,夾輥密排于整個二次冷卻區(qū)內,有時板坯連鑄機夾輥開口度和扇形段弧度都比小方坯連鑄機有更高的要求。一般小方坯連鑄機開口度和弧度誤差在(12)mm之內,而板坯連鑄機要求控制在0.5mm之內。由于鑄坯在二次冷卻區(qū)的斷面仍在不斷地收縮,板坯二次冷卻區(qū)夾輥開口度從上到下有逐段的收縮量。對于板坯連鑄機二次冷卻段的密集結構,在線處理困難,從而影響鑄機作業(yè)率。為此正廣泛采用快速更換、離線檢修技術。尤其是結晶器下口第一段(常稱0號段),因事故等原因調換較頻繁,現(xiàn)在常把結晶振動裝置和0號段組裝在一起,整體更換,稱為快速換臺(QC臺)。六、連鑄二次冷卻裝置六、連鑄二次冷卻裝置相關知識相關知識(三)二次冷卻區(qū)的冷卻要求三)二次冷卻區(qū)的冷卻要求 (1)鑄坯在冷卻過程中,表面溫度分布要均勻變化,防止溫度突變。(2)鑄坯質量不會因二次冷卻原因引起表面和內部缺陷。(3)根據要求,鑄坯在最后一對夾持輥前全部凝固或在矯直前全部凝固。六、連鑄二次冷卻裝置六、連鑄二次冷卻裝置相關知識相關知識(四)二次冷卻制度及控制方式四)二次冷卻制度及控制方式 1.二次冷卻制度二次冷卻制度 就是二次冷卻配水制度,二次冷卻配水通常根據傳熱條件和鑄坯質量要求建立數(shù)學模型,從中計算出要求的鑄坯表面溫度分布曲線,然后通過傳熱系數(shù)與水量的關系計算出二次冷卻區(qū)水量分布。水量分布以段為單元。在決定二次冷卻區(qū)各段水量分布后,為提高傳熱效率、均勻冷卻鑄坯,必須選擇合適的噴嘴、噴嘴分布及相應水壓等。鑄坯在冷卻收縮過程中,若坯殼所受溫差過大會使坯殼產生裂紋并造成鑄坯內部柱狀晶發(fā)達,甚至形成“搭橋”現(xiàn)象,因此二次冷卻水的強度和分布是相當重要的。鑄機的二次冷卻強度一般以比水量(每千克鋼消耗多少升二次冷卻噴淋水)來表示。六、連鑄二次冷卻裝置六、連鑄二次冷卻裝置相關知識相關知識(四)二次冷卻制度及控制方式四)二次冷卻制度及控制方式 2.二次冷卻控制方式二次冷卻控制方式 (1)人人工工控控制制 由配水工根據鋼種要求,對鑄坯表面溫度觀察,憑經驗調節(jié)閥門,控制二次冷卻水量。(2)儀儀表表控控制制 根據不同要求,設定好各段水量,由儀表進行控制。每段的水量可用調節(jié)器進行調節(jié)。這種方法用于鋼種、斷面單一的連鑄機上比較合適,因為設定值的調節(jié)比較麻煩。(3)目目標標溫溫度度控控制制 由于鑄坯過程溫度測定受到的影響因素過多,且難以正確反應鑄 坯的實際溫度。因此,根據鑄坯凝固傳導教學模型,近似的得出鑄坯溫度,并根據實際測得值及現(xiàn)場生產的修正,得出鑄坯溫度曲線,通過計算機系統(tǒng)自動控制二次冷卻區(qū)各段水量,使鑄坯表面溫度接近理論目標值。六、連鑄二次冷卻裝置六、連鑄二次冷卻裝置相關知識相關知識(五)二次冷卻噴嘴類型和特性五)二次冷卻噴嘴類型和特性 1.噴嘴類型噴嘴類型 可分成兩大類:水噴嘴和水氣噴嘴。(1)水水噴噴嘴嘴 又稱壓力噴嘴,其靠水本身的壓力作為能量使水充分霧化,壓力噴嘴按噴出的霧化形狀可分為扇形噴嘴和錐形噴嘴,錐形噴嘴中又可分為空心噴嘴和實心噴嘴。(2)水水氣氣噴噴嘴嘴 主要是靠氣體壓力使水霧化,在水氣噴嘴中,水和氣分別從兩個管路進入水氣噴嘴,水和氣在水氣噴嘴內或噴嘴外混合霧化形成非常細小的水霧。水氣噴嘴與噴嘴相比有調節(jié)范圍大、冷卻效率高、冷卻均勻穩(wěn)定、不易堵塞等優(yōu)點,但管路結構比較復雜。六、連鑄二次冷卻裝置六、連鑄二次冷卻裝置相關知識相關知識(五)二次冷卻噴嘴類型和特性五)二次冷卻噴嘴類型和特性 2.噴噴嘴嘴特特性性 為獲得良好的冷卻效果,合適的噴嘴很重要。選擇噴嘴時主要考慮噴嘴的冷態(tài)特性。(1)流量特性)流量特性 不同供水壓力下噴嘴的水流量。(2)水水流流密密度度 單位時間內噴嘴垂直噴射到單位面積上的水量。水流密度增加,傳熱加快。(3)水霧直徑)水霧直徑 水滴直徑越小,霧化越好,越有利于鑄坯均勻冷卻和傳熱效率的提高。(4)水滴速度)水滴速度 水滴速度快,容易穿透汽膜,傳熱效率就高。(5)噴射面積)噴射面積 保證一定的錐底面積并在整個面積上水量分布均勻,保證均勻冷卻。六、連鑄二次冷卻裝置六、連鑄二次冷卻裝置相關知識相關知識(六)二次冷卻噴嘴狀況對鑄坯質量的影響六)二次冷卻噴嘴狀況對鑄坯質量的影響 噴嘴狀況對鑄坯質量的影響,主要是由狀態(tài)不好造成鑄坯局部冷卻不均勻而產生的鑄坯缺陷。這些缺陷包括表面裂紋、內部裂紋以及形狀缺陷。最常見的噴嘴狀況不良如下:(1)噴嘴尺寸不符合要求)噴嘴尺寸不符合要求 主要與制造質量有關,安裝前應嚴格把關。(2)噴嘴堵塞)噴嘴堵塞 主要與水質有關。在改善水質的同時,對噴嘴應定期進行檢查。(3)噴嘴安裝位置不準)噴嘴安裝位置不準 主要與噴淋架有關,對扁平形噴嘴還應注意水槽安裝位置。(4)噴嘴掉落)噴嘴掉落 主要與安裝質量有關,安裝時噴嘴必須擰緊。六、連鑄二次冷卻裝置六、連鑄二次冷卻裝置任務實施任務實施一、鋼包準備一、鋼包準備(一)鋼包的作用(一)鋼包的作用 鋼包主要用于盛裝和運載鋼水及部分熔渣,在澆注過程中可通過開啟水口大小來控制鋼流。鋼包還可作為精煉爐的重要組成部分,即在鋼包中配置電極加熱、合金加料、吹氬攪拌、喂絲合金化、真空脫氣等各種精煉設備,通過鋼包精煉處理可使鋼水的溫度調整精度、成分控制命中率及鋼水純凈度進一步提高,以滿足澆注生產對鋼水供應質量的需要。(二)鋼包容量與形狀確定二)鋼包容量與形狀確定 1.鋼包容量鋼包容量 鋼包容量是根據煉鋼爐的出鋼量或者出鋼跨起重機的起重量來確定。(1)鋼包能容納煉鋼爐的額定鋼水量。(2)鋼包還能容納10%的超裝量(其中包括一定量的渣液)。任務實施任務實施一、鋼包準備一、鋼包準備(3)當鋼包盛裝鋼水后,其渣液面到鋼包上沿應留有100200mm的安全空間。(4)精煉用的鋼包應根據兩次精煉的需要來設計。2.鋼包形狀鋼包形狀 (1)鋼鋼包包的的直直徑徑與與高高度度之之比比 鋼包容量一定時,為了減少鋼包的散熱損失,應使鋼包的 內表面面積縮小,因此鋼包的平均內徑與高度之比,一般選擇0.91.1。(2)錐錐度度 為了便于鋼水澆注后能從鋼包內倒出殘鋼、殘渣以及取出包底凝塊,一般鋼包內部制成上大下小,并具有一定的錐度。(3)鋼鋼包包外外形形 為了便于鋼水中氣體和非金屬夾雜物的上浮和排除,并降低開澆時的鋼流沖擊力,要求鋼包的外形不能做成細高形狀。3.鋼鋼包包的的主主要要結結構構 鋼包主要由鋼包本體、耐火襯和水口啟閉控制機構等裝置組成。鋼包本體由外殼、加強箍、耳軸、溢渣口、注鋼口、透氣口、傾翻裝置部件組成。任務實施任務實施二、中間包檢查及準備二、中間包檢查及準備 中間包具有儲存鋼水、降低鋼水靜壓力、對鋼水分流和凈化鋼水的作用,是鋼水進入結晶器前的最后設備。(1)檢查中間包絕熱板是否有破裂、塌落及泥縫開裂,如有應重新更換中間包。(2)檢查定徑水口是否光滑、完好,否則不能使用。(3)將安裝好的中包開到澆注位置對中,結晶器中心與水口中心偏差不大于2mm,否則易發(fā)生漏鋼,嚴重時鑄坯發(fā)生縱裂。(4)用紙片或石棉繩堵住中包定徑水口,然后在水口上方加1kg左右硅鈣。任務實施任務實施三、水口準備三、水口準備 對于板坯連鑄,中間罐已裝有鋁碳質整體塞棒或整體式鋁碳質浸入式水口,如果長時間烘烤,制品強度降低;如果制品表面的防氧化涂層不良的話,制品還會被氧化疏松,不僅使制品強度下降,而且使用壽命還會降低。經驗表明,對于浸入式水口來說,在其壁厚不能再增厚的條件下,要延長其使用壽命,主要看其表面是否被氧化。對于小方坯連鑄用中間罐,通常裝有36個鋯質定徑水口。對于這種水口,必須單獨充分地進行烘烤,否則在使用中有炸裂的危險。因為鋯質制品的熱穩(wěn)定性能特別差,預熱不良會開裂。中間罐水口有外裝和內裝兩種方式。外裝浸入式水口在專用的烘烤爐上烘烤。開澆時,待中間罐小車進入“澆鑄位”后,再將浸入式水口從烘烤爐內取出送到澆注位待裝。在吊運內裝式的中間罐時要十分小心,不能碰撞,開澆前將中間罐運至澆鑄位時,首先必須將中間罐升起,使內裝式水口高出烘烤器;在水口與結晶器對中后,再降下中間罐,使浸入式水口插入到結晶器內一定的深度。然后就可向中間罐送鋼水了。任務實施任務實施四、連鑄結晶器檢查四、連鑄結晶器檢查 結晶器表面應平整光滑,無殘鋼殘渣。結晶器內腔尺寸合格,無變形等情況。結晶器試壓符合要求,無漏水、滲水現(xiàn)象,水壓最低時報警器能正常工作。結晶器與二冷段的對弧應符合要求,兩側輥也應對開,二冷輥道無殘鋼殘渣,輥子無變形結晶器檢查。有下列缺陷的結晶器停止使用:(1)銅管內凸凹缺陷大于0.5mm。(2)在鋼液面區(qū)域的損傷劃痕深度大于1.0mm。(3)結晶器上口有冷鋼殘渣。(4)結晶器漏水。準備好要用的工具及材料,檢查供水、供電、照明、排水、信號聯(lián)系等設備,并進行空車試運轉,一切正常后便開始堵引錠。任務實施任務實施五、檢查和使用鑄坯引錠裝置五、檢查和使用鑄坯引錠裝置 在連鑄機開澆之前,引錠桿的頭部堵住結晶器的下口,臨時形成結晶器的底,不使鋼水漏出,鋼水和引錠桿的頭部凝結在一起。當鋼水高度達到一定的高度時,通過拉輥開始向下拉動引錠桿,此時鋼水已在引錠桿的頭部凝固,鑄坯隨著引錠桿漸漸被拉出,經過二次冷卻支導裝置進入拉矯機后,引錠桿完成引坯作用,此時脫引錠裝置把鑄坯和引錠桿頭部脫離,拉矯機進入正常的拉坯和矯直工作狀態(tài)。引錠桿運至存放處,留待下次澆注時使用。在澆注前,引錠頭上放些碎廢鋼,并用石棉繩塞好間隙,使得鑄坯和引錠頭既連接牢靠又利于脫錠。引錠裝置包括引錠桿(由引錠桿本體和引錠頭兩部分組成)、引錠桿存放裝置、脫引錠裝置。任務實施任務實施五、檢查和使用鑄坯引錠裝置五、檢查和使用鑄坯引錠裝置(一)引錠桿(一)引錠桿1.大節(jié)距大節(jié)距引錠桿引錠桿 由于其節(jié)距較長,所以引錠桿本身是弧形的,其外弧半徑等于連鑄機曲率半徑。當鑄坯頭部經過拉輥以后,上矯直輥下壓到正常矯直位置,引錠桿第一段受到杠桿作用,其鉤頭向上而自動與鑄坯脫鉤。大節(jié)距引錠桿需有加工大半徑弧面的專用機床,鏈的第一節(jié)弧形桿要有足夠的強度和剛度,以免脫錠時受壓變形。任務實施任務實施五、檢查和使用鑄坯引錠裝置五、檢查和使用鑄坯引錠裝置(一)引錠桿(一)引錠桿2.小節(jié)距小節(jié)距引錠桿引錠桿 這種引錠桿節(jié)距較小,只能向一個方向彎曲。它由主鏈節(jié)、輔鏈節(jié)、引錠頭連接鏈和尾鏈節(jié)等構成。連接鏈節(jié)可與不同寬度的引錠頭相連接,而引錠桿本體的寬度則保持不變。鏈節(jié)可加工成直線形,加工方法簡單,得到廣泛應用。任務實施任務實施五、檢查和使用鑄坯引錠裝置五、檢查和使用鑄坯引錠裝置(一)引錠桿(一)引錠桿3.剛性引錠桿剛性引錠桿 在羅可普小方坯連鑄機上使用了一種剛性引錠桿,它是用整條鋼棒做成的弧形引錠桿。這種形式的引錠桿是由三段組成,每兩段引錠桿用螺栓聯(lián)接,兩段引錠桿間不能轉動。當它引導鑄坯走出拉矯輥,即與鑄坯脫鉤,停放在出坯輥道的上方。在澆鋼之前,先利用驅動裝置把它送入拉輥,再由拉輥將其送至結晶器下口。使用剛性引錠桿時,在二次冷卻區(qū)的上段不需要支撐及導向裝置,在二次冷卻區(qū)下段也只需簡單的導板。這種剛性引錠桿只適用于小方坯連鑄機,因為小方坯不存在鼓肚問題,所以在二次冷卻區(qū)不需要導向夾輥。任務實施任務實施五、檢查和使用鑄坯引錠裝置五、檢查和使用鑄坯引錠裝置(二)引錠頭二)引錠頭 1.燕尾槽式引錠頭燕尾槽式引錠頭 該引錠頭將引錠裝置的頭部加工成燕尾槽。這樣在開澆時,注入結晶器的鋼水會充滿槽內外,待冷卻后使二者凝結在一起;與鑄坯脫開時,操作人員需把銷軸拆卸。2.鉤頭式引錠頭鉤頭式引錠頭 該引錠頭結構將引錠裝置的頭部加工成鉤子形。注入結晶器的鋼水凝固后,與引錠頭之間成為掛鉤式連接;引錠頭與鑄坯之間會自動脫開。任務實施任務實施五、檢查和使用鑄坯引錠裝置五、檢查和使用鑄坯引錠裝置(三)使用鑄坯引錠裝置三)使用鑄坯引錠裝置 (1)裝置引定鉤頭 將加焊過的鉤頭推入引定頭燕尾槽內,鉤端向內弧側,將短截細氧管(稍寬于引定頭)插入固定插孔內,用木梢(半截)將鉤頭固定,再用石棉布將燕尾槽內部分填實,并用雙層石棉布封住引錠頭頂面在鉤頭露出的根部,用石棉繩捆緊(但不能過量)以防引錠頭粘鋼。(2)利用引錠“就地”位將引錠頭送入結晶器下口,后置“遠控位”。(3)在填加冷料之前,將引錠頭與結晶器間的隙縫處用石棉布填實并在引錠頭頂面鋪 撒少量氧化鐵皮。冷料加入時,盡可能保持其與銅管平行,以防劃傷鋼管,其加入量為覆蓋鉤頭三根冷料厚為宜。任務實施任務實施五、檢查和使用鑄坯引錠裝置五、檢查和使用鑄坯引錠裝置(三)使用鑄坯引錠裝置三)使用鑄坯引錠裝置 (4)用結晶器油潤滑整個銅管內,表面后關閉油管并平穩(wěn)放置結晶器上口位待用。(5)將中包車開到澆注位,并測量中包水口對中情況進行微調。(6)中包開澆前,檢查操作箱各按鈕及指示燈是否正常,拉速旋鈕回零位,開關位置是否正確,結晶器水,事故水以及二冷水各閥門是否打開,引錠桿是否已下滑,主控開關是否已經斷開等。任務任務三三1.學習目標學習目標2.任務描述任務描述3.相關知識相關知識4.任務實施任務實施連續(xù)鑄鋼生產的澆注連續(xù)鑄鋼生產的澆注5.知識拓展知識拓展學習目標學習目標學習學習目標目標 了解連鑄生產對注溫的要求,掌握澆注溫度的確定方法,了解澆注速度對連鑄的影響,理解澆注速度的確定原則,熟悉連鑄設備運轉程序、運轉模式的種類及內容。知道控制中間包水口開澆、調整和控制拉速穩(wěn)定結晶器液面高度、控制結晶器冷卻水、調整和控制二次冷卻、尾坯封頂、接攀換包等操作,學會開澆前的設備檢查、結晶器撈渣、結晶器加保護渣和潤滑油等基礎操作。任務描述任務描述任務任務描述描述 在理解連續(xù)鑄鋼生產基本參數(shù)的基礎上,熟悉連鑄基本工藝和設備,學會開澆前的設備檢查、結晶器撈渣、結晶器加保護渣和潤滑油等基礎連鑄操作。相關知識相關知識(一)連鑄生產對注溫的要求(一)連鑄生產對注溫的要求 1.一一定定的的過過熱熱度度 過熱度是指澆注時鋼液溫度超過所澆鋼種液相線的溫度值。由于連鑄生產的中間環(huán)節(jié)多,澆注時間長,中間包鋼液分流的熱損失大。因此,對連鑄鋼液要求有一定的過熱度。過熱度大致等于或略高于澆注過程中的鋼液的溫度損失。通常比液相線的溫度高2030 。為了提高連鑄機的生產能力和降低鑄坯的中心偏析,采用低過熱度,以接近液相線溫度進行澆注,將成為今后連鑄生產中對注溫控制的技術發(fā)展方向。2.注注溫溫波波動動范范圍圍要要小小 在澆注過程中,要求鋼液溫度穩(wěn)定,波動范圍要小,是保證連鑄操作穩(wěn)定和保證鑄坯質量,以及減少工藝事故的重要前提條件。一般澆注前后期,注溫波動應控制在1015范圍內。一、鋼水溫度的控制一、鋼水溫度的控制相關知識相關知識(二)澆注溫度的確定二)澆注溫度的確定 澆注溫度通常是指開澆5分鐘后,中間包內距鋼液注入點最遠的一流水口區(qū)域的鋼液溫度。通常一爐鋼水需在中間包內測溫三次,即開澆后5min、澆鑄中期和澆鑄結束前5min,而這三次溫度的平均值被視為平均澆鑄溫度。注溫過高會加劇鋼包和中間包內襯的蝕損,非金屬夾雜物增加,污染鋼液。嚴重時,會造成鋼包剌鋼和中間包水口炸裂事故,有產生拉漏的危險,這也是造成鑄坯菱變、內裂紋和中心偏析等缺陷的重要原因之一。在無保護澆注的情況下,高溫鋼液會加劇二次氧化,惡化鑄坯質量。注溫過低,易在結晶器液面處形成冷鋼皮,造成鑄坯表面翻皮,同時也會造成中間包水口結瘤堵塞,中斷澆注。由此可見,根據所澆鋼種和鑄坯斷面來確定合理的注溫是非常重要的。一、鋼水溫度的控制一、鋼水溫度的控制相關知識相關知識(二)澆注溫度的確定二)澆注溫度的確定 澆鑄溫度的確定可由下式表示(也稱目標澆鑄溫度):T=TL+T TL:液相線溫度,即開始凝固的溫度,就是確定澆鑄溫度的基礎。推薦一個計算公式:TL=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一、鋼水溫度的控制一、鋼水溫度的控制相關知識相關知識(三)鋼水過熱度的確定三)鋼水過熱度的確定 鋼水過熱度主要是根據鑄坯的質量要求和澆鑄性能來確定(下表)。一、鋼水溫度的控制一、鋼水溫度的控制相關知識相關知識一、鋼水溫度的控制一、鋼水溫度的控制相關知識相關知識(五)鋼包鋼水溫度的調整五)鋼包鋼水溫度的調整 1.攪拌法攪拌法 在鋼包頂部或底部吹入氬(或氮)氣攪拌鋼水,使鋼包上下部溫度和成份均勻。2.攪攪拌拌+冷冷廢廢鋼鋼 在吹氣攪拌的同時,加入輕型廢鋼,借助于廢鋼熔化吸熱來降溫。鋼水溫度降低1,需加廢鋼0.7kg/t。3.鋼鋼液液保保溫溫 鋼液保溫是溫度調節(jié)的另一方面。為了防止鋼包和中間包在運輸和澆注過程中的自然溫降過大,必須采取鋼液保溫措施。(1)加加入入保保溫溫劑劑 在鋼包和中間包鋼液表面加覆蓋保溫劑,可防止鋼液的輻射散熱,降低溫降速度和防止鋼液二次氧化。(2)鋼鋼包包和和中中間間包包加加蓋蓋 保溫鋼包和中間包加蓋保溫是減少熱損失的有效措施,實測表明,通過加蓋保溫后有效減少了鋼液表面的溫度損失。一、鋼水溫度的控制一、鋼水溫度的控制相關知識相關知識(一)中間包鋼流控制裝置形式(一)中間包鋼流控制裝置形式 中間包鋼流控制裝置有塞棒、滑動水口和定徑水口三種形式。由于滑動水口雖然操作可靠,調節(jié)精度高,但由于設備成本高,因此廣泛采用受到一定限制。小方坯多采用塞棒和定徑水口。生產實踐表明,由中間包水口進入結晶器的流股的形態(tài)與連鑄操作順利和提高鑄坯質量有很大關系。(二)正常注流的表現(xiàn)二)正常注流的表現(xiàn) 正常的澆注條件下,注流要圓,不散流,不偏流,對準結晶器中心,使注流在結晶器內的流動狀態(tài)有適宜的分布,適宜的注流分布對于結晶器的初生坯殼的凝固和夾雜物的上浮,對保證鑄坯表面質量和連鑄生產操作的順利是非常有利的。二、鋼流控制二、鋼流控制相關知識相關知識(三)保護澆注的方法及其作用三)保護澆注的方法及其作用 目前在連鑄生產中常用的保護方法有:1.氣體保護法氣體保護法 用Ar氣作為中間包結晶器的保護氣體。2.液體保護法液體保護法 小方坯敞開澆注結晶器廣泛用菜籽油作為保護劑。3.固體保護劑固體保護劑 中間包和結晶器鋼液面用保護渣防止二次氧化。4.物物理理保保護護法法 鋼包中間包采用Al C質長水口,中間包結晶器使用浸入式水口,杜絕空氣,保護注流。保保護護澆澆注注的的作作用用:隔離鋼水與空氣,防止二次氧化發(fā)生;避免注流在中間包沖擊引起鋼水裸露飛濺;平穩(wěn)結晶器鋼水液,提高鑄坯表面質量;吸收鋼水中上浮夾雜物,減少鑄坯皮下夾雜。二、鋼流控制二、鋼流控制相關知識相關知識(一)影響拉速的因素(一)影響拉速的因素 1.鋼種的影響鋼種的影響 碳素鋼凝固系數(shù)最大,合金鋼凝固系數(shù)最小。因此,斷面相同碳鋼拉速要比合金鋼的拉速大。這是因為凝固系數(shù)小的鋼種冷卻過程中產生的熱應力大,只能采用較小的拉速。一般合金鋼的澆注速度比碳鋼低20%30%。2.鑄坯斷面形狀鑄坯斷面形狀及及尺尺寸寸的影響的影響 圓形斷面比方形和矩形的比表面小,冷卻慢,故拉坯速度要小一些;矩形與方形比,矩形坯比方坯的拉速應小一些。另一方面,不同斷面形狀的鑄坯有不同的結晶凝固特點,例如圓形坯的拉速過快時,易產生中心疏松和裂紋,因而圓坯的拉速一般要低于方坯和扁坯。對于相同鋼種的鑄坯,斷面大的冷卻“比表面”小,因而大斷面鑄坯的拉速一般低于小斷面的。三、拉速控制三、拉速控制相關知識相關知識三、拉速控制三、拉速控制相關知識相關知識(一)影響拉速的因素(一)影響拉速的因素 4.結晶器導熱能力的限制結晶器導熱能力的限制 拉速增加,鋼水在結晶器內的停留時間減少,出結晶器的凝固殼變薄,甚至發(fā)生漏鋼。根據結晶器散熱量計算出的最高澆注速度,板坯為2.5m/min,方坯為34m/min。5.注溫及鋼中硫磷含量的影響注溫及鋼中硫磷含量的影響 注溫高時,凝固時間延長,拉速應減小,反之亦然。在連鑄生產實踐中要根據中間包中鋼水溫度來調整拉坯速度。當注溫偏高或鋼水中硫、磷較高時,都要適當降低拉速;工廠實踐中允許注溫偏差在一定范圍內,如最佳溫度偏差小于5時,可按正常拉速拉坯;若溫度偏差在(510)時,則拉速應相應降低或提高10%左右;若溫度偏差大于10時,就不應進行拉坯。當鋼中含硫量超過0.025%或硫磷之和超過0.045%時,拉速應按低限控制。三、拉速控制三、拉速控制相關知識相關知識(一)影響拉速的因素(一)影響拉速的因素 6.拉坯力的限制拉坯力的限制 隨著拉速的提高,鑄坯中未凝固長度變長,各相應位置上凝固殼變薄,鑄坯表面溫度升高,鑄坯在輥間的鼓肚量增加,容易產生表面橫裂和內部裂紋,若超過了拉拔轉矩,就不能拉坯。由于這種原因也限制了拉坯速度的增加。7.其他其他 除了上述因素外,其他如結晶器振動、保護渣性能、二冷強度、結晶器傳熱能力等對拉速也有一定的影響。因此,應根據情況和澆鑄工藝條件,選擇既能發(fā)揮連鑄機生產能力又能保證鑄坯質量的合適的拉速,下表為小方坯和板坯連鑄常用的拉速。三、拉速控制三、拉速控制相關知識相關知識(二)工作拉速、最大拉速二)工作拉速、最大拉速 拉坯速度,是指連鑄機單位時間每流拉出的鑄坯長度(m/min),也可以用每一流每分鐘拉出鑄坯的重量來表示(t/min)。拉速過高會造成結晶器出口處坯殼厚度不足,難以承受拉坯力和鋼水的靜壓力,以致坯殼被拉裂甚至拉漏。因此,提高拉速應以獲得良好的坯結構和保證正常操作為前提,在這一前提下,盡可能提高拉速。當鑄機工作穩(wěn)定后的拉速,又稱為工作拉速。穩(wěn)定的拉速是實現(xiàn)順利連澆和保證鑄坯質量的重要前提。當鑄坯的液相深度等于冶金長度的拉速,稱為最大拉速。它是連鑄機設備本身允許達到的最高拉速,是衡量設備最大生產能力的依據。最大拉速為工作拉速的1.151.2倍。三、拉速控制三、拉速控制相關知識相關知識(三)各流間拉速的調節(jié)三)各流間拉速的調節(jié) 采用定徑水口澆注過程中,由于鋼液注入位置的影響,多流中間包各流水口的流速有一定差別。因而,各流的拉速也不同。距離鋼液注入點較遠的水口,可適當加大孔徑,而距鋼液注入點近的水口孔徑可適當縮小或維持正常水口孔徑,以保持各流拉速相對平穩(wěn)和均衡。三、拉速控制三、拉速控制任務實施任務實施1.鋼包操作工的主要檢查內容鋼包操作工的主要檢查內容 (1)鋼包回轉臺正反轉運行是否正常,定位是否準確,傳動部分有否噪聲。(2)回轉臺稱量是否良好。(3)滑動水口液壓站工作是否正常。(4)各種工具:如燒氧管、氧氣皮管、測溫槍、測溫頭、中間包保溫劑等是否準備齊全。一、開澆前的設備檢查一、開澆前的設備檢查任務實施任務實施2.助澆工(撈渣工)的主要檢查內容助澆工(撈渣工)的主要檢查內容 (1)中間包車正反向行走正常。(2)中間包車升降動作運行正常。(3)中間包車橫向微調運行正常。(4)中間包車上的防護擋板完好,冷卻塞桿用的壓縮空氣皮管完好無泄漏。(5)浸入式水口及托架準備就緒(有些材質的浸入式水口按規(guī)程需烘烤的已進爐烘烤)。(6)所有用的工具材料,如保護渣、撬棒(或撈渣棒)、小氧氣管及氧氣皮管、應急堵水口的堵塞、定徑水口的引流槽等都已準備到位。一、開澆前的設備檢查一、開澆前的設備檢查任務實施任務實施3.中間包澆鋼工的主要檢查內容中間包澆鋼工的主要檢查內容 (1)結晶器用干凈布將內表面揩抹干凈,檢查內表面的狀態(tài),檢查結晶器跟蹤卡,對于一些已澆鋼近結晶器使用壽命的應測量下口尺寸,檢查是否還有倒錐度,同時了解前一爐鑄坯的質量情況,對于不符合使用條件的結晶器必須給予調換。(2)檢查結晶器振動裝置的狀態(tài)。結晶器振動裝置是連鑄機的重要部件,應將振動電源打開觀察振動裝置運行是否平穩(wěn),有否異常響聲。常見的情況是有異物塞在振動臺下方,使向下運動受阻,從而使振動產生傾側現(xiàn)象及出現(xiàn)異常的碰撞聲,此時必須找到原因并清除異物才能開澆,同時設定一定的拉速,測量其振動頻率與技術要求是否相符。一、開澆前的設備檢查一、開澆前的設備檢查任務實施任務實施3.中間包澆鋼工的主要檢查內容中間包澆鋼工的主要檢查內容 (3)拉矯機的運行狀況。開動拉矯機并設置一額定拉速后,測量拉矯輥轉一圈的時間,可推算出拉速,檢查拉速與表針指數(shù)是否吻合,拉矯輥轉動平穩(wěn)無異常響聲。檢查拉矯輥的壓緊裝置(汽缸或液壓缸)動作正常、無泄漏或卡住現(xiàn)象。(4)檢查引錠、裝引錠頭,并將引錠送入結晶器,按要求塞好引錠頭。(5)檢查中間包狀況、內部清潔程度、塞棒安裝質量及烘烤情況。(6)有液面自動控制裝疊及結晶器電磁攪拌的按技術要求進行檢查。(7)準備好開關棒等操作工具。一、開澆前的設備檢查一、開澆前的設備檢查任務實施任務實施4.配水工的主要檢查內容配水工的主要檢查內容 (1)結晶器供水量符合規(guī)程要求,并檢查有否泄漏。(2)事故水塔水位必須達到規(guī)定值。(3)二次冷卻區(qū)噴嘴有否掉落、有否阻塞,水表曲線及閥門的開啟度應符合調試所測數(shù)據。特別是足輥段噴嘴暢通尤為重要,水量自動控制情況良好。(4)結晶器、二次冷卻水量的儀表顯示正常,水過濾器按要求定時反沖。(5)地下排水泵運行情況,沉淀池水位自動控制是否正常運行。一、開澆前的設備檢查一、開澆前的設備檢查任務實施任務實施5.切割操作工的主要檢查內容切割操作工的主要檢查內容 (1)切割設備運行是否正常,如剪切,應檢查剪刃是否完好;如火焰切割裝置,則需檢查設備工作狀況,還要校驗火焰割槍及割炬頭是否完好,應進行點火試驗。(2)所有輥道正反運行正常。(3)翻鋼機、橫移機、擋板、滑動擋板、推鋼機及冷床等設備工作正常。(4)引錠存放系統(tǒng)工作正常(剛性引錠存放
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