剪切机械

连续铸钢简单介绍

发布时间:2023/3/31 1:47:08   

一、连续铸钢的定义?

连铸与普通铸钢不同,它不是将高温钢水浇注到一个或多个钢锭模内,而是将高温钢水连续不断地浇到一个或多个用强制水冷却的带有“活底”(引锭头)的铜模内(叫结晶器),钢水很快与“活底”凝固在一起,待钢水凝固成一定厚度的坯壳后就从铜模的下端拉出“活底”,这样已凝固成一定厚度的钢坯就会连续的从水冷结晶器内被拉出来,在二次冷却区继续喷水冷却。带有液芯的铸坯,一边移动一边凝固,直到完全凝固。待铸坯完全凝固后,用氧气切割机或剪切机把铸坯切成一定尺寸的钢坯。这种把钢水直接浇筑成钢坯的新工艺,就叫连续铸钢。

二、连铸工艺基本原理:

连铸运动过程是将钢水转变为固态钢的过程,这一转变过程伴随着固态钢成型好、固态相变、液固态相变、铜板与铸坯表面的换热、冷却水与铸坯表面间的复杂换热。其过程为:钢水包—中间包—结晶器—二次冷却—空冷区—切割—铸坯。在整个连铸过程铸坯发生相变、铸坯经受弯曲、矫直等一些变化。连铸机的结晶器长度一般在-mm,因此钢水在结晶器较短的停留时间内,钢液要放出大量的热量,占总散热量的15%-20%,因此结晶器的冷却强度要足够大,是钢水从液态迅速变成固态,当铸坯出结晶器时,能具有一定厚度的凝固坯壳。

连铸工艺流程如图所示:

连铸机

在连铸过程中,由于设备或操作本身或耐火材料质量不佳等方面的原因,往往会引起一些操作的异常或事故。这不仅打乱了炼钢车间的正常生产秩序,造成设备的损坏,甚至会危及操作人员的人身安全,为此在生产中应做到安全第一,预防为主。掌握浇注中常见的事故原因及预防措施是非常有必要的。

三、连铸常见事故:

1、拉断:

钢水在结晶器中的凝固过程如图1-1所示。图1-1a表示在结晶器中坯壳的正常生长状态,如不发生意外,铸坯就会被连续地拉出结晶器外。假如由于某种原因,例如润滑不良,坯壳的上段粘结在结晶器壁上,而且在某处(如X处)坯壳的抗拉强度又小于该处的粘着力,则在拉坯力的作用下该处坯壳将被拉断,被拉断的上部(如A处)又粘在结晶器壁上不动,而下段(如B段)继续向下运动,钢水将充填AB之间,如图1-1b,形成一段新的坯壳把AB两段联接起来,由于新的坯壳强度更低又会被拉断,这就会连续地被拉断,连续地在断层上充填钢水,直到B段被拉出结晶器,便发生了如图所示的漏钢事故。

书上的实际的

2.拉漏:

在结晶器铜壁与铸坯之间形成的气隙。气隙的形成和气隙的大小取决于一系列因素,例如坯壳的收缩、由于钢水静压力造成的坯壳凸起、拉坯速度、结晶器熔融保护渣的传热特性、结晶器的变形和结晶器锥度的大小。由于结晶器的锥度很小,随着铸坯的凝固,其窄面离开了结晶器壁。而宽面由于钢水静压力的作用面积很大,使其一直与结晶器壁有良好的接触,窄面的中间部分在钢水静压力的作用下,鼓出靠在结晶器壁上。由于铸坯这种收缩方式所形成的气隙,减少了局部传热速度,形成“热点”和较薄的凝固壳。由于钢水静压力造成的这种拐角处气隙可以在坯壳中产生很大的超过其屈服极限的拉伸应力,从而造成漏钢事故。

造成设备破坏,漏钢事故因发生时间、位置不同分为多种形式:

Ⅰ、开浇漏钢:开浇起步不好造成漏钢;

Ⅱ、悬挂漏钢:结晶器角缝大,角垫板凹陷或铜板划伤,致使在结晶器中拉坯阻力增大,极易发生起步悬挂漏钢;

Ⅲ、裂纹漏钢:在结晶器坯壳产生严重裂纹,角裂或脱方出结晶器后造成漏钢;

Ⅳ、夹渣漏钢:由于结晶器渣块或异物裹入凝固壳局部区域,使坯壳厚度太薄而造成漏钢;

Ⅴ、切断漏钢:当拉速过快,二次冷却水太弱,使液相穴过长,铸坯切割后,中心液体流出;

Ⅵ、粘结漏钢:铸坯粘结在结晶器壁而拉断造成的漏钢;

实际的

开浇时发生漏钢的原因:

Ⅰ、结晶器内冷料放的不好,引锭头没有塞实;

Ⅱ、起步早,起步拉速快,或拉速增长太快;

为防止开浇漏钢,开浇前应做好充分的准备和检查,重点应注意以下几点:

Ⅰ、检查引锭头密实和冷料堆放情况;

Ⅱ、检查水口与结晶器对中情况;

Ⅲ、检查结晶器铜板有无冷钢,锥度是否合适;

Ⅳ、检查二冷喷嘴是否畅通完好;

Ⅴ、了解钢水的流动性、钢水温度状态、中间包和水口的烘烤状态、保护渣的质量;

Ⅵ、根据铸坯断面决定注流大小和钢水在结晶器停留时间;

Ⅶ、起步拉速一般保持为0.5m/min,增速要慢(0.15m/min),防止结晶器液面波动过大;

浇注过程中发生漏钢的原因有哪些?

●根本原因在于铸坯的结晶器后局部凝固壳过薄,承受不住钢水静压力而破裂导致漏钢,因而为防止浇注过程中漏钢事故的发生,需找出凝固壳局部过薄的因素:

(1)设备因素:结晶器严重破损而失去锥度,铸坯脱方严重,结晶器与二次冷却段对弧不准,注流与结晶器不对中等。此外,结晶器铜管变形,内壁划伤严重,液膜润滑中断等。也会造成坯壳悬挂而撕裂;

(2)工艺操作因素:如拉速过快,注温过高,水口不对中,注流偏斜。结晶器液面波动过大,注流下渣,出结晶器冷却强度不足等;

(3)异物或冷钢咬入凝固壳,如液面波动过大时,结晶器中未熔渣块卷入凝固壳,中间包水口内堵塞物随钢流落到结晶器液相穴,被凝固前沿捕捉而导致漏钢;

●综上所述:为防止浇注过程漏钢,在设备维护方面,应定期检查结晶器的使用情况,保证结晶器的倒锥度,结晶器应与二冷导向段保持对中,避免铸坯在拉钢过程中受到机械力的作用,而发生坯壳变形破裂等引起拉漏。在结晶器润滑方面,应保证结晶器润滑均匀,避免因润滑不好造成结晶器与坯壳的粘附漏钢和悬挂拉漏。

在工艺操作方面,应注意操作稳定,减少拉速的变动次数和变动量,保持结晶器内液面稳定,避免出现过大或过频繁的波动。同时应控制中间包内液面不能太低,避免大量的非金属夹杂物或钢渣卷入结晶器内。对采用保护渣的浇注,应采用熔融状态好粘度适中的保护渣。此外,应避免过热度太大的高温钢,因为高温钢水对漏钢事故及铸坯质量的影响都是相当明显的。

3、什么叫粘结漏钢,它是如何发生的?

“粘连”漏钢,即坯壳局部与铜板粘连,随着板坯继续往下运动,坯壳在粘连处就会被拉裂。这种漏钢一个明显特征是在坯壳上(有时也发生在窄面区域)留下一条斜向的裂纹。粘结漏钢是连铸生产过程中的主要漏钢形式,据统计诸多漏钢中粘结漏钢占50%以上。

发生粘结漏钢的原因是:

1)形成的渣圈堵塞了液渣进入铜管内壁与坯壳间的通道;

2)结晶器保护渣Al2O3含量高、粘度大、液面结壳等,使渣子流动性差,不易流入坯壳与铜板之间形成润滑渣膜。

3)异常情况下的高拉速。如液面波动时的高拉速,钢水温度较低时的高拉速。

4)结晶器液面波动过大,如浸入式水口堵塞,水口偏流严重,更换钢包时水口凝结等会引起液面波动。

●所谓粘结的引起是因为保护渣润滑不良,保护渣融熔层太薄,因液面过大波动引起保护渣液膜断层弯月面的凝固壳与铜板之间没有液渣,严重时发生粘结。

粘结漏钢的发生有以下情况:内弧宽面漏钢发生率比外弧宽面高(大约3:1);宽面中部附近(约在水口左右mm)更易发生粘结漏钢;大断面板坯容易发生宽面中部漏钢;而小断面则发生在靠近窄面的区域;铝镇静钢比铝硅镇静钢发生漏钢几率高;保护渣耗量在0.25kg/t钢以下,漏钢几率增加。

4、防止粘结性漏钢有哪些对策?

在浇注过程中防止粘结漏钢的对策有:

1)监视保护渣的使用状况,确保保护渣有良好性能。如测量结晶器液渣层厚度经常保持在8~15mm,保护渣消耗量不小于0.4kg/t钢,及时捞出渣中的结块等。

2)提高操作水平,控制液位波动。

3)确保合适的拉速,拉速变化幅度要小。升降拉速幅度以0.15m/min为宜。

四、影响拉漏的其它因素:

钢水碳含量对拉漏有什么影响?

碳是钢中基本的元素,也是对组织影响最大的元素,因此碳含量必须精确控制。C=0.17%~0.22%的钢的塑性延伸率较低,漏钢率也较高。且含碳量低的钢,漏钢概率明显高于碳含量高的,C≤0.12%的钢漏钢概率最高,这是因为:

⑴钢水碳含量对结晶器热流有影响:当钢种含碳含量为0.12%时,结晶器传出的热流最小,钢种碳含量为0.4%时,传出的热流最大,而其他碳含量范围内传出的热流居中。

⑵碳含量对柱状晶区有影响:碳含量在≤0.55%的范围内,柱状晶区逐渐缩小,而裂纹在柱状晶带中比在等轴晶带中容易滑移。

⑶钢的包晶反应对钢凝固裂纹有影响:根据铁碳相图,当C≥0.10%时发生δFe+L→γFe转变,当发生包晶反应时,在C=0.10%时,初期凝固的δFe收缩量最大,S、P的偏析最小,坯壳强度较高;在弯月面区域坯壳收缩,则坯壳向内弯曲,在坯壳与铜壁之间出现了很小的缝隙,就会造成粗糟的平面与铜壁不均匀接触,使传热减缓,导致坯壳生长减慢且不均匀地在局部出现薄弱点,这是产生裂纹和拉漏的根源。随碳含量的增加,包晶反应中生成的γFe量逐渐增加凝固收缩量逐渐减小,坯壳与结晶器铜壁保持良好的接触,坯壳生长均匀,因此随碳含量的增加,拉漏率逐渐降低。

所以碳含量低的钢水比碳含量高的钢水漏钢率高。在生产中,对普碳钢的碳含量最好控制在0.16%~0.18%范围内,而且尽量避免C≤0.12%的钢。

钢中([S]+[P])﹪对拉漏有什么影响?

硫在液态钢中的溶解度很大,而在固态钢中的溶解度很小,并随温度降低而降低,析出的硫和铁生成硫化铁,凝固时在晶界产生低熔点的共晶化合物熔点仅有℃,硫含量越高,生成的硫化铁越多。硫化铁结晶时,在初生晶粒边界上析出,形成包围铁素体晶粒的连续或不连续的网状组织,引起晶界脆性。

磷是降低钢液表面张力的元素,易析聚在晶粒边界处,随着磷含量的增加,钢的表面张力降低很多,从而降低了钢的抗热裂纹性能。

钢中硫和磷含量越高,漏钢概率越高,因此,在生产中要尽量降低硫、磷含量。硫、磷含量之和最好控制在0.%以下。这就要求严把原料关,炉前要精心操作,渣要有合适的流动性和碱度,且渣量合适,控制好炉温,出钢要挡渣操作,以防下渣。

锰硫比对铸坯拉漏有什么影响?

随锰硫比增大,漏钢概率逐渐下降。根据凝固理论可知,锰硫比低,沉淀析出物中低熔点的硫化铁占多数,它分布在晶粒边界处,引起晶界脆性,成为形成裂纹的基础。锰硫比高,有足够的锰与硫结合,形成熔点较高的硫化锰,它以棒状形式分散在奥氏体基体中,不易形成裂纹,因此,锰硫比高的钢,不易出现漏钢事故。

现代连铸理论和国内外先进厂家的经验表明,要将连铸钢水的有害元素尽量降低,甚至要求S、P≤0.%。但一般钢厂实际情况达不到这个要求,这样锰含量就尽量按中上限控制,以保证锰硫比大于15,从而降低漏钢率。

以上均为自己理论与实际结合得到的,不喜勿喷,如有雷同敬请谅解。



转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkgx/3918.html
------分隔线----------------------------