炼钢机械： 连铸机械.ppt

《炼钢机械： 连铸机械.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《炼钢机械： 连铸机械.ppt（19页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 第三章 连铸机械一、连铸工艺过程一、连铸工艺过程一、连铸工艺过程 1.1.1.定义：定义：定义：将钢水连续不断地浇注到水冷结晶器内，凝固成一定坯壳厚度的钢坯将钢水连续不断地浇注到水冷结晶器内，凝固成一定坯壳厚度的钢坯将钢水连续不断地浇注到水冷结晶器内，凝固成一定坯壳厚度的钢坯连续地从结晶器内拉出，这种钢水连铸和钢坯连拉的过程的生产工艺连续地从结晶器内拉出，这种钢水连铸和钢坯连拉的过程的生产工艺连续地从结晶器内拉出，这种钢水连铸和钢坯连拉的过程的生产工艺即成为连续铸钢。即成为连续铸钢。即成为连续铸钢。2.2.2.连铸工艺过程连铸工艺过程连铸工艺过程 以弧形连铸机为例介绍以弧形连铸机为例介绍以弧

2、形连铸机为例介绍（介绍连铸机立面图）（介绍连铸机立面图）（介绍连铸机立面图）P183P183P183 钢包钢包钢包回转台回转台回转台中间罐中间罐中间罐结晶器及振动器结晶器及振动器结晶器及振动器 二冷段（弧形段二冷段（弧形段二冷段（弧形段/扇形段）扇形段）扇形段）拉矫机拉矫机拉矫机切割切割切割堆码堆码堆码 钢水钢水钢水结晶结晶结晶二冷二冷二冷拉矫拉矫拉矫切割切割切割 2021/9/232021/9/231 1一、连铸工艺过程3.连铸的优越性 低投入，高产出，高效益 简化钢坯生产过程，节省投资 节省能源，降低生产成本 提高金属收得率，降低金属损耗 提高钢坯质量，降低废品率2021/9/232021

3、/9/232 2二、连铸发展概况 （一）连铸技术主要发展（一）连铸技术主要发展 1.1.钢水处理方面钢水处理方面 5.5.坯型大型化坯型大型化 炉外精炼、加钙、吹氩（氮）炉外精炼、加钙、吹氩（氮）简化规格，按需切分，简化规格，按需切分，搅拌真空脱气及保护浇注搅拌真空脱气及保护浇注 6.6.组合浇注连铸组合浇注连铸 2.2.连铸的钢种不断扩大连铸的钢种不断扩大 一机能生产多种坯型一机能生产多种坯型 各种钢种包括特殊钢各种钢种包括特殊钢 7.7.实现连铸连轧实现连铸连轧 3.3.不断提高钢坯质量不断提高钢坯质量 采取短流程钢材生产工艺采取短流程钢材生产工艺 采用电磁搅拌采用电磁搅拌 8.8.改进连

4、铸机结构改进连铸机结构 4.4.生产能力不断提高生产能力不断提高 简化整体布局，优化主要装置简化整体布局，优化主要装置 采用一机多流、多炉连浇，采用一机多流、多炉连浇，提高拉速提高拉速（二）（二）连铸机机型与发展连铸机机型与发展 各种机型图例各种机型图例介绍介绍 P197P1972021/9/232021/9/233 3二、连铸发展概况（三）我国连铸技术与设备的发展（三）我国连铸技术与设备的发展 19571957：第一台第一台 立式立式 上海上海 试验研究试验研究 19581958：第二台第二台 立式立式 重庆重庆 工业生产工业生产 北京钢铁学院与重钢三厂北京钢铁学院与重钢三厂 浇注浇注170

5、*250 170*250 矩形坯矩形坯 ，500t500t摆摆 动飞剪首次切断连铸坯动飞剪首次切断连铸坯 19591959：第三台第三台 立式立式 唐山钢厂唐山钢厂 北设总院北设总院 19601960：试验弧形连铸机成功试验弧形连铸机成功 北京钢铁学院北京钢铁学院 19631963：第一台第一台 弧形弧形 重庆重庆 工业生产工业生产 1964.6.24 1700 1964.6.24 1700弧形弧形 R=6m R=6m 拉矫辊辊身拉矫辊辊身17001700 12001500*180 12001500*180板坯板坯 3 3流流250*180250*180方坯方坯 1500 1500液剪液剪 2

6、021/9/232021/9/234 4三、连铸机主要参数1.1.弧形连铸机性能参数：弧形连铸机性能参数：铸坯形状与尺寸、拉速、弯曲半径、流数、冶金长度、生产率铸坯形状与尺寸、拉速、弯曲半径、流数、冶金长度、生产率 2.2.铸坯断面铸坯断面 板、方、矩、圆、六角、八角、工字板、方、矩、圆、六角、八角、工字 确定原则：满足轧制或锻压坯料确定原则：满足轧制或锻压坯料压缩比压缩比 普钢：普钢：MinMin：46 46 特钢：特钢：MinMin：710710 板坯宽厚比：板坯宽厚比：1.21.41.21.4 断面越大越好断面越大越好3.3.冶金长度冶金长度 当坯壳厚度为成坯断面厚度一半时铸坯全部凝固，

7、液芯的长度当坯壳厚度为成坯断面厚度一半时铸坯全部凝固，液芯的长度 即成为冶金长度。即成为冶金长度。Le=Le=（H/2KH/2K）2 2 V V H H铸坯厚度铸坯厚度 K K 凝固系数凝固系数 V V 拉速拉速 2021/9/232021/9/235 5三、连铸机主要参数4.4.拉坯速度拉坯速度 铸机每分钟拉出铸坯的长度铸机每分钟拉出铸坯的长度 m/minm/min 铸机每分钟浇注出的铸坯质量铸机每分钟浇注出的铸坯质量t/mint/min 拉速主要受限于钢水的凝固速度（影响铸坯出结晶器的厚度），拉拉速主要受限于钢水的凝固速度（影响铸坯出结晶器的厚度），拉速大，坯壳薄，钢水静压力作用易撑破坯壳

8、而拉漏钢和引起铸坯内部速大，坯壳薄，钢水静压力作用易撑破坯壳而拉漏钢和引起铸坯内部疏松也和缩孔。疏松也和缩孔。具体表现为：铸坯断面大小与形状、钢种铸具体表现为：铸坯断面大小与形状、钢种铸 机类型、钢温机类型、钢温 一般拉速与断面周长成正比，与铸坯断面积成反比。一般拉速与断面周长成正比，与铸坯断面积成反比。V=l KV=l K2 2/2 2 ll结晶器有效长度结晶器有效长度 =l-0.1 =l-0.1（mm）l l 结晶器长度结晶器长度 K K凝固系数凝固系数 结晶器出口的结壳厚度结晶器出口的结壳厚度 2021/9/232021/9/236 6三、连铸机主要参数5.5.铸机弧形半径铸机弧形半径

9、考虑因素：固相矫直时弧形半径考虑因素：固相矫直时弧形半径 液心矫直时弧形半径液心矫直时弧形半径 多点顶弯矫直时弧形半径多点顶弯矫直时弧形半径*固相矫直时内弧表面受拉，外弧表面受压固相矫直时内弧表面受拉，外弧表面受压 弧形半径：弧形半径：R 0.5H/R 0.5H/l l R R（2533.32533.3）H H l l 铸坯许用延伸率铸坯许用延伸率 一般一般1.52%1.52%H H铸坯厚度铸坯厚度 2021/9/232021/9/237 7三、连铸机主要参数 6.6.铸机流数与生产能力铸机流数与生产能力 流数：流数：z=G/TAVrz=G/TAVr G G盛钢桶容量，盛钢桶容量，t t T

10、T一桶钢水一桶钢水允许浇注的时间允许浇注的时间 T=T=（lgG-0.2lgG-0.2）/0.3f/0.3f f f铸坯质量系数铸坯质量系数 取取10161016，质量高取小值，质量高取小值 A A铸坯断面积铸坯断面积 V V拉坯速度拉坯速度 r r铸坯密度铸坯密度 小时产量：小时产量：Q=60zAVcr Q=60zAVcr （t/ht/h）z z铸机流数铸机流数 A A铸坯断面积铸坯断面积mm2 2 Vc Vc平均拉速平均拉速 m/min m/min，取（，取（0.80.90.80.9）倍的工作拉速）倍的工作拉速 r r铸坯密度铸坯密度 t/m t/m3 3 年产量：年产量：Y=8760C1

11、C2C3C4QY=8760C1C2C3C4Q （t t）8760=365*24 8760=365*24年日历小时年日历小时 C1 C1日历作业率日历作业率 C2 C2日浇注率日浇注率 C3 C3成坯率成坯率 C4 C4钢坯合格率钢坯合格率2021/9/232021/9/238 8四、连铸生产工厂设备 1.1.工厂布置工厂布置 介绍典型连铸生产线的实例介绍典型连铸生产线的实例 车间平面布置车间平面布置 请同学介绍实习所见请同学介绍实习所见 2.2.组成设备组成设备 主体设备：主体设备：盛钢桶及承载设备、中间包及转运设备、盛钢桶及承载设备、中间包及转运设备、结晶器及振动装置、二冷及支导设备（顶弯设

12、备）、结晶器及振动装置、二冷及支导设备（顶弯设备）、拉矫机、引锭链的脱钩、存放、输送装置、切割设备拉矫机、引锭链的脱钩、存放、输送装置、切割设备 辅助设备：辅助设备：输送辊道、精整设备、推钢机、翻钢机、火焰清理机、输送辊道、精整设备、推钢机、翻钢机、火焰清理机、渣运机、打印机渣运机、打印机 工艺性设备：工艺性设备：钢包吹氩（氮）装置、脱气装置、中间包修砌及烘烤设备钢包吹氩（氮）装置、脱气装置、中间包修砌及烘烤设备 保护渣输送设备、结晶器润滑及冷却装置保护渣输送设备、结晶器润滑及冷却装置 自动控制及仪表装置：自动控制及仪表装置：结晶器液面检测与显示装置、测温、测压、测速、称结晶器液面检测与显示装

13、置、测温、测压、测速、称 重、测长装置、二冷辊缝检测装置、控制计算机重、测长装置、二冷辊缝检测装置、控制计算机2021/9/232021/9/239 9四、连铸生产工厂设备3.重点设备介绍3.1浇注设备 请同学分析组成结构及作用 介绍盛钢桶回转台结构 P303305 介绍中间包结构 P3063102021/9/232021/9/231010四、连铸生产工厂设备 3.23.23.2结晶器及振动装置结晶器及振动装置结晶器及振动装置 （1 1 1）结晶器应满足的性能）结晶器应满足的性能）结晶器应满足的性能 *导热性好，促使铸坯快速凝固，形成足导热性好，促使铸坯快速凝固，形成足导热性好，促使铸坯快速凝

14、固，形成足 够强度的坯壳够强度的坯壳够强度的坯壳 *刚性好，不易变形，保证铸坯形状规则刚性好，不易变形，保证铸坯形状规则刚性好，不易变形，保证铸坯形状规则 *工作面耐磨、抗热疲劳性好、寿命长工作面耐磨、抗热疲劳性好、寿命长工作面耐磨、抗热疲劳性好、寿命长 *重量轻，振动惯性小重量轻，振动惯性小重量轻，振动惯性小 *结构简单，拆装、调整方便，易制造与维护结构简单，拆装、调整方便，易制造与维护结构简单，拆装、调整方便，易制造与维护 （2 2 2）结晶器的传热原理）结晶器的传热原理）结晶器的传热原理 介绍介绍介绍P312P312P312图图图13-113-113-1 2021/9/232021/9/

15、2311113.2结晶器及振动装置（3 3）结晶器中钢水热量的释放）结晶器中钢水热量的释放 钢水冷却钢水冷却到液相线到液相线释放的热量，据实验，每公斤钢水每释放的热量，据实验，每公斤钢水每降降1 10 0C C释放释放0.84KJ0.84KJ热量热量 钢液在钢液在液相线凝固液相线凝固时释放热量时释放热量 277.2KJ/Kg277.2KJ/Kg 凝固的坯壳从凝固的坯壳从结晶温度冷却到出结晶结晶温度冷却到出结晶 器时的温度，每下降器时的温度，每下降1 10 0C C，释放，释放热量热量 0.67J/Kg0.67J/Kg 结论：钢水在结晶器中是单向传热，途径与热量比例为：结论：钢水在结晶器中是单向

16、传热，途径与热量比例为：钢水钢水坯壳坯壳26%26%气隙气隙71%71%结晶器壁结晶器壁1%1%冷却水界面冷却水界面2%2%气隙是钢水向结晶器传热，影响凝固的主要障碍，消除办法：结晶器气隙是钢水向结晶器传热，影响凝固的主要障碍，消除办法：结晶器 带倒锥度，减小气隙形成带倒锥度，减小气隙形成 2021/9/232021/9/2312123.2结晶器及振动装置（4）影响结晶器传热的因素 结晶器内腔面积、结晶器的导热系数、钢水温度、冷却水平均温度 结论：结晶器长度适当（铸坯与壁间气 隙原因要求）、尽力提高有效接 触面积；选导热好的材料；提高 冷却水流速而水压适当2021/9/232021/9/231

17、3133.2结晶器及振动装置（5 5）结晶器结构与特点）结晶器结构与特点 介绍典型结构介绍典型结构P314320P314320 图图13-313-3、13-1513-15、13-713-7、13-913-9、13-1013-10 材质：磷脱氧铜、紫铜，厚度在材质：磷脱氧铜、紫铜，厚度在10201020，HB8090 HB8090，内表面电镀铬，内表面电镀铬（6 6）结晶器尺寸）结晶器尺寸 *倒锥度倒锥度 ：上口断面面积上口断面面积下口断面面积下口断面面积 *100%*100%上口断面面积上口断面面积 *结晶其长度结晶其长度 套管式：套管式：-0.5%-1%-0.5%-1%板坯：窄面板坯：窄面-

18、0.5%-1%-0.5%-1%提问：倒锥度不当有什么后果？提问：倒锥度不当有什么后果？2021/9/232021/9/2314143.2结晶器及振动装置*长度长度：确定依据：确定依据：保证铸坯出结晶器时有一定的坯壳厚度，保证铸坯出结晶器时有一定的坯壳厚度，一般铸坯出结晶器下口坯壳厚度要大于一般铸坯出结晶器下口坯壳厚度要大于 1025mm 1025mm 理论计算公式：理论计算公式：l=v t=v l=v t=v（/k/k）2 2 mm mm 实际取值公式：实际取值公式：l=l+l=l+（8012080120）（考虑液面波动）（考虑液面波动）一般结晶器长度为一般结晶器长度为600900mm6009

19、00mm *水缝面积：水缝面积：保证充分带走结晶过程中放出的热量（保证充分带走结晶过程中放出的热量（96%96%被水带被水带 走），但水量不能过大，否则坯料会有裂纹，过小也走），但水量不能过大，否则坯料会有裂纹，过小也 不行，否则会使坯料形成鼓肚或漏钢不行，否则会使坯料形成鼓肚或漏钢 Q=36A*v/Q=36A*v/（10000*l10000*l）（mm3 3/h.m/h.m）或或 A=A=（QL/vQL/v）*（10000/3610000/36）（）（mmmm2 2）一般一般v=610m/sv=610m/s，进水压力，进水压力0.290.59Mpa0.290.59Mpa，水缝厚度为，水缝厚度

20、为46mm46mm。2021/9/232021/9/2315153.2结晶器及振动装置（7 7）结晶器振动装置）结晶器振动装置 A.A.工作方式：工作方式：同步振动同步振动先结晶器与坯壳同步下降，先结晶器与坯壳同步下降，然后结晶器然后结晶器3 3倍速拉升倍速拉升 负滑脱振动负滑脱振动先结晶器下降快于坯壳下降，先结晶器下降快于坯壳下降，然后结晶器然后结晶器3 3倍速拉升倍速拉升 正弦振动正弦振动结晶器按正弦规律运动结晶器按正弦规律运动 特点：特点：结晶器与铸坯始终存在相对运动，运动中一段结晶器与铸坯始终存在相对运动，运动中一段 速度大于拉坯速度具有脱模作用，冲击小，频率速度大于拉坯速度具有脱模作

21、用，冲击小，频率 可提高利于脱模减小铸坯振痕，结构简单（偏心机构）可提高利于脱模减小铸坯振痕，结构简单（偏心机构）控制系统简化，造价降低，维护方便控制系统简化，造价降低，维护方便2021/9/232021/9/231616 3.2结晶器及振动装置 B.振动参数确定：频率、振幅、驱动功率 讲读P323325 C.振动机构：讲读P326图13-18、13-192021/9/232021/9/231717四、连铸生产工厂设备3.3拉矫机（1 1）拉矫力计算原理）拉矫力计算原理 存在存在 拉力与矫直力拉力与矫直力 矫直力计算原理：全塑性矫直矫直力计算原理：全塑性矫直 P349P349 拉坯力计算原理：

22、考虑克服相关摩擦阻力（结晶器内阻拉坯力计算原理：考虑克服相关摩擦阻力（结晶器内阻 力、弯坯阻力、力、弯坯阻力、二冷辊阻力、矫直辊阻力、二冷辊阻力、矫直辊阻力、切割阻力）切割阻力）铸坯下滑力（有利拉坯）铸坯下滑力（有利拉坯）（2 2）拉矫机设备构成）拉矫机设备构成 介绍四辊、五辊拉矫机介绍四辊、五辊拉矫机 P283286 P283286 2021/9/232021/9/231818四、连铸生产工厂设备（3 3）拉矫新技术）拉矫新技术 压缩矫直：矫直的同时对铸坯表面施加 一定压力，减小凝固壳内层表面拉应力 多点矫直：小变形多次矫直 连续矫直：采取低的恒定的小应变率 四点反弯矫直 P360 图 14-372021/9/232021/9/231919