連續(xù)鑄造及其與軋制的銜接工藝

3連續(xù)鑄造及其與軋制的銜接工藝3.1連續(xù)鑄鋼技術(shù)連續(xù)鑄鋼是將鋼水連續(xù)注入水冷結(jié)晶器，待鋼水凝成硬殼后從結(jié)晶器出口連續(xù)拉出或送比，經(jīng)噴水冷卻，全部凝固后切成坯料或直送軋制工序的鑄造坯料，稱為連續(xù)鑄坯。2023/1/161連續(xù)鑄坯在冶金學(xué)方面的特點(diǎn)是：(1)鋼水在結(jié)晶器內(nèi)得到迅速而均勻的冷卻凝固，形成較厚的細(xì)晶表面凝固層，無充分時(shí)間生成柱狀晶區(qū)；(2)連續(xù)澆鑄可避免形成縮孔或空洞，無鑄錠之頭尾剪切損失，使金屬收得率大為提高；(3)整灌鋼水的連鑄自始至終的冷卻凝固時(shí)間接近，連鑄坯縱向成分偏差可控制在10％以內(nèi)，遠(yuǎn)比模鑄鋼錠為好，(4)在塑性加工時(shí)為消除鑄態(tài)組織所需的壓縮比也可以相對減小，鑄坯的組織致密，有良好的機(jī)械性能。2023/1/162連鑄機(jī)類型連鑄機(jī)可以按鑄坯斷面形狀分為厚板坯、薄板坯、大方坯、小方坯、圓坯、異型鋼坯及橢圓形鋼坯連鑄機(jī)等，也可按鑄坯運(yùn)行的軌跡分為立式、立彎式、垂直-多點(diǎn)彎曲形、垂直-弧形、多半徑弧形（橢圓形）、水平式及旋轉(zhuǎn)式連鑄機(jī)。2023/1/163立式連鑄機(jī)出現(xiàn)最早，其優(yōu)點(diǎn)是鋼中夾雜易于上浮排除，凝殼冷卻均勻?qū)ΨQ，不受彎曲矯直應(yīng)力，適用于裂紋較敏感鋼種的連鑄，但缺點(diǎn)是設(shè)備高度大，建設(shè)投資大，且鋼水靜壓力大易使鋼坯產(chǎn)生鼓肚變形，鑄坯斷面和長度都不能過大，拉速也不宜過高。立彎式連鑄機(jī)為降低設(shè)備高度，將完全凝固的鑄坯頂彎成90°角，在水平方向出坯，消除了定尺長度的限制，降低了設(shè)備的投資，但缺點(diǎn)是鑄坯受彎曲矯直應(yīng)力，易產(chǎn)生裂紋。2023/1/164弧形連鑄機(jī)大大降低了設(shè)備的高度，僅為立式的1/2-1/3，投資少，操作方便，利于拉速的提高，但缺點(diǎn)是存在設(shè)備對弧較難，內(nèi)外弧冷卻欠均勻，彎曲矯直應(yīng)力較大及夾雜物在內(nèi)弧側(cè)聚集的缺點(diǎn)，故對鋼水純凈度要求更高。橢圓形連鑄機(jī)為分段改變彎曲半徑，故設(shè)備更低，稱為超低頭鑄機(jī)。垂直-弧形和垂直-多點(diǎn)彎曲形連鑄機(jī)采用直結(jié)晶器并在其下部保留2m左右的直線段，使鑄機(jī)的高度增加不多，而有利于克服內(nèi)弧側(cè)夾雜物富集的缺點(diǎn)。水平式鑄機(jī)設(shè)備高度更低，更輕便且投資少，但尚不能制成大生產(chǎn)適用機(jī)型。目前世界各國弧形鑄機(jī)占主導(dǎo)地位，達(dá)60％以上。其次為垂直-多點(diǎn)彎曲形。板坯和方坯多采構(gòu)垂直弧形，而垂直-多點(diǎn)彎曲形則呈增加趨勢。2023/1/165連鑄機(jī)的組成—般連鑄機(jī)由鋼水運(yùn)載裝置(鋼水包、回轉(zhuǎn)臺)、中間包及其更換裝置、結(jié)晶器及其振動裝置、二冷區(qū)夾持輥及冷卻水系統(tǒng)、拉引矯直機(jī)、切斷設(shè)備、引錠裝置等組成。2023/1/166中間包起緩沖與凈化鋼液的作用，容量一般為鋼水包容量的20％～40％，鑄機(jī)流數(shù)越多，其容量愈大。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的心臟，要求有良好的導(dǎo)熱性、結(jié)構(gòu)剛性、耐磨性及便于制造和維護(hù)等特點(diǎn)，一般由鍛造紫銅或鑄造黃銅制成。其外壁通水強(qiáng)制均勻冷卻。結(jié)晶器振動裝置的作用是使結(jié)晶器作周期性振動，以防止初生坯殼與結(jié)晶器壁產(chǎn)生粘結(jié)而被拉破。振動曲線一般按正弦規(guī)律變化，以減少沖擊。其振幅和頻率應(yīng)與拉速緊密配合，以保證鑄坯的質(zhì)量和產(chǎn)量。2023/1/167二冷裝置安裝在緊接結(jié)晶器的出口處，其作用是借助噴水或霧化冷卻以加速鑄坯凝固并控制鑄坯的溫度，夾輥和導(dǎo)輥支撐著帶液心的高溫鑄坯，以防止鼓肚變形或造成內(nèi)裂。要求二冷裝置水壓、水量可調(diào)，以適應(yīng)不同鋼種和不同拉速的需要。拉矯機(jī)的作用是提供拉坯動力及對彎曲的鑄坯進(jìn)行矯直，并推動切割裝置運(yùn)動。拉坯速度對連鑄產(chǎn)量、質(zhì)量皆有很大的影響。引錠裝置的作用是在連鑄開始前，用引錠頭堵住結(jié)晶器下口，待鋼水凝固后將鑄坯引拉出鑄機(jī)，再脫開引錠頭，將引錠桿收入存放裝置。鑄坯切割設(shè)備則將連續(xù)運(yùn)動中的鑄坯切割成定尺，常用的切割設(shè)備有火焰切割器或液壓剪與擺動剪。2023/1/1683.2鋼坯生產(chǎn)及連鑄與軋制生產(chǎn)的連續(xù)化（1）鋼坯生產(chǎn)的主要方法

1）軋制法—在初軋（或開坯）機(jī)上將鋼錠軋成各種斷面形狀的鋼坯的方法。2）鍛造法—用鍾錘（或水壓機(jī)）將鋼錠鍛成各種斷面形狀的鋼坯的方法。3）連鑄法—在連鑄機(jī)上采用連續(xù)鑄造直接將鋼水澆注成各種斷面形狀的鋼坯的方法。4）壓鑄法—在連鑄機(jī)上將鋼水壓鑄成各種斷面形狀的鋼坯的方法。各種方法生產(chǎn)的鋼坯之比較見表下：

2023/1/1692023/1/1610連鑄法法生產(chǎn)產(chǎn)的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：：1）不不用初初軋機(jī)機(jī)簡化化了生生產(chǎn)工工序和和設(shè)備備、節(jié)節(jié)省投投資和和勞動動力；；2）比比初軋軋坯形形狀好好，成成分均均勻、、坯長長（重重量））易調(diào)調(diào)節(jié)；；3）成成材率率提高高6～～13%，，可達(dá)達(dá)94%以以上。。4）能能耗低低、可可降低低成本本10%5）易易熱裝裝、熱熱送、、直接接軋制制和實(shí)實(shí)現(xiàn)自自動化化。2022/12/2911連鑄法不足足：1）鋼種受受一定限制制，目前僅僅限于鎮(zhèn)靜靜鋼、半鎮(zhèn)鎮(zhèn)靜鋼；2）壓縮比比受限制，，不宜生產(chǎn)產(chǎn)特厚板。。3）規(guī)格少少，連鑄工工藝較復(fù)雜雜。由于連鑄法法的上述優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，80年代以來來獲得迅速速發(fā)展，連連鑄法已成成為鋼坯生生產(chǎn)的主要要生產(chǎn)方式式和發(fā)展方方向。2022/12/29121）連鑄鑄坯冷裝裝爐軋制制(CCR)-連鑄坯坯與軋機(jī)機(jī)距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)或不能能匹配，，不能熱熱裝熱送送。2）連鑄鑄坯冷至至A1線以下狀態(tài)熱熱裝軋制制(-HCR)。。3）連鑄鑄坯冷至至兩相(+)區(qū)，，熱裝軋軋制(+-HCR)。4）連鑄鑄坯直接接熱裝軋軋制(CC-DHCR)。5）連鑄鑄坯直接接軋制(CC-DR)。3.3連連鑄與與軋制的的銜接模模式2022/12/2913不同銜接接模式適適應(yīng)范圍圍連鑄坯熱熱裝軋制制（CC—-HCR）），這種種模式的的熱裝溫溫度一般般300℃—600℃℃，這種種模式比比較適合合連鑄車車間與軋軋鋼車間間距離較較遠(yuǎn)，且且連鑄能能力與軋軋機(jī)能力力不能很很好匹配配的情況況。連鑄坯兩兩相區(qū)熱熱裝軋制制（CC—(+)-HCR）），連鑄鑄坯直接接熱裝軋軋制（CC—DHCR），這這兩種模模式的熱熱裝溫度度一般在在600℃～1150℃，比比較適合合連鑄車車間與軋軋鋼車間間距離很很近，且且連鑄機(jī)機(jī)與軋機(jī)機(jī)小時(shí)能能力基本本匹配的的情況。。（棒、、線、型型鋼生產(chǎn)產(chǎn)基本屬屬于該模模式）2022/12/2914連鑄坯直接軋軋制（CC-DR），鋼鋼坯溫度一般般在1150℃以上,連連鑄機(jī)生產(chǎn)的的高溫連鑄坯坯切割后直接接輸送到軋機(jī)機(jī)中進(jìn)行直接接軋制，一般般情況下，在在連鑄和軋機(jī)機(jī)間設(shè)有均熱熱爐，一方面面對輸送過程程中的連鑄坯坯進(jìn)行邊角補(bǔ)補(bǔ)熱或均熱，，另一方面作作為緩沖以便便軋機(jī)出現(xiàn)事事故時(shí)儲存熱熱鋼坯。這種種模式要求連連鑄與軋機(jī)的的小時(shí)能力高高度匹配，軋軋機(jī)能力應(yīng)大大于連鑄機(jī)的的能力。（板板帶生產(chǎn)基本本屬于該模式式）說明：（1）方式4）之加熱爐爐改為在線感感應(yīng)爐快速加加熱即為方式式5）（2）方式5）包括CSP,ISP等連鑄-連連軋短流程工工藝。2022/12/29152022/12/29163.4連連鑄熱熱裝、、熱送送、直直接軋軋制的的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)1）節(jié)節(jié)能效效果顯顯著——直接接軋制制僅為為冷裝裝軋制制能耗耗的1/5。2）成成材率率高——提高高0.5～～1.5%（主主要氧氧化燒燒損減減少））3）簡簡化生生產(chǎn)工工序、、節(jié)省省基建建和投投資費(fèi)費(fèi)用。。4）生生產(chǎn)周周期短短—從從投料料到軋軋出產(chǎn)產(chǎn)品僅僅幾小小時(shí)。。2022/12/29173.5實(shí)實(shí)現(xiàn)高高水平平熱裝裝熱送送，直直接軋軋制、、連續(xù)續(xù)鑄軋軋的條條件1））連連鑄鑄車車間間具具有有高高溫溫?zé)o無缺缺陷陷連連鑄鑄坯坯生生產(chǎn)產(chǎn)技技術(shù)術(shù)；；無無缺缺陷陷坯坯率率＞＞90%。。2））連連鑄鑄機(jī)機(jī)與與軋軋機(jī)機(jī)很很好好的的銜銜接接技技術(shù)術(shù)；；盡盡量量減減少少軋軋機(jī)機(jī)正正常常停停機(jī)機(jī)時(shí)時(shí)間間。。3））煉煉鋼鋼連連鑄鑄、、軋軋制制操操作作高高度度穩(wěn)穩(wěn)定定，，有有效效作作業(yè)業(yè)率率＞＞85%，，且且各各工工序序生生產(chǎn)產(chǎn)能能力力應(yīng)應(yīng)匹匹配配得得法法。。2022/12/29184））建建立立貫貫穿穿上上下下各各工工序序一一體體化化的的生生產(chǎn)產(chǎn)計(jì)計(jì)劃劃管管理理和和質(zhì)質(zhì)量量保保證證體體系系。。5））在在連連鑄鑄與與軋軋制制之之間間應(yīng)應(yīng)有有緩緩沖沖區(qū)區(qū)。。6））加加熱熱爐爐應(yīng)應(yīng)能能靈靈活活調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)燃燃燒燒系系統(tǒng)統(tǒng)，，以以適適應(yīng)應(yīng)經(jīng)經(jīng)常常波波動動軋軋機(jī)機(jī)小小時(shí)時(shí)產(chǎn)產(chǎn)量量以以及及熱熱坯坯與與坯坯料料之之間間經(jīng)經(jīng)常常轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換。。7））應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)置置完完善善的的計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)系系統(tǒng)統(tǒng)