北京科技大学课程设计

北京科技大学

专业课程设计

题目：年产量200万吨板坯连铸生产工艺设计

班级：材控XXX

学号：XXXXXXXX

姓名：XXX

学院：材料科学与工程学院

专业名称：材料成型及控制工程

指导教师：XXX

201X年XX月XX日

目录

一、绪论 (2)

二、产品大纲及生产工艺流程 (4)

1. 产品大纲 (4)

2. 生产工艺流程 (4)

三、连铸机设备参数的计算 (5)

1. 连铸机类型选择 (5)

2. 连铸机流数 (6)

3. 中间包容量 (6)

4. 设备清单 (7)

四、连铸主要工艺参数 (11)

1. 浇注温度 (11)

2. 浇注时间 (11)

3. 拉速 (12)

4. 连铸机冶金长度 (12)

5. 结晶器长度 (13)

6. 铸机的弧形半径 (13)

7. 匹配系数计算 (13)

五、金属平衡图 (15)

六、连铸机主要性能参数 (16)

1. 连浇炉数 (16)

2. 浇注周期 (16)

3. 连铸机的作业率αp (16)

4. 金属收得率 (17)

5. 连铸机生产能力 (17)

6. 生产能力校核 (18)

七、参考文献 (19)

工艺设计任务书

一、学生姓名：XXX 学号：XXXXXXXX

二、题目：年产量200万吨板坯连铸生产工艺设计

已知：1. 某钢铁厂拟新建一板坯连铸车间，生产的典型钢种为压力容器用钢板16MnR、碳素结构钢板Q195，化学成分是：16MnR钢：C：≤0.20，Si：0.20~0.55，Mn：1.20~1.60，P：≤0. 035，S：≤0.030，Cr：≤0.,30，Ni：≤0.,30，Cu：≤0.30；Cr+Ni+Cu≤0.60；Q195钢：C：≤:0.06~0.12，Si：≤0.30，Mn：0.25～0.50，P：≤0.045，S：≤0.05，Cr：≤0.30，Ni：≤0.30，Cu：≤0.30。2. 铸坯规格为：200,270mm×1800,2100mm(厚度×宽度)。3.计划采用的转炉容量为100吨，冶炼时间为40分钟。

三、设计任务

1. 编写产品大纲，制定典型产品的生产工艺流程。

2. 确定连铸设备参数，如连铸机的类型、数量、流数、中间包容量等；提出生产需要的有关设备清单。

3. 确定连铸主要工艺参数，如钢水的浇注温度、浇注时间、拉坯速度、板坯尺寸以及冶炼与连铸机的配合。

4. 编制金属平衡图。

5. 连铸浇注周期、连铸机作业率、连铸坯收得率、连铸机生产能力计算。

6. 撰写设计说明书。

四、日程安排

1. 2011.1

2.30～2011.12.31 查阅国内外技术资料，制定总体工艺方案；

2. 2012.01.01～2012.01.10 连铸工艺设计；

3. 2012.01.11～2012.01.12 编写设计说明书；

4. 2012.01.13 答辩。

五、参考书目

[1] 陈家祥主编. 连续铸钢手册. 冶金工业出版社.1991.12.

[2] 李传薪主编. 钢铁厂设计原理（下）. 冶金工业出版社.1995.5.

[3] 《中国冶金报》社编. 连续铸钢500问. 冶金工业出版社. 2002.6.

[4] 李慧主编. 钢铁冶金概论. 冶金工业出版社.1993.11.

[5] 陈雷. 连续铸钢. 冶金工业出版社. 1994.5.

一、绪论

连铸即为连续铸钢（Continuous Steel Casting）的简称。在钢铁厂生产各类钢铁产品过程中，使用钢水凝固成型有两种方法：传统的模铸法和连续铸钢法。而在二十世纪五十年代在欧美国家出现的连铸技术是一项把钢水直接浇注成形的先进技术。与传统方法相比，连铸技术具有大幅提高金属收得率和铸坯质量，节约能源等显著优势。

使钢水不断地通过水冷结晶器，凝成硬壳后从结晶器下方出口连续拉出，经喷水冷却，全部凝固后切成坯料的铸造工艺。同通常钢锭浇铸相比，具有增加金属收得率，节约能源，提高铸坯质量，改善劳动条件，便于实现机械化、自动化等优点。连铸镇静钢的钢材综合收得率比模铸的约高10%。沸腾钢连铸比较困难，至今尚未成功。近年对沸腾钢成分的钢液进行真空“轻处理”，可以顺利地进行连铸。有色金属的连铸发展比钢铁连铸为早。如在辊式连铸机上，兼有凝固和塑性变形，则称连续铸轧。

由于连铸简化了炼钢铸锭及轧钢开坯加工工序，每吨钢可节约能量（0.15～0.25）×10千卡,如进一步解决铸坯和成材轧机的合理配合问题，热送直接成材，还可进一步节约能源。

连铸坯在结晶结构上的主要特点是：连铸工艺使钢水迅速而均匀地冷却，因而迅速形成较厚微晶细粒的表面凝固层，没有充分时间形成柱状晶区；连铸坯断面较小，整罐钢水的连铸从开始到终了的冷却凝固时间接近，连铸坯纵向成分偏析差别可在10%以内，这是模铸钢锭无法与之比拟的；连铸坯不像模铸钢锭那样分单根浇铸，所以可避免形成缩孔或空洞，使金属收得率提高；在塑性加工中，为消除铸态组织所需的压缩比也可较小。

当然，连铸技术也有其缺陷。在浇铸生产过程中，由于钢水成分、温度、浇铸速度、冷却水强度等控制不当，以及铸机设备安装不合规格等原因，可造成与模铸相似的各种缺陷。与模铸钢锭的差别是裂纹缺陷比较多见。

近年连铸生产自动化技术迅速发展。在技术先进的钢厂已经开始实现对钢水成分、温度、结晶器钢液面、铸速、二次水冷却、铸坯质量热检查、定尺切割等用计算机进行全面自动控制；生产过程中有质量不合格铸坯时，实行自动切除；然后热送连轧生产。中国于50年代开始进行半连铸的工业试验。1959和1960年间建成直立式方扁坯连铸机。60年代中期建成弧形板坯连铸机。同时还建有立弯式小方坯连铸机。截至1981年，中国投产的连铸机有26台，1981年生产连铸坯254万吨,占全国钢产量的7.65%。浇铸的钢种有普通碳钢、低合金结构钢、弹簧钢、电工钢等。连铸坯的品种有120～200毫米方坯，700～2300毫米宽板坯。

80年代在工业发达国家已有不少电炉车间实现了全连铸化,新建大型转炉车间也有全连铸的。浇铸的钢种在1970年以前大多是普通碳素钢。目前除极少数高碳、高合金钢和易产生裂纹的钢种，如含铅易切削钢、高速工具钢和某些轴承钢及阀门钢,连铸尚有困难外,约有85%钢种都能连续浇铸。70年代采用了电磁搅拌,可提高连铸坯质量。连铸生产的钢种包括有深冲的薄板钢，高强度的中厚板钢、钢轨钢、弹簧钢、线材钢、不锈耐酸钢等。特别是不锈耐酸钢，目前全世界约有50%以上是用连铸法生产的。生产的板坯最大尺寸为宽2640毫米,厚350毫米；方坯最大为560×400毫米,最小为50×50毫米,实际生产中常控制在100×100