第四章连铸钢水质量控制
不锈钢连铸技术与质量控制
不锈钢连铸技术与质量控制概述不锈钢是一种钢铁合金,具有良好的抗腐蚀性能和高温强度,广泛用于航空航天、核工业、化工等领域。
不锈钢连铸技术是指将融化的钢水通过连续铸造机构,以高速流动的形式注入成型模具,实现不锈钢的连续成型加工。
该技术具有生产效率高、材料利用率高、产品质量稳定等优点,成为不锈钢生产中不可或缺的一部分。
本文将从不锈钢连铸技术的基础知识以及质量控制方面对该技术进行介绍。
不锈钢连铸技术基础知识工艺流程不锈钢连铸工艺流程包括冶炼、调和、钢包倒炼、连铸、探伤、切割、修边、检验等环节。
每一个环节都与目标产品的质量密切相关,必须进行精细化控制。
工艺特点不锈钢连铸技术具有以下几个特点:•操作简便:该技术不需要进行预加热、保温和四合一等复杂操作,降低了生产难度和劳动强度。
•材料利用率高:因为该技术为连续成型加工,相比传统的熔炼方式,可以节约原材料。
•生产效率高:因为生产过程不需要间歇等待,直接通过铸坯切断就可实现整体生产,提升了生产效率和生产数量。
不锈钢连铸技术质量控制不锈钢连铸技术是一种涉及多重环节操作的综合性技术,必须根据具体情况制定对应的质量控制方案。
这里介绍一些常见的质量控制要点:冶炼环节冶炼环节需要保证炉温达到标准温度,同时保证原材料在合适条件下的充熔。
因为不锈钢合金中含有一定比例的铬性元素,所以铬元素的总量必须控制在合适范围内,同时还要注意钼、钴、铌、钛等元素的含量控制。
连铸环节连铸环节是不锈钢制品产品质量稳定的关键环节,需要注意如下几个方面:•铸模的几何形状特征:技术人员必须按照产品制品的尺寸、形态和表面质量,设计出合适尺寸的铸件模具。
•浇注量的控制:铸坯的内部结构、麻花等缺陷,均与浇注量有关,必须在设计铸口和预定浇注量(速度)时进行精确定量。
•连铸速度:速度过快会导致外表面的薄壳还没有形成就受到拉拽,从而导致缺陷。
检验环节检验环节是判定产品质量的最后一道关卡。
具体要点如下:•几何尺寸检验:需要进行产品的几何尺寸测量,检测制品是否符合设计要求。
连铸基本原理
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连铸坯的凝固特征有: (1)连铸坯的冷都过程为强制冷却过程。从结晶器到
二次冷却区甚至冷床均为强制冷却,冷却强度大。同 时铸坯Байду номын сангаас冷却可控件强,通过改变冷却制度在一定程 度上可以控制铸坯质量。
(2)连铸坯边下行.边传热,边凝固,形成很长的液 相穴,液相穴内液体的流动对坯壳的生长和夹杂物的 上浮有一定的影响。
(3)固态收缩:钢由固相线温度降至室温、钢处于 固态。此过程的收缩称为固态收缩:固态收缩量大, 在温降过程中产生热应力,在相变过程中产生组织应 力,应力的产生是铸坯裂纹的根源。出此固态收缩对 铸坯质量影响甚大。
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一般情况下,连铸坯的凝固组织结构从边缘到中心 是由细小等轴晶带、柱状晶带、中心等轴晶带组成的。
(1)过热:即钢水由浇注温度冷却到液相线温度时放
出的热量QL,单位KJ/Kg; (2)潜热:钢液结晶时放出的热量QM,单位KJ/Kg (3)显热:铸坯从液相线温度冷却到室温时放出的热
量QS, 单位KJ/Kg
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2、连铸坯凝固是分阶段的凝固过程。
连铸钢掖转变成固态钢坯的过程是凝固放热过程。 凝固是在过冷条件下进行的,经历了形核和长大的结晶 过程,并伴随有体积的收缩和成分偏析等。铸坯的凝固 过程分3个阶段。
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连续铸钢原理及质量控制
授课人:袁嫔
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第一章 前言
一、绪论
连续铸钢是一项把钢水直接浇注成形的新工 艺。目前世界上不少产钢国家连铸比已经接近饱 和程度,需要改进的方向是连铸机的结构和辅助 设备具有更高的综合能力、操作自动化、可控性 和安全性达到更高的水平,其目的在于进一步发 挥连铸机的生产能力和进一步提高铸坯质量。 生产的主要任务:生产合格的铸坯,满足下道工序。
炼钢生产中的连铸工艺优化与质量控制
炼钢生产中的连铸工艺优化与质量控制近年来,随着钢铁行业的快速发展,炼钢生产过程中的连铸工艺优化与质量控制成为了关注焦点。
连铸工艺作为炼钢生产的重要环节,直接关系到钢铁产品的质量和生产效益。
本文从连铸工艺的优化和质量控制两个方面进行探讨,旨在揭示连铸工艺对钢铁生产的重要性,并提出相应的解决方案。
一、连铸工艺的优化连铸工艺是将炼钢过程中的液态钢水直接注入到连续浇铸机模具中,通过快速冷却和凝固形成坯料的过程。
连铸工艺的优化对提高钢铁产品质量、降低能耗和减少生产成本有着重要的影响。
1.流动控制优化在连铸过程中,合理控制钢水的流动速度对保证坯料质量至关重要。
优化连铸工艺中的流动控制,可以通过合理设计浇注室的形状和角度,调整浇注速度,控制冷却水的流量等手段来实现。
同时,配备先进的流动监测设备,实时监测钢水的流动情况,以及时做出调整和干预。
2.结晶器设计优化结晶器是连铸工艺中起着关键作用的部分,其优化设计直接关系到坯料的凝固结晶过程。
合理设计结晶器的出口形状和尺寸,选用合适数量和位置的冷却装置,可以有效控制坯料的凝固过程,避免产生过大的温度梯度和结晶缺陷。
同时,结合数值模拟和实验测试,进一步优化结晶器的设计参数,以提高连铸质量和生产效率。
3.冷却控制优化连铸过程中的冷却控制对坯料的结晶过程起着至关重要的作用。
优化连铸工艺的冷却控制,可以通过合理设置冷却水的流量和温度,调整冷却装置的布置方式,以及根据不同的钢种和规格进行个性化的冷却措施等手段来实现。
同时,结合先进的测温技术和数值模拟方法,对坯料的冷却过程进行实时监控和优化调整,以提高生产效率和坯料质量。
二、质量控制连铸工艺的质量控制是确保钢铁产品质量的关键环节。
通过加强对连铸工艺中关键参数的控制和监测,可以有效提高钢铁产品的一致性和稳定性。
1.温度控制钢水的温度是影响连铸质量的重要因素之一。
通过合理控制铸坯的初始温度和结晶器的冷却控制,可以实现钢水的均匀凝固和避免温度梯度过大造成的结晶缺陷。
连铸钢水质量纯净度控制ppm战略(蔡开科)
C
鱼雷罐+喷CaC2
D 铁水罐喷石灰+Mg粉
E
铁水罐CaC2+Mg粉
F 铁水罐喷石灰+Mg粉
G
KR法
H
铁水罐喷镁粉
I
铁水罐喂包芯镁线
脱硫后 [S]/ppm
15 11 15 10.5 10 30 10 20 30
铁水罐 [S]/ppm
22 21 25 10.5 10 30 10 30 30
回硫 ppm
≤900;
70年代
≤800;
80年代
≤600;
90年代
≤100;
2000年后 ≤50。
纯净度是个相对概念,钢中的有害杂质元素降到什么样的 水平决定于钢种和产品的用途。
本文简要评述钢中五大有害元素在炼钢-精炼-连铸过程中 的去除及达到水平。
1. 钢中硫
1.1 钢中硫含量的要求
硫的主要危害:钢中[S]>0.015%时,连铸
碱度一定,渣中(FeO)太高, LP反而下降 ,渣稀会冲刷炉衬。
因此,在BOF渣R=3.0,(FeO)=20%, LP可 达150。
(2)较低的熔池温度
钢中[P]和渣中(MgO)含量的关系
(3)熔池搅拌动力学
在BOF中,LP仅为70~90,在顶底复吹转 炉,增加了熔池搅拌动能,加速了钢水与乳 化渣滴之间脱P反应,故LP比顶吹提高了 35~40%。
对于生产超低硫钢(<30ppm),二次精炼脱硫方法有
出钢渣洗脱硫 钢包渣/金搅拌脱硫 喷石灰粉脱硫 真空室脱硫等 喂钙线脱硫
其[S]含量演变如表所示。
S<30ppm钢水脱硫
工艺 [S]开,ppm [S]终,ppm 脱硫率,% [N]终,ppm
多品种钢连铸混浇技术开发及质量控制
多品种钢连铸混浇技术开发及质量控制摘要:为满足多品种、小批量的相关行业用钢生产要求,降低生产成本,提升创效能力,本文研究了不同牌号、不同钢种组之间的混浇技术,建立了不同钢种组的混浇原则和混浇坯的判定准则。
分别针对成分相近钢种和成分差异显著钢种,构筑了连铸混浇的工艺控制措施,提出了混浇过程的保护渣更换制度,连铸混浇技术的应用效果结果良好,无质量和生产事故发生。
关键词:多品种钢;连铸混浇;质量控制0前言对于某些特殊行业的用刚来说,由于用钢品种、牌号多,而每个品种或牌号的订单量相对较少,导致中间包连浇炉数少,耐材损耗大、金属收得率低,生产成本高,同时频繁混浇导致方坯非计划率很高,混浇坯成分和表面质量控制困难。
为此,急需开发出适用于本公司的高强钢不同牌号、不同品种间的连浇控制技术,并实现多品种钢连铸混浇技术的有效质量控制。
基于此,本文以某公司某类型用钢为例,就多品种钢连铸混浇技术应用及质量控制展开了详细阐述。
1不同钢种间混浇原则的建立根据碳含量和合金元素含量,将现有钢种分为10个钢种组,如表1所示。
表1 钢种分组情况为尽量降低混浇操作对成品成分带来的干扰,以碳含量为主线,建立了允许混浇钢种的对应表,如表2所示。
由表可知,低碳钢、超低碳钢系列可混浇:近包晶和包晶钢系列除不能与超低碳钢系列混浇外,与其他钢种系列均可以混浇:中碳钢、近包晶和包晶钢系列间可混浇。
表2 允许混浇钢种组对应表2混浇坯判定规则不同钢种之间的混浇,必然在铸坯长度上产生成分差异,具有成分差异的铸坯即为混浇坯。
为实现混浇坯的精准判定,降低因铸坯判定而带来的损失,需研究混浇时中间包钢水的置换规律。
试验在1260mm*200mm断面上进行,钢种2(混浇之后的钢种,以下相同,下文提到的钢种1为混浇之前的钢种)大包开浇时,浇注米数记为Om。
在混浇操作所浇注的铸坯不同长度上进行取样,利用碳硫仪分析碳含量的变化规律进行评价发现,在浇注8m(15吨)时,[C]含量开始发生变化;在浇注11.18m时,[C]含量变化剧烈;当浇注28m(54吨)后,碳含量趋于稳定,即中间包钢水完成置换。
连铸工艺对钢水的要求及措施1
按照废钢对钢水的冷却效果对有凝钢桶底钢包做如下规定:①钢包有≤1吨凝钢应在周转过程(即浇注完毕至出钢间隔时间≤1.5h)中使用;②红包凝钢1Kg降温1℃/t钢。因此,50吨钢包如有凝钢0.5~1.0吨时应在上述规定的出钢温度基础上再增加10~20℃,且应增加吹氩时间1~2min;③钢包底凝钢大于1.0吨不得使用。
2、 连铸钢水常规成分的控制
连铸对钢水常规成分的控制要求是:
碳「C」:碳是对钢的性能影响最大的基本元素。据资料介绍C=0.12%~0.18%属于裂纹敏感区。但从目前大屯炼钢厂的控制手段看生产Q215和Q235B钢要避开这个范围是很难的。因此对碳的控制能满足现行标准和用户技术协议要求即可以。但在多炉连浇时,各炉之间钢水中碳含量差别要求小于0.02%;
1、 连铸浇注温度的确定
连铸浇注温度是指中间包钢水温度。它包括两部分,一是钢水凝固温度(也叫液相线温度)。它因钢种不同而异。二是钢水过热度,即超过液相线温度的值。不同钢种的液相线温度可以依据公式计算出来。液相线温度加上钢水过热度(一般为15~30℃)。即是连铸浇注温度或叫中间包钢水目标温度。
5、 减少连铸钢水过程温降的措施
连铸坯的质量控制概述
提高铸坯洁净度的措施: (1)无渣出钢 (2)选择合适的精炼处理方式 (3)采用无氧化浇铸技术 (4)充分发挥中间包冶金净化的作用 (5)选用优质耐火材料 (6)充分发挥结晶器的作用 (7)采用电磁搅拌技术,控制铸流运动
三、铸坯表面质量及控制
控制表面质量的必要性 表面缺陷的形成 表面裂纹的主要种类 液面结壳 凹坑和重皮
4.3.2 内部纵向裂纹
包括中心线裂纹、三角区裂纹和角部裂纹 形成原因:液相穴末端板坯鼓肚;
板坯宽面、窄面鼓肚 主要影响因素:
1、浇铸速度过快; 2、浇铸温度过高; 3、钢水含硫量过大; 4、结晶器锥度太小; 5、铸流不对正。
减少内部裂纹的措施
采用多点矫直技术以弥补单点矫直的 不足
二冷区采用合适的夹辊辊距,支撑辊 准确对弧
对弧,并确保二冷区的均匀冷却
5.2 圆柱坯变形
定义:圆坯变形成椭圆形或不规则多边 形。圆坯直径越大,变成随圆的倾向越 严重。
椭圆变形原因: (1)圆形结晶器内腔变形 (2)二冷区冷却不均匀 (3)连铸机下部对弧不准 (4)拉矫辊的夹紧力调整不当,过分压下
应对圆柱坯变形的措施: (1)及时更换变形的结晶器 (2)连铸机要严格对弧 (3)二冷区均匀冷却 (4)可适当降低拉速
3.5 深振痕
结晶器上下振动时,在铸坯表面形成 周期性的和拉坯方向垂直的振动痕迹。 较深(大于0.5mm)时,振痕谷部会 形成缺陷,危害成品质量。
振痕深度与振动参数、含碳量、保护 渣性能及结晶器液面波动状态等因素 有关。
3.6 表面气泡(和皮下气泡)
形成原因:凝固过程中,钢中氧、氢、氮 和碳等元素在凝固界面富集,当其生成的 CO、H2、N2等气体的总压力大于钢水静 压力和大气压力之和时,即有气泡产生。
连铸钢水成分要求
1、连铸钢水常规成分控制有哪些要求?浇注过程中对钢水常规元素的控制要求是:碳(C):是对钢的性能影响最大的基本元素。
若多炉连浇时,各炉之间钢水中碳含量差别要求小于0.02%。
实践证明,钢中C=0.12~0.17%,连铸坯易产生纵裂、角裂、甚至造成漏钢事故。
为了减少这类钢对裂纹的敏感性,通常在保证机械性能的前提下,把钢的含碳量控制在0.16~0.22%范围内,而把锰(Mn)含量提高到0.7~0.8%。
硅(Si)、锰(Mn)含量控制:硅、锰含量既影响钢的机械性能,又影响钢水的可浇性。
首先要求把钢中硅、锰含量控制在较窄的范围内(波动值Si±0.05%、Mn±0.10%),以保证连浇炉次铸坯中硅、锰含量的稳定。
其次要求适当提高Mn /Si比。
Mn/Si大于3.0,可得到完全液态的脱氧产物,以改善钢水的流动性。
因此,应在钢种成分允许的范围内适当增加Mn/Si比,使生成的脱氧产物(MnO •SiO2)为液态。
如以Q235钢为例,规格成分Si为0.12~0.30%,Mn为0.4~0. 6%。
如按成分中限控制,Mn/Si比为2.5,此时脱氧产物为SiO2,它熔点高呈固态,使钢水的流动性变差,影响了钢水的可浇性。
如将Si按中、下限控制,Mn 按中、上限控制,把Mn/Si比控制在3.0左右,此时钢水的脱氧生成物为液态的硅酸锰(MnO•SiO2),改善了钢水流动性,保证了连铸顺行。
因此,在成分规格范围内,调整Si、Mn含量,保持Mn/Si大于3.0,以改善钢水的可浇性,这是连铸硅镇静钢的一个特点2实际上在钢水冶金质量有以下几个指标:1.Mn/S比 2..Mn/Si比 3.Als含量4.游离氧[O]、T[O]含量与T[Al]含量 5.Ca/Al比下面分别叙述1.Mn/S比。
Mn/S比主要是为了保证钢种S元素都和Mn结合形成MnS ,MnS熔点1610℃.防止生成其它S类夹杂物。
这些夹杂物会导致连铸拉坯过程中产生裂纹等危险。
连铸坯质量的控制
连铸坯质量的控制
一、引言
连铸是钢铁生产过程中的重要环节,其连铸坯的质量影响着钢质的稳定性、物
理性能和化学成分等方面。
因此,连铸坯质量控制一直是钢铁生产中的关键技术之一。
二、连铸坯质量的影响因素
1.原料质量:包括钢水、氧化渣等的质量;
2.坯型结构和尺寸:坯型结构和尺寸的设计直接影响坯料的冷却效果和
内部应力状态;
3.坯料表面状态:表面缺陷会在浇铸过程中暴露出来,影响坯料的质量;
4.坯料内部缺陷:坯料内部缺陷会影响钢材的使用寿命和物理性能;
5.连铸工艺参数:包括浇注速度、结晶器温度和冷却水流量等。
三、连铸坯质量控制的措施
为了控制连铸坯质量,需要在生产过程中采取以下措施:
1.加强原料质量控制:保证钢水、氧化渣等原料的质量,避免对坯料质
量的不利影响;
2.优化坯型设计:通过设计合理的坯型结构和尺寸,使坯料均匀冷却、
内部应力均匀分布;
3.改进坯料清理技术:减少表面缺陷的产生;
4.加强坯料表面处理:处理坯料表面缺陷,消除缺陷部位;
5.控制连铸工艺参数:调整浇注速度和结晶器温度等工艺参数控制坯料
成分,改善坯料品质。
四、
通过加强原料质量控制、优化坯型设计、改进坯料清理技术、加强坯料表面处
理和控制连铸工艺参数等措施,可以有效地控制连铸坯质量。
同时,连铸坯质量控制也是钢铁生产中不可或缺的环节,对于提高钢材质量和降低成本都具有非常重要的意义。
炼钢-精炼-连铸流程连铸坯质量控制
炼钢-精炼-连铸流程连铸坯质量“零缺陷”控制北京科技大学冶金与生态工程学院蔡开科孙彦辉2012.5目录1.连铸凝固过程的冶金特性2.连铸钢水质量纯净度(洁净度)控制3.连铸坯裂纹缺陷控制4.连铸坯内部中心缺陷控制5.结语21. 连铸坯凝固过程的冶金特性1. 1连铸坯凝固过程基本特征把钢水凝固成固体,根据冷却速度不同有两种凝固工艺如图:●钢锭模浇注工艺●连续铸钢工艺连铸与模铸流程比较连续铸钢是一项把钢水直接浇注成形的新工艺,它的出现从根本上改变了一个世纪以来占统治地位的钢锭→初轧工艺。
与模铸相比,连铸的优点:◆节省工序,缩短流程◆提高金属收得率10~14%◆降低能耗减少1/2~1/4◆机械化自动化程度高◆产品质量好2011年中国钢产量达到6.75亿吨,2011年我国连铸比达98%以上,已达到饱和状态。
近年来近终型(Near Net-Shape)连铸技术如薄板坯连铸连轧(CSP、FTSC…)和中等厚度板坯连铸得到了很大的发展。
与钢锭模浇铸工艺相比,如图所示,连续铸钢过程基本特点如下:(1)连铸坯凝固过程实质上是动态热量传递过程钢水从液态转变为固体放出热量:钢水→固体+Q放出热量包括:✓过热✓凝固潜热✓物理显热连铸凝固过程示意图以20钢为例,钢水凝固冷却到室温放出热量是:✓过热25.2 kJ/kg✓潜热328 kJ/kg✓显热958 kJ/kg总热量中大约1/3从液体→固体放出,其余2/3是完全凝固后放出的。
钢水在连铸机内凝固是一个热量释放和传递的过程,铸坯边运行,边放热,边凝固,形成了很长的液相穴(10~20几米),在液相穴长度上布置了三个冷却区:●一次冷却区:钢水在结晶器中形成足够厚的均匀坯壳,以保证铸坯出结晶器不拉漏。
●二次冷却区:喷水加速铸坯内部热量的传递,使其完全凝固。
●三次冷却区:铸坯向空气中辐射传热使铸坯温度均匀化。
以20钢为例,经过钢水凝固热平衡计算,得出以下概念:a)钢水从结晶器→二冷区→辐射区大约有40%热量放出来,铸坯钢水才能完全凝固。
冶金知识
连珠工艺对钢水成分控制原则有哪些?根据连铸工艺与连铸坯质量的特殊要求,对连铸用钢水成分严格控制。
其主要控制的原则是:1、成分的稳定性。
多炉连浇时,炉与炉钢水成分波动要小,控制在较窄范围内,以保证连铸坯质量的均匀性。
2、抗裂纹敏感性。
由于连铸坯是在运行中凝固,并受到外力的作用和水的强制冷却,因而连铸坯坯壳极易产生裂纹,所以对于那些容易使钢产生裂纹的元素含量要严格控制,即要避开各成分裂纹敏感区,降低容易产生裂纹元素的含量,或者加入第三元素消除有害元素的影响。
3、钢水的可浇性。
由于中间包水口口径小,浇注时间长,要求钢水有良好的流动性。
控制钢水中铝含量,或经过钙处理,浇注过程水口不堵塞、不冻结。
4、钢水的纯净度。
最大限度地降低钢中有害元素含量和排除钢中非金属夹杂物。
减少和避免浇注过程中钢水的二次氧化等的污染。
钢水的纯净与否也直接关系到钢水的可浇性。
转炉炼钢问答终点温度过高或过低如何调整?发现终点温度高于目标值,补救的办法是向炉内加冷却剂,根据冷却剂的冷却效应确定用量。
加入大量冷却剂后要降枪点吹,以防渣料结团和炉内湿度不均匀。
当终点碳含量高、温度过高时,用铁矿石调温;如终点温度高、碳含量不高时,可用生白云石或石灰石调温。
用矿石调温应注意防止炉口冒烟,影响环境。
吹炼终点温度过低,若终点碳在钢种目标值的上限,可采用补吹提温。
若终点碳低,通常的办法是向炉内加硅铁或焦炭,补吹提温。
根据钢种成分碳含量要求,在钢包内进行增碳。
用硅铁提温应根据硅铁含硅量补加石灰,同时考虑补加石灰对炉温的影响;用焦炭提温应考虑其对钢水的增硫量。
对转炉倾动角度和速度有哪些要求?转炉的倾动是处于高温尧多尘的环境下工作袁其特点是倾动力矩大尧速比高尧启动和制动频繁尧承受较大的动载荷袁因此对转炉的倾动机械提出以下要求院1尧炉体能正尧反倾动360 度袁平稳而又准确地停在任一倾角位置上袁以满足兑铁水尧加废钢尧取样尧测温尧出钢尧倒渣尧喷补炉等工艺操作的要求曰并与氧枪尧副枪尧炉下钢包车尧烟罩等设备有连锁装置遥2尧根据转炉工艺操作的要求袁转炉的倾动速度为无级调速袁以满足各项操作的需要遥在出钢尧倒渣尧人工取样时袁转炉要平稳缓慢的倾动袁以免钢渣猛烈晃动袁甚至喷出炉口;当空炉, 或从水平位置竖起时,转炉均可采用较高的倾动速度袁以减少辅助时间;当接近预定位置时采用低速运行,以便转炉定位准确,操作灵活遥3尧安全可靠遥当发生故障时,应备有继续工作的能力,坚持到本炉钢冶炼结束遥4尧由于托圈翘曲变形而引起耳轴轴线发生一定程度的偏斜,此时各齿轮副仍能保持正常啮合遥5 倾动机械结构应紧凑尧占地面积少尧投资省尧效率高尧维修方便等遥转炉倾动速度在0.15--1.5r/min遥炼钢工防伤害应注意那几点?(1)熔炼中以免注意不要加入过量的氧化剂,不要剧烈搅动钢液。
优化炼钢工艺确保高效连铸的钢水质量
管理及其他M anagement and other优化炼钢工艺确保高效连铸的钢水质量安振亮摘要:优质稳定的钢水是高效连续生产顺利展开的基础,在实际生产中,由于冶炼中期温度波动幅度大,钢水流动性差等因素影响,连铸漏钢、堵流停浇等事故频繁出现,导致生产质量和效率受到影响。
因此,提高钢水质量迫在眉睫。
鉴于此,基于高效连铸钢水质量要求,在掌握炼钢工艺优化需要遵循的原则的基础上,从不同角度出发,深入探索优化炼钢工艺确保高效连铸钢水质量的对策,包括严格控制转炉精料入炉、积极应用先进技术、控制钢水成分等。
关键词:炼钢工艺;高效连铸;钢水质量钢铁工业作为国民经济的支柱产业,对国家发展意义重大。
炼钢工艺作为钢铁生产的重要环节,对钢材质量和生产效率有直接影响。
优化炼钢工艺,有助于高效连铸目标的实现。
通过合理调整转炉出钢温度、应用先进技术、严格控制钢水成分等,可以解决钢水质量不佳问题。
对此,为保证高效连铸生产能顺利推进,需要加强对炼钢工艺的优化,不断对工艺创新与完善。
1 优化炼钢工艺实现高效连铸钢水质量的要求第一,对连铸钢水的成分合格率全面提高,达到成分命中率最佳状态。
第二,加强对钢水流动性的改善,保证钢水的纯净度能整体提高,让钢水夹杂物总量减少。
第三,减少过程的系统温降,降低出钢、钢包、中包浇注温度,确保大包温度命中率能达到最佳。
第四,促进炼钢操作水平的提高,将转炉的冶炼周期缩短,促进系统生产效率、均衡性的提高。
通过对炼钢工艺优化过程的严格要求,全面提高钢水质量,可以为高效连铸生产的顺利推进打下良好基础。
同时,加强对炼钢工艺的优化,也能让炼钢经济技术指标提升,有助于生产成本的降低。
2 优化炼钢工艺过程中需要遵循的原则(1)环保性。
采取先进的技术和设备,减少废气、废水及固体废物的排放。
安装高效地过滤系统和废气处理设备,有效净化废气,在炼钢过程中减小对环境的影响。
同时合理管理和处理废水、固体废弃物,符合国家相关规定与标准。
连铸结晶器钢水流动控制技术
连铸结晶器钢水流动控制技术连铸结晶器是一种重要的冶金设备,用于将高温的钢水快速冷却并形成连续的钢坯。
在连铸过程中,钢水的流动控制技术起着关键作用,它直接影响着连铸坯的质量和生产效率。
本文将介绍几种常用的钢水流动控制技术以及它们的优缺点。
首先,介绍一种常见的流动控制技术——喷淋冷却技术。
喷淋冷却技术通过在连铸结晶器顶部设置多个喷嘴,将冷却剂喷洒到钢水表面。
喷淋冷却技术能够有效地降低钢水温度,快速形成结晶壳,并且具有冷却均匀、调控灵活等优点。
然而,喷淋冷却技术的缺点是会产生大量水雾,对环境污染严重。
其次,介绍一种新型的钢水流动控制技术——电磁搅拌技术。
电磁搅拌技术利用电磁力作用于钢水,从而实现对钢水流动的控制。
电磁搅拌技术具有调控灵活、能耗低等优点,能够有效改善结晶壳的形成和均匀性。
然而,电磁搅拌技术的缺点是设备复杂、造价高。
另外,还有一种常用的流动控制技术——气体封闭技术。
气体封闭技术是通过在结晶器内部注入惰性气体,形成一层气体封闭层,从而减少钢水与外界空气的接触。
气体封闭技术能够有效降低钢水的氧化程度,提高连铸坯的表面质量。
但是,气体封闭技术的缺点是消耗大量惰性气体,造成能源浪费。
总之,钢水流动控制技术在连铸结晶器中起着重要的作用。
喷淋冷却技术能够提高冷却效果,但会产生环境污染。
电磁搅拌技术具有调控灵活性,但设备复杂。
气体封闭技术能够提高钢水质量,但会浪费惰性气体。
通过综合运用这些技术,可以提高连铸坯的质量和生产效率。
最后,在实际应用中,还需根据具体情况选择适合的流动控制技术,并不断进行技术创新和改进,以适应不断发展的冶金行业需求。
连铸结晶器钢水流动控制技术(四篇)
连铸结晶器钢水流动控制技术连铸板坯的表面和内部缺陷与结晶器内钢液的流动状态密切相关。
伴随着连铸机拉速的提高,结晶器内液面波动加剧,容易产生卷渣,造成铸坯质量恶化。
采用结晶器钢水流动控制技术可以改善结晶器内流场形态,抑制水口出流速度以平稳液面,促进夹杂物上浮。
连铸板坯的表面和内部缺陷与结晶器内钢液的流动状态密切相关。
伴随着连铸机拉速的提高,结晶器内液面波动加剧,容易产生卷渣,造成铸坯质量恶化。
采用结晶器钢水流动控制技术可以改善结晶器内流场形态,抑制水口出流速度以平稳液面,促进夹杂物上浮。
用于板坯结晶器的电磁制动(EMBr)、电磁流动控制(FC结晶器)和多模式电磁搅拌(M-MEMS)是结晶器钢水流动控制技术的典型代表。
电磁制动器通过对结晶器施加一个与铸流方向垂直的静态磁场而对流动的钢液进行制动。
钢流由于电磁感应而产生感应电压,因此在钢液中产生感应电流,这些电流由于受到静态磁场的作用而产生一个与钢水运动方向相反的制动力。
钢液的流速越快,制动力也越大。
电磁制动器具有一个单一的、覆盖整个板坯宽度的静态磁场。
电磁制动技术可抑制水口射流速度,减缓沿凝固壳向下流动,促进夹杂物和气泡上浮。
FC结晶器含有两个方向相反的制动磁场,第一个位于弯月面区域,另一个位于结晶器的下部,每一个磁场都覆盖了板坯的整个宽度。
FC结晶器的磁场的上电磁场减少了结晶器弯月面紊流,可防止保护渣卷入凝固壳和角部横裂;下电磁场可减少钢液向下流速,有利于夹杂物和气泡上浮。
利用M-MEMS多模式电磁搅拌器可根据需要以不同的方式搅动结晶器内的钢水,显著减少板坯铸造缺陷。
该技术采用4个线性电磁搅拌器,位于结晶器高度方向的中部、浸入式水口两侧,每侧2个线圈并排设置,可用于使浸入式水口流出的钢水制动(EMIS)或加速(EMLA)。
第三种工作模式则用于使位于弯月面的钢水转动(EMRS),此项技术可有效控制热传导梯度和坯壳凝固前沿的均匀性,消除某些钢种存在的气孔、针孔和表面夹渣等铸造缺陷。
超薄热带连铸连轧生产线钢水质量控制
维普资讯
第1 期
闫绍维, 超薄热带连铸连轧生产线钢水质量控制 等:
3 7
Hale Waihona Puke 121 有:元素含量的控制 .. 葺 众所周知 钢中 sP元素含量对铸坯 的裂纹敏感性有 明显影响。P元素在结晶过程中偏析倾 向大 , 、 也使 钢 的晶界脆化 , 从而增大钢 的裂纹倾 向。此外 , 薄板坯中发生的碳化物 、 硫化物 和氮化物的沉淀析 出与普通
关键词: 薄板坯 ; 连铸 ; 钢水质量
摘 要: 简要介绍 了薄板坯连铸连轧工艺的概况, 以及在唐钢的发展情况根据薄板坯连铸连轧
对钢水质量的要求, 对比、 了国内外一些薄板坯连铸生产厂的钢水质量及唐钢生产现状 , 分析 根据唐钢原始工业精炼数据进行 了初步的分析、 计算和总结, 出S 40 得 S0 合适的钢水成分控制
性能, 特别是对作 汽车面板和高压容器板的薄板影响尤为显著。表 1 显示出了 c 、 jc、n等有色金属元 u N 、 rS 素对超低碳钢表面质量的影响 , 由此表可见, 随着有色金属元素含量的增加 ; 陷增多。钢中的 A、 、 b 缺 lN N 等 元素在钢 中形成 AN N C 1 、b N等氮化物 , 固时氮化物析出 , 凝 可引起板坯表面裂纹 。此外 , 氮含量高 , 钢材抗时 效性能差 , 冷加工性能也受影响。因此薄板坯连铸工艺要求钢中微量元素含量小于表 2给定的数值。
1 薄板坯连铸钢水质量 的要求
钢水质量是连铸稳定高效的生产高质量板坯的前提条件。薄板坯连铸由于板坯厚度薄、 拉坯速度快 、 结 晶器使用特殊形状 以及要求连续生产的特点 , 对钢水质量提出新的要求 , 这在浇注温度 、 钢水成分 的控制和
炼钢_精炼_连铸工艺生产高碳钢的质量控制
(3) 脆性断裂口包括平齐断口 ( Flat Break) 及 斜凹状断口 ( Pressed Hollow Break) 。
Keywords high carbon wire rod high carbon steel production quality control
1 前 言
随着工业化和现代化的发展 ,市场对钢材品 种结构和质量水平提出了新的要求 ,即要求钢材 品质向优质 、多功能 、高技术含量和高附加值方向 发展 。作为我国今后重点发展的高附加值金属制 品 ,如高质量的钢帘线 、电力和电气化铁路高耐蚀 锌 —铝合金镀层钢铰线 、高精度预张拉力钢丝绳 、 高应力气门簧用钢丝等都是以高碳钢坯 (C > 0. 6 %(w) ) 为原料 ,经高速线材轧机轧制 、热处理后 拉拨而成的 。国内多家拥有高线轧机的企业都纷 纷开始生产高碳钢 ,但受工艺 、设备条件所限 ,其 品质还不能满足用户要求 ,产品质量仍处于中低 档水平 。一些特殊品种尚不能生产 。目前国内高 线生产的钢丝及钢丝绳主要存在的质量问题是强 度偏低 、性能不均 、易脆断 、表面质量差 、耐腐蚀性 差 。尤其是钢丝在拉拨过程中脆断的问题 ,一直 是各企业想解决 ,但一直没有解决的质量问题 ,一 直是各企业想解决 ,但一直没有解决的质量问题 , 已成为严重制约着我国金属制品行业发展的障 碍 。本文讨论了炼钢 —精炼 —连铸流程主产高碳
②高纯净度 ( S + P) < 0. 02 % (w) ,N < 40 × 10 - 6 ,T〔O〕< 20 ×10 - 6 ;
连铸质量保障措施
连铸质量保障措施连铸质量保障措施引言:连铸是现代钢铁工业中重要的生产工艺,它能够高效地将熔化的钢水通过连续浇注,快速形成连续的铸坯。
然而,连铸过程中存在着各种各样的问题,如铸坯表面缺陷、内部结构不均匀等,这些问题会直接影响到最终的产品质量。
因此,为了保证连铸的质量,需要采取一系列的保障措施。
一、钢水质量控制钢水是连铸的原料,其质量直接关系到最终产品的质量。
因此,需要严格控制钢水的质量。
首先,在钢水的炼制过程中加入合适的合金元素,调整钢水的成分,保证其合金元素含量符合要求。
其次,要控制钢水的温度,以确保其在连铸过程中能够适当地流动和凝固。
最后,还需要对钢水进行连铸前的化学分析,判断其质量是否符合要求。
二、连铸机的控制系统连铸机是进行连铸的关键设备,其控制系统的稳定性和准确性对于连铸质量的保障至关重要。
为了保证连铸机的正常运行,需要采取一系列的措施。
首先,连铸机的控制系统需要精确地控制钢水的流量和速度,以确保连铸坯的形状和尺寸符合要求。
其次,需要及时检测和调整连铸机的温度,使其保持在适宜的范围内。
此外,还需要对连铸机的压力、振动等工艺参数进行监控,及时发现和解决问题。
三、结晶器的设计和改进结晶器是连铸过程中钢水凝固的关键部位,其设计和改进直接影响到连铸质量。
为了提高连铸的质量,需要采取以下的措施。
首先,结晶器的几何形状需要合理设计,以确保钢水在结晶器内的流动和凝固过程稳定和均匀。
其次,需要对结晶器进行定期的清理和维护,以保证其表面的光滑和无污染,减少对连铸坯表面缺陷的影响。
另外,还可以通过改变结晶器的冷却方式和参数,来控制钢水的凝固速率和晶粒尺寸,进一步提高连铸的质量。
四、连铸坯的在线检测和质量控制在连铸过程中,需要对连铸坯的质量进行在线检测和控制,以及时发现和解决问题。
首先,可以通过超声波检测仪器,对连铸坯进行超声波探伤,判断其内部是否存在缺陷和杂质。
其次,可以利用热像仪等仪器,对连铸坯的温度分布进行监控,以及时发现凝固不均匀等问题。
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3. 过冷与形核
凝固的基本条件--结构条件 液态结构模型:微晶无序模型(准晶体模型)
结构起伏(相起伏): 不断变换着的近程有序原子
集团,大小不等,时而产生,时 而消失,此起彼伏,与无序原子 形成动态平衡,这种结构不稳定 现象称为结构起伏。
3. 过冷与形核
形核 --均质形核 分为均质形核和非均质形核 • 均质形核: (Homogeneous nucleation)由游 动的原子团簇自己逐渐长大而形成晶核 的过程,也称为自发形核。
• 非均质形核:(Heterogeneous nucleation)在 外来质点的表面上生核的过程,也称为 异质生核或非自发形核。
3. 过冷与形核
对均质形核而言: • 达到一定过冷度后,液态金属中结构相似、体 积微小、近程有序的“原子集团”转变成规则排列 而稳定下来成为晶核。 • 液体的体积自由能大,固体的体积自由能小。 • 但在液体中形成固体时,会产生表面能。
即在形核过程中,体积自由能减小,表面能增大, 只有体积自由能减小的趋势大于表面能增大的趋势时, 晶核才能稳定。
3. 过冷与形核
对均质形核而言该过程的系统自由能变化为:
该部分是结晶的驱动力
3. 过冷与形核
但是,当晶核形成以后,产生了液-固界面, 出现界面自由能。
A液固界面面积, 界面能。
这部分是结晶的阻力
这样,均质形核的自由能变化实际是两个自由 能的代数和。即:
3. 过冷与形核
界面张力:作用在液体表 面单位长度上的力,它正好 抵消相反方向使面积增加的 外拉力,叫做界面张力。
界面能
3. 过冷与形抗来自外部的剪切力,能够自己保持 其原有形状。 在晶体物质的结构中,原子在空间上是按规 则的几何形状排列的,远程有序。
•气体:原子或分子在空间上的排列是无序的。 PV=RT
1.液体与固体
•液体:只能抵抗很小的剪切力,其外形取决于容 器
形状,可以流动。
•凝固:液态—固态的过程,因此液态金属的结构 对
在T与熔化温度Tf相差不大时:
3. 过冷与形核
3. 过冷与形核
由上式可知: • 过冷度△T是钢水结晶的必要条件。 • 过冷度△T越大,△G越负,结晶越容易。 • 要得到过冷度,系统自由能必须减少,而自由 能减少就是内能的减少,内能是以潜热形式放 出的,结晶是个放热过程。
然而,一定的过冷度只是必要条件,并不是说只 要具有合适的过冷度,金属结晶就必然发生。
结晶的基本过程 液体中瞬时有许多规则排列的原子团,时聚时散。
形核
不断生成 新晶核
晶核长大 长大
相碰
晶粒
多晶体
结晶规律:结晶过程是晶核不断形成和长大 的过程
晶粒立体长大
3. 过冷与形核
两个过程重叠交织
形核
长大
形成多晶体
3. 过冷与形核
描述结晶进程的两个参数
形核率:单位时间、单位体积液体中形成的晶核 数量,用N表示。
•液态金属完全凝固时,温度继续下降。
•温度不变化的数值,即凝固温度-平衡凝固温度。
2. 冷却曲线与凝固温度
过冷 结晶潜热
2. 冷却曲线与凝固温度
金属凝固时的过冷
过冷:金属的实际结晶温度总 是低于其理论结晶温度的现象。
过冷度:金属材料的理论结晶 温度(Tm) 与其实际结晶温度To 之差 △T=Tm-To。
注:过冷是结晶的必要条件,结晶过程总是在一 定的过冷度下进行。
2. 冷却曲线与凝固温度
原因:温度冷却过快,液态变成固态比较慢,液 态金属变成固态金属释放的能量来不及弥 补温度下降速度。
冷却条件不同,得出的冷却曲线也不同。
2. 冷却曲线与凝固温度
凝固温度 纯金属:熔点 合金:液固相线温度
3. 过冷与形核
凝固后的组织会有影响。
•液态金属的结构?
1.液体与固体
液态的结构 结构:长程无序而短程有序。 特点:(与固态相比)原子间距较大、原子配 位数较小、原子排列较混乱。
1.液体与固体
常用金属熔化时的体积变化
1.液体与固体
常见金属的熔化潜热和汽化潜热
1.液体与固体
•潜热主要是原子之间的键破坏需要的能量,可见原 子之间的键的破坏主要发生在液-汽转变。
同样,液体成份不均匀时也会因为密度的不同引起 浮力,密度不同而产生的浮力是对流的驱动力。
当浮力大于粘滞力时,即会产生对流(自然对流)。
2. 冷却曲线与凝固温度
结晶过程的分析方法 --热分析
2. 冷却曲线与凝固温度
•完全熔化后的金属在几近绝热的情况下冷却,得 到冷却曲线。
•液态金属变成固态金属过程中,固液并存,此 时,液态金属变成固态金属时放出热量,抵消 了自然温度的下降。
长大速度:晶核生长过程中,液固界面在垂直界 面方向上单位时间内迁移的距离,用G 表示。
3. 过冷与形核
凝固的基本条件--固液相变的驱动力 在熔化温度( Tf)下,金属固、液相处于平衡状态。
T=Tf时,固 液 系统自由能:G=H-TS
H为克分子焓、S为克分子熵
当金属由液相向固相转变时,单位体积自由能变化:
第四章 连铸钢水质量控制
1
钢水温度控制
2
钢水成分控制
• 要想使连铸生产稳定高效地进行,并 且保证铸坯质量,首先要准备好成分、温 度、脱氧程度及纯净度都合格的钢水。
• 这里重点介绍钢水温度的要求。
• 另外,炼钢工序和连铸工序要紧密配 合,步调一致。
第一节 钢水温度控制
1.液体与固体
物质的三种存在形态:固体、液体、气体
从微观来看,凝固是金属原子从无序状态到有序 状态的转变,也就是液体中无规则的原子集团转变为 按一定规则排列的固态结晶体。
凝固过程主要是晶体或晶粒的生成和长大过程, 所以也称结晶。
1.液体与固体
金属在凝固过程存在两个界面,固液界面、金属铸 型界面,在两个界面存在复杂的传热。
凝固过程的液体由于温差将引起对流,由于温度不 同造成热膨胀的差异,从而引起密度的不同,在重力场 中密度较小的流体受到浮力的作用。
•液态更接近与固态的结构。
•关于液态金属结构的研究表明:液态金属是近程有 序的。
1.液体与固体
凝固过程发生放热,液态金属转变为固体金属的 过程,从而改变各相自由能,从而改变各相相对稳定 性,凝固象化学反应一样,也需要热起伏来驱动,即 原子从母相迁移到新相的概率大于相反方向迁移的概 率时,相变才能发生。