炼钢连铸工艺流程的介绍

连铸工艺流程介绍
将高温钢水浇注到一个个得钢锭模内，而就是将高温钢水连续不断地浇到一个或几个用强制水冷带有“活底”（叫引锭头）得铜模内（叫结晶器），钢水很快与“活底”凝结在一起，待钢水凝固成一定厚度得坯壳后，就从铜模得下端拉出“活底”，这样已凝固成一定厚度得铸坯就会连续地从水冷结晶器内被拉出来，在二次冷却区继续喷水冷却。

带有液芯得铸坯，一边走一边凝固，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得钢坯。

这种把高温钢水直接浇注成钢坯得新工艺，就叫连续铸钢。

【导读】：转炉生产出来得钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格得钢坯。

连铸工段就就是將精炼后得钢水连续铸造成钢坯得生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。

本专题将详细介绍转炉（以及电炉）炼钢生产得工艺流程，主要工艺设备得工作原理以及控制要求等信息。

由于时间得仓促与编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误得地方，欢迎大家补充指正。

连铸得目得：将钢水铸造成钢坯。

将装有精炼好钢水得钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口將钢水分配到冬个结晶器中去。

结甜器就是连铸机得核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。

拉矫机与结晶振动裝置共同作用，将结晶器内得铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度得板坯。

连铸钢水得准备
一、连铸钢水得温度要求：
钢水温度过高得危害：①出结晶器坯壳薄，容易漏钢;②耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，降低浇铸安全性;③增加非金属夹杂，影响板坯内在质量;④铸坯柱状晶发达;⑤中心偏析加重，易产生中心线裂纹。

钢水温度过低得危害：①容易发生水口堵塞，浇铸中斯;②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等抉陷；③非金属夹杂不易上浮，影响铸坯內在质量。

二、钢水在钢包中得温度控制：
根据洽炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄得范围内变化；其次，要最大限度地减少从出钢、钢包中、钢包运送途中及进入中间包得整个过程中得温降。

实际生产中需釆取在钢包内调整钢水温度得措施：
1）钢包吹氨调温
2）加废钢调温
3）在钢包中加热钢水技术
4）钢水包得保温
中间包钢水温度得控制—、浇铸温度得确定
浇铸温皮就是指中间包内得钢水温度，通常一炉钢水需在中间包内测温3次，即开浇后5min、浇铸中期与浇铸结束前5min, 而这3次温度得平均值被视为平均浇铸温度。

浇铸温皮得确定可由下式表示（也称目标浇锌温度）:
T=TL+AT o
二、液相线温度：
即开始凝固得温皮，就就是确定浇铸温度得基础。

推荐一个计算公式：
T=1536-{78[%C]+7. 6[%Si]+4> 9[%Mn]+34[%P]+30[%S]+50[%Cu]+3> 1[%Ni]+1. 3[%Cr]+3. 6[%AI]+2. 0[%Mo] +2、
0[%V]+18[%Ti]}
三、钢水过热度得确定
钢水过热度主要就是根据铸坯得质董要求与浇铸性能来确定。

钢种类别过热度
非合金结构钢10-20C
铝镇静深冲钢15-25 C
爲碳、低合金钢5-15°C
四. 出钢温度得确定
钢水从出钢到进入中间包经历5个温降过程：
△T 总二△T1+ZkT2+Z\T3+ZkT4+ZkT5
AT1出钢过程得温降；
△T2出完钢钢水在运输与静置期间得温降（1、0〜1、5°C/min）;
AT3钢包精炼过程得温降（6〜10 C/min）;
△T4精炼后钢水在静置与运往连铸平台得温降（5〜1、2°C/min）;
△ T 5钢水从钢包注入中间包得温降。

T出钢=T浇+AT总
控制好出钢温度就是保证目标浇铸温度得首要前■提。

具体得出钢温度要根据毎个钢厂在自身温降规律调查得基砂上，根据每个钢种所要经过得工艺路线来确定。

拉速得确定与控制
一、拉速控制作用：
拉速定义：拉坯速度就是以每分钟从结晶器拉出得铸坯长度来表示。

拉坯速度应与钢液得浇注速度相一致。

拉速控制合理，
不但可以保证连铸生产得顺利进行，而且可以提高连铸生产能力，改昙铸坯得质董、现代连铸追求高拉速。

二、拉速确定原则：
确保铸坯出结晶器时得能承受钢水得静压力而不破裂，对于参数一定得结晶器，拉速离时，坯壳薄；反之拉速低时则形成得坯壳厚。

一般，拉速应确保出结晶器得坯壳厚度为12-14<nmo
影响因素：钢种、钢水过热度、铸坯厚度等。

1）机身长度得限制
根据凝固得平方根定律，铸坯完全凝固时达到得厚度：
又机身长度：
得到拉速：
2）拉坯力得限制
拉速提高，铸坯中得未凝固长度变长，$相应位置上凝固壳厚度变薄，铸坯表面温度升高，铸坯在規间得鼓肚量增多。

拉坯时负荷增加。

超过拉拔转矩就不能拉坯，所以限制了拉速得提爲。

3）结晶器导热能力得限制
根据结晶器散热量计算出，置鬲浇注速度：
板坯为2、5米/分
方坯为3-4米/分
4）拉坯速度对铸坯质量得影响
⑴ 降低拉速可以阻止或减少铸坯内部裂纟丈与中心偏析
（2）提离拉速可以防止铸坯麦面产生纵裂与横裂
（3）为防止矫直裂纹，拉速应使铸坯通过矫直点吋表面温度避开钢得热脆区。

5）钢水过热度得影响
一般连铸规定允许我大得钢水过热度，在允许过热度下拉速随着过热度得降低而提高，如图1所示。

6）钢种影响：就含碳量而言，拉坯速皮按低碳钢、中碳钢、高碳钢得顺序由离到低。

就钢中合金含量而言，拉速按普破钢、优质碳素钢、合金钢顺序降低。

第四节铸坯冷却得控制
钢水在结晶器内得冷却即一冷确定，其冷却效果可以由通过结晶器壁传出得热流得大小来度量
1）一冷作用：一冷就就是结晶器通水冷却。

其作用就是确保铸坯在结晶器内形成一定得初生坯壳。

2）—冷确定原则：一冷通水就是根摇经验，确定以在一定工艺条件下钢水在结晶器内能够形成足够得坯壳厚度与确保结甜器
安全运行得前提。

通常结晶器周边供水2L/mm • min。

进出水温差不超过8 C,出水温慶控制在45-500^0为宜，水压控制在0、
4-0、6Mpa o
3）二冷作用：二次冷却就是指出结晶器得铸坯在连铸机二冷段进行得冷却过程、其目得就是对带有液芯得铸坯实施喷水冷却, 使其完
全凝固，以达到在拉坯过程中均匀冷却、
4) 二冷强度确定原则：二冷通常结合铸坯传热与铸坯冶金质量两个方面来考虑、铸坯刚离开结晶器，要釆用大量水冷却以迅速增加坯壳厚度，随着铸坯在二冷区移动，坯壳厚度增加，喷水董逐渐降低、因此，二冷区可分若干冷却段，毎个冷却段单独进行水董控制、同时考虑钢种对裂纹敏感性而有针对性得调整二冷喷水量、
5) 二冷水量与水压：对普碳钢低合金钢，冷却强度为：仁0-1、2L/Kg钢。

对低破钢、高碳钢，冷却强度为：0、6-0、8L/Kg钢。

对热裂纹敏感性强得钢种，冷却强度为:0、4-0、6L/Kg钢，水压为0、1-0、5MPa
二、连铸坯表面质量及控制
(一)连铸过程质量控制
1)提高钢纯净度得措施
⑴无渣出钢
(2) 选择合适得精炼处理方式
(3) 釆用无氣化浇注技术
(4) 充分发挥中间罐冶金净化器得作用
(5) 选用优质耐火材料
(6) 充分发挥结晶器得作用
(7) 采用电磁搅拌技术，控制注流运动
(二)连铸坯表面质量及控制
连铸坯表面质量得好坏决定了铸坯在热加工之前■就是否需要精整，也就是影响金属收得率与成本得重要因素，还就是铸坯热送与直接轧制得前提条件。

连铸坯表面缺陷形成得原因较为复杂，但总体来讲，主要就是受结晶器内钢液凝固所控制，如图14所示。

图14 连铸坯表面缺陷示意图
(三)连铸坯内部质量及控制
铸坯得内部质量就是指祷坯就是否具有正确得礙固结构、偏析程度、內部裂纹、夹杂物含量及分布状况等。

凝固结构就是铸坯得低倍组织，即钢液凝固过程中形成等轴晶与柱状晶得比例。

铸坯得内部质量与二冷区得冷却及支撑系统密切相关，如图15,图16所示。

图15 铸坯内部缺陷示意图
图16 “V”形偏析
1) 减少铸坯內部裂纹得措施
(1) 釆用压缩浇铸技术，或者应用多点矫直技术
(2) 二冷区釆用合适夹觀棍距，支撑扌昆准确对弧
(3) 二冷水分配适当，保持铸坯表面温度均匀
(4) 合适拉扌昆压下董，最好采用液压控制机构
2) 夹杂物得控制
从炼钢精炼连铸生产洁净钢，主要控制对罠就是:
⑴控制炼钢炉下渣量
• 挡渣法(僞心炉底出钢、气动法、档渣球)
• 扒渣法：目标就是钢包渣层厚V50mm,下渣2Kg/t
(2) 钢包渣氣化性控制
•出钢渣中高(FeO+MnO)就是渣子氧势董慶。

(FeO+MnO) T板胚T[0] T
(3) 钢包精炼渣成分控制
不管釆用何种精炼方法(如RH、LF、VD),合理搅拌强度与合理精炼渣纽成就是获得洁净钢水得基础。

合适得钢包渣成分:CaO/ AI203 = R 5〜1、8, CaO/ Si02=8〜13, (FeO+MnO) V5%。

高碱度、低熔点、低氧化铁、富CaO钙铝酸盐得箱炼渣，能有效吸收大颗粒夹杂物，降低总氧。

⑷保护浇注
•钢水保护就是防止钢水再污染生产洁净钢重要操作
•保护浇注好坏判斷指标：一A[N] = [N]钢包一[N]中包；一A[AI]s=[Al]钢包一[AI]中包
•保护方法:①中包密封充Ar;②钢包中间包长水口，△[N]=1、5PPm甚至为零;③中间包结晶器浸入式水口
(5) 中间包控流装置
•中间包不就是简单得过渡容器，而就是一个治金反应容器，作为钢水进入结晶器之前进一步净化钢水
•中间包促进夹杂物上浮其方法：
a、增加钢水在中间包平均停留吋间t:t=w/(aXbX p Xv)o中间包向大容量深熔池方向发展。

b、改变钢水在中间包流动路径与方向，促进夹杂物上浮。

(6) 中间包复盖剂
中间包就是钢水去除夹杂物理想场所。

钢水面上复盖剂要有效吸收夹杂物。

• 碳化稻壳;
• 中性渣：(Ca0/Si02=0、9〜仁0)
•碱性渣：(CaO+MgO/SiO2 工3)
•双层渣
渣中(Si02)增加，钢水中T[0]增加。

生产洁净钢应用碱性复盖剂。

(7) 碱性包衬
钢水与中间包长期接触，钢水与包衬得热力学性能必须就是稳定得，这就是生产洁净钢得一个重要条件。

包衬材质中Si02增加，铸坯中总A T[0]就是增加，因此生产洁净钢应用碱性包衬。

对低破Al -K钢，中间包衬用Mg-Ca质涂料(AI203T0),包衬反应层中A1203可达21%,说明能有效吸附夹杂物。

(8) 钢种微细夹杂扬去除
•大颗粒夹杂050 R m)去除，釆用中间包控流技术
•小颗粒夹杂«50 R m)去除：
一中间包钙质过滤器
—中间包电磁旋转
(9) 防止浇注过程下渣与卷渣
•加入示踪剂追踪铸坯中夬杂物来源
•结晶器渣中示踪剂变化
•铸坯中夹杂物来源，初步估算外来夹杂物占41. 6%二次氧化占39汕脱氧产物为20%
(10) 防止Ar气泡吸附夬杂物
对AI-K钢，釆用浸入式水口吹Ar防止水口堵塞，但吹Ar会造成：• 水口堵塞扬硫碎进入铸胚，大颗粒AI203轧制延伸会形成表面成条状缺陷
• <1mmAr气泡上浮困难，它就是AI203与渣粒得聚合地，当气泡尺寸>200 u m易在冷轧板表面形成条状缺陷。

为解决水口堵塞问题，可釆用：
一钙处理改毎钢水可浇性
一钙质水口
一无C质水口
目前还就是广泛采用吹Ar来防止堵塞。

生产洁净钢总得原则就是：钢水进入结晶器之前尽可能排除AI203o
(11) 结晶器钢水流动控制
三、连铸坯形状缺陷及控制
(一)鼓肚变形
带液心得铸坯在运行过程中，于两支撑扌昆之间，离温坯壳中钢液静压力作用下，发生鼓胀成凸面得现象，称之为鼓肚变形。

板坯宽面中心凸起得厚度与边缘厚度之差叫鼓肚量，用以衡量铸坯彭肚变形程慶。

减少鼓肚应釆取措施:
(1) 降低连铸机得高度
(2) 二冷区釆用小棍距密排列;铸机从上到下扌昆距应由密到疏布置
(3) 支撑棍要严格对中
⑷加大二冷区冷却强度
(5)防止支撑幌得变形，板坯得支撑扌昆灵好选用多节棍
(二)菱形变形菱形变形也叫脱方。

就是大、小方坯得缺陷。

就是指铸坯得一对角小于90°，另一对角大于90°;两对角线长慶之差称为脱方量。

图17 铸坯鼓肚示意图
应对菱变得措施：
(1) 选用合适锥度得结晶器
(2) 结晶器最好用软水冷却
(3) 保持结晶器内腔正方形，以使凝固坯壳为规正正得形状
⑷结晶器以下得600mm距离要严格对弧；并确保二冷区得均匀冷却
(5)控制好钢液成分
(三)圆铸坯变形
圆坯变形成椭圆形或不规则多边形。

圆坯直径越大，变成随國得倾向越严重。

形成椭圆变形得原因有：
(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) 拉矫棍得夹紧力调整不当，过分压下
可釆取相应措施：
(1) 及时更换变形得结晶器
(2) 连铸机要严格对弧
⑶二冷区均匀冷却
(四)夹杂物得控制提商钢纯净度得措施：
(1) 无渣出钢
(4)可适当降低拉速
(2) 选择合适得精炼处理方式
(3) 釆用无氧化浇注技术
⑷充分发挥中间罐冶金净化器得作用
(5) 选用优质耐火材料
(6) 充分发挥结晶器得作用
(7) 釆用电磁搅拌技术，控制注流运动
(五)间包冶金
当前对钢产品质量得要求变得更加严格。

中间包不仅仅只就是生产中得一个容器，而且在纯净钢得生产中发挥着重要作用。

70年代认识到改变中间包形状与加大中间包容积可以达到延长钢液得停留时间，提鬲夹杂物去除率得目得；安装挡渣矯,控制钢液得流动，实现夹杂物有效碰撞、长大与上浮。

80年代发明了多孔导流挡墙与中间包过滤器。

在防止钢水被污染得技术开发中，最近已有实质性得进展。

借助先进得中间包设计与操作如中间包加热，热周转操作，惰性气氛喷吹，预熔型中间包渣，活性钙内壁，中间包喂丝，以及中间包夹杂物行为得数学模拟等，中间包在纯净钢生产中得作用体现得越来越重要。

在现代连铸得应用与发展过程中，中间包得作用显得越来越重要，其内涵在被不斯扩大，从而形成一个独特得领域——中间包治金。

中间包冶金得最新技术：
(1)H型中间包
(3) 中间包吹氨
(4) 去夹杂得陶洗过滤器
⑸电磁流控制
(2)离心流中间包。