连铸机毕业设计

摘要

绪论

1.4 连续铸钢技术的介绍

1.4.1 连续铸钢技术的发展

连续铸钢技术发展已有150多年，现已成为钢水造块的主体工艺。世界上先进的主要产钢国家的连铸比已达到95%以上。近20年来我国的连铸技术发展迅猛，在成熟的生产技术应用、新技术的开发、应用基础研究等方面发展的都很快，连铸机保有量和连铸坯产量已占世界第一。与我国钢铁工业在世界上的低位一样，我国是一个连铸生产大国，但不是一个连铸技术大国。

我国连铸机类型齐全，从几毫米铸坯的线材铸机到宽度超过3m的宽厚板铸机，从立式、立弯、直弧及弧形到水平连铸机都有。有代表性的主力机型、有直弧形大板坯铸机、弧形小方坯铸机、弧形大方坯铸机和立弯型薄板坯铸机。

近年来，我国在高效连铸、薄板坯连铸、特殊钢连铸方面取得了长足的进步。目前我国连铸机的设计作业率为80%左右，实际作业率通常为60%~90%，有些连铸机作业率已超过90%。板坯连铸机的浇铸速度一般为1~1.8m/min、薄板坯为4~5.5m/min、120mmX120mm方坯为3~4.5m/min、150mmx150mm方坯为2~3m/min。至于设计产量，大型板坯或薄板坯连铸机为100万t/流、小方坯连铸机为12万t/流左右。某些小方坯的年产量已达到18万t/流。我国连铸生产水平与世界同类指标相当。今年，我国已引进了许多薄板坯连铸连轧生产线。某些薄板坯连铸机的装备技术处于世界先进水平。

在连铸新技术研究开发方面，进行了高效连铸技术、近终形连铸技术、电磁连铸技术、特殊钢连铸技术、连铸坯凝固控制技术和双辊薄贷连铸技术等方面的工作，许多连铸新技术的研究开发是在跟踪国际上的发展。

目前，我国已能够自行设计制造各种类型的连铸机。但国内设计的连铸机往往都有国外样板。我国应用的连铸技术和铸机设计样板大多来源于国际知名公司。先进的新型连铸机都是从欧、美和日本进口。

我国连铸技术与国际领先水平的差距主要在两个方面：①应用同样顶级的技术装备不能稳定的生产顶级产品；②连铸新技术的开发研究与生产应用之间的中间环节——工程化的技术比较薄弱。我国开发的薄板坯连铸机是先进的，也是成功的，但至今没有用其建成连铸连轧生产线，而高效连铸技术就具体技术内容也许并不很先进，但因为

它工程化技术综合进行的好，所以取得了非常显著的成绩。双辊薄带连铸开发与国际领先水平的差距也主要在连续、连轧与自动化综合产业化上。一项新的技术的开发应用很大程度上取决于它与主体工艺流程的融合，主体工艺的工程设计者不愿意采用国内开发的关键技术，只信任外商的保证，而国内新技术的开发者又往往不具备整体工程项目的设计能力。

在连铸技术发展过程中有几个里程碑：①结晶器振动。结晶器振动完成了连续浇铸过程中的脱模，使连续铸钢真正得以工业化；②铸机辊列技术的发展完善，现在的辊列设计方法大约成熟于70年代，它是现代化大型板坯连铸机的基础；③连铸直接扎制生产。连铸直接轧制综合了铸机轧机控制、无缺陷铸坯生产等几乎所有的相关技术，实现了钢材成形全过程的连续化。显然，里程碑式的连铸技术的发展是一个从简单到复杂、从单一到综合的过程。所有，复杂综合的连铸技术仍然是由相对独立的单体技术构成的。

I.生产应用技术

1．结晶液面控制和自动浇铸

应用放射线、电磁涡流等传感器监测液面以及带有控流棒或滑板的结晶器液面控制与自动浇铸系统已成为连铸机的基本配置。它已成为稳定工艺、保证铸坯表面质量、提高劳动生产率的重要措施。

2. 铸坯矫直

过去的弧形连铸机普遍采用单点矫直方式，全部的矫直变形都集中在矫直点处。由于刚刚凝固的坯壳塑性很差，容易形成矫直裂纹，所以“全凝矫直”或“矫直前全凝”几乎成为定律。但是浇铸速度的大幅度提高使铸坯液心变得很长，人们不得不突破这一定律，寻求其他避免矫直裂纹的方法。多点矫直和连续矫直变形分配在几个矫直点上或整个矫直区域内，使矫直过程中发生了回复和松弛。从而保证不产生矫直裂纹。该技术在连铸机的设计和实际生产中都取得了良好的效果。

3. 二次冷却控制

连铸坯壳从结晶器中拉出时，其内部还有很多液心，需要进行喷水冷却，谓之二次冷却。二次冷却具有保证生产运行、提高生产率、提高铸坯质量、保护设备等重要作用。冷却介质可用水或汽水。现代连铸机按不同断面钢种设有多套冷却制度。在浇铸过程中分回路自动在线调控水量，在线调控水量的方法可用静态水表法和二冷动态控制法。

我国的二冷动态控制系统多随连铸机进口。国外厂商一般不公布其软件的核心，许多用户是花钱买“放心”，并不关心其中的技术问题。实际生产中，喷水管道、喷嘴的安装检修和水质的保证是二冷技术的基础。

4. 在线调宽

板坯连铸机在线调宽技术是提高生产率的重要措施。它可以用于结晶器锥度控制。我国进口的大板坯连铸机都装备这种系统。但由于我国板材规格的批量比较大，所以在线调宽的使用频率很低。

5. 电磁搅拌

电磁搅拌是利用感应电动机原理使导电融体流动的设备和方法。这种流动发生在铸坯液心里会有许多方面的作用：其一是均匀芯内钢水的温度；其二是将凝固枝晶带入铸坯内部，使其成为等轴晶的凝固核心；其三是冲洗凝固前沿的富集溶质，最终在这一区域形成白亮带。所以电磁搅拌的冶金效果是扩大等轴晶区，减少中心偏析和皮下缺陷。

早期的连铸电磁搅拌主要用在特殊钢连铸机的二冷区(S2EMS)。这种方法生成的白亮带很明显。近几年使用的电磁搅拌器大多安装在结晶器段(M2EMS) ,也有在二冷区(S2EMS)或凝固末端(F2EMS)与M2EMS配合使用形成复合电磁搅拌的。设备结构较复杂的板坯连铸M2EMS及S2EMS普遍用于不锈钢和硅钢的浇铸。

6.粘结漏钢预报

凝固坯壳粘结(悬挂)在结晶器壁上时结晶器铜板的温度场会反映出特定的变化模式。因此用布置在铜板上的热电偶测量这种变化模式就可以预报粘结漏钢的发生。但实际生产中情况非常复杂，连铸机的产量和压力都较大。漏钢预报系统的设置需要与特定的铸机及操作状况相适应。目前我国进口的大型板坯连铸机都装备有这种系统。

7.凝固末端轻压下及液芯压下

凝固末端轻压下是指在铸坯即将完全凝固时用外压力使之变形的工艺。板坯连铸机中轻压下可由原有辊列实现,方坯连铸机中由拉矫机或专用机架完成。凝固末端轻压下可以改善中心疏松或缩孔、减轻中心偏析。文献常常回避凝固末端轻压下的副作用,多认为其有利，实际上刚刚凝固的坯壳塑性很差轻压下时又很难保证每一点三向压应力的状态任一方向有拉应力都可能使铸坯产生裂纹。

目前液芯压下技术主要用于薄板坯连铸机其基本作用类似于漏斗式结晶器扩大结晶器熔池以便容纳浸入式水口同时浇铸出较薄的铸坯。

II.在开发技术