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对于防止连铸过程钢水再污染, 主要决定于: (1) 钢水二次氧化; (2) 钢水与环境、钢水与空气、钢水与耐材相互作用; (3) 钢液流动与液面稳定性( 渣- 钢界面紊流、涡流) ; (4) 渣钢浮化卷渣。
2.1 生产洁净钢主要控制技术 (1) 保护浇注技术
常用的钢水密封保护如: 中间包密封、钢包→中间包采用注 流长水口+吹氩保护, 中间包→结晶器采用浸入式水口, 保护浇 注以及小方坯中包→结晶器采用氩气保护。 (2) 中间包冶金
( 5) 铸坯强化冷却 铸坯二次冷却的冷却水比水量达2.5 l/kg～3.0 l/ kg, 并广泛采
用计算机动态控制的铸坯冷却技术。 ( 6) 铸坯矫直技术
目前多采用带液芯的多点矫直、连续矫直以及压缩浇注技术。
2 提高连铸坯洁净度技术
连铸过程中生产洁净钢, 一方面是去除液体钢中氧化物 夹杂, 进一步净化进入结晶器的钢水, 另一方面是防止钢水 的再污染。对于液体钢中夹杂物去除主要决定于夹杂物形 成、夹杂物传输到钢———渣界面和渣相吸附夹杂物。
增加钢水在中间包平均停留时间, 使夹杂物有充分时间上浮。 中间包向大容量, 深熔池方向发展, 中包容量可达80 t, 深2 m。 改变钢水在中包内的流动路径和方向, 消除死区, 活跃熔池, 缩 短夹杂物上浮距离。
(3) 中间包覆盖渣
常用的覆盖剂有: 碳化稻壳, 中性渣(CaO/SiO2= 0.91.0) 可形成液态渣但不保温。碱性渣(CaO+MgO/ SiO2≥3) 易结壳。根据需要, 也可采用碳化稻壳+中性渣或碱性渣。 注意随着SiO2 含量的增加, 钢水T[O]会增加。 (4) 防止下渣和卷渣在长水口装设下渣探测器, 发现下渣及时 关闭; 在中包内砌挡渣墙及采用H 型中包等。
( 1) 结晶器锥度的改进
方坯连铸机多采用抛物线锥度、三锥度, 在弯月面处最 大, 为2.3%/m, 冷却水流速提高到12 m/s, 提高了散热能 力。结晶器的几何形状适应了其收缩变化过程。因此, 模 壁与坯壳始终能和中部坯壳一样均匀地生长。抑制了裂纹 和漏钢及菱度缺陷, 拉速当然提高。板坯结晶器以增加铜 板厚度, 冷却水水缝变窄为5 mm, 冷却水流速提高到9 m/s, 寿命和拉速均提高。
( 4) 结晶器保护渣技术
高效连铸结晶器保护渣应具有低粘度、低结晶温度、 低软化及熔融温度, 合适的碱度及较快的熔化速度。日本 学者提出, 不宜经常加CaF2 和Na2O 等助熔剂来降低其粘 度和熔融温度, 否则会引起尖晶石等高熔点物质析出, 破坏 熔渣的玻璃性, 使润滑条件恶化。可适当加入Li2O、MgO、 BaO、K2O 等助熔剂, 对降低保护渣粘度和软化温度, 抑 制晶体析出、增大保护渣消耗量具有一定作用。
提高连铸机作业率的措施: ( 1 ) 提高连浇炉数。国外钢厂板坯连浇炉数在1500炉以上,
方坯在1000 炉以上。 ( 2 ) 提高结晶器的使用寿命。在日本结晶器寿命由200~300
炉提高到1 000~3 000 炉。 ( 3 ) 结晶器下部钢板采用多层电镀、先镀Ni 再镀磷化物和
Cr, 并改变镀层范围和厚度。 ( 4 ) 改变结晶器冷却槽的形状和间隔, 铜板表面弯月Baidu Nhomakorabea附近
渣墙和陶瓷过滤器, 中包加Ca 处理等, 可保多炉连浇。
(11) 提高辊子使用寿命, 如在锻造辊上焊接耐磨性CrB 型材 料, 或使用衬套式复合辊。在板坯机上可使弯弧部分的辊 子寿命达到6 000~9 000 炉, 水平部分辊子寿命达1.2 万 ~2.8 万炉。
(12) 缩短非浇注时间, 如: 上装引锭杆; 铸机采用整体快速更 换; 采用各种自动检测装置, 提高自动化控制水平, 加强铸 机设备维护。
(5) 结晶器钢水流动控制技术, 如在板坯结晶器中采用电磁制 动( EMBr) 技术及电磁流动( FC) 结晶器。
( 7) 异钢种接浇技术。在结晶器内插金属连接件并放入隔层 材料, 防止钢液成分混合。缩短连铸辅助作业时间, 提高金 属收得率。
(8) 钢包、中间包和浇注水口的快速更换技术, 各国尤其对快 速更换中间包浸入式水口已获成功, 更换时间1~2 min, 最 快的仅使钢流断流3 s。
(9) 中间包热态循环使用技术, 日本达450 次。 (10) 防止浸入式水口堵塞, 塞棒和浸入式水口吹Ar, 中包设挡
温度可降到100 ℃左右, 寿命大大提高。
( 5) 将板坯连铸结晶器厚度改为33 mm~40 mm 冷却水缝宽 为5 mm, 冷却水流速达9 m/s 以上, 防止粘接性漏钢。
( 6) 漏钢预报技术, 将多个热电偶埋设在铜板内, 使之形成网 络布置, 根据各个热电偶测得的温度变化进行预报, 拉漏率 在0.4%以下。
1.2 提高连铸机拉速技术
现代化小方坯连铸机拉速已达4.0～5.0 m/min( 130 mm×130 mm) , 板坯连铸机拉速已达2.5 m/min[220 mm×( 700 mm×1 650 mm) ]。
当连铸机作业率超过了80%以上时, 再提高连铸机产 量就必须提高拉速。提高拉速的关键在于确保结晶器均 匀的坯壳厚度、液相穴的长度和铸坯的冷却强度。因此, 采用以下新技术。
( 2) 结晶器液面波动控制技术 目前, 通过同位素法(Co60 或Se137) 、热电偶法、电磁涡
流法、浮子法、红外线法等, 常用的是同位素法和电磁涡流法。 可将液面波动控制在±3 mm 以内, 最好的已经达到1 mm。 ( 3) 结晶器振动技术
高拉速要求结晶器振动装置负滑脱时间稍短些, 以控制振痕 深度; 正滑脱时间稍长些, 以增加保护渣消耗量。传统的正弦振 动形式已难以奏效, 而非正弦振动就显示出了优势。非正弦振 动的最大特点是上升速度小, 而移动时间长, 下降速度大而移动 时间短。
连铸新技术
1
连铸新技术主要体现在: 连铸机的高生 产率( 作业率、拉速、设备可靠) 和连铸 坯的质量( 铸坯洁净度、铸坯表面缺陷、 铸坯内部缺陷) 。
一、 提高连铸机生产率
1.1 提高连铸机作业率 目前在钢铁工业发达国家, 现代化大型板坯连铸机的作业率
已达90%以上, 方坯连铸机的作业率也在90%以上, 有的甚至达到 了95%。
2.1 生产洁净钢主要控制技术 (1) 保护浇注技术
常用的钢水密封保护如: 中间包密封、钢包→中间包采用注 流长水口+吹氩保护, 中间包→结晶器采用浸入式水口, 保护浇 注以及小方坯中包→结晶器采用氩气保护。 (2) 中间包冶金
( 5) 铸坯强化冷却 铸坯二次冷却的冷却水比水量达2.5 l/kg～3.0 l/ kg, 并广泛采
用计算机动态控制的铸坯冷却技术。 ( 6) 铸坯矫直技术
目前多采用带液芯的多点矫直、连续矫直以及压缩浇注技术。
2 提高连铸坯洁净度技术
连铸过程中生产洁净钢, 一方面是去除液体钢中氧化物 夹杂, 进一步净化进入结晶器的钢水, 另一方面是防止钢水 的再污染。对于液体钢中夹杂物去除主要决定于夹杂物形 成、夹杂物传输到钢———渣界面和渣相吸附夹杂物。
增加钢水在中间包平均停留时间, 使夹杂物有充分时间上浮。 中间包向大容量, 深熔池方向发展, 中包容量可达80 t, 深2 m。 改变钢水在中包内的流动路径和方向, 消除死区, 活跃熔池, 缩 短夹杂物上浮距离。
(3) 中间包覆盖渣
常用的覆盖剂有: 碳化稻壳, 中性渣(CaO/SiO2= 0.91.0) 可形成液态渣但不保温。碱性渣(CaO+MgO/ SiO2≥3) 易结壳。根据需要, 也可采用碳化稻壳+中性渣或碱性渣。 注意随着SiO2 含量的增加, 钢水T[O]会增加。 (4) 防止下渣和卷渣在长水口装设下渣探测器, 发现下渣及时 关闭; 在中包内砌挡渣墙及采用H 型中包等。
( 1) 结晶器锥度的改进
方坯连铸机多采用抛物线锥度、三锥度, 在弯月面处最 大, 为2.3%/m, 冷却水流速提高到12 m/s, 提高了散热能 力。结晶器的几何形状适应了其收缩变化过程。因此, 模 壁与坯壳始终能和中部坯壳一样均匀地生长。抑制了裂纹 和漏钢及菱度缺陷, 拉速当然提高。板坯结晶器以增加铜 板厚度, 冷却水水缝变窄为5 mm, 冷却水流速提高到9 m/s, 寿命和拉速均提高。
( 4) 结晶器保护渣技术
高效连铸结晶器保护渣应具有低粘度、低结晶温度、 低软化及熔融温度, 合适的碱度及较快的熔化速度。日本 学者提出, 不宜经常加CaF2 和Na2O 等助熔剂来降低其粘 度和熔融温度, 否则会引起尖晶石等高熔点物质析出, 破坏 熔渣的玻璃性, 使润滑条件恶化。可适当加入Li2O、MgO、 BaO、K2O 等助熔剂, 对降低保护渣粘度和软化温度, 抑 制晶体析出、增大保护渣消耗量具有一定作用。
提高连铸机作业率的措施: ( 1 ) 提高连浇炉数。国外钢厂板坯连浇炉数在1500炉以上,
方坯在1000 炉以上。 ( 2 ) 提高结晶器的使用寿命。在日本结晶器寿命由200~300
炉提高到1 000~3 000 炉。 ( 3 ) 结晶器下部钢板采用多层电镀、先镀Ni 再镀磷化物和
Cr, 并改变镀层范围和厚度。 ( 4 ) 改变结晶器冷却槽的形状和间隔, 铜板表面弯月Baidu Nhomakorabea附近
渣墙和陶瓷过滤器, 中包加Ca 处理等, 可保多炉连浇。
(11) 提高辊子使用寿命, 如在锻造辊上焊接耐磨性CrB 型材 料, 或使用衬套式复合辊。在板坯机上可使弯弧部分的辊 子寿命达到6 000~9 000 炉, 水平部分辊子寿命达1.2 万 ~2.8 万炉。
(12) 缩短非浇注时间, 如: 上装引锭杆; 铸机采用整体快速更 换; 采用各种自动检测装置, 提高自动化控制水平, 加强铸 机设备维护。
(5) 结晶器钢水流动控制技术, 如在板坯结晶器中采用电磁制 动( EMBr) 技术及电磁流动( FC) 结晶器。
( 7) 异钢种接浇技术。在结晶器内插金属连接件并放入隔层 材料, 防止钢液成分混合。缩短连铸辅助作业时间, 提高金 属收得率。
(8) 钢包、中间包和浇注水口的快速更换技术, 各国尤其对快 速更换中间包浸入式水口已获成功, 更换时间1~2 min, 最 快的仅使钢流断流3 s。
(9) 中间包热态循环使用技术, 日本达450 次。 (10) 防止浸入式水口堵塞, 塞棒和浸入式水口吹Ar, 中包设挡
温度可降到100 ℃左右, 寿命大大提高。
( 5) 将板坯连铸结晶器厚度改为33 mm~40 mm 冷却水缝宽 为5 mm, 冷却水流速达9 m/s 以上, 防止粘接性漏钢。
( 6) 漏钢预报技术, 将多个热电偶埋设在铜板内, 使之形成网 络布置, 根据各个热电偶测得的温度变化进行预报, 拉漏率 在0.4%以下。
1.2 提高连铸机拉速技术
现代化小方坯连铸机拉速已达4.0～5.0 m/min( 130 mm×130 mm) , 板坯连铸机拉速已达2.5 m/min[220 mm×( 700 mm×1 650 mm) ]。
当连铸机作业率超过了80%以上时, 再提高连铸机产 量就必须提高拉速。提高拉速的关键在于确保结晶器均 匀的坯壳厚度、液相穴的长度和铸坯的冷却强度。因此, 采用以下新技术。
( 2) 结晶器液面波动控制技术 目前, 通过同位素法(Co60 或Se137) 、热电偶法、电磁涡
流法、浮子法、红外线法等, 常用的是同位素法和电磁涡流法。 可将液面波动控制在±3 mm 以内, 最好的已经达到1 mm。 ( 3) 结晶器振动技术
高拉速要求结晶器振动装置负滑脱时间稍短些, 以控制振痕 深度; 正滑脱时间稍长些, 以增加保护渣消耗量。传统的正弦振 动形式已难以奏效, 而非正弦振动就显示出了优势。非正弦振 动的最大特点是上升速度小, 而移动时间长, 下降速度大而移动 时间短。
连铸新技术
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连铸新技术主要体现在: 连铸机的高生 产率( 作业率、拉速、设备可靠) 和连铸 坯的质量( 铸坯洁净度、铸坯表面缺陷、 铸坯内部缺陷) 。
一、 提高连铸机生产率
1.1 提高连铸机作业率 目前在钢铁工业发达国家, 现代化大型板坯连铸机的作业率
已达90%以上, 方坯连铸机的作业率也在90%以上, 有的甚至达到 了95%。