小方坯连铸机工艺培训.doc

方坯连铸工艺培训课件
一、 方坯连铸工艺流程简图
二、 方坯连铸基本参数
铸坯断面： 150×150mm
定尺长度： 6~12m（实际最短生产过9.25的，拉速2.1m/min）
主要生产钢种：碳素结构钢、低合金结构钢。
55Q （轻轨钢）Q195（碳素结构钢，建筑，结构，摩托车架）
热轧带肋钢筋 HRB335/335E （二级）HRB400/400E （三级）
HRB500/500E （四级） Q235 （普碳钢，建筑、化工）
三、 主要经济技术指标
序号
项 目
指标
1
铸机流数
6机6流
2
基本弧形半径
R8/16m刚性引锭杆
3
流间距
1250mm
4
结晶器长度
900mm
5
冶金长度
12.5m(矫直)；～25m(切割)
6
铸坯断面尺寸
150×150mm
7
定尺长度
6～12m
8
拉坯速度
2.0～3.0m/min
9
与转炉配合需要拉速
～2.3m/min
10
浇铸准备时间
25min
11
平均连浇炉数
15炉/次
12
平均金属收得率
97％
13
铸机年作业率(天)
87％(318天)
14
铸机配合生产能力
1×100万t/a
15
铸机设备生产能力
1×120万t/a
连铸机主要设备性能
4.1 钢包汇总台
4.1 钢包回转台
功能
支承钢包并将满包从受包位旋转到中间罐上方的浇铸位。
结构型式
直臂式。主要由回转臂、回转支承系统、回转台底座、基础框架、传动装置及钢包加盖装置等部分组成。
主要技术参数
双臂最大承重 2×125t
回转半径 4.9m
回转速度 0～1.0r/min
回转范围 360度
事故回转 180度

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4.2 中间罐
功能
保证连浇；均匀分配钢流到结晶器；促使夹杂物上浮。
结构型式
中间罐为梯形带盖式，
主要技术参数
中间罐最大容量 20t
钢水液面高度 工作液面：800mm
溢流液面：900mm

4.3 中间罐车
功能
支承中间罐，并运载中间罐在烘烤位与浇铸位之间移动。
结构型式
半悬挂（高低腿）式。主要由车架、走行机构、横移机构、摆槽、液压升降机构及驱动系统等
主要技术参数
最大承载重量 60t
走行速度 0～20m/min
横移行程 ±50mm
升降行程 500mm

4.4 中间罐烘烤(干燥)装置
功能
加热（预热）中间罐，降低第一包钢水的温降。
结构型式
中间罐烘烤(干燥)装置由支座、风机、电液推杆、管件、阀门、烧嘴等组成。
主要技术参数
烘烤时间 180 min
烘烤温度 ～1000℃

4.5 结晶器
功能
将钢水凝结成型，使浇入其中的钢水快速冷却。在引锭头拉出结晶器铜管后，凝结的钢水坯壳能承受内部还未凝固的钢水静压力。
结构型式
结晶器为套管式，主要由内壁镀铬的三维立体锥度铜管、精密加工成型的整体铜水套、钢结构外壳、上下法兰、卡板及密封件等部分组成。铜管材质为磷脱氧铜。
主要技术参数
铜管长度 900mm
水 缝 4mm
水 压 1.0～1.3MPa
水 量 ～2200 l/min

4.6 结晶器振动装置
功能
支承结晶器并使其沿弧线方向上下振动，防止钢水凝固时与结晶器铜管内壁粘结。
结构型式
采用板簧导向刚性支撑式。主要由固定座、振动架、连杆、传动装置及润滑系统等部分组成。
主要技术参数
振 幅 ±3～4mm
振动频率 35～333次/min
振动负荷 25 kN

4.7 喷淋集管组
功能
对出结晶器的初生铸坯进行二次冷却。
结构型式
主要由不锈钢喷淋管、活接头、不锈钢喷嘴及托架等组成, 喷淋管沿弧线纵向布置。
主要技术参数
冷却段数 3（含喷淋环）
喷淋管长度 ～4.5m
喷嘴型号 3/8PZ17080QZ5*12
PZ8065QZ5*28
PZ8047QZ5*28
4.8 导向段
功能
开浇时引导引锭杆进入结晶器并在浇铸时支承铸坯。
结构型式
导向段位于喷淋集管组与拉矫机之间，主要由导向辊、支座、侧导辊、压辊及侧导板等组成。
主要技术参数
导向辊数 3
导向辊直径 f200 mm

4.9 拉矫机（自同步连续矫直拉矫机）
功能
开浇时送引锭杆进入结晶器、拉坯并对铸坯进行矫直。
结构型式
主要由拉坯辊、脱坯矫直辊、机架、底座、传动系统及液压系统等组成。辊子为合金锻钢。上下拉坯辊开口度大小及脱坯动作的完成由液压系统实现。电动机通过长轴与减速机传动，远离热源。机架及辊子内部通水冷却。
主要技术参数
最大拉坯速度 4.3m/min（送引锭）
驱动辊数量 3

4.10 引锭杆及引锭杆存放装置
功能
开浇时引锭头堵住结晶器下口，把初步凝固的铸坯拉出结晶器，引入拉矫机。
结构型式
主要由自适应型引锭头、刚性杆身、链条及联接件、传动系统、导向轮及安全装置所组成。铸机开浇前，启动存放装置电动机使引锭杆下降至拉矫机内。引锭结束后，引锭杆运行至存放位置。
主要技术参数
引锭杆外弧半径 R8m
引锭杆长度(弧度) ～87°
送引锭杆速度 1～4.0m/min

4.11 切前/输送/出坯辊道
4.12 自动火焰切割机
功能
按需要的定尺长度切割铸坯（6～12.5m）。
结构型式
主要由切割摆动装置、同步夹紧装置、框架、切割枪、凸轮机构、无动力返回系统与前后支架等组成。
主要技术参数
切割速度 ～300 mm/min
切割同步行程 ～1700 mm
主要介质 氧气、焦炉煤气

4.13双向移钢机
功能
将铸坯移至冷床或热送辊道。
结构型式
主要由桥架、拨钢装置、运行轨道、车轮装置、缓冲装置、电动机、制动器及减速器等组成。驱动装置通过桥架上的齿轮与轨道梁上的齿条带动桥架行走，桥架上的拨钢装置移送铸坯。
主要技术参数
行 程 ～20000mm(工作行程)
轨 距 ～13000mm
轮距/轮径 ～2100mm/D300mm
4.13翻转冷床
功能
翻转冷却铸坯，防止铸坯变形
结构型式
冷床为液压传动、步进翻转式。主要由横梁、纵梁、传动梁、前V形齿条、前U型齿条、床体盖板、液压缸、摇架、拉杆等组成。出坯装置主要由轨道梁、纵梁、同步梁摇臂、拉杆、立柱、推头小车、滑轨、偏心轴等组成。
主要技术参数
铸坯长度 8～12 m
冷床大小 12×15 m
特点
液压驱动；由翻传冷床的传动装置通过拉杆、摇臂驱动推头小车进行推钢，将翻转冷床上的铸坯推放在出坯装置上，存放到一定数量后由出坯吊具吊走。

五、连铸坯质量
连铸方坯的缺陷一般可分为表面缺陷、内部缺陷与形状缺陷。
表面缺陷包括：表面横裂纹、纵裂纹、星形裂纹、划伤、弯曲、切面不齐、缩孔、气孔等
5.1 表面纵裂纹
定义与外观
沿拉坯方向，铸坯表面中心位置附近产生的裂纹，裂纹长10～1500mm，宽0.1～3.5mm，深＜5mm。在结晶器弯月面区（钢液面下170mm）左右，钢液凝固在固相线以下发生δ→γ转变，导致凝固厚度生产的不均匀性，由于热收缩使坯壳产生应力梯度，在薄弱处产生应力集中，坯壳在表面形成纵向凹陷，从而形成纵向裂纹
原因：导致表面纵裂纹指数增加的因素有：
（1） 钢水成分 SP含量高；
（2） Mn/S降低；
（3） [C]=0.12～0.17%;包晶反应钢δ→γ转变，收缩大，气隙形成，坯壳折皱，结晶器热流不稳定，坯壳厚度生产不均匀性加重；
（4） 拉速增加；
（5） 保护渣熔化性能不良、液渣层过厚或过薄导致渣膜厚薄不均，使局部凝固壳过薄。液渣层厚度＜10 mm;
（6） 结晶器液面波动≥5mm;
（7） 结晶器热流与冷却
（8） 结晶器锥度不合适；（7）结晶器钢液流动
（9） 水口不对中；
（10） 水口插入深度不合适。
（11） 结晶器振动 振痕深；
5.2 表面横向裂纹
定义与外观
生成于铸坯面部的横向裂纹，简称为表面横裂纹。与振痕共生，深度2～7mm，长度较短，一般在5～50mm之间，裂纹处常常被FeO覆盖。产生于结晶器初生坯壳形成振痕的波谷处，振痕越深，则横裂纹越严重
原因：
（1） 钢水成分 ◆[C]=0.08～0.15%，坯壳厚度生长不均匀性强，振痕深，表面易产生凹陷或横裂纹 ◆[N]含量高；
（2） 结晶器振动 ◆振痕深度增加 ◆负滑脱时间增加；
（3） 结晶器液面波动增加；
（4） 保护渣消耗量低，坯壳易与铜壁发生粘结；
（5） 二冷强度不合理，铸坯在脆性区矫直；
（6） 铸坯横向温差大，尤其是角部温度。
5.3 星形裂纹
裂纹位于铸坯表面常被FeO覆盖，经酸洗后才能被发现，表面裂纹分布无方向性，形貌呈网状，深度可达1～4mm，有的甚至达20mm。
因及危害
（1）铜渗漏：在结晶器下部，铜板渣层破裂，发生固/固摩擦接触，Cu局部粘附在坯壳上，Cu的熔点为1040℃，Cu熔化沿奥氏体晶界渗透，晶界被破坏而失去塑性，产生热脆。
（2）奥氏体晶界玷污：由于结晶器弯月面初生坯壳在张力与静压力的作用下奥氏体晶界裂开，固/液界面富集溶质的液体进入裂纹，加上晶界析出物，污染了晶界成为晶界薄弱点，是产生星状裂纹的起点。
（3）铸坯在运行过程中进一步受到张力作用（鼓肚、不对中、冷却不均匀等），裂纹进一步扩展。
（4）H2过饱与析出：当钢水中[H]＞5.5ppm会出现网状裂纹废品，
（5）晶间硫化物脆性：奥氏体晶界富集（Fe、Mn）S，熔点980～1000℃，晶界形成硫化物液体薄膜，在外力作用下形成网状裂纹。
5.4 表面夹渣
定义与外观
镶嵌于铸坯表面或皮下的渣疤称为夹渣。形状不规则，深浅不一，嵌入较浅的夹渣可能被二冷水冲刷掉，在铸坯表面形成凹坑。
原因：（1）结晶器液面急剧波动，造成保护渣卷入并镶嵌于坯壳处。
（2）保护渣性能不良，渣条多，渣条未捞净，卷入并镶嵌于坯壳处。
（3）钢水夹杂物多，流动性不好，中包水口壁上高熔点的大块附着物突然脱落进入结晶器钢水。夹渣部位坯壳薄，容易破裂导致漏钢；夹渣铸坯轧制后，钢材表面遗传为结疤。
5.5 划伤
定义与外观
沿浇铸方向，在铸坯表面出现连续或断续的沟槽状机械损伤，尤其在铸坯外弧、侧弧出现居多。
原因：（1）铸坯高温强度低。
（2）足辊、二冷段辊子、支座上粘有冷钢（尤其是漏钢造成的冷钢），造成铸坯被冷钢划伤。
（3）二冷段辊子、切前辊、切后辊不能正常运转，造成铸坯被辊子划伤。
（4）铸坯跑偏，被导槽划伤。
（5）拉矫辊表面有异物或不光滑。
5.6 脱方
定义与外观
当方坯横截面上两个对角线长度不相等时称为脱方。
成因及危害
原因：（1）结晶器四面水缝厚度不均匀，坯壳冷却不均匀。
（2）结晶器水缝被异物堵塞，坯壳冷却不均匀。
（3）喷嘴堵塞，二冷区铸坯四个面冷却不均匀。
（4）钢水S高
5.7 鼓肚
定义与外观
铸坯的凝固壳鼓胀成凸面，主要发生在铸坯的两个侧弧面，凸出最大可达15mm。
成因及危害
（1）高温、高拉速。
（2）二冷强度不够，回温太快，凝固壳薄，受到内部钢水静压力的作用，产生鼓肚变形。
（3）拉矫机压下量过大。
5.8 弯曲
定义与外观
铸坯纵向不平直现象称为弯曲。
原因：（1）连铸事故造成卧坯，铸坯在二冷室停留时间过长，温低无法矫直。
（2） 浇铸过程中铸坯冷却不均匀。
5.9 切面不齐
定义与外观
铸坯端面切割不平整、切斜严重或表面出现明显的切割沟槽称为切割不良。
成因及危害
（1）割枪烧嘴角度安装不当。
（2）割枪的夹紧装置松动或脱落。
（3）燃气压力波动过大。
5.10 重接
定义与外观
铸流经短暂停浇后，中包水口再次开浇造成的铸坯重新连接。铸坯重接部位渣钢混浇，常有钢筋连接，颜色异常，有明显的结痕。
成因及危害
（1）连铸带杆操作。
（2）换浸入式水口。
（3）处理漏钢事故。
（4）结晶器液面波动过大。
5.11 缩孔
定义与外观
在连铸坯横断面中心位置附近出现直径大于3mm的孔洞，称为缩孔。
成因及危害
（1）浇注温度高，钢液过热度大。
（2）拉速高。
（3）二次冷却强度控制不当。
（4）电磁搅拌参数不当。
5.12 气孔
定义与外观
位于铸坯表皮以下，直径与长度各在1mm与10mm以上的向柱状晶方向生长的大气泡叫皮下气泡，比气泡小呈密集的小孔叫皮下针孔。若裸露在外面的叫表面气泡。
成因及危害
（1）钢水脱氧不良。
（2）合金料、炉衬、包衬等潮湿，造成钢水中的气体含量高。
（3）塞棒吹氩时，氩气未即时排出残留在钢中。
在加热炉内，铸坯的表面气泡或皮下气泡内表面被氧化而形成脱碳层，轧制后不能焊合而形成表面缺陷。埋藏深的气泡很难被发现，会使产品产生裂纹废品。
六、 质量退废培训
6.1 富氧轧制废品
2月22日XX班62b102炉要钢1600，上钢1590，浇注时间长33分钟中包温度1528,1539,1530，浇注中富氧。由于103炉倒炉P高，被迫102炉换小水口，浇注时间长，同时因机长在大包平台亲自操作，忘记通知主控工下线，造成2炉轧制废品。值班作业长，机长都进行了相应考核。
6.2 液面低轧断
7月5日夜班在穿水冷轧断，钢筋从中间劈开，内部有白色物质，经检测主要成分CaO,
7月19日20:00左右轧钢反馈一根螺纹钢在穿水冷轧断,该炉当时连续热送，经检测主要成分硅酸铝，氧化钙。
6.3 带引锭头铸坯
从左到右依次是：7月7日，7月9日送到轧钢的引锭头铸坯，及6月份某次送到轧钢的重接铸坯。
6.4 螺纹钢轧断
7月中旬4次螺纹钢轧断检验分析结果，
1#、2#、3#、4#螺纹钢横截面存在大量的夹杂物偏聚，部分夹杂物呈现大块状，主要成分为硅酸锰。
放大到500倍后夹杂物的形貌。
6.5 由于裂纹造成轧断
下面为由于裂纹造成螺纹钢轧断，其中第1图为常态下横截面的情况，第2图放大到25倍的情况，第3图为放大500倍情况下的缺陷周围存在的高温氧化，脱碳情况。