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1、四连铸工艺与操作四连铸工艺与操作2 2主要内容一、概 述二、生产模拟三、生产工艺四、连铸设备五、工艺参数第1页/共69页3 3一、概 述1.连铸的发展概况2.连铸机的特点3.连铸机的机型第2页/共69页4 41.连铸的发展概况 连续铸钢连续铸钢连续铸钢连续铸钢(连铸连铸连铸连铸)是将钢水通过连铸机是将钢水通过连铸机是将钢水通过连铸机是将钢水通过连铸机直接铸成钢坯直接铸成钢坯直接铸成钢坯直接铸成钢坯，从而取代模铸，从而取代模铸，从而取代模铸，从而取代模铸和初轧开坯的一种钢铁生产先进工艺。世界各国都以连铸比和初轧开坯的一种钢铁生产先进工艺。世界各国都以连铸比和初轧开坯的一种钢铁生产先进工艺。世界各
2、国都以连铸比和初轧开坯的一种钢铁生产先进工艺。世界各国都以连铸比(连铸连铸连铸连铸坯产量占钢总产量比例坯产量占钢总产量比例坯产量占钢总产量比例坯产量占钢总产量比例)的高低来衡量钢铁工业生产结构优化的程的高低来衡量钢铁工业生产结构优化的程的高低来衡量钢铁工业生产结构优化的程的高低来衡量钢铁工业生产结构优化的程度和技术水平的高低。连铸的好处在于度和技术水平的高低。连铸的好处在于度和技术水平的高低。连铸的好处在于度和技术水平的高低。连铸的好处在于节能节能节能节能和和和和提高金属收得率提高金属收得率提高金属收得率提高金属收得率。第3页/共69页5 5连续铸钢连续铸钢第4页/共69页6 61.连铸的发展
3、概况钢液凝固成型有两种方法：钢液凝固成型有两种方法：钢液凝固成型有两种方法：钢液凝固成型有两种方法：模注模注模注模注获得钢锭获得钢锭获得钢锭获得钢锭 连铸连铸连铸连铸获得钢坯获得钢坯获得钢坯获得钢坯一般钢材的生产工艺是：一般钢材的生产工艺是：一般钢材的生产工艺是：一般钢材的生产工艺是：若采用模注若采用模注若采用模注若采用模注钢锭钢锭钢锭钢锭轧制或锻压轧制或锻压轧制或锻压轧制或锻压钢坯钢坯钢坯钢坯轧制轧制轧制轧制钢材钢材钢材钢材若采用连铸若采用连铸若采用连铸若采用连铸 钢坯钢坯钢坯钢坯轧制轧制轧制轧制钢材钢材钢材钢材第5页/共69页7 7连铸的特点简化了工序，缩短了流程 省去了脱模、整模、钢锭均
4、热、初轧开坯等工序。由此可节省基省去了脱模、整模、钢锭均热、初轧开坯等工序。由此可节省基建投资费用约建投资费用约40%40%，减少占地面积约，减少占地面积约30%30%，劳动力节省约，劳动力节省约70%70%。提高了金属收得率 采用模铸工艺，从钢水到钢坯，金属收得率为采用模铸工艺，从钢水到钢坯，金属收得率为84%-88%84%-88%，而连铸，而连铸工艺则为工艺则为95-96%95-96%，金属收得率提高，金属收得率提高10-14%10-14%。第6页/共69页8 8连铸的特点降低了能源消耗降低了能源消耗 采用连铸工艺比传统工艺可节能采用连铸工艺比传统工艺可节能1/4-1/21/4-1/2。生
5、产过程机械化、自动化程度高生产过程机械化、自动化程度高 设备和操作水平的提高，采用全过程的计算机管理，不仅从根本上改善了劳设备和操作水平的提高，采用全过程的计算机管理，不仅从根本上改善了劳动环境，还大大提高了劳动生产率。动环境，还大大提高了劳动生产率。提高质量，扩大品种提高质量，扩大品种 几乎所有的钢种均可以采用连铸工艺生产，如超纯净度钢、硅钢、合金钢、几乎所有的钢种均可以采用连铸工艺生产，如超纯净度钢、硅钢、合金钢、工具钢等约工具钢等约500500多个钢种都可以用连铸工艺生产，而且质量很好。多个钢种都可以用连铸工艺生产，而且质量很好。第7页/共69页9 9亨利亨利贝塞麦贝塞麦连连续续浇浇铸铸
6、最最早早由由亨亨利利贝贝塞塞麦麦提提出出，并并于于1846年年开开始始试试验验，但但是是直直到到1937年年才才实实现现了了铜铜合合金金的的连连铸，铸，1950年制出钢液的连铸机。年制出钢液的连铸机。连铸技术在钢铁生产中的应用是连铸技术在钢铁生产中的应用是钢铁冶金工业的一次技术革命，钢铁冶金工业的一次技术革命，它不仅大大提高了生产率，减它不仅大大提高了生产率，减少了材料消耗，提高了能源效少了材料消耗，提高了能源效率，并且提高了材料的质量。率，并且提高了材料的质量。此后还出现了连铸连轧此后还出现了连铸连轧O.C.C技技术。术。第8页/共69页1010连铸的发展史连铸的发展史1 1、现代炼钢技术的
7、发展（连铸技术的作用）、现代炼钢技术的发展（连铸技术的作用）、现代炼钢技术的发展（连铸技术的作用）、现代炼钢技术的发展（连铸技术的作用）（1 1）19471947年年年年19741974年：年：年：年：技术特点：转炉、高炉的大型化；以模铸初轧为核心，生产外延技术特点：转炉、高炉的大型化；以模铸初轧为核心，生产外延技术特点：转炉、高炉的大型化；以模铸初轧为核心，生产外延技术特点：转炉、高炉的大型化；以模铸初轧为核心，生产外延扩大。扩大。扩大。扩大。（2 2）19741974年年年年19891989年：年：年：年：技术特点：全连铸工艺，以连铸机为核心。技术特点：全连铸工艺，以连铸机为核心。技术特点
8、：全连铸工艺，以连铸机为核心。技术特点：全连铸工艺，以连铸机为核心。（3 3）19891989年现在：年现在：年现在：年现在：技术特点：连铸连轧工艺，以薄板坯，连铸连轧为代技术特点：连铸连轧工艺，以薄板坯，连铸连轧为代技术特点：连铸连轧工艺，以薄板坯，连铸连轧为代技术特点：连铸连轧工艺，以薄板坯，连铸连轧为代 表，钢厂表，钢厂表，钢厂表，钢厂向紧凑化发展。向紧凑化发展。向紧凑化发展。向紧凑化发展。第9页/共69页11112、21世纪钢铁工业发展趋势（1 1）产品更加纯洁化产品更加纯洁化产品更加纯洁化产品更加纯洁化（2 2）生产工艺更加高效低耗生产工艺更加高效低耗生产工艺更加高效低耗生产工艺更加
9、高效低耗（3 3）生产过程对环境更加友好生产过程对环境更加友好生产过程对环境更加友好生产过程对环境更加友好第10页/共69页1212 连铸液体金属是连铸液体金属是1919世纪提出的。最初只能用于浇铸低熔点的世纪提出的。最初只能用于浇铸低熔点的有色金属。有色金属。19331933年现代连铸之父容汉斯提出连铸振动系统，年现代连铸之父容汉斯提出连铸振动系统，19431943年建成第一台实验性连铸机。年建成第一台实验性连铸机。8080年代后世界各国连铸技术迅速发年代后世界各国连铸技术迅速发展。展。目前国外对于中低碳钢、普通高碳钢、沸腾钢代用钢、低合目前国外对于中低碳钢、普通高碳钢、沸腾钢代用钢、低合金
10、钢、弹簧钢、轴承钢等已实现连铸。金钢、弹簧钢、轴承钢等已实现连铸。第11页/共69页13132.2.连铸工艺流程连铸工艺流程 打开钢包底部的滑动水口打开钢包底部的滑动水口 钢水从钢包流入中间包钢水从钢包流入中间包当中间包当中间包里的钢液面达到一定高度时打开中间包底部的滑动水口里的钢液面达到一定高度时打开中间包底部的滑动水口钢水流钢水流入到强制水冷的结晶器入到强制水冷的结晶器当结晶器内钢液面达到当结晶器内钢液面达到 一定高度时并且一定高度时并且钢液四周已凝固成具有一定厚度的坯壳钢液四周已凝固成具有一定厚度的坯壳启动拉矫机咬住引锭杆启动拉矫机咬住引锭杆向下移动向下移动因钢水与引锭杆黏结一起故钢水被
11、拉出结晶器因钢水与引锭杆黏结一起故钢水被拉出结晶器钢坯钢坯进入二冷区进入二冷区因坯壳很薄内部是钢液故喷水冷却因坯壳很薄内部是钢液故喷水冷却完全凝固的钢完全凝固的钢坯经矫直切成所需长度。坯经矫直切成所需长度。第12页/共69页1414 我国于1957年开始连铸试验研究，80年代采用自行研制开发和引进相结合的方法，使连铸技术得到很快发展，目前我国转炉炼钢连铸比100%，电炉炼钢连铸比近70%。第13页/共69页1515连铸钢水的温度要求钢水温度过高的危害：钢水温度过高的危害：出结晶器坯壳薄，容易漏钢；出结晶器坯壳薄，容易漏钢；耐火材耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，降低浇铸料侵蚀加快，易导致铸流失
12、控，降低浇铸 安全性；安全性；增加非金属增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；夹杂，影响板坯内在质量；铸坯柱状晶发达；铸坯柱状晶发达；中心偏析加重，中心偏析加重，易产生中心线裂易产生中心线裂 纹。纹。钢水温度过低的危害：钢水温度过低的危害：容易发生水口堵塞，浇铸中断；容易发生水口堵塞，浇铸中断；连铸连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷；表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷；非金属夹杂不易上浮，非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。影响铸坯内在质量。第14页/共69页1616钢水在钢包中的温度控制 根据冶炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄的范围根据冶炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄的范围内变化；其
13、次，要最大限度地减少从出钢、钢包中、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的整个过程中的温降。钢包运送途中及进入中间包的整个过程中的温降。实际生产中需采取在钢包内调整钢水温度的措施：实际生产中需采取在钢包内调整钢水温度的措施：1 1）钢包吹氩调温）钢包吹氩调温2 2）加废钢调温）加废钢调温3 3）在钢包中加热钢水技术）在钢包中加热钢水技术4 4）钢水包的保温）钢水包的保温第15页/共69页17173.连铸机的机型立式连铸机：立式连铸机：立式连铸机：立式连铸机：钢钢水水从从结结晶晶器器内内开开始始凝凝固固到到铸铸坯坯完完全全凝凝固固后后切切成成定定尺尺，铸铸坯坯始
14、始终终沿沿直直线线运运动动，中中间间包包、结结晶晶器器、导导辊辊、拉拉坯坯辊辊和和切割机都沿直线布置。切割机都沿直线布置。优优优优点：点：点：点：四四周周冷冷却却均均匀匀，不不易易产产生生内内部部和和表表面面裂裂纹纹，有利于夹杂物上浮；有利于夹杂物上浮；缺缺缺缺点：点：点：点：设设备备高高度度大大，投投资资费费用用高高，铸铸坯坯断断面面和和定定尺尺长度及拉速受到限制。长度及拉速受到限制。第16页/共69页1818立弯式连铸机：立弯式连铸机：立弯式连铸机：立弯式连铸机：可可适适应应较较长长定定尺尺的的要要求求（2m2m），钢钢水水从从结结晶晶器器开开始始凝凝固固，完完全全凝凝固固后后进进入入弯弯
15、曲曲段段，在在水水平平方方向向出出坯坯，铸铸机机的的中中间间包包、结结晶晶器器、导导辊辊、引引锭锭杆杆沿沿垂垂线线布布置置，拉拉矫矫机机、切割机沿水平布置。切割机沿水平布置。缺缺缺缺 点：点：点：点：高高度度比比立立式式下下降降，但但由由于于增增加加了了一一次次弯弯曲曲和和矫矫直直，易易造造成成裂裂纹。纹。第17页/共69页1919弧型连铸机：设设备备高高度度明明显显下下降降，能能够够适适应应提提高高拉拉速速和和加加大大断断面面的的要求要求又分为又分为:直弧型连铸机:采采用用直直结结晶晶器器从从结结晶晶器器下下保保留留2m2m直直线线段段,然然后后为为弧弧型型段段,铸铸坯坯由由直直变变弯弯,最
16、最后后通通过过拉拉矫矫机将弧形坯矫直机将弧形坯矫直;优优点点:夹夹杂杂物物易易上上浮浮,且且比比立立弯弯式式高度低高度低;全弧型连铸机:铸铸坯坯的的运运动动轨轨迹迹是是一一条条弧弧线线.结结晶晶器器,二二冷冷段段全全为为弧弧型型,拉拉矫矫机机、切切割割机机和和出出坯坯系系统统布置在水平线上布置在水平线上.第18页/共69页2020椭圆连铸机：椭圆连铸机：又又称称带带有有多多点点矫矫直直的的弧弧型型连连铸铸机机，又又称称超超低低头头连连铸铸机机。它它分分段段依依次次改改变变圆圆弧弧部部分分的的曲曲率率半半径径，使使结结晶晶器器和和二二冷冷段段夹夹棍棍布布置置在在1/41/4椭椭圆圆上上。这这种种
17、结结构构的的机机型型除除了了弧弧形形区区是是采采用用多多半半径径外外，其其它它基基本本特特点点与与弧弧型型连连铸铸机机相相同同。该该机机型型与与纯纯净净钢钢水水的的生生产产技技术术相相结结合合，可可生生产产无无缺缺陷铸坯。陷铸坯。第19页/共69页2121水平连铸机：水平连铸机：其其主主要要设设备备结结晶晶器器、二二冷冷装装置置、拉拉矫矫机机和和切切割割设设备备等等均均不不止止在在水水平平线线上上，水水平平连连铸铸机机的的结结晶晶器器和和中中间间包包是是紧紧密密相相连连的的，在在中中间间包包水水口口和和结结晶晶器器连连接接处处安安装装有有分分离离环环。此此外外，拉拉坯坯时时结结晶晶器器不不振振
18、动动，而而是是拉拉坯坯机机带带着着铸铸坯坯作作“拉拉-反反推推-停停”不不同同组组合合的的周周期运动。期运动。第20页/共69页2222二、生产模拟连铸工位全景连铸生产模拟第21页/共69页2323三、连铸生产工艺中间包更换上引锭杆开 浇启车拉矫脱引锭杆切 割钢包更换停 车第22页/共69页24241.上引锭杆 油油缸缸驱驱动动引引锭锭杆杆放放到到中中间间轨轨道道送送入入拉拉矫矫机机引引锭锭杆杆经经二二冷冷段段入入结结晶晶器器上上100-100-150mm150mm反反向向至至结结晶晶器器下下口口150mm150mm处处拉拉矫矫机机引引锭锭杆杆夹夹紧紧定定位位完完成成安安装装操作操作.第23页
19、/共69页25252.开 浇 精精炼炼处处理理后后钢钢水水连连铸铸回回转转台台加加保保温温盖盖转转至至浇浇注注工工位位中中间间包包小小车车至至浇浇注注工工位位中中间间包包基基座座下下降降水水口口与与结结晶晶器器对对中中开开大大包包水水口口中中间间包包加加保保温温剂剂开开中中间间包包滑滑动动水水口口实实现现开浇开浇第24页/共69页26263.启车拉矫启启启启 车车车车:从从中中间间包包开开浇浇到到拉拉矫矫机机启启动动时时间间为为10-15s,10-15s,开开始始拉拉坯坯速速度度为为0.5m/min0.5m/min。2min2min后后达达正正常常速速度度,之之后后根根据据钢钢水水过过热热度度
20、调调整整拉拉速速,启启动动拉拉矫矫机机同同时时结结晶器振动晶器振动,二冷喷水二冷喷水;加保护渣加保护渣加保护渣加保护渣:中中间间包包开开浇浇后后加加保保护护渣渣,勤勤 加加 少少 加加,均均 匀匀 覆覆 盖盖;0.5-;0.5-0.6kg/t;0.6kg/t;拉拉拉拉 坯坯坯坯:结晶器液面波动结晶器液面波动80-120mm3mm;80-120mm3mm;矫矫矫矫 直直直直:铸铸坯坯在在高高温温下下通通过过拉拉矫矫机机连连续续矫矫直直,使使弧弧形形坯坯变变成成直直线线铸坯铸坯.第25页/共69页27274.脱引锭杆 引引锭锭杆杆头头部部凹凹槽槽与与注注入入结结晶晶器器钢钢水水接接触触凝凝固固成成
21、凸凸台台，将将铸铸坯坯与与引引锭锭杆杆挂挂接接一一起起，拉拉出出拉拉矫矫机机后后，将将引引锭锭头头抬抬起起，实实现现铸铸坯坯与与引锭杆分离。引锭杆分离。第26页/共69页28285.切 割 铸铸坯坯切切割割长长度度由由PLCPLC系系统统自自动动调调节节，当当满满足足用用户户和和下下部部工工序序要要求求时时，夹夹钳钳夹夹住住铸铸坯坯并并与与之之同同步步，切切割割枪枪开开始始工工作作，切切割割完完毕毕，夹夹钳钳松松开开，切切割割机机复复位。位。第27页/共69页29296.钢包更换 根根 据据 回回 转转 台台 上上 重重力力传传感感器器指指示示的的钢钢水水状状态态，在在浇浇注注近近结结束束时时
22、控控制制滑滑动动水水口口开开度度，根根据据大大包包下下渣渣检检测测装装置置测测定定下下渣渣情情况况，关关闭闭水水口口。大大包包提提起起，脱脱 长长 水水 口口，回回 转转180180，将将 待待 浇浇 钢钢 包包旋旋至至中中间间包包上上方方，实实现多炉连浇。现多炉连浇。第28页/共69页30307.中间包更换 根根据据包包衬衬和和浸浸入入式式水水口口寿寿命命决决定定，一一般般10-10-1515次。次。更换过程：更换过程：更换过程：更换过程：大大包包长长水水口口关关闭闭后后，提提升升并并脱脱长长水水口口，至至中中间间包包液液面面高高度度200mm200mm时时，关关中中包包滑滑动动水水口口并并
23、停停拉拉矫矫，中中包包升升起起至至待待机机位位，另另一一预预热热好好的的中中包包开开到到浇浇钢钢位位，机机座座下下降降，对对中中水水口口，按按开开浇浇操操作作进进行。行。第29页/共69页31318.停 车 大大包包和和中中包包滑滑动动水水口口关关闭闭。当当中中包包水水口口关关闭闭时时向向结结晶晶器器内内加加冷冷钢钢，以以加加速速尾尾坯坯凝凝固固。降降低低拉拉速速到到0.5m/min0.5m/min，同同时时二二冷冷强强度度下下降降。待待尾尾坯坯凝凝固后，将其拉出。固后，将其拉出。第30页/共69页3232四、连铸设备中间包及中间包车钢包及回转台等离子加热装置结晶器及振动台电磁搅拌设备二冷段拉
24、矫机切割机引锭装置第31页/共69页33331.钢包及回转台 钢包又称盛钢桶、钢水包、大包等；它是用于盛装、运载钢液并进行浇注的设备，也是钢液炉外精炼的容器。第32页/共69页3434作作用：用：存储钢水，并将钢水运输至连铸机，同时底部设吹Ar管起精炼作用；结构与功能：结构与功能：由本体、滑动水口连接板、透气砖、倾翻吊环组成；滑动水口：滑动水口：由上、下滑板、弹性压紧装置、开关驱动机构及座砖组成。第33页/共69页3535图图 滑动水口控制原理图滑动水口控制原理图(a)全开;(b)半开；(c)全闭1一上水口;2一上滑板；3一下滑板；4一下水口 钢包通过滑动水口开启、关闭来调节钢液注流。钢包通过
25、滑动水口开启、关闭来调节钢液注流。第34页/共69页3636回转台作用：回转台作用：回转台作用：回转台作用：运运载载钢钢包包并并支支撑撑钢包进行浇注；钢包进行浇注；结构与功能：结构与功能：结构与功能：结构与功能：钢钢结结构构、旋旋转转装装置置、锁锁定定装装置置、升升降装置组成；降装置组成；设设置置在在钢钢水水跨跨和和浇浇注注跨跨之之间间，向向中中包提供钢水。包提供钢水。第35页/共69页37372.中间包及中间包车中间包作用：中间包作用：中间包作用：中间包作用：介介于于大大包包和和结结晶晶器器之之间间，接接受受来来自自大大包包的的钢钢水水，并并向向结结晶晶器器分分流流，起起到到减减压压、稳稳流
26、流、除除渣渣、储储钢钢分分流流、均均匀匀温温度度和和成分的作用；成分的作用；结结结结 构：构：构：构：呈呈“T T”型型，由由包包体体、包包盖盖组组成成，底底部部设设有有滑滑动动水水口口机机构构，浸浸入入式式水水口口及及夹夹持持装装置置，并并设设溢溢流槽。流槽。第36页/共69页3838中间包的容量是钢包容量的2040。在通常浇注条件下，钢液在中间包内应停留810min，才能起到夹杂物上浮和稳定注流的作用第37页/共69页3939中间包车作用：中间包车作用：中间包车作用：中间包车作用：将将中中间间包包从从预预热热位位置置运运到到浇浇注注位位置置，浇浇注注完完毕毕从从浇浇注注位位置置运运回回预预
27、热热位位置置，浇浇注注时支撑中间包。时支撑中间包。第38页/共69页4040中间包车的功能中间包车的功能(1)将中间包由预热位置移到浇钢位置上，在浇钢结束后还应移出浇钢位置，因此中间包车应具有运行功能；(2)在安放中间包时，首先将中间包提起，使水口离开结晶器盖一定高度后再进入浇钢位置，下降中间包，使水口对准结晶器中心，因此它应具有升降和微调功能；(3)在浇钢过程中偶遇事故时，需将中间包中钢水放掉，因此中间包车还必须有使钢水溢流出去的功能；(4)浇钢过程中，中间包中钢水重量应能显示，因此它应具有称量功能。第39页/共69页41413.等离子加热装置加热原理：加热原理：加热原理：加热原理：通通过过
28、高高压压能能将将气气体体电电离离成成离离子子，通通过过离离子子运运动动形形成成电电弧弧，经经中中间间包包钢钢水水，返返回回电电极极形形成成电电流流回回路路，电电弧弧将将热热量量通通过过辐辐射射加加热热中中间间包包钢钢水水，调调整整等等离离子子枪枪的的功功率率，控控制制中中间间包包钢钢水水的的温温度度。第40页/共69页42424.结晶器及振动台作作作作 用：用：用：用：使使浇浇注注到到结结晶晶器器的的钢钢水水凝凝固固成成均均匀匀的的坯坯壳壳，以以便便承承受受钢钢水水静静压压力力，使使铸铸坯坯顺顺利利拉拉出出，防防止止漏钢；漏钢；结构及功能：结构及功能：结构及功能：结构及功能：结结晶晶器器本本体
29、体由由结结晶晶器器铜铜管管、外外水水套套、内内水水套套、电电磁磁搅搅拌拌装装置置和和冷冷却却水水系系统统组组成成，足足辊辊用用于于支支撑导向坯壳很薄的铸坯。撑导向坯壳很薄的铸坯。第41页/共69页4343结晶器的作用是一个水冷的钢锭模，是连铸机的核心部件，称之为连铸设备的心脏。钢液在结晶器内冷却、初步凝固成型，且均匀形成具有一定厚度的坯壳。结晶器采用冷却水冷却，通常称为一次冷却。第42页/共69页4444对结晶器的要求对结晶器的要求(1)良好的导热性，能使钢液快速凝固良好的导热性，能使钢液快速凝固。(2)结构刚性要好。结构刚性要好。(3)结晶器结构要简单，便于制造和维护。结晶器结构要简单，便于
30、制造和维护。(4)内表面耐磨性要好，以提高寿命内表面耐磨性要好，以提高寿命。(5)重量要轻，以减少振动时的惯性力。重量要轻，以减少振动时的惯性力。第43页/共69页4545结晶器的类型与构造结晶器的类型与构造结晶器的类型与构造结晶器的类型与构造按结晶器的外形按结晶器的外形可分为直结晶器：用于立式、立弯式及直弧形连铸机；弧形结晶器：用在全弧形和椭圆形连铸机从其结构来分从其结构来分管式结晶器：用于小方坯、圆坯及矩形坯连铸；组合式结晶器：用于大方坯、大矩形坯和板坯连铸。第44页/共69页4646振动台作用：振动台作用：振动台作用：振动台作用：振振动动使使结结晶晶器器内内壁壁获获得得良良好好润润滑滑，
31、减减少少摩摩擦擦力，防止内壁粘结；力，防止内壁粘结；结结结结构：构：构：构：采用偏心四连杆机构；采用偏心四连杆机构；振动台驱动装置：振动台驱动装置：振动台驱动装置：振动台驱动装置：由由电电机机通通过过齿齿轮轮箱箱驱驱动动偏偏心心机机构构，产产生生正正弦弦振振动动，并并通通过过四四连连杆杆机机构构将将运运动动传传动动到到振振动动台台，使结晶器上下振动。使结晶器上下振动。第45页/共69页4747结晶器振动的作用 结晶器实施有规律的往复振动可以防止拉坯时坯壳与结晶器粘结，同时获得良好的铸坯质量。结晶器向上运动时，减少新生的坯壳与结晶器壁产生粘结，以防止坯壳受到较大的应力，减少铸坯表面出现裂纹；而结
32、晶器向下运动时，借助结晶器壁与坯壳的摩擦，在坯壳上施加一定的压力，愈合结晶器上升时拉出的裂痕。有利于保护渣在结晶器壁的渗透，保证结晶器充分润滑和顺利脱模。第46页/共69页4848结晶器振动方式结晶器振动方式 根根根根据据据据结结结结晶晶晶晶器器器器振振振振动动动动的的的的运运运运动动动动轨轨轨轨迹迹迹迹可可可可将将将将振振振振动动动动方方方方式式式式分分分分为为为为非非非非正正正正弦弦弦弦振振振振动动动动和和和和正正正正弦弦弦弦振振振振动动动动两两两两大大大大类类类类。非非非非正正正正弦弦弦弦振振振振动动动动使使使使结结结结晶晶晶晶器器器器振振振振动动动动的的的的速速速速度度度度变变变变化化
33、化化较较较较大大大大，引引引引起起起起较较较较大大大大惯惯惯惯性性性性力力力力矩矩矩矩，对对对对重重重重要要要要的的的的零零零零件件件件和和和和轴轴轴轴承承承承产产产产生生生生很很很很大大大大负负负负荷荷荷荷。正正正正弦弦弦弦型型型型振振振振动动动动以以以以四四四四偏偏偏偏心心心心机机机机构构构构为为为为首首首首推推推推，结结结结构构构构简简简简单单单单，运运运运动动动动平平平平稳稳稳稳，零零零零件件件件寿命长等优点。寿命长等优点。寿命长等优点。寿命长等优点。第47页/共69页4949 结晶器冷却水系统的设计原则 在结晶器冷却水循环系统中，为清除混进冷却水中的杂质，在每台连铸机上都应设置自洗式
34、过滤器，并安装在连铸机附近的阀室，以便集中控制和手动操作。结晶器的冷却水回路都汇集到机器的间接冷却水主管道中，并流回水处理系统。为便于水管的装卸，结晶器冷水配管与管道水管之间都采甩伸缩接头连接，以便适应结晶器上下振动。为保证冷却水能充满冷却水箱及备管路，在最高处应设置空气排除配管枣程旋塞，以便捧尽管路中的空气。第48页/共69页5050 1 1 1 1、绝热保温、防止钢液面结壳、绝热保温、防止钢液面结壳、绝热保温、防止钢液面结壳、绝热保温、防止钢液面结壳在高温钢液面上加入低熔点的保护渣，一般要求在高温钢液面上加入低熔点的保护渣，一般要求在高温钢液面上加入低熔点的保护渣，一般要求在高温钢液面上加
35、入低熔点的保护渣，一般要求保护渣形成液渣层、烧结层和原渣层三层结构。保护渣形成液渣层、烧结层和原渣层三层结构。保护渣形成液渣层、烧结层和原渣层三层结构。保护渣形成液渣层、烧结层和原渣层三层结构。保护渣三层温度，液渣层温度较高，同钢液温度保护渣三层温度，液渣层温度较高，同钢液温度保护渣三层温度，液渣层温度较高，同钢液温度保护渣三层温度，液渣层温度较高，同钢液温度相近，烧结层在相近，烧结层在相近，烧结层在相近，烧结层在800800800800900C900C900C900C左右，原渣层左右，原渣层左右，原渣层左右，原渣层400400400400500C500C500C500C。加入保护渣后，钢水扩
36、散的热量比裸露。加入保护渣后，钢水扩散的热量比裸露。加入保护渣后，钢水扩散的热量比裸露。加入保护渣后，钢水扩散的热量比裸露钢液散热小钢液散热小钢液散热小钢液散热小10101010倍，可以减少大量的热损失，防止倍，可以减少大量的热损失，防止倍，可以减少大量的热损失，防止倍，可以减少大量的热损失，防止结壳。结壳。结壳。结壳。2 2 2 2、隔绝空气防止二次氧化、隔绝空气防止二次氧化、隔绝空气防止二次氧化、隔绝空气防止二次氧化结晶器保护渣作用第49页/共69页51513 3、吸收钢水中的夹杂物、吸收钢水中的夹杂物 要要求求保保护护渣渣具具有有良良好好的的吸吸收收熔熔解解夹夹杂杂物物的的能能力力。粘粘
37、度度低低夹夹杂杂物物熔熔解解速速度度增增加加，液液渣渣的的高高碱碱度度、低低SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、高高NaNa2 2O O、CaFCaF2 2有有利利于于提提高高夹夹杂杂物物的的熔熔解度。解度。4 4、渣膜的润滑作用、渣膜的润滑作用 结结晶晶器器内内钢钢水水表表面面张张力力和和铜铜壁壁的的冷冷却却作作用用，形形成成了了向向内内弯弯曲曲的的凝凝固固壳壳，加加之之结结晶晶器器振振动动和和气气隙隙的的毛毛细细管管的的作作用用，可可把把弯弯月月面面上上的的液液渣渣吸吸入入坯坯壳壳与铜壁间的气隙形成渣膜，起润滑作用与铜壁间的气隙形成渣膜，起润滑作用。第50页/共69页52525
38、 5、改善结晶器传热、改善结晶器传热 结晶器内坯壳的收缩产生了气隙，使热阻结晶器内坯壳的收缩产生了气隙，使热阻增加，导致热流减少，如果气隙内充满均匀增加，导致热流减少，如果气隙内充满均匀渣膜，气隙热阻减少将改善传热，凝固坯壳渣膜，气隙热阻减少将改善传热，凝固坯壳均匀生长。均匀生长。第51页/共69页53535.电磁搅拌设备作作作作用：用：用：用：改改善善铸铸坯坯表表面面和和内内部部质质量量，扩扩大大连连铸铸钢钢种种，主主要要安安装装在在结结晶晶器器、二二冷冷区区、凝凝固固末末端端，减减少少表表面面和和皮皮下下气气泡泡，改改善善偏析、疏松；偏析、疏松；原原原原理：理：理：理：应应用用移移动动磁磁
39、场场在在凝凝固固前前沿沿的的液液体体产产生生对对流流运运动动，通通过过电电磁磁搅搅拌拌的的离离心心作作用用使使夹夹杂杂物物离离开开壁壁面面而而聚聚集集，同同时时打打断断柱柱状晶晶梢，防止疏松。状晶晶梢，防止疏松。第52页/共69页5454 在连铸机上电磁搅拌器安装的位置一般有三处：即结晶器电磁搅拌(M-EMS)、二冷区电磁搅拌(S-EMS)和凝固末端电磁搅拌(F-EMS)，如下图所示。图 电磁搅拌线圈安装位置 第53页/共69页55556.二冷段作作作作 用用用用:铸铸坯坯拉拉出出结结晶晶器器时时,坯坯壳壳很很薄薄,内内部部为为液液态态,为为使使其其凝凝固固,在在结结晶晶器器和和足足辊辊后后设
40、设置置了了二二次次冷冷却却导导向向装装置置,采采用用直直接接喷喷水水和和气气水水冷冷却却两两种种方方式冷却式冷却;结结结结 构构构构:由由活活动动导导向向段段和和弧弧形导向段组成。形导向段组成。第54页/共69页56567.拉矫机作作作作用：用：用：用：根根据据工工艺艺选选择择拉拉坯坯速速度度，在在允允许许变变形形条条件件下下，进进行行多多点点矫矫直直并并在在水水平平方方向向将将铸铸坯坯送送至至切割机；切割机；结结结结构：构：构：构：主主框框架架、上上辊辊、下下辊辊、压压下定位装置和主传动装置组成。下定位装置和主传动装置组成。第55页/共69页5757拉矫机的作用拉坯、矫直、送引锭杆、处理事故
41、(如冻坯)以及配合板坯连铸机由辊缝测量仪检测二冷段的装配工作状态第56页/共69页5858对拉矫机的要求 1)1)应具有足够的拉坯力，以在浇注过程中能够克服结晶应具有足够的拉坯力，以在浇注过程中能够克服结晶器、二次冷却区、矫直辊、切割小车等一系列阻力，器、二次冷却区、矫直辊、切割小车等一系列阻力，将铸坯顺利拉出。将铸坯顺利拉出。2)2)能够在较大范围内调节拉速，适应改变断面和钢种的能够在较大范围内调节拉速，适应改变断面和钢种的工艺要求，快速送引锭杆的要求；拉坯系统应与结晶工艺要求，快速送引锭杆的要求；拉坯系统应与结晶器振动、液面自动控制、二次冷却区配水实现计算机器振动、液面自动控制、二次冷却区
42、配水实现计算机闭环控制。闭环控制。3)3)应具有足够矫直力，以适应可浇注的最大断面和最低应具有足够矫直力，以适应可浇注的最大断面和最低温度铸坯的矫直，并保证在矫直过程中不影响铸坯质温度铸坯的矫直，并保证在矫直过程中不影响铸坯质量。量。4)4)在结构上除了适应铸坯断面变化和输送引锭杆的要求在结构上除了适应铸坯断面变化和输送引锭杆的要求外，还要考虑使未矫直的冷铸坯通过，以及多流连铸外，还要考虑使未矫直的冷铸坯通过，以及多流连铸机结构布置的特殊要求，结构简单，安装调整要方便。机结构布置的特殊要求，结构简单，安装调整要方便。第57页/共69页59598.引锭装置作作作作用：用：用：用：引引锭锭杆杆与与
43、铸铸坯坯脱脱离离后后，应应 及及 时时 将将 引引 锭锭 杆杆 存存 放放 起起来来，并并 在在 下下 次次 浇浇 注注 前前 通通过过 与与 拉拉 辊辊 配配 合合，将将 其其 送送入结晶器；入结晶器；结结结结构：构：构：构：引引锭锭杆杆由由引引锭锭杆杆头头和和引引 锭锭 杆杆 本本 体体 组组 成成；各各 节节之之 间间 由由 销销 轴轴 联联 接接；材材 质质为高强度合金钢。为高强度合金钢。第58页/共69页6060引锭装置的作用及组成引锭装置的作用及组成引锭杆是结晶器的“活底”，开浇前用它堵住结晶器下口，浇注开始后，结晶器内的钢液与引锭杆凝结在一起，通过拉矫机的牵引，铸坯随引锭杆连续地
44、从结晶器下口拉出，直到铸坯通过拉矫机，与引锭杆脱钩为止，引锭装置完成任务，铸机进入正常拉坯状态。引锭杆运至存放处，留待下次浇注时使用。引锭杆由引锭头及引锭杆本体两部分组成。第59页/共69页6161 图 用引锭杆开始进行浇铸过程示意图 a-把引锭头插入结晶器底部；b-开始浇铸；c-结晶器振动引锭链拉坯；d-继续拉坯 1-结晶器；2-引锭头；3-石棉绳；4-废钢板、碎废钢第60页/共69页62629.切割机作作作作用：用：用：用：根根据据要要求求将将矫矫直直后后的的铸铸坯坯切切割割成成定定尺尺或倍尺；或倍尺；结结结结构：构：构：构：主主框框架架、切切割割小小车车、切切割割枪枪、驱驱动动系系统和供
45、水系统组成。统和供水系统组成。第61页/共69页6363 连铸机所用切割装置有火焰切割和机械剪切两种类型，目前主要采用火焰切割.火焰切割火焰切割是用氧气和燃气产生的火焰来切割铸坯。燃气有乙炔、丙烷、天然气和焦炉煤气等，生产中多用煤气。切割不锈钢或某些高合金钢铸坯时，还需向火焰中喷人铁粉、铝粉或镁粉等材料，使之氧化形成高温，以利于切割。第62页/共69页6464五、工艺参数浇注温度的确定拉速确定一冷确定二冷确定第63页/共69页65651.浇注温度的确定概概概概 念：念：念：念：指指中中间间包包钢钢水水温温度度，由由合合适适的的过过热热度度+钢钢种种的的液相线温度确定；液相线温度确定；在在一一包
46、包钢钢水水浇浇注注1/41/4时时过过热热度度最最大大，浇浇注注结结束束时时最最低低。过过热热度度高高，拉拉速速低低则则漏漏钢钢危危险险增增加加，柱柱状状晶晶发发达达，中中心心偏偏析析重重；过过热热度度低低，拉拉速速高高，漏漏钢钢几几率率减减少少，中中心心偏偏析轻，夹杂上浮困难。析轻，夹杂上浮困难。第64页/共69页66662.拉速确定拉速的概念：拉速的概念：指指每每分分钟钟拉拉出出的的铸铸坯坯长度；长度；确定原则：确定原则：拉拉速速高高，钢钢水水在在结结晶晶器器内内停停留留时时间间短短，坯坯壳壳薄薄；反反之之，形形成成厚厚坯坯壳壳。出出结结晶晶器器时时坯坯壳壳厚厚度度应应为为12-14mm1
47、2-14mm；拉速分为：拉速分为：起步拉速和工作拉速起步拉速和工作拉速第65页/共69页67673.一冷确定一冷作用：一冷作用：一冷作用：一冷作用：指指结结晶晶器器冷冷却却作作用用，是是确确保保在在其其中中形形成成一一定定厚度的坯壳；厚度的坯壳；结晶器内坯壳厚度：结晶器内坯壳厚度：结晶器内坯壳厚度：结晶器内坯壳厚度：=kt=kt1/21/2k-k-凝固系数凝固系数，t-t-凝固时间凝固时间；确定原则：确定原则：确定原则：确定原则：根根据据经经验验确确定定，结结晶晶器器进进出出水水温温差差88，供供 水水 量量 2L/min2L/min，压压 力力0.4-0.6Mpa0.4-0.6Mpa第66页/共69页68684.二冷确定二冷作用：二冷作用：二冷作用：二冷作用：指指出出结结晶晶器器的的铸铸坯坯在在二二冷冷段段的的冷冷却却过过程程。根根据据不不同同钢钢种种冷冷却却使使其其完完全全凝凝固；固；冷却方式：冷却方式：冷却方式：冷却方式：喷雾冷却和水喷雾冷却和水-汽喷雾冷却；汽喷雾冷却；冷却强度：冷却强度：冷却强度：冷却强度：1.0-1.2L/kg1.0-1.2L/kg钢（低合金钢）钢（低合金钢）0.6-0.8L/kg0.6-0.8L/kg钢（中高碳钢钢（中高碳钢）第67页/共69页6969谢谢！第68页/共69页