《炼钢业务基础知识讲座-陈卫强.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《炼钢业务基础知识讲座-陈卫强.pdf（129页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2013 年年 5 月月炼钢连铸工艺基础知识培训主讲人：陈卫强2内容摘要一一、钢铁生产工艺流程简介、钢铁生产工艺流程简介二、炼钢、连铸工艺及设备二、炼钢、连铸工艺及设备三、炼钢连铸工程设计对辅助三、炼钢连铸工程设计对辅助专业的一般要求专业的一般要求四、炼钢所专业产品四、炼钢所专业产品3?钢铁生产工艺流程分类钢铁生产工艺流程分类?长、短流程优、缺点长、短流程优、缺点第一部分 钢铁生产工艺流程简介第一部分 钢铁生产工艺流程简介41钢铁生产工艺流程分类1.1 长流程长流程以矿石和煤为主要原料，通过烧结(或球团)、焦化、高炉、炼钢连铸和轧钢等工序生产钢材的流程。在我国主要钢铁联合企业中，长流程的产量占
2、主导地位。有的联合企业长短流程兼有。有的钢铁联合企业还包括矿山、选矿、耐火材料、热电站和某些副产品加工及其它钢铁产品的深加工等。以矿石和煤为主要原料，通过烧结(或球团)、焦化、高炉、炼钢连铸和轧钢等工序生产钢材的流程。在我国主要钢铁联合企业中，长流程的产量占主导地位。有的联合企业长短流程兼有。有的钢铁联合企业还包括矿山、选矿、耐火材料、热电站和某些副产品加工及其它钢铁产品的深加工等。钢铁生产的工艺流程可分为两大类：钢铁生产的工艺流程可分为两大类：长流程短流程长流程短流程5钢铁生产长流程示意框图6?钢铁生产长流程优点钢铁生产长流程优点 长流程的优势在于其工艺成熟可靠；长流程的优势在于其工艺成熟可
3、靠；效率高、生产规模大；效率高、生产规模大；产品质量好；产品质量好；能源消耗高能源消耗高。至今乃至今后相当长的一段时间内仍是钢铁生产的主导工艺。钢铁产品的主要部分和一些重要品种都要依靠它生产，大型联合企业(2001000万t/a)都采用这种流程。至今乃至今后相当长的一段时间内仍是钢铁生产的主导工艺。钢铁产品的主要部分和一些重要品种都要依靠它生产，大型联合企业(2001000万t/a)都采用这种流程。7?钢铁生产长流程缺点钢铁生产长流程缺点?长流程的生产链长，建设投资大，周期长，生产灵活性差、建厂条件(水电、运输及原材料供应等)要求高而且复杂；长流程的生产链长，建设投资大，周期长，生产灵活性差、
4、建厂条件(水电、运输及原材料供应等)要求高而且复杂；?焦化、烧结及高炉等，环境污染比较严重；焦化、烧结及高炉等，环境污染比较严重；?高炉冶炼必须使用日趋紧缺的冶金焦。因此，长流程正面临着环境保护要求不断提高以及焦煤资源短缺的挑战。为此，近20年来研发了熔融还原流程，以迎接上述挑战。熔融还原流程只采用的能源介质为煤和氧气，基本上不使用冶金焦。它的主要产品是铁水和热值较高的煤气。熔融还原取代高炉的前景还在经受考验中。高炉冶炼必须使用日趋紧缺的冶金焦。因此，长流程正面临着环境保护要求不断提高以及焦煤资源短缺的挑战。为此，近20年来研发了熔融还原流程，以迎接上述挑战。熔融还原流程只采用的能源介质为煤和
5、氧气，基本上不使用冶金焦。它的主要产品是铁水和热值较高的煤气。熔融还原取代高炉的前景还在经受考验中。81.2 钢铁生产短流程钢铁生产短流程以废钢或海绵铁(直接还原铁)为原料通过电炉炼钢和轧钢等工序生产钢材的流程。国外称这种电炉以废钢或海绵铁(直接还原铁)为原料通过电炉炼钢和轧钢等工序生产钢材的流程。国外称这种电炉连铸连铸轧钢这样的短流程生产工艺为小钢厂的短流程，其生产工艺流程如下：轧钢这样的短流程生产工艺为小钢厂的短流程，其生产工艺流程如下：钢铁生产短流程示意框图钢铁生产短流程示意框图9?钢铁生产短流程优点钢铁生产短流程优点生产规模适中。一般为50生产规模适中。一般为50100万t/a，现在薄
6、板坯连铸连轧生产带钢技术成熟后，其规模已扩大至150100万t/a，现在薄板坯连铸连轧生产带钢技术成熟后，其规模已扩大至150200万t/a；建设投资省。根据生产规模及钢材品种，吨钢建设投资约为常规长流程的35%200万t/a；建设投资省。根据生产规模及钢材品种，吨钢建设投资约为常规长流程的35%50%；生产成本低。在工业发达国家，废钢资源充裕，其价格低于生铁，电费也不高，而且流程短，工序少，吨钢所耗劳动工时也少；热能消耗少；环境污染小。因不建严重污染环境的烧结、焦化、高炉工序，烟尘和污水排放量少；生产灵活性大。规模可大可小，可靠近钢材用户地区建设，减少运输费用，也能随市场变化调整生产，容易适
7、应地区对钢材的需求。50%；生产成本低。在工业发达国家，废钢资源充裕，其价格低于生铁，电费也不高，而且流程短，工序少，吨钢所耗劳动工时也少；热能消耗少；环境污染小。因不建严重污染环境的烧结、焦化、高炉工序，烟尘和污水排放量少；生产灵活性大。规模可大可小，可靠近钢材用户地区建设，减少运输费用，也能随市场变化调整生产，容易适应地区对钢材的需求。10采用电炉采用电炉连铸连铸轧钢短流程的条件是必须有充足的废钢来源和相对低廉的电价。电炉冶炼中以海绵铁作为废钢代用品，主要目的在于补充废钢数量的不足和提高入炉原料的质量。因为海绵铁中微量元素的含量极低，对于冶炼微量元素含量要求严格的特殊用途钢种，配加一定比例
8、的海绵铁是完全必要的。我公司在上世纪90年代设计建设投产的短流程有天津无缝钢管厂、张家港润忠及沙景、淮阴、江阴兴澄、苏钢、抚钢、韶关等厂。轧钢短流程的条件是必须有充足的废钢来源和相对低廉的电价。电炉冶炼中以海绵铁作为废钢代用品，主要目的在于补充废钢数量的不足和提高入炉原料的质量。因为海绵铁中微量元素的含量极低，对于冶炼微量元素含量要求严格的特殊用途钢种，配加一定比例的海绵铁是完全必要的。我公司在上世纪90年代设计建设投产的短流程有天津无缝钢管厂、张家港润忠及沙景、淮阴、江阴兴澄、苏钢、抚钢、韶关等厂。目前电炉多以热装铁水为主：3060%，以降低生产成本。目前电炉多以热装铁水为主：3060%，以
9、降低生产成本。11第二部分 炼钢、连铸工艺及设备第二部分 炼钢、连铸工艺及设备?炼钢的基本任务炼钢的基本任务?主要炼钢方法主要炼钢方法?炼钢原料炼钢原料?铁水预处理铁水预处理?转炉炼钢生产工艺及主要设施转炉炼钢生产工艺及主要设施?钢水炉外精炼钢水炉外精炼?连铸连铸12 脱C脱C 去磷和去硫去磷和去硫 去除冶炼过程中进入钢液的有害气体及非金属夹杂物去除冶炼过程中进入钢液的有害气体及非金属夹杂物 脱氧及合金化：把冶炼过程中生成的对钢质量有害的过量氧(以FeO形式有存在)从钢液中排出。加入合金元素，把钢液中的各种合金元素含量调整到所炼钢号的范围内；脱氧及合金化：把冶炼过程中生成的对钢质量有害的过量氧
10、(以FeO形式有存在)从钢液中排出。加入合金元素，把钢液中的各种合金元素含量调整到所炼钢号的范围内；调温：按冶炼工艺要求，调整钢液温度到出钢温度；调温：按冶炼工艺要求，调整钢液温度到出钢温度；浇铸：把冶炼好的合格钢水浇铸成一定形状的铸坯，供下步工序轧钢轧材。浇铸：把冶炼好的合格钢水浇铸成一定形状的铸坯，供下步工序轧钢轧材。2.1 炼钢的基本任务132.2 主要炼钢方法主要炼钢方法?氧气转炉炼钢氧气转炉炼钢氧气转炉炼钢是以铁水及少量废钢等为原料，加入熔剂(活性石灰石、萤石、白云石等)及铁合金。在转炉内用氧气进行吹炼的炼钢方法。根据冶炼期间向炉内喷吹氧气、惰性气体的部位不同，转炉炼钢又可分为顶吹、
11、底吹和顶底复合吹转炉。氧气转炉炼钢是以铁水及少量废钢等为原料，加入熔剂(活性石灰石、萤石、白云石等)及铁合金。在转炉内用氧气进行吹炼的炼钢方法。根据冶炼期间向炉内喷吹氧气、惰性气体的部位不同，转炉炼钢又可分为顶吹、底吹和顶底复合吹转炉。?电炉炼钢电炉炼钢通常所说的电炉炼钢主要指电弧炉炼钢。电炉炼钢是以电能为热源，以废钢为主要原料，辅助料铁矿石、铁合金、石灰、萤石等。电弧炉炼钢是靠电极和炉料产生的电弧热，加热、熔化废钢和其它炉料，加入铁矿石(氧化铁皮)、石灰、萤石和吹氧，去除金属中的杂质，然后用铁合金、铝等使钢水脱氧和合金化的炼钢方法。通常所说的电炉炼钢主要指电弧炉炼钢。电炉炼钢是以电能为热源，
12、以废钢为主要原料，辅助料铁矿石、铁合金、石灰、萤石等。电弧炉炼钢是靠电极和炉料产生的电弧热，加热、熔化废钢和其它炉料，加入铁矿石(氧化铁皮)、石灰、萤石和吹氧，去除金属中的杂质，然后用铁合金、铝等使钢水脱氧和合金化的炼钢方法。142.3 炼钢原料炼钢原料炼钢原料炼钢原料金属料金属料铁水生铁废钢铁合金辅助原料铁水生铁废钢铁合金辅助原料造渣材料氧气铁矿石氧化铁皮造渣材料氧气铁矿石氧化铁皮氧化剂增碳剂氧化剂增碳剂15?铁水铁水铁水是转炉炼钢的主要原料，一般占装入量的80%以上。在废钢供应不足时，电炉炼钢中如有条件可用铁水代替部分废钢，此时铁水配入量可达30%左右。转炉炼钢对铁水的要求：转炉炼钢对铁水
13、的要求：铁水温度：铁水的物理热和化学热是转炉炼钢的基本热源。铁水温度是铁水带入转炉物理热多少的标志，铁水物理热约占转炉热量收入的50%，一般要求铁水物理温度大于1250。化学成分：国家标准对炼钢生铁的成份有具体规定(GB/T17-1998),但在实际生产中，各钢厂都根据本厂具体情况对炼钢生铁的成分提出比国家更严格的规定。16国内部分钢厂用铁水成分(%)0.0714000.040.100.400.40.844.4邯钢邯钢12500.050.0350.200.7344.2本钢本钢145020012012010020吨吨公称容量公称容量转炉转炉300010001000300（专业铸铁管厂除外）（专业
14、铸铁管厂除外）立方米立方米有效容积有效容积炼铁高炉炼铁高炉沿海深水港地区建设沿海深水港地区建设建设建设当前准入标准当前准入标准装备水平装备水平钢铁工业准入条件钢铁工业准入条件加快淘汰并禁止新建加快淘汰并禁止新建钢铁产业发展政策产业技术政策钢铁产业发展政策产业技术政策58钢水炉外精炼是将原来在转炉、电炉完成的部分精炼任务，移到炉外的钢包或专用容器中进行，以便更有效地获得更优质、低耗和多品种的钢水。转炉、电炉中只承担熔化、去磷、脱硫和升温的任务，减轻了负担，技术经济指标显著改善。钢水炉外精炼是将原来在转炉、电炉完成的部分精炼任务，移到炉外的钢包或专用容器中进行，以便更有效地获得更优质、低耗和多品种
15、的钢水。转炉、电炉中只承担熔化、去磷、脱硫和升温的任务，减轻了负担，技术经济指标显著改善。?常用的炉外精炼方法常用的炉外精炼方法钢水炉外精炼的方法很多，大约有近30种。为实现炉外精炼任务，可采用钢包吹氩、真空处理、吹氧、加热和喷粉、喂丝等手段。根据不同的精炼目的，选择一种或几种精炼手段组合的精炼方法。钢水炉外精炼的方法很多，大约有近30种。为实现炉外精炼任务，可采用钢包吹氩、真空处理、吹氧、加热和喷粉、喂丝等手段。根据不同的精炼目的，选择一种或几种精炼手段组合的精炼方法。在常压下精炼钢水的方法在常压下精炼钢水的方法?带浸入罩吹氩微调成分与化学升温（CAS或CAS-OB）带浸入罩吹氩微调成分与化
16、学升温（CAS或CAS-OB）?喂丝法（WF法）喂丝法（WF法）2.6 钢水炉外精炼钢水炉外精炼59?喷粉法（TN法和SL法）喷粉法（TN法和SL法）?钢包吹Ar埋弧精炼法（LF法）钢包吹Ar埋弧精炼法（LF法）?氩氧脱碳精炼法（AOD）氩氧脱碳精炼法（AOD）以钢液真空脱气为主的精炼方法以钢液真空脱气为主的精炼方法?钢水循环真空脱气法（RH法）钢水循环真空脱气法（RH法）?钢水提升真空脱气法（DH法）钢水提升真空脱气法（DH法）?钢包真空吹氩法（VD）钢包真空吹氩法（VD）以真空吹氧脱碳、脱气为主的精炼方法以真空吹氧脱碳、脱气为主的精炼方法?真空吹氧脱碳法（VOD）真空吹氧脱碳法（VOD）?
17、真空循环脱气吹氧法（RH-KTB法）真空循环脱气吹氧法（RH-KTB法）双罐位VD双罐位VD有利于稳定连铸工艺条件，提高连浇率、节能、提高命中率有利于稳定连铸工艺条件，提高连浇率、节能、提高命中率与电炉双联生产，电炉生产率提高与电炉双联生产，电炉生产率提高20%50%，有利于稳定连铸工艺条件，提高连浇率50%，有利于稳定连铸工艺条件，提高连浇率与电炉双联生产，电炉生产率提高与电炉双联生产，电炉生产率提高20%50%，有利于稳定连铸工艺条件，提高连浇率50%，有利于稳定连铸工艺条件，提高连浇率与电炉双联生产不锈钢，电炉生产率提高与电炉双联生产不锈钢，电炉生产率提高20%50%，成本下降50%，成
18、本下降与电炉双联生产不锈钢，电炉生产率提高与电炉双联生产不锈钢，电炉生产率提高20%50%，成本下降50%，成本下降其他其他升升515/min15/min升升24/min4/min升升24/min4/min升升升升降降降降降降钢水温度升降钢水温度升降有效有效有效有效有效有效有效有效有效有效有效有效有效有效均匀成分和温度均匀成分和温度可以可以可以可以可以可以不能不能可以可以精确微调精确微调可以可以精确微调精确微调微调成分微调成分可提高可提高约约90%90%95%95%Cr98%Cr90%99%99%95%100%100%90%95%95%喷合金粉时喷合金粉时100%合金收得率合金收得率增加增加约
19、约50%约约50%略减略减40%50%50%50%70%70%40%50%50%约约80%去夹杂去夹杂可脱可脱可用于增可用于增C至至0.01%至至0.015%至至0.003%至至0.003%至至0.01%可用于增可用于增C脱碳脱碳至至0.002%至至0.002%至至0.006%至至0.006%可脱可脱可脱可脱至至0.002%脱硫脱硫Ar最大可脱最大可脱Ar最大可脱最大可脱Ar最大可脱最大可脱初始量高稍脱初始量高稍脱Ar最大可脱最大可脱略增略增脱氮脱氮204040204040501501503060306020404020404015脱氧脱氧/10-6133略降略降133133133约降约降20
20、%脱氢脱氢/10-6CAS-OBLFLF/VD，ASEA-SKF，VHDAODVODRH（吹氧）（吹氧）VDSL，TN项目项目常用炉外精炼法的工艺效果62?炉外精炼方法的选择炉外精炼方法的选择炉外精炼方法的选择主要取决于生产的钢种。不同产品对炉外精炼的功能有不同的要求，例如各种产品对精炼功能的一般要求：?厚板钢：脱氢、脱硫、减少氧化物夹杂；?钢轨：脱氢；?薄板：脱碳、脱氧；?管材：脱硫、减少夹杂物；?弹簧钢：减少氧化物夹杂；?轴承钢：脱氧、减少氧化物夹杂、脱硫、改变硫化物形态；?硅钢：脱碳、脱氢、微调成分；?不锈钢：脱碳保铬、脱氢、减少夹杂物、降低成本63国际特钢界对机械用钢洁净度的要求Ti3
21、0ppm，Ca10ppm30ppm，Ca10ppm细小、均匀弥散的塑性夹杂物分布，不允许颗粒点状夹杂细小、均匀弥散的塑性夹杂物分布，不允许颗粒点状夹杂6ppm6ppm8ppm8ppm10ppm10ppm轴承钢轴承钢TOZF、CD系列钢系列钢Ti100ppmMn、Cr系钢Si0.12%100ppmMn、Cr系钢Si0.12%硫化物夹杂变性硫化物夹杂变性10ppm10ppm15ppm15ppm20ppm20ppm齿轮钢齿轮钢TOTi30ppm30ppm低低Al2O3低低TiO28ppm8ppm12ppm12ppm15ppm15ppm弹簧钢弹簧钢TO夹杂物夹杂物高洁净钢高洁净钢洁净钢洁净钢优质钢优质
22、钢64?精炼方法的选择举例：精炼方法的选择举例：生产不锈钢的车间宜选用AOD或VOD精炼装置。AOD适用于产量大，钢种单纯，最低含碳量不低于0.03%，而且应有充足氩气供应；VOD适用于不锈钢产量小，最低含碳量不大于0.01%或产量虽大，但无充足氩气供应。如果不锈钢产量大，又有含碳量低于0.01%的钢种，可考虑同时采用AOD和VOD，在这种情况下，AOD除生产碳含量0.03%以上的一般不锈钢，还要为VOD提供碳含量0.20.03%的初炼钢水，以便VOD在短时间内生产出碳含量低于0.01%的高质量不锈钢。又如生产硅钢、深冲及超深冲钢等的炼钢车间应选择的精炼装置为RH-KTB和LF，而且铁水一般应
23、经预处理，特别是高牌号硅钢，应进行脱硫、脱硅和脱磷处理。显然，从表中可看出，生产轴承钢应配备LF和VD精炼装置。65?连铸连铸是连续铸钢的简称，是把高温钢水连续不断地浇注成具有一定断面形状和一定尺寸铸坯的生产工艺。自上世纪50年代末，连铸在钢铁工业中成功应用以来，整个钢铁工业发生了巨大变化，现在连铸工艺已取代了传统的模铸工艺，一方面铸锭车间、均热炉和初轧机已被连铸机所取代，另一方面随着连铸技术的进一步发展正在改变着从炼钢到轧钢的工艺流程。是连续铸钢的简称，是把高温钢水连续不断地浇注成具有一定断面形状和一定尺寸铸坯的生产工艺。自上世纪50年代末，连铸在钢铁工业中成功应用以来，整个钢铁工业发生了巨
24、大变化，现在连铸工艺已取代了传统的模铸工艺，一方面铸锭车间、均热炉和初轧机已被连铸机所取代，另一方面随着连铸技术的进一步发展正在改变着从炼钢到轧钢的工艺流程。2.7 连 铸连 铸66连铸与模铸工艺流程比较连铸与模铸工艺流程比较2.7.1 连铸与模铸相比的优越性连铸与模铸相比的优越性67?连铸的优点连铸的优点 简化了生产工艺简化了生产工艺省去模铸的脱模、整模、钢锭均热和开坯等工序，使基建投资省40%，占地面积减少30%，劳动力节省约75%，同时缩短了从钢水到坯料的周转时间。省去模铸的脱模、整模、钢锭均热和开坯等工序，使基建投资省40%，占地面积减少30%，劳动力节省约75%，同时缩短了从钢水到坯
25、料的周转时间。提高金属收得率提高金属收得率连铸消除了模铸的切头、中注管、汤道及开坯损失（而连铸仅切头、切尾和中间罐残钢），可提高金属收得率1014%。连铸消除了模铸的切头、中注管、汤道及开坯损失（而连铸仅切头、切尾和中间罐残钢），可提高金属收得率1014%。节约能耗节约能耗连铸省掉均热炉的再加热工序，使能耗降低2550%。20世纪80年代末，铸坯热送和直接轧制的出现，进一步开辟了节能新途径。连铸省掉均热炉的再加热工序，使能耗降低2550%。20世纪80年代末，铸坯热送和直接轧制的出现，进一步开辟了节能新途径。铸坯质量好铸坯质量好浇铸条件稳定，可控性强，因此铸坯内部组织均匀，致密，偏析小，沿铸坯
26、长度方向成分均匀、性能稳定。浇铸条件稳定，可控性强，因此铸坯内部组织均匀，致密，偏析小，沿铸坯长度方向成分均匀、性能稳定。生产过程易于实现机械化、自动化，劳动环境得到了根本性的改善生产过程易于实现机械化、自动化，劳动环境得到了根本性的改善模铸是炼钢生产中最落后的工序，劳动条件恶劣，手工劳动多，劳动强度大。模铸是炼钢生产中最落后的工序，劳动条件恶劣，手工劳动多，劳动强度大。682.7.2 连铸机型及特点连铸机型及特点现有各种连铸机的机型现有各种连铸机的机型69?连铸机的分类连铸机的分类若按结构外形可把连铸机分为立式连铸机，立弯式连铸机，带直线段的弧形连铸机（直弧形），全弧形连铸机和水平连铸机等。
27、若按结构外形可把连铸机分为立式连铸机，立弯式连铸机，带直线段的弧形连铸机（直弧形），全弧形连铸机和水平连铸机等。立式连铸机主要特点立式连铸机主要特点?铸机的主要设备布置在同一垂直线上，从钢水浇注到铸坯切成定长，整个工序是在垂直位置完成的，铸坯在切成定尺后，由升降机或运输机送到地面。铸机的主要设备布置在同一垂直线上，从钢水浇注到铸坯切成定长，整个工序是在垂直位置完成的，铸坯在切成定尺后，由升降机或运输机送到地面。?从工艺上看，钢水是在直立结晶器和二冷段逐渐结晶，有利于钢水中非金属夹杂物上浮，坯壳冷却也较均匀，另外铸坯在整个凝固过程中不受任何弯曲、矫直作用，更适合于对裂纹敏感性高的钢种的浇注。从工
28、艺上看，钢水是在直立结晶器和二冷段逐渐结晶，有利于钢水中非金属夹杂物上浮，坯壳冷却也较均匀，另外铸坯在整个凝固过程中不受任何弯曲、矫直作用，更适合于对裂纹敏感性高的钢种的浇注。?立式连铸机设备高，建设费用大，设备的维护和铸坯的运送都比较困难。浇铸厚度为200mm左右的铸坯，铸机的总高度可达立式连铸机设备高，建设费用大，设备的维护和铸坯的运送都比较困难。浇铸厚度为200mm左右的铸坯，铸机的总高度可达702535m。从工艺上来说，铸坯因钢水静压力大，鼓肚变形较为突出，这些是立式连铸机的主要缺点。从工艺上来说，铸坯因钢水静压力大，鼓肚变形较为突出，这些是立式连铸机的主要缺点。立弯式连铸机立弯式连铸
29、机立弯式连铸机是连铸技术发展过程中的一个过渡机型。这种机型的主要特点是：它的上半部和立式相同，它保持了立式连铸机垂直方向进行浇注的特点，所不同的是铸坯完全凝固后，把铸坯顶弯90立弯式连铸机是连铸技术发展过程中的一个过渡机型。这种机型的主要特点是：它的上半部和立式相同，它保持了立式连铸机垂直方向进行浇注的特点，所不同的是铸坯完全凝固后，把铸坯顶弯90，铸坯在水平方向矫直、切割、出坯，这样可缩小铸机高度，铸坯的定尺也不受限制，由于在水平方向出坯，铸坯的运送也较为方便。，铸坯在水平方向矫直、切割、出坯，这样可缩小铸机高度，铸坯的定尺也不受限制，由于在水平方向出坯，铸坯的运送也较为方便。71带直线段的
30、弧形连铸机带直线段的弧形连铸机这种机型采用直结晶器，在结晶器下有23m直线段夹辊。带有液芯的铸坯经过直线段后被连续弯曲成弧形，然后又把已凝固带有液芯的弧形铸坯矫直，再切成定尺。这种连铸机的特点有：这种机型采用直结晶器，在结晶器下有23m直线段夹辊。带有液芯的铸坯经过直线段后被连续弯曲成弧形，然后又把已凝固带有液芯的弧形铸坯矫直，再切成定尺。这种连铸机的特点有：?在工艺上保留了立弯型连铸机的部分优点，钢水在垂直结晶器和二冷直线段内初凝过程中，非金属夹杂物有充分时间上浮，有利于高质量钢的浇铸。在工艺上保留了立弯型连铸机的部分优点，钢水在垂直结晶器和二冷直线段内初凝过程中，非金属夹杂物有充分时间上浮
31、，有利于高质量钢的浇铸。?铸坯在带液相弯曲成弧形后，使这种铸机又具有弧形连铸机设备高度低，建设费用较低的特点。铸坯在带液相弯曲成弧形后，使这种铸机又具有弧形连铸机设备高度低，建设费用较低的特点。?采用连续（或多点）弯曲和连续（或多点）矫直技术，可使铸坯在两相区不产生裂纹，是这种机型的技术关键。采用连续（或多点）弯曲和连续（或多点）矫直技术，可使铸坯在两相区不产生裂纹，是这种机型的技术关键。72弧形连铸机弧形连铸机?弧形连铸机结晶器是弧形的，二冷区夹辊安装在1/4圆弧内并向水平方向延伸，铸坯在垂直中心线切点位置被矫直，然后切割成定尺，从水平方向出坯，因此铸机高度基本上等于圆弧半径。它的高度比立式
32、、立弯式要低，这一特点使得它的设备重量相对较轻，投资费用较低，设备安装维护较方便。由于设备高度较低，铸坯在凝固过程中承受的钢水静压力相对较小，可减小坯壳因鼓肚变形产生的内裂和偏析，有利于改善铸坯质量和提高拉速。弧形连铸机结晶器是弧形的，二冷区夹辊安装在1/4圆弧内并向水平方向延伸，铸坯在垂直中心线切点位置被矫直，然后切割成定尺，从水平方向出坯，因此铸机高度基本上等于圆弧半径。它的高度比立式、立弯式要低，这一特点使得它的设备重量相对较轻，投资费用较低，设备安装维护较方便。由于设备高度较低，铸坯在凝固过程中承受的钢水静压力相对较小，可减小坯壳因鼓肚变形产生的内裂和偏析，有利于改善铸坯质量和提高拉速
33、。?弧形连铸机的主要问题是钢水在凝固过程中非金属夹杂物有向内弧聚集的倾向，易造成铸坯内部夹杂物分布不均，另外由于内外弧冷却不均，容易造成铸坯中心偏析而降低铸坯质量弧形连铸机的主要问题是钢水在凝固过程中非金属夹杂物有向内弧聚集的倾向，易造成铸坯内部夹杂物分布不均，另外由于内外弧冷却不均，容易造成铸坯中心偏析而降低铸坯质量。73水平连铸机水平连铸机它的主要设备如结晶器、二冷段、拉矫机和切割设备均布置在水平位置上，它的结晶器和中间包是紧密连接的，在水口和结晶器连接处安装有分离环，另外拉坯时不是结晶器振动，而是拉坯机带着铸坯拉反推停不同组合的周期运动。水平连铸机的特点是：它的主要设备如结晶器、二冷段、
34、拉矫机和切割设备均布置在水平位置上，它的结晶器和中间包是紧密连接的，在水口和结晶器连接处安装有分离环，另外拉坯时不是结晶器振动，而是拉坯机带着铸坯拉反推停不同组合的周期运动。水平连铸机的特点是：?设备高度低，投资省，建设周期短；设备高度低，投资省，建设周期短；?钢水无二次氧化，也无须钢液面检测和控制；钢水无二次氧化，也无须钢液面检测和控制；?铸坯在水平位置凝固成形，不受弯曲、矫直作用；铸坯在水平位置凝固成形，不受弯曲、矫直作用；?设备维护简单，处理事故方便。水平连铸机目前的主要问题是结晶器的石墨板和分离环的价格高，增加了铸坯的成本。水平连铸机比较适合于中小型企业用来浇注小断面的特殊钢和高合金钢
35、的方、圆坯。设备维护简单，处理事故方便。水平连铸机目前的主要问题是结晶器的石墨板和分离环的价格高，增加了铸坯的成本。水平连铸机比较适合于中小型企业用来浇注小断面的特殊钢和高合金钢的方、圆坯。74根据连铸机所浇注的断面尺寸和形状区分，连铸机可作如下分类连铸机类型 连铸坯主要生产断面尺寸（mm）（冷坯）小型 200（边长或直径）方、圆坯连铸机 大型 200（边长或直径）小型 厚度200，宽度800 中型 厚度300，宽度800 常规板坯连铸机 大型 厚度300，宽度1600 中薄板坯连铸机 厚度150，宽度3250 薄板坯连铸机 厚度100，宽度1900 异形坯连铸机 中型 两翼缘间的高度500
36、大型 两翼缘间的高度500 75?连铸机的机型选择连铸机的机型选择在设计连铸车间时，首要的问题是要根据确定的产品方案（铸坯产量、生产钢种、浇注断面尺寸及比例等）确定一种合适的机型。影响机型选择的因素是多方面的，一般来说，选择机型时要满足钢种及断面规格要求，确保铸坯质量，既要技术先进又要经济合理，节省建设投资和生产操作费用。通常：?方、圆坯和异型坯连铸机：多点矫直或连续矫直的弧形连铸机仍是当今首选机型。?板坯连铸机：生产中的连铸机中，弧形及直弧形占主导地位。近年来新建的板坯连铸机基本上都采用直弧形，已建的弧形连铸机也在逐步改造为直弧形连铸机。?薄板坯连铸机：目前国内采用的薄板坯连铸机连轧工艺主要
37、有两种：?西马克公司开发的CSP工艺，其中的薄板坯连铸机为立弯式连铸机；?意大利达涅利公司开发的FTSR工艺，其薄板坯连铸机为直弧形连铸机。?水平连铸机：比较适合小型厂用来生产小断面的特殊钢和高合金钢的方、圆坯。2.7.3 连铸机的机型选择连铸机的机型选择76?连铸机主要设备组成连铸机主要设备组成连铸机在线设备连铸机在线设备连铸机在线设备一般包括钢包回转台、中间罐及中间罐车、中间罐烘烤装置、结晶器、结晶器振动装置、二冷导向段和喷水装置、拉坯矫直机、切割设备、引锭杆和引锭杆存放装置、输出辊道、推/（拉）钢机、冷床等。对板坯连铸机通常还设有去毛刺机、打号机、堆垛/卸垛设备、热送辊道等设备。连铸机在
38、线设备一般包括钢包回转台、中间罐及中间罐车、中间罐烘烤装置、结晶器、结晶器振动装置、二冷导向段和喷水装置、拉坯矫直机、切割设备、引锭杆和引锭杆存放装置、输出辊道、推/（拉）钢机、冷床等。对板坯连铸机通常还设有去毛刺机、打号机、堆垛/卸垛设备、热送辊道等设备。连铸机离线维修设备连铸机离线维修设备主要包括中间罐机设备维修用的各种台架、吊具、样板等。中间罐维修设备包括中间罐倾翻台、中间罐冷却台、中间罐修砌、喷补台及干燥台等。设备维修区设备包括结晶器组装及对中台、振动装置试验台和二冷区各扇形段的对中、检查、试验台和存放台等。主要包括中间罐机设备维修用的各种台架、吊具、样板等。中间罐维修设备包括中间罐倾
39、翻台、中间罐冷却台、中间罐修砌、喷补台及干燥台等。设备维修区设备包括结晶器组装及对中台、振动装置试验台和二冷区各扇形段的对中、检查、试验台和存放台等。2.7.4 连铸机主要设备组成连铸机主要设备组成 小方坯连铸机及单流板坯连铸机的设备组成小方坯连铸机及单流板坯连铸机的设备组成五流方坯连铸机平面图五流方坯连铸机断面图单板坯连铸机平面图65/15t=29m单流板坯连铸机断面图钢包回转台实物图钢包回转台实物图上装引锭杆系统上装引锭杆系统浸入式水口保护浇铸浸入式水口保护浇铸结晶器实物图结晶器实物图自主研发的新型结晶器液压振动自主研发的新型结晶器液压振动零段实物图零段实物图扇形段实物图扇形段实物图二冷室
40、二冷室板坯拉矫装置板坯拉矫装置二冷水控制系统二冷水控制系统火焰切割机火焰切割机双流板坯连铸机双流板坯连铸机93为提高铸坯的表面质量及内部质量，确保生产无缺陷高温铸坯，提高铸机的生产能力，节能环保。现代为提高铸坯的表面质量及内部质量，确保生产无缺陷高温铸坯，提高铸机的生产能力，节能环保。现代板坯连铸机板坯连铸机上有选择的采用了下列中一些体现当今连铸技术发展水平的先进措施：上有选择的采用了下列中一些体现当今连铸技术发展水平的先进措施：?直弧形连续弯曲、连续矫直；直弧形连续弯曲、连续矫直；?带中间支撑的小辊径密排辊辊列；带中间支撑的小辊径密排辊辊列；?钢水罐下渣检测；钢水罐下渣检测；?加堰大容量中间
41、罐；加堰大容量中间罐；?钢水全程无氧化保护浇注；钢水全程无氧化保护浇注；?电磁搅拌；电磁搅拌；?中间罐钢水连续测温；中间罐钢水连续测温；?结晶器液面控制；结晶器液面控制；?高拉速连铸（薄板坯）结晶器电磁制动（EMBR）；高拉速连铸（薄板坯）结晶器电磁制动（EMBR）；?结晶器专家系统（漏钢预报及热相图）；结晶器专家系统（漏钢预报及热相图）；2.7.5 连铸机装备水平连铸机装备水平94?结晶器自动调宽；结晶器自动调宽；?结晶器液压振动；结晶器液压振动；?二冷气雾冷却动态控制；二冷气雾冷却动态控制；?扇形段远程自动调辊缝；扇形段远程自动调辊缝；?动态软压下（动态凝固计算、液芯长度计算）动态软压下（
42、动态凝固计算、液芯长度计算）?主机设备的整体吊换及线外维修；主机设备的整体吊换及线外维修；?最佳定尺长度优化切割控制；最佳定尺长度优化切割控制；?铸坯去毛刺、喷号、在线称量；铸坯去毛刺、喷号、在线称量；?铸坯火焰清理或修磨；铸坯火焰清理或修磨；?计算机质量判定；计算机质量判定；?计算机铸坯跟踪及管理技术；计算机铸坯跟踪及管理技术；?高温铸坯热送热装或直接轧制。高温铸坯热送热装或直接轧制。952.7.6 工艺流程工艺流程?连铸的一般生产工艺流程框图连铸的一般生产工艺流程框图96从框图中可以看出：铸坯运送到轧钢有三种方式：从框图中可以看出：铸坯运送到轧钢有三种方式：热送热装：热送热装：合格坯用热送
43、辊道直送轧钢加热炉前上料台架（或保温坑中）。合格坯用热送辊道直送轧钢加热炉前上料台架（或保温坑中）。热送直接轧制：热送直接轧制：热坯直送轧机（CC-DR）或经保温炉后再送轧机轧制，薄板坯连铸连轧流程即是这种典型工艺。热坯直送轧机（CC-DR）或经保温炉后再送轧机轧制，薄板坯连铸连轧流程即是这种典型工艺。冷送：冷送：对一些质量要求高的钢种（如不锈钢、轴承钢等高碳钢）需要缓冷、或生产中出现缺陷需下线清理的铸坯用冷送。对一些质量要求高的钢种（如不锈钢、轴承钢等高碳钢）需要缓冷、或生产中出现缺陷需下线清理的铸坯用冷送。97 连铸机浇注前的准备连铸机浇注前的准备?将修砌好并在干燥站干燥完毕的中间罐，用浇
44、注跨的吊车运至浇注平台上的中间罐车上，再用浇注平台上的烘烤站将中间罐烘烤至1100，同时中间罐水口也用水口烘烤装置烘烤到1100；?接通结晶器冷却水、二冷水、压缩空气、设备冷却水、液压、润滑等系统，使其处于正常状态；?引锭杆送至结晶器内合适位置，并将引锭头在结晶器内塞紧，并填好冷却用废钢屑；?火焰切割机用燃气、氧气等能源介质系统处于正常状态；?各操作台、控制箱显示电气系统正常。?生产工艺流程简述生产工艺流程简述98 浇注操作浇注操作转炉出钢经吹氩、精炼处理后，使钢水的化学成分、气体含量、温度等满足浇注要求。处理后的钢水包用吊车吊上钢水包回转台。钢水包由回转台转至中间罐上方，打开钢水包滑动水口，
45、钢水流入中间罐，当中间罐内钢水深度达到浇注要求高度后即可开始浇注。?经由钢水包进入中间罐的钢水，当其液面高度达到一定高度时，打开塞棒，此时钢水通过浸入式水口注入结晶器；?当钢液在结晶器内上升到规定的拉坯位置时，启动操作箱上的“浇注”按钮，扇形段驱动辊按预定的起步拉速开始拉坯，与此同时，结晶器振动装置、二冷喷淋水、二冷室排蒸汽风机同时启动；?结晶器内已凝固成坯壳带液芯的铸坯由引锭杆牵引离开结晶器下口，经足辊、弯曲段、弧形段往下移动，此时被压缩空气雾化的冷却水直接喷到铸坯上进行冷却；99?弧形的铸坯进入矫直段被矫直，然后进入水平段；?铸坯出水平段后与引锭杆脱离，引锭杆快速送至引锭杆存放辊道处，由引
46、锭杆存放装置回收引锭杆；?与引锭杆分离后的连铸坯按拉坯速度进入火焰切割机，火切机切掉约400600mm左右长度的切头，掉入下部的切头收集箱内。以后的铸坯按要求的定尺切割；?切割成定尺的铸坯经去毛刺后由输送辊道送到铸坯横移辊道，由铸坯横移装置横移并入连铸机热送辊道；?铸坯经热送辊道直接热送至热连轧车间或堆垛吊运下线。100结束浇注结束浇注?当回转台上的空钢包从中间罐上方移出后，应随着中间罐钢水量的降低，逐步降低拉速，直至中间罐液面达150300mm150300mm时（根据钢种）关闭中间罐塞棒、移出中间罐车至放渣位。?当结晶器液面下降至结晶器上口以下500mm500mm时按下“浇注结束”按钮，以通
47、知跟踪系统，打开“清理机器模式”，铸机自动进入“尾坯”工作方式。?随后，进行铸坯尾部“封顶”（搅拌排渣和喷水加速凝固）。确认“封顶”坚固时，以允许的最大拉速，快速将“尾坯”拉出。?一旦“尾坯”离开结晶器，按“清理机器模式”按钮，操作自动进行（振动延时停止，驱动辊压力转换，调节喷水量设定值至最小值，依次一个区、一个区的关闭）。?当“尾坯”离开二冷室后，清理机器过程结束。至此本次浇注全部结束，即可进行下一次浇注的准备工作。101第三部分 炼钢连铸工程设计对辅助专业的一般要求第三部分 炼钢连铸工程设计对辅助专业的一般要求?三电系统三电系统?水道专业水道专业?热力专业热力专业?燃气专业燃气专业?通风专
48、业通风专业?检、化验设计内容检、化验设计内容?储运专业（机械化专业）储运专业（机械化专业）?总图运输总图运输?土建专业（建筑、结构）土建专业（建筑、结构）1023.1 三电系统三电系统主要任务供、配电、全部设备的操作、连锁控制及车间照明灯的设计。?车间供电：车间供电：要求两路电源供电，每路电源均能承担车间全部用电负荷，供电电源：AC 3000v、300v、220v、36vDC 24v,设插座箱?设备操作控制:设备操作控制:目前炼钢连铸主体设备实行二级控制，全自动操作。基础自动化级（一级）基础自动化级（一级）仪电合一的基础自动化级仪电合一的基础自动化级?基本控制功能：基本控制功能：?炼钢及连铸各
49、种操作模式下的自动及手动操作。（包括断开工作状态）?人机对话：炼钢、连铸各种画面及图表的显示，各种参数设定和修改。103?监测功能监测功能：事故报警的处理、显示、纪录、打印，系统状态及设备状态监视：事故报警的处理、显示、纪录、打印，系统状态及设备状态监视。?静态控制计算：静态控制计算：例如：转炉系统各种辅原料投入总量、各分批辅原料投入时刻的供氧量、吹炼中副枪定碳时的供氧量、停吹时的供氧量等。连铸拉速及结晶器振动频率的比例关系计算等。例如：转炉系统各种辅原料投入总量、各分批辅原料投入时刻的供氧量、吹炼中副枪定碳时的供氧量、停吹时的供氧量等。连铸拉速及结晶器振动频率的比例关系计算等。?炼钢、连铸设
50、备运行状态跟踪控制炼钢、连铸设备运行状态跟踪控制，如：连铸机引锭杆跟踪、铸坯跟踪及测长系统；转炉供氧管及副枪升降行程位置定位控制及测量等等。，如：连铸机引锭杆跟踪、铸坯跟踪及测长系统；转炉供氧管及副枪升降行程位置定位控制及测量等等。?设备用冷却水及能源介质检测及回路控制设备用冷却水及能源介质检测及回路控制。?将设备状态送至过程机，并接受过程机下达的指令，以实现全线自动控制。将设备状态送至过程机，并接受过程机下达的指令，以实现全线自动控制。?另外，基础自动级还应在过程控制计算机离线时，系统能独立工作。另外，基础自动级还应在过程控制计算机离线时，系统能独立工作。104过程控制机（二级）过程控制机（