包院连铸工艺说明 - 图文(2)

2025-09-24

2.3原料供应 2.3.1钢水供应

板坯连铸机在生产时,对钢水的供应、调度、钢水成分和温度有严格的要求。因为钢水是保证连铸坯质量的最重要的条件,只要供应质量合格的钢水,才有可能保证连铸机的产品产量和质量。为此连铸机对钢水有如下要求:

—按生产计划及时地向连铸机提供钢水。 —钢水成分应符合国际规定成分要求。 —钢水温度应满足所浇钢种的温度要求。

钢水由2座120t转炉供应。转炉出钢后由炉下钢水罐车运至钢水接受跨,由225/65/10t铸造起重机吊钢包至LF炉/RH进行精炼处理,再由225/65/10t铸造起重机吊钢包至连铸大包回转台。连铸机年需合格钢水313x104t/a,日需合格钢水:max10256t, ave9394t。

2.3.1.1对钢水供应的要求

根据连铸机的浇注计划安排,准确及时地向铸机提供合格钢水是保证多炉连浇、提高铸机作业率的重要前提条件。因此,必须以连铸为中心组织生产,钢水的供应时间只能按计划适当提前,而不能拖后。

2.3.1.2对钢水成分要求

除应符合钢种规定的化学成分要求之外,钢中有害元素P、S和Cu等含量应尽量低, 不应大于标准中规定的极限值。

硫对铸坯质量会产生相当大的影响,特别是容易形成内部裂纹和表面裂纹。硫的含量取决于被浇注钢种和被浇注钢种对裂纹的敏感性。对磷含量的要求主要是后工序特别是冷轧的要求。此外,钢中Mn、S含量的比值,对凝固区中心裂纹和偏析形成有很大影响,如果Mn/S高,会使裂纹和偏析减小,一般要求Mn/S≥20~25。

冶炼无取向硅钢应采用铁水脱硫措施,使铁水[S]≦0.003%,取向硅钢采用底吹氩进行钢包内合金粗调。所有硅钢均经RH真空处理,以获得成分准确、钢质纯净和温度适宜的钢水。

钢中的氧对铸坯质量和浇注工艺有重要的影响:钢水中大量的活性氧会产生铸坯的气孔;脱氧产物和二次氧化产物在铸坯内形成夹杂物;氧化物夹杂物可能堵塞浸入式水口,影响浇注正常进行。因此,除了使原始钢水有一个较低的含氧量之外,浇注过程中采取措施防止二次氧化亦是极重要的

金属伴生元素含量高影响浇注温度及铸坯的进一步加工。

除应符合钢种规定的化学成分要求之外,钢中有害元素P、S和Cu等含量应尽量低,

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开浇15min后,在中间包测量残余钢水的元素含量不能超过下列值:

Cu:≤0.1%,Sn、As:每种元素≤0.02%,Zn、Ti、Nb、V、W、Sb :每种元素≤0.01%,Pb :≤0.005%,S:见表2—4,H:5 ppm,P:≤0.020%

1)Nb含量:低合金结构钢除外

2)对于H2裂敏感钢种H:5 ppm,其他钢种7 ppm 3)钢水中氧含量不能超过35 ppm 4)钢包内渣量每吨钢5kg,渣层厚30mm 2.3.1.3对钢水温度的要求

钢水温度是连铸机能否顺利浇注的最重要条件之一。因此钢包和中间包应有严格的烘烤和加热温度管理,钢水在出钢及炉外精炼后都应有适当的保温措施,使钢水在浇注前吹氩搅拌后,钢水罐内的钢水温度偏离目标值不得大于?7℃。钢包加盖保温,中间罐的钢水应覆盖保护渣,防止二次氧化和热损失。

连铸浇钢过程中,应尽可能控制低的浇注温度,原因在于: 1) 随着浇注温度升高,漏钢危险增加。

2) 高的浇注温度导致柱状晶区扩大,易产生裂纹。

但是,浇注温度太低也可能导致钢水的冷凝和水口堵塞,特别是在开浇时更危险。因此控制中间罐内钢水过热度十分重要,钢水过热度是随钢种而异的。

硅钢由于含硅量较高(特别是当Si≧1.7%),其导热率则比普碳钢低,所以凝固速度也较低,这可以从其晶粒粗大的铸造组织得到证明,一般硅钢应采用低温浇注。

中间罐钢水过热度: ? 普碳钢:30±5℃ ? 结构钢:25±5℃

? 合金钢、管线钢:20±5℃ ? 电工硅钢:5~10℃ 2.3.2耐火材料供应 2.3.2.1 中间包耐材 用量:~0.61 x104t/a 中间罐浇铸料要求见表2-5。

中间罐浇铸料要求 表2-5

名称 AL2O3 SiO2 体积密度 g/cm3(1100℃) 高铝料

7

耐压强度Mpa(1100℃) 17 抗折强度 Mpa(1100℃) 5 ≥72 ≤12 ≥2.5

2.3.2.2中间罐涂料

镁质涂料,用量:~0.763 x104t/a 中间罐镁质涂料要求见表2-6

中间罐镁质涂料要求 表2-6 MgO SiO2 Al2O3 CaO 体积密度 2.3g/cm3 耐压强度 14MPa 15.5 MPa ~81.8% ~9.4% ~2.4% ~1.6% (1100℃324h时) (1100℃324h时) (150℃33h时) 2.3.2.3结晶器保护渣 用量:~0.153 x104t/a 正常浇铸保护渣要求见表2-7

正常浇铸保护渣要求 表2-7 类型 A B C D CaO/SiO2 Al2O3(%) 0.93 0.82 0.98 1.07 (%) 5.3 3.3 5.0 2.4 Na2O+Li2O(%) 14.5 11.6 9.5 15.2 F (%) 7.8 7.3 11.1 9.8 η(1300℃)/Pa2s 0.08 0.10 0.11 0.05 凝固点(℃) 980 1020 1060 1000 熔点 (℃) 980 950 1080 1080 2.3.2.4中间包保温剂 用量:~0. 153 x104t/a 中间包保温剂要求见表2-8

中间包保温剂要求 表2-8

SiO2 Fe2O3 CaO Al2O3 MgO K2O Na2OF CaF2 C 灼碱 (%) 20.3 (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) 28.9 28.9 2.1 8.8 0.3 0.2 4.5 5~8 16.5 矿物质组成以CS为主,少量CS2、CS3。 2.3.2.5钢包长水口

铝碳质长水口,用量:~0. 0275 x104t/a 铝碳质长水口要求见表2-9

铝碳质长水口要求 表2-9

F2C+Al2O3 SiC 32% SiO2 耐火度 耐压强度MPa ≥23 8

体积密度g/cm 2.22 3显气 孔率 17.5% 抗折强度耐急冷急热性(常温) (1100℃水冷) ≥9MPa ≥10次 41%

24% ≥1770℃

2.3.2.6中间包浸入式水口

铝碳质浸入式水口,用量:~0. 0122 x104t/a 铝碳质浸入式水口要求见表2-10

铝碳质浸入式水口要求 表2-10 化学成分 40% 其他技术条件 ≥1770℃ 2.3.2.7塞棒耐材

铝碳质整体塞棒,用量:~0. 0092 x104t/a 铝碳质整体塞棒要求见表2-11。

铝碳质整体塞棒要求 表2-11 Al2O3 F2C+SiC 耐火度 显气孔率 体积密度 3浸入式水口本体 Al2O3 F2C+SiC SiO2 ZrO2 渣线部分 ZrO2 ≥45% F2C CaO (25+9)% 耐压强度 18% 7% ≥18% ≥18% (1100℃以下) 耐火度 体积密度 显气孔率 2.25g/cm3 抗折强度 热膨胀率≥23MPa 17.2% ≥7MPa ≥+0.28% 耐压强度 耐急冷急热性 (1100℃~水冷) ≥55% ≥25% ≥1770℃ ~20% 2.20g/cm ≥20MPa ≥10次 2.3.3结晶器铜板 用量:~0. 0015 x104t/a 2.3.4测温头 年用量:~72189个

2.4车间生产工艺流程及金属平衡 (1) 车间生产工艺流程

在转炉出钢前,首先将钢包车准备好,将140t钢包包衬表面温度加热到1100℃以上。然后将载有钢包的钢包车开到出钢工位,等待出钢。

当转炉内的钢水的成份、温度均达到目标值时,即可出钢。出钢过程根据钢种的工艺要求,相继加入合金及适量的造渣剂,提前造渣,并在出钢过程中吹Ar,为LF炉精炼创造条件。

出钢时采用挡渣出钢工艺,确保转炉的下渣量不超过5kg/t。

钢包车将钢包运至钢水接受跨,然后225/65/10t铸造起重机将钢水包吊到LF炉吊包工位处的钢包车上,此时接通Ar管路,进行吹Ar。然后将钢包车开至加热工位,钢包盖下降,测温、加渣料,电极下降,开始通电加热进行精炼。

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经LF/RH炉处理后的钢水包由225/65/10t铸造起重机吊至钢包回转台,此时钢水温度达到目标值±7℃。上好引锭杆,把已烘烤好的中间包(烘烤至1100℃)经中间包车开到浇注位并与结晶器对中、下降。

需要浇注时,钢包回转台旋转180°,将钢包运至中间包上方。使用机械手将长水口固定在钢包滑动水口下面,钢包下降,打开滑动水口,将钢水注入中间包。中间包钢水液面达到800mm时(正常位1100mm),打开塞棒,钢水通过浸入式水口注入结晶器内,中间包内钢水温度达到目标值(凝固点+过热度)±50C。

钢水液面上升到规定的拉坯位时,启动操作箱上“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、二冷室排蒸汽风机自动开始工作。通过结晶器液面自动控制装置控制中间包塞棒的开口度,以保持结晶器内的钢液面稳定。

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。

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,当引锭头经过脱引锭头辊时,自动进行脱头。脱头后,引锭杆由引锭杆存放装置快速移动到存放位。

与引锭杆分离后的连铸坯按拉坯速度进入一次火焰切割机,火切机切掉300mm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长度切割。板坯连铸机采用全封闭方式浇注成1803700~1300312700mm高温无缺陷铸坯。

在浇注准备时,应完成上引锭作业和检测各种介质质量是否符合要求、浇注使用的各种材料是否到位。

开始拉坯时拉速为起步拉速,起步拉速为0.3~0.5m/min,经延时~30秒后转入正常拉速。

准备用于浇注的中间罐要求在浇注平台上烘烤位加热罐衬和水口。浇注前由中间罐车承载运至浇注结晶器上方并使水口与结晶器对中。

二冷喷淋水量可根据浇注的钢种、铸坯断面尺寸和拉速自动调节,以保持铸坯质量,二冷产生的蒸汽由抽风机经排气管排出厂房外。

切割后的铸坯经去毛刺后通过提升横移系统并流,然后由输出辊道送往加热炉, 送往加热炉的铸坯平均温度约为max~9000C,

当后步工序发生事故时,不能热送的铸坯由20t+20t旋转夹钳桥式起重机从提升横移系统(兼冷床)下线堆存冷却,由过跨车运至轧钢车间。

车间生产工艺设备流程见图1。

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