连铸工艺控制培训-讲义全套教材教案.doc

连铸工艺控制培训讲义连铸工艺控制培训讲义前 言连铸技术是二十世纪70年代国际钢铁工业中的一项重大新技术，自1970年在美国和意大利投产以来，在近几十年来得到了迅速的发展，至今已经形成了系统的规模我国也很重视此项技术，将此技术列为科技攻关课题本钢为了提高其在国内、国际上的竞争能力，不断提高产品质量，增加高附加值产品的份额，本钢在2000年至2006年陆续引进了大板坯连铸、薄板坯连铸、中方坯连铸和大方坯连铸的设备和工艺，为了能够做好本钢一钢厂的中方坯连铸和二钢厂的大方坯连铸技术的岗前培训，本人收集了大量的资料，编写了这部培训教材，在编写此教材过程中得到了培训部门的大力支持和帮助，在此表示感谢也期望这本教材能给培训的学员带来一些帮助，为做好连铸的培训工作奠定坚实的基础由于时间仓促，讲义中难免会有许多不足与缺陷，请谅解本钢工学院 冶化系 李淑清2006．7．81 目 录第一章 连铸钢水的质量控制 1.1 连铸钢水的温度控制------------------------- 11.2 连铸钢水的成分控制------------------------- 51.3 钢水含氧量的控制 ------------------------- 16第二章 中间包冶金2.1 中间包冶金功能 ----------------------------172.2 中间包钢水夹杂物的去除-------------------- 202.3 中间包操作过程的流动现象------------------ 242.4 中间包精炼技术---------------------------- 29第三章 连铸保护渣3.1 连铸用中间包覆盖剂------------------------ 293.2 结晶器保护渣------------------------------ 34第四章 连铸操作 4.1 生产准备状态 ------------------------------414.2 备机操作 ----------------------------------444.3 浇铸操作 ----------------------------------484.4 连铸钢水拒浇的条件 ------------------------52第五章 连铸常见工艺事故及处理措施5.1 钢包事故 ----------------------------------555.2 中间包事故---------------------------------575.3 结晶器事故---------------------------------605.4 其它事故 ----------------------------------63第六章 连铸的先进工艺 6.1 结晶器液位自动控制 ------------------------656.2 动态软压下 -------------------------------686.3 方坯连铸电磁搅拌技术 ----------------------706.4 高碳连铸的组合电磁搅拌技术 ----------------78第一章 连铸钢水的质量控制与传统的模铸相比，连铸对钢水质量有着严格的要求，它既要保证稳定适宜的钢水温度和脱氧程度，以满足可浇性；又要最大限度地降低钢中S、P杂质及气体含量，以确保连铸的顺行和铸坯质量的提高，保证合格钢水的及时供应，是提高连铸生产的基础和前提。

§1.1 连铸钢水的温度控制一、连铸钢水温度控制的重要性钢水的浇注温度是浇注的重要工艺参数，连铸的要求比模铸要严格,原因：1.合适的浇注温度是顺利连铸的基础钢水温度过低: 容易引起中间包水口冻结，迫使浇注中断钢水温度过高: 容易引起钢水包水口失控，会使坯壳减薄和厚度不均，造成漏钢2.合适的浇注温度是获得良好铸坯质量的基础浇注温度偏高:会加剧钢水的二次氧化；加剧对钢水包衬耐火材料的侵蚀,增加钢中非金属夹杂物,使铸坯鼓肚，内裂，中心疏松和偏析等缺陷的产生浇注温度偏低: 使结晶器内钢液形成冷壳，恶化铸坯的表面质量，且使钢中的非金属夹杂物难于上浮排除，降低钢的纯净度二、连铸钢水的温度要求1.高温：由于增加了中间包的热损失，中间包水口小，浇注时间长，因此钢水温度比模铸高20～50℃，才能顺利浇注2.均匀：实际上钢包内钢水温度是上下偏低，中间温度高，这样会造成中间包钢水温度也是两头低中间高，不利于浇注过程的控制，因此要求钢包内钢水温度均匀3.稳定：连铸时供给的各炉钢水温度不要波动太大，保持在10～20℃三、连铸钢水浇注温度的确定连铸钢水的浇注温度，一般是指中间包内的钢水温度，钢水的浇注温度等于该钢种的液相线温度加上中间包钢水合适的过热度TC=TL+△T ℃TC：浇注温度 ℃TL：钢的液相线温度 ℃T：中间包钢水的过热度 ℃1.钢的液相线温度的计算钢水的液相线温度是确定浇注温度的基础，它取决于钢水中所含元素的性质和含量。

TL=1537-{88[C%]+8[Si%]+5[Mn%]+30[P%]+25[S%]+5[Cu%]+4[Ni%]+2[Mo%]+2[V%]+1.5[Cr%] ℃2.过热度的确定钢水的过热度的最大值出现在一炉钢的浇注总时间的四分之一左右，此时中间包内钢水温度最高，称为最大过热度浇注结束时钢水温度减去液相线温度等于浇注末期过热度连铸钢水过热度对连铸机产量和铸坯质量的影响：高的过热度，会使拉速降低,增加拉漏的危险性；中心偏析严重；但有利于夹杂物的上浮相反，低的过热度会使拉速提高,拉漏的几率减小；中心偏析减轻；夹杂物上浮困难中间包内合适的钢水过热度决定于：所浇注的钢种，钢包和中间包内的热状况，中间包容量和形状，中间包内衬材质，铸坯断面，钢水纯净度和铸坯的内部质量一般来说，钢种含碳量低，铸坯断面小，则钢水的过热度取低些，相反，钢种中C、Si、Mn含量高，铸坯断面大，则钢水的过热度取低些不同的钢种，过热度的取值如下：板坯高C、高Mn钢5～10℃碳结钢10～15℃铝镇静钢15～30℃硅钢5～10℃不锈钢15～20℃3.浇注温度的确定TL=TC+△T选择合适的过热度，加上钢种的液相线温度例：浇注普碳钢Q235 其化学成分为：钢号CSiMnPSQ2350.14～0.220.12～0.300.35～0.65≤0.040≤0.040TL=1537-{88×0.14+8×0.12+5×0.35+30×0.04+25×0.04}=1520℃TL=1537-{88×0.22+8×0.30+5×0.65+30×0.04+25×0.04}=1510℃因此，该钢种的液相线温度范围为1510～1520℃,钢水过热度取30℃,则该钢种的浇注温度范围为1540～1550℃四、连铸钢水传递过程中温度的变化规律生产过程中，钢水进入钢包后，随着时间的推移，其温度逐渐降低，要确定不同钢种的合理浇注温度，必须确定出出钢至浇注各个阶段的温度损失。

钢水过程总温降T总=T1+T2+T3+T4+T5 ℃T1—-出钢时的温降 ℃主要取决于钢水的出钢温度，出钢时间，钢水包容量及包衬材质，加入合金的种类和数量，包衬的状态等缩短出钢时间，减少包衬吸热，可减少出钢时的温降T2—-出钢后到钢水炉外精炼站运输过程中的温降℃主要取决于钢包容量，包衬材质和钢包表面覆盖，等待时间和运输距离等因素钢包包衬温度愈高，钢水热损失愈少，加快钢包周转，保证红包出钢，是减少钢水温降的有效办法T3—-钢水在钢包处理过程中的温降℃主要取决于钢水的炉外处理方法当钢包采用吹氩处理时，50吨钢包不烘烤吹3分钟的氩气降温30℃T4—-钢包运至中间包处的过程温降主要取决于大包开浇的等待时间℃T5—-钢水在中间包内的温降℃主要取决于中间包内衬吸热和钢水表面的辐射散热试验测定表明：如果中间包钢液表面无任何覆盖剂，表面的辐射散热占总热损失的90%，因此中间包内钢液表面的覆盖保温是不可缺少的，炭化稻壳具有良好的保温效果五、出钢温度的确定根据钢种，铸坯断面等确定了中间包钢水温度的目标值，再加上钢水传递过程中总温降T，就可确定出钢温度T出=TC+T总浇注第一包钢水时，因中间包内钢水热损失较大，为便于开浇，要求出钢温度比连铸时提高10～15℃，例如国内本钢120吨转炉连铸Q235板坯的出钢温度：（1）浇注温度：1530～1535℃（2）过程温降：大包到中间包的温降30～35℃吹氩后到开浇等待时间温降10℃吹氩降温：15℃出钢降温：60℃所以，出钢温度为T出=1535+（35+10+15+60）=1655℃六、连铸钢水温度控制的对策连铸钢水温度控制的目的：使中间包钢水浇注温度在目标温度范围内。

但实际生产中，影响因素很多，温度波动大，偏离预定的目标温度，为此必须对钢水温度进行调整1. 稳定出钢温度稳定出钢温度是控制的基础，具体措施为：（1）转炉内钢水温度是不均匀的，终点测温点应选定具有代表性的位置2）转炉冶炼应根据铁水成分，温度等确定适当的冷却剂加入量，并要稳定冶炼工艺操作，提高终点出钢温度的命中率3）维护好出钢口，缩短出钢时间4）各厂根据本厂的生产实际，建立出钢温度控制模式2.减少传递过程中的钢水温降浇注过程温降中，出钢温降和中间包温降最大，且波动比较大，因此降低过程温降，关键是要降低出钢过程温降和中间包温降1）红包出钢：对于150吨的钢包，包衬提温20℃，出钢温降可减少1℃包衬温度低于800℃应用煤气烘烤2）缩短钢包出钢前的等待时间：对于150吨的钢包出钢前钢包等待时间10～20℃，由于包衬周围的热大量向四周散失，包衬散失热量相当于钢液温降11～13℃，所以应使钢包在出钢前的等待时间缩短到最低程度3）钢包液面加覆盖剂：采用炭化稻壳覆盖钢液可减少热损失13.3%4）钢包加绝热层和钢包加盖：150吨钢包，包衬采用绝热层可减少温降12℃钢包预热情况下，钢包加盖可减少温降22℃5）加速钢包周转：严格控制钢包周转，缩短钢包周转时间，虽然预热时间减少，但包内热含量要高，减少热损失。

6）减少中间包的热损失A：开浇时，降温较大，开浇困难，开浇前中间包必须预热B：砌砖中间包烘烤时间在2小时以上，若预热温度从750℃提到1000℃，可减少开浇时温度损失1520℃C：砌绝热板中间包，开浇前预热20～30℃，板子表面温度800℃，与冷包比减少初期温降1520℃D：中间包加盖或加炭化稻壳覆盖七、钢水温度不正常的处理（一）钢水温度不均匀时的处理：吹氩1.连铸钢水为什么要进行吹气搅拌？（1）从炼钢炉出到钢包的钢水，在钢包内钢水温度分布是不均匀的，由于包衬吸热和钢包表面的散热，在包衬周围钢水温度较低，而钢包中心区域温度较高，这样如把钢水注入中间包，由于中间包衬的吸热再加上钢包底部钢水温度较低，就会造成中间包钢水温度降低过大而接近液相线温度，导致水口冻结，浇注中断2）钢包上、下部钢水温度低而中间温度高的特点，导致浇注过程中中间包钢水温度前、后期低，中期温度高，引起结晶器坯壳生长厚度的不均匀性。