板坯连铸

更新时间:2023-12-24 16:52

板坯连铸是以板坯为主要产品的连续铸钢炼铁技术。铸坯宽厚比大于3的即称板坯,连铸轧钢板坯主要用于轧制扁平板(厚板、中板、薄板、带卷)材。通常连铸机浇铸的板坯尺寸为:厚度150~250mm,宽度1000~1800mm;小板坯宽度可为600mm,厚度120mm。板坯厚度小于100mm的称薄板坯。

简史

板坯连铸机是在20世纪60年代出现的,1964年中国重庆三钢厂和联邦德国迪林根(Dillinger)厂的大型板坯弧型连铸机几乎同时投入生产。重钢三厂浇铸断面为180mm×1500mm的板坯。至今中国已建有板坯连铸机100多台。由于板坯宽厚比大、板坯连铸不仅在连铸机构造方面,而且在生产工艺上都有其独特之处。板坯连铸机结构上的特点主要表现在二次冷却区和拉矫机。由于板坯宽度大,从结晶器出来进入二冷区的铸坯尚未完全凝固,在钢水静压力作用下,铸坯易出现鼓肚现象,引起拉坯阻力增大或拉不出来,所以铸坯导向及二冷装置必需布置密集的导向辊,以控制铸坯的鼓肚问题。拉矫机同样需要多排拉矫辊将铸坯拉出。现代连铸的拉速高,进拉矫机的铸坯尚未完全凝固,为防止坯鼓肚和减少矫直时铸坯内部的变形应力,拉矫机由20多对拉矫辊组成,并设计成多点矫直或连续矫直。由于板坯宽度大,由中间罐注入的钢流在结晶器内的热流分布不均,会使板坯出现表面纵裂,导致板坯成为废品,为此采用浸入式水口和保护浇注工艺加以解决。进入80年代,为提高铸机效率和铸坯质量,实现直接装炉轧制,提出提高拉速和生产无缺陷坯的要求,因此板坯连铸技术有了新的发展,新技术大量涌现,并形成系统配套的工艺技术。

结构及工艺技术

板坯连铸机的结构(如图1:板坯连铸机示意图所示)。

保护浇注

(1)采用大容量高罐体的中间罐,一方面有利于夹杂上浮,另一方面在换钢包连浇时保持一定的钢液面高度,防止渣子卷入结晶器形成内部缺陷,同时也可不降低拉速;(2)在钢包与中间罐及中间罐与结晶器之间,用耐火材料制品使钢流与空气隔绝,防止钢水二次氧化;(3)连续均匀地向结晶器内自动加入保护渣。

结晶器

(1)采用含有银、铬、锆等元素的铜合金板制作,这种材料既有良好的导热性,又提高了再结晶温度,在高温条件下可保持足够的强度和硬度;铜板内表面还可镀镍铬层,提高耐磨性,延长结晶器使用寿命;(2)结晶器漏钢预报。在四面铜板上装有多个热电偶测定温度变化,可在漏钢发生前根据温度变化作出预报,防止漏钢事故的发生;(3)液面自动控制。使结晶器内钢液面检测与中间罐水口开闭机械连锁,以控制稳定钢液面;(4)在板坯热送、热装或直接轧制的情况下,为满足一个轧制单元对钢坯宽度组合的要求,调整结晶器宽度,在满足铸坯宽度变化的同时,减少停机以提高作业率;(5)结晶器振动装置采用高频小振幅,可提高铸坯表面质量,振频一般为180~300次/min,振幅±2~8mm。

铸坯导向和二冷区

(1)采用小辊密辊距导向装置,适应高拉速,减少铸坯鼓肚变形及内部缺陷;(2)二冷区采用电磁搅拌设施,以增加铸坯等轴晶区,减少和避免偏析和中心疏松等缺陷;(3)二冷区采用汽-水喷雾冷却,使铸坯的冷却缓和、均匀,以利于生产无缺陷铸坯。

引锭和拉矫

(1)在引锭杆上装有辊缝测量元件,定期对二冷区内、外弧的辊间距进行测量,及时发现并纠正不合格开口度,以确保铸坯质量;(2)采用多点矫直和连续矫直,使铸坯保持在较小的允许变形率范围内,防止内部缺陷;(3)利用压缩铸造技术,通过传动辊对矫直区铸坯施加纵向压力,以抵消铸坯矫直变形时因延伸拉应力形成裂纹的倾向。

计算机控制系统及其他装置

提高整机自动控制水平,对二次冷却和板坯切割长度等实行自动监控,同时监控连铸机各部件的运转情况并及时予以调整。此外,(1)采用机内外保温措施。机内对铸坯边角部进行保温,机外对运送铸坯保温,尽量使之保持高温,提高节能效果;(2)配装去毛刺装置,清除铸坯下部的切割毛刺,防止其对后部辊子造成损伤;(3)采用变频变压交流马达,实现无级调速,以减少维修工作,提高连铸机寿命。

优点

(1)提高了钢铁的综合成材率,使材料损耗比例减小;(2)降低能源消耗量;(3)生产出的产品质量高,均匀;(4)更容易实现机械自动化;(5)占地面积小,生产周期快,吨坯成本低。这些优越性,成功地在钢铁工业中应用,使整个钢铁工业发生了极大的变化。

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