連鑄質(zhì)量控制

連鑄工藝

第一節(jié)連鑄鋼水的準備

第二節(jié)中間包鋼水溫度的控制第三節(jié)拉速的確定和控制第四節(jié)鑄坯冷卻的控制第五節(jié)連鑄過程檢測與自動控制要想使連鑄生產(chǎn)穩(wěn)定高效地進行，并且保證鑄坯質(zhì)量，首先要準備好成分、溫度、脫氧程度及純凈度都合格的鋼水。這里重點介紹鋼水溫度的要求。另外，煉鋼工序和連鑄工序要緊密配合，步調(diào)一致。第一節(jié)連鑄鋼水的準備

澆鑄溫度:指鋼水進入結晶器時的溫度.也可以指中間包內(nèi)的鋼水溫度.通常一爐鋼水需在中間包內(nèi)測溫3次，即開澆后5min、澆鑄中期和澆鑄結束前5min,而這3次溫度的平均值被視為平均澆鑄溫度。鋼水的澆鑄溫度要求:(在一定范圍內(nèi)的合理溫度)◆在盡可能高的拉速下，保證鑄坯出結晶器時形成足夠厚度的坯殼，使連鑄過程安全的進行下去；◆在結晶器內(nèi),鋼水將熱量平穩(wěn)的傳導給銅板，使周邊坯殼厚度能均勻的生長，保證鑄坯表面質(zhì)量。

鋼水溫度過高的危害：①出結晶器坯殼薄，容易漏鋼；②耐火材料侵蝕加快，易導致鑄流失控，降低澆鑄安全性；③增加非金屬夾雜，影響板坯內(nèi)在質(zhì)量；④鑄坯柱狀晶發(fā)達；⑤中心偏析加重，易產(chǎn)生中心線裂紋。

鋼水溫度過低的危害：①容易發(fā)生水口堵塞，澆鑄中斷；②連鑄表面容易產(chǎn)生結皰、夾渣、裂紋等缺陷；③非金屬夾雜不易上浮，影響鑄坯內(nèi)在質(zhì)量。

一、澆鑄溫度的確定（澆鑄溫度也稱目標澆鑄溫度）：T澆=TL+△T

式中：

TL——液相線溫度△T——鋼水過熱度第二節(jié)中間包鋼水溫度的控制

1、液相線溫度TL

液相線溫度，即開始凝固的溫度，就是確定澆鑄溫度的基礎。推薦一個計算公式：

TL=1537-{88[%C]+8[%Si]+5[%Mn]+30[%P]+25[%S]+5[%Cu]+4[%Ni]+2[%Mo]+2[%V]+1.5[%Cr]}

2、鋼水過熱度△T的確定

鋼水過熱度主要是根據(jù)鑄坯的質(zhì)量要求和澆鑄性能來確定。鋼種類別過熱度非合金結構鋼10-20℃鋁鎮(zhèn)靜深沖鋼15-25℃高碳、低合金鋼5-15℃二、出鋼溫度的確定

㈠鋼水過程溫降分析鋼水從出鋼到進入中間包經(jīng)歷5個溫降過程：△T總=△T1+△T2+△T3+△T4+△T5△T1出鋼過程的溫降；△T2出完鋼鋼水在運輸和靜置期間的溫降(1.0～1.5℃/min)；△T3鋼包精煉過程的溫降（6～10℃/min）；△T4精煉后鋼水在靜置和運往連鑄平臺的溫降(0.5～1.2℃/min）;△T5鋼水從鋼包注入中間包的溫降。1、△△T1鋼水從從煉鋼鋼爐的的出鋼鋼口流流入鋼鋼包這這個過過程的的溫降降分析：：熱量損損失形形式：：鋼流輻輻射熱熱損失失、對對流熱熱損失失、鋼鋼包吸吸熱。。影響因因素：：出鋼時時間、、出鋼鋼溫度度及鋼鋼包的的使用用狀況況。降低熱熱量損損失的的措施施：①盡量量降低低出鋼鋼溫度度②減少少出鋼鋼時間間③維護護好出出鋼口口，使使出鋼鋼過程程中最最大程程度保保持鋼鋼流的的完完整整性④鋼包包預熱熱⑤保持持包底底干凈凈2、△△T2出完鋼鋼鋼包包內(nèi)鋼鋼水到到精煉煉開始始前經(jīng)經(jīng)過的的運輸輸和靜靜置過過程中中產(chǎn)生生的溫溫降分析：：熱量損損失形形式：：鋼水上上表面面通過過渣層層的熱熱損失失、鋼鋼包包包襯吸吸熱。。影響因因素：：鋼包的的容量量、包包襯材材質(zhì)及及溫度度，鋼鋼包的的運運輸距距離。。降低熱熱量損損失的的措施施：①鋼包包烘烤烤、充充分預預熱②減少少留置置時間間③在鋼鋼包內(nèi)內(nèi)加入入合適適的保保溫劑劑3、△△T3鋼包精精煉過過程的的溫降降分析：：熱量損損失取取決于于二次次精煉煉的時時間和和方法法。例如:向鋼鋼包中中吹Ar,由由于Ar氣氣的攪攪拌強強化了了對流流傳熱熱，同同時Ar氣氣本身身還吸吸熱,所以以隨著著吹Ar時時間的的延長長及Ar氣氣量的的增加加,熱熱量損損失會會增大大.4、△△T4鋼包精精煉結結束鋼鋼水在在靜置置和運運往連連鑄平平臺的的溫降降分析：：熱量損損失形形式：：鋼水上上表面面通過過渣層層的熱熱損失失、鋼鋼包包包包襯吸吸熱。。熱量損損失大大?。海轰摪鼉?nèi)內(nèi)襯吸吸熱降降低加了保保溫劑劑，溫溫降減減小5、△△T5鋼水從從鋼包包注入入中間間包過過程中中產(chǎn)生生的溫溫降分析：：熱量損損失形形式：：輻射熱熱損失失、對對流熱熱損失失、鋼鋼包吸吸熱。。影響因因素：：鋼流保保護狀狀況；；中間間包的的容量量、材材質(zhì)、、烘烤溫溫度及及保溫溫措施施降低熱熱量損損失的的措施施：①鋼流流需保保護，，采用用長水水口②減少少澆鑄鑄時間間③充分分預熱熱中間間包內(nèi)內(nèi)襯④中間間包鋼鋼液面面添加加保溫溫劑⑤提高高連澆澆爐數(shù)數(shù)㈡出出鋼溫溫度的的確定定T出鋼=T澆+△T總控制好好出鋼鋼溫度度是保保證目目標澆澆鑄溫溫度的的首要要前提提。具具體的的出鋼鋼溫度度要根根據(jù)每每個鋼鋼廠在在自身身溫降降規(guī)律律調(diào)查查的基基礎上上，根根據(jù)每每個鋼鋼種所所要經(jīng)經(jīng)過的的工藝藝路線線來確確定。。㈢鋼鋼水溫溫度控控制要要點1、出出鋼溫溫度控控制：：①提高高終點點溫度度命中中率②確保保從出出鋼到到二次次精煉煉站，，鋼包包鋼水水溫度度處于于目標標范圍圍之內(nèi)內(nèi)2、充充分發(fā)發(fā)揮鋼鋼包精精煉的的溫度度與時時間的的協(xié)調(diào)調(diào)作用用3、控控制和和減少少從鋼鋼包到到中間間包的的溫度度損失失采用長長水口口保護護澆鑄鑄；鋼鋼包、、中間間包加加保溫溫劑3、鋼鋼水在在鋼包包中的的溫度度控制制根據(jù)冶冶煉鋼鋼種嚴嚴格控控制出出鋼溫溫度，，使其其在較較窄的的范圍圍內(nèi)變變化；；其次次，要要最大大限度度地減減少從從出鋼鋼、鋼鋼包中中、鋼鋼包運運送途途中及及進入入中間間包的的整個個過程程中的的溫降降。實際生生產(chǎn)中中需采采取在在鋼包包內(nèi)調(diào)調(diào)整鋼鋼水溫溫度的的措施施：①鋼包包吹氬氬調(diào)溫溫。②加廢廢鋼調(diào)調(diào)溫。。③在鋼鋼包中中加熱熱鋼水水技術術。④鋼水水包的的保溫溫。一、拉拉速定定義:拉坯坯速度度是以以每分分鐘從從結晶晶器拉拉出的的鑄坯坯長度度來表表示.拉坯坯速度度應和和鋼液液的澆澆注速速度相相一致致。二、拉拉速控控制的的意義義：拉拉速控控制合合理,不但但可以以保證證連鑄鑄生產(chǎn)產(chǎn)的順順利進進行,而且且可以以提高高連鑄鑄生產(chǎn)產(chǎn)能力力,改改善鑄鑄坯的的質(zhì)量量.現(xiàn)現(xiàn)代連連鑄追追求高高拉速速.三、、拉拉速速確確定定：：1、、確確定定原原則則:確確保保鑄鑄坯坯出出結結晶晶器器時時的的能能承承受受鋼鋼水水的的靜靜壓壓力力而而不不破破裂裂，，對對于于參參數(shù)數(shù)一一定定的的結結晶晶器器，，拉拉速速高高時時，，坯坯殼殼薄薄；；反反之之拉拉速速低低時時則則形形成成的的坯坯殼殼厚厚。。一一般般，，拉拉速速應應確確保保出出結結晶晶器器的的坯坯殼殼厚厚度度為為8-15mm。。第三三節(jié)節(jié)拉拉速速的的確確定定和和控控制制2、、影響響因因素素A、、機機身身長長度度的的限限制制根據(jù)據(jù)凝凝固固的的平平方方根根定定律律，，鑄鑄坯坯完完全全凝凝固固時時達達到到的的厚厚度度又機機身身長長度度得到到拉拉速速B、、拉拉坯坯力力的的限限制制拉速速提提高高，，鑄鑄坯坯中中的的未未凝凝固固長長度度變變長長，，各各相相應應位位置置上上凝凝固固殼殼厚厚度度變變薄薄，，鑄鑄坯坯表表面面溫溫度度升升高高，，鑄鑄坯坯在在輥輥間間的的鼓鼓肚肚量量增增多多。。拉拉坯坯時時負負荷荷增增加加。。超超過過拉拉拔拔轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩就就不不能能拉拉坯坯，，所所以以限限制制了了拉拉速速的的提提高高。。C、、結結晶晶器器導導熱熱能能力力的的限限制制根據(jù)據(jù)結結晶晶器器散散熱熱量量計計算算出出，，最最高高澆澆注注速速度度板坯坯為為2.5米米/分分方坯坯為為3-4米米/分分D、、拉拉坯坯速速度度對對鑄鑄坯坯質(zhì)質(zhì)量量的的影影響響（1））降降低低拉拉速速可可以以阻阻止止或或減減少少鑄鑄坯坯內(nèi)內(nèi)部部裂裂紋紋和和中中心心偏偏析析（2））提提高高拉拉速速可可以以防防止止鑄鑄坯坯表表面面產(chǎn)產(chǎn)生生縱縱裂裂和和橫橫裂裂（3））為為防防止止矯矯直直裂裂紋紋，，拉拉速速應應使使鑄鑄坯坯通通過過矯矯直直點點時時表表面面溫溫度度避避開開鋼鋼的的熱熱脆脆區(qū)區(qū)。。E、、鋼鋼水水過過熱熱度度的的影影響響一般般連連鑄鑄規(guī)規(guī)定定允允許許最最大大的的鋼鋼水水過過熱熱度度，，在在允允許許過過熱熱度度下下拉拉速速隨隨著著過過熱熱度度的的降降低低而而提提高高。。F、鋼種種影響就含碳量量而言，，拉坯速速度按低低碳鋼鋼、中碳碳鋼、高高碳鋼的的順序由由高到低低；就鋼中合合金含量量而言，，拉速按按普碳鋼鋼、優(yōu)質(zhì)質(zhì)碳素鋼鋼、合金金鋼順序序降低。。鋼水在結結晶器內(nèi)內(nèi)的冷卻卻即一冷冷確定，，其冷卻卻效果可可以由通通過結晶晶器壁傳傳出的熱熱流的大大小來度度量。1、一冷冷作用：：一冷就就是結晶晶器通水水冷卻。。其作用用是確保保鑄坯在在結晶器器內(nèi)形成成一定的的初生坯坯殼。2、一冷冷確定原原則：一一冷通水水是根據(jù)據(jù)經(jīng)驗確確定，以以在一定定工藝條條件下鋼鋼水在結結晶器內(nèi)內(nèi)能夠形形成足夠夠的坯殼殼厚度和和確保結結晶器安安全運行行為前提提。通常結晶晶器周邊邊供水2L/mm.min。。進出水水溫差不不超過100C，出水水溫度控控制在45-5000C為宜，，水壓控控制在0.4-0.7Mpa.第四節(jié)鑄鑄坯坯冷卻的的控制一、一冷冷確定二、二冷冷確定1、二冷冷作用:二次冷冷卻是指指出結晶晶器的鑄鑄坯在連連鑄機二二冷段進進行的冷冷卻過程程.其目目的是對對帶有液液芯的鑄鑄坯實施施噴水冷冷卻,使使其完全全凝固,以達到到在拉坯坯過程中中均勻冷冷卻.2、二冷冷強度確確定原則則:二冷冷通常結結合鑄坯坯傳熱與與鑄坯冶冶金質(zhì)量量兩個方方面來考考慮.鑄鑄坯剛離離開結晶晶器,要要采用大大量水冷冷卻以迅迅速增加加坯殼厚厚度,隨隨著鑄坯坯在二冷冷區(qū)移動動,坯殼殼厚度增增加,噴噴水量逐逐漸降低低.因此此,二冷冷區(qū)可分分若干冷冷卻段,每個冷冷卻段單單獨進行行水量控控制.同同時考慮慮鋼種對對裂紋敏敏感性而而有針對對性的調(diào)調(diào)整二冷冷噴水量量.3、二冷冷水量與與水壓:對普碳鋼鋼低合金金鋼，冷冷卻強度度為：1.0-1.2L/Kg鋼.對低碳鋼鋼、高碳碳鋼,冷冷卻強度度為：0.6-0.8L/Kg鋼.對熱裂紋紋敏感性性強的鋼鋼種，冷冷卻強度度為:0.4-0.6L/Kg鋼.水壓為0.1-0.5MPa一、連鑄過程程自動檢檢測第五節(jié)連連鑄過程程檢測與與自動控控制（一）中中間包鋼鋼液溫度度測定1、中間間包鋼液液溫度的的點測用快速測溫溫頭及數(shù)字顯顯示二次次儀測量量溫度。。2、中間包鋼鋼液溫度度的連續(xù)續(xù)測定（二）結結晶器液液面控制制1、放射射性同位位素測量量法2、紅外外線結晶晶器液面面測量法法3、熱電偶結結晶器液面測測量法4、激光結晶晶器液面測量量法（三）連鑄機機漏鋼預報裝裝置（四）連鑄二二次冷卻水控控制（五）鑄坯表表面缺陷在線線檢測1、工業(yè)電視視攝象法2、渦流檢測測法二、連鑄過程程質(zhì)量控制（一）提高鋼鋼純凈度的措措施1、無渣出鋼鋼2、選擇合適適的精煉處理理方式3、采用無氧氧化澆注技術術4、充分發(fā)揮揮中間罐冶金金凈化器的作作用5、選用優(yōu)質(zhì)質(zhì)耐火材料6、充分發(fā)發(fā)揮結晶器的的作用7、采用電電磁攪拌技術術，控制注流流運動（二）連鑄坯表面質(zhì)質(zhì)量及控制連鑄坯表面質(zhì)質(zhì)量的好壞決決定了鑄坯在在熱加工之前前是否需要精精整，也是影響金金屬收得率和和成本的重要要因素，還是是鑄坯熱送和和直接軋制的的前提條件。連鑄坯表面缺缺陷形成的原原因較為復雜雜，但總體來來講，主要是是受結晶器內(nèi)內(nèi)鋼液凝固所所控制。（三）連鑄坯坯內(nèi)部質(zhì)量及及控制鑄坯的內(nèi)部質(zhì)質(zhì)量是指鑄坯坯是否具有正正確的凝固結結構、偏析程程度、內(nèi)部裂裂紋、夾雜物物含量及分布布狀況等。凝固結構是鑄鑄坯的低倍組組織，即鋼液液凝固過程中中形成等軸晶晶和柱狀晶的的比例。鑄坯坯的內(nèi)部質(zhì)量量與二冷區(qū)的的冷卻及支撐撐系統(tǒng)密切相相關。1、減少鑄坯坯內(nèi)部裂紋的的措施（1）采用壓壓縮澆鑄技術術，或者應用用多點矯直技技術（2）二冷區(qū)區(qū)采用合適夾夾輥輥距，支支撐輥準確對對?。?）二冷水水分配適當，，保持鑄坯表表面溫度均勻勻（4）合適拉拉輥壓下量，，最好采用液液壓控制機構構2、夾雜物物的控制(3)鋼包精煉煉渣成分控制制不管采用何種種精煉方法（（如RH、LF、VD）），合理攪拌拌強度和合理理精煉渣組成成是獲得潔凈凈鋼水的基礎礎。合適的鋼包渣渣成分CaO/Al2O3＝1.5～～1.8，，CaO/SiO2=8～13，（FeO+MnO）<5％。高堿度、低低熔點、低低氧化鐵、、富CaO鈣鋁酸鹽鹽的精煉渣渣，能有效效吸收大顆顆粒夾雜物物，降低總總氧。(5)中間間包控流裝裝置中間包不是是簡單的過過渡容器，，而是一個個冶金金反應應容器，作作為鋼水進進入結晶器器之前進一一步凈化鋼鋼水中間包促進進夾雜物上上浮其方法法：1）增加鋼鋼水在中間間包平均停停留時間t：t＝w/（（a×b××ρ×v））中間包向大大容量深熔熔池方向發(fā)發(fā)展。2）改變鋼鋼水在中間間包流動路路徑和方向向，促進夾雜物上浮浮。（6）中間間包復蓋劑劑中間包是鋼鋼水去除夾夾雜物理想想場所。鋼鋼水面上復復蓋劑要有有效吸收夾夾雜物。碳化稻殼；；中性渣：（（CaO/SiO2=0.9～～1.0））；堿性渣：（（CaO+MgO/SiO2≥3）；雙層渣。渣中（SiO2）增加，鋼鋼水中T[O]增加加。生產(chǎn)潔潔凈鋼應用用堿性復蓋蓋劑。（7）堿性性包襯鋼水與中間間包長期接接觸，鋼水水與包襯的的熱力學性性能必須是是穩(wěn)定的，，這是生產(chǎn)產(chǎn)潔凈鋼的的一個重要要條件。包襯材質(zhì)中中SiO2增加，鑄坯坯中總氧T[O]是是增加，因因此生產(chǎn)潔潔凈鋼應用用堿性包襯襯。對低碳Al-K鋼鋼，中間包包襯用Mg-Ca質(zhì)質(zhì)涂料（Al2O3→0），包包襯反應層層中Al2O3可達21％％，說明能能有效吸附附夾雜物。。(8)鋼種種微細夾雜雜物去除大顆粒夾雜雜（>50μm）去去除，采采用中中間包控流流技術；小顆粒夾雜雜（<50μm）去去除：－中間包鈣鈣質(zhì)過濾器器－中間包電電磁旋轉(zhuǎn)(9)防止止?jié)沧⑦^程程下渣和卷卷渣—加入示示蹤劑追蹤蹤鑄坯中夾夾雜物來源源；—結晶器器渣中示蹤蹤劑變化；；—鑄坯中中夾雜物來來源，初步步估算外來來夾雜物占占41.6%二次氧氧化占39%，脫脫氧產(chǎn)物為為20%(11)結結晶器鋼水水流動控制制（四）連鑄鑄坯形狀缺缺陷及控制制1、鼓肚變變形帶液心的鑄鑄坯在運行行過程中，，于兩支撐撐輥之間，，高溫坯殼殼中鋼液靜靜壓力作用用下，發(fā)生生鼓脹成凸凸面的現(xiàn)象象，稱之為為鼓肚變形形。板坯寬寬面中心凸凸起的厚度度與邊緣厚厚度之差叫叫鼓肚量，，用以衡量量鑄坯彭肚肚變形程度度。減少鼓肚應應采取措施施◆降低連連鑄機的高高度◆二冷區(qū)區(qū)采用小輥輥距密排列列；鑄機從從上到下輥距應由密密到疏布置置；◆支撐輥輥要嚴格對對中◆加大二二冷區(qū)冷卻卻強度。?！舴乐怪е屋伒淖冏冃?，板坯坯的支撐輥輥最好選用多節(jié)輥。。2、菱形變變形菱形變形也也叫脫方。。是大、小小方坯的缺缺陷。是指指鑄坯的一一對角小于于90°，，另一對角角大于90°；兩對對角線長度度之差稱為為脫方量。。應對菱變的的措施◆選用合適錐錐度的結晶晶器◆結晶器最好好用軟水冷冷卻◆保持結晶器器內(nèi)腔正方方形，以使使凝固坯殼殼為規(guī)規(guī)正正的的形狀◆結晶器以下下的600mm距離離要嚴格對對?。徊⒋_確保二冷區(qū)區(qū)的均勻冷冷卻。◆控制好鋼液液成分。3、圓鑄坯坯變形