冶金技术毕业设计40万吨方坯连铸车间设计.docx

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1、 毕业设计（论文）任务书学院（直属系）： 学院 时间：2012年 3月5日学 生 姓 名指 导 教 师设计（论文）题目40万吨方坯连铸车间设计主要研究内容1、 提出设计方案：进行物料平衡计算；2、 连铸过程工艺参数计算：连铸机生产能力的确定；3、 确定合理的生产工艺；矩形坯坯连铸车间设计；4、圆锥齿轮箱和基座设计。研究方法利用已学的冶金工艺和钢铁厂设计知识进行理论计算与设计； 利用机械设计基础知识，通过查阅相关资料与现有结构相结合对结构部件设计计算。鼓励采用新技术、新方法、新思路和创新设计。主要技术指标(或研究目标)年总产量40万吨连铸方坯，40吨转炉炼钢，连铸速度：米/分。给定钢种： Q23

2、5-60%, Q275-40%。给定钢种的物料平衡和热平衡计算；圆锥齿轮箱和基座的设计；主要参考文献1李传薪钢铁厂设计原理（下册）北京：冶金工业出版社，19972炼钢设计参考资料（工艺设计部分）北京：冶金工业出版社，3炼钢设计参考资料（通用资料部分）北京：冶金工业出版社，1972. 074史桭兴实用连铸冶金技术北京：冶金工业出版社，5王令福炼钢厂设计原理北京：冶金工业出版社，2009查阅近几年中文期刊文献资料。 目录第1章 方皮连铸 方坯连铸.- 2 - 1.1.1小方坯连铸概述.- 2 - 方坯连铸的缺点类型及其影响因素.Error! Bookmark not defined. 方坯常见的缺

3、点举例.Error! Bookmark not defined. 连铸技术的新进展.Error! Bookmark not defined. 连铸坯热送热装（CC-DHRC）技术.Error! Bookmark not defined. 近终形连铸技术.Error! Bookmark not defined. 水平连铸技术.Error! Bookmark not defined.第2章 转炉物料平衡与热平衡计算 概述.Error! Bookmark not defined. 2.2 Q275钢物料平衡计算.Error! Bookmark not defined. 计算原始数据.Error! B

4、ookmark not defined. 物料平衡大体项目.Error! Bookmark not defined. 计算步骤.Error! Bookmark not defined. Q275钢热平衡计算.Error! Bookmark not defined. 计算所需原始数据.Error! Bookmark not defined. 计算步骤.Error! Bookmark not defined. 2.4 Q235钢物料平衡计算.Error! Bookmark not defined. 计算原始数据.Error! Bookmark not defined. 物料平衡大体项目.Error

5、! Bookmark not defined. 计算步骤.Error! Bookmark not defined. Q235钢热平衡计算.Error! Bookmark not defined. 计算所需原始数据.Error! Bookmark not defined. 计算步骤.Error! Bookmark not defined.第3章 连铸机主要设计参数的肯定与铸机生产能力的计算 连铸机主要设计参数的肯定.Error! Bookmark not defined. 钢包允许浇注时间.Error! Bookmark not defined. 铸坯断面.Error! Bookmark not

6、 defined. 工作速度.Error! Bookmark not defined. 冶连铸机的流数.Error! Bookmark not defined. 金长度（液芯长度).Error! Bookmark not defined. 曲率半径.Error! Bookmark not defined. 连铸机生产能力的计算.Error! Bookmark not defined. 持续浇注周期计算.Error! Bookmark not defined. 连铸机的作业率.Error! Bookmark not defined. 连铸坯收得率.Error! Bookmark not defi

7、ned. 连铸机产量的计算.Error! Bookmark not defined. 3.2.5 连铸机台数.Error! Bookmark not defined.结束语.Error! Bookmark not defined.参考文献.Error! Bookmark not defined. 第1章 方坯连铸 方坯连铸1.1.1 方坯连铸概述人们通常把断面小于1301300mm的连注坯称为小方坏, 大于130130mm的称为大方坯。近十儿年来, 小方坯连注和大方坯、板坯连注一样, 都取得了迅速的发展。至1980年止， 世界上共有528台(1707流) 小方坯连注机。小方坯连注与普通模注相较

8、具有以下长处: ( l ) 钢的收得率(从钢水至轧制成品) 平均提高% ; ( 2 ) 注坯质量均匀、良好; ( 3 ) 能耗低、投资费用及本钱费用低; ( 4 ) 劳动条件及工作环境取得改善; ( 5 ) 便于自动化控制。正是由于上述长处, 小方坯连注此后会迅速发展。可是, 这种发展将受到两个条件的制约。一是注坯表面质量, 二是工艺本身问题。随着小方坯利用范围的不断扩大, 人们对其质量要求愈来愈高。与此同时, 随着注坯断面的减小, 连注工艺愈来愈困难, 很多技术问题尚未很好地取得解决, 其突出表现如下。浇注断面尺寸小于120120mm的连注小方坯时, 中间罐和结晶器之间的注流只能是敞开式的,

9、 不可能采用伸人式水口。不能用保护渣, 只能用油作为润滑剂。在上述这种条件下, 从钢水中不断析出的渣滴将集聚集在液面上, 不时地流向结晶器壁并进入到铸坯的凝壳中去, 造成表面缺点。因此,在浇注进程中, 操作工要不断的用铁棍排渣。用油作润滑剂, 由于油的挥发, 将可能产生皮下气泡。在浇注铝脱氧钢, 特别是铝含量较高的 % )细晶粒钢时,小方坯连注就更困难了。一方面由于水口过小, 常常出现水口堵塞现象, 以至于浇注无法进行。另一方面在敞开式注流的浇注进程中, 钢中溶解铝不断被氧化, 生成Al203夹杂, 使钢的纯净度降低并致使表面裂纹。在断面大于12020mm的小方坯连注进程中, 虽可采用伸人式水

10、口并加保护渣的浇注工艺, 但它与板坯和大方坯连注不同,由于断面小, 所用的伸人式水口只能朝下开口, 这样就会使钢水注流和夹杂物射人到结晶器中的深度过深, 使夹杂物不易上浮, 这又是降低钢纯净度的一个原因。 综上所述, 人们看到在小方坯连注中避免钢水再氧化, 避免水口堵塞及维持平稳浇注等, 都是十分困难的工艺问题。断面愈小, 其困难性就愈大。断面愈小, 表面质量就愈为重要, 而且也愈难保证。目前, 小方坯连注已成为欧洲一路体凝固委员会的重点研究课题之一, 人们正围绕小方坯连注的工艺和质量问题, 开展普遍的实验研究工作,并发展了一些新工艺。 1.钢包处置工艺 此刻人们把钢包处置视为连注的一个不可缺

11、少的工艺进程。钢包处置工艺(钢包吹氢、钢包插铝丝、钢包喷粉和钢包脱气等)是连注的第一道工序。它的作用是: 1 ) 准确地控制浇注温度; 2 ) 使非金属夹杂物在浇注前尽可能地从钢水中析出来并谁确地控制钢中的极限含铝量; 3 ) 改变夹杂物的形态, 改善钢水的流动性, 避免水口堵塞。 现仅就第三点加以论述 在小方坯连注机上浇注铝脱氧钢, 特别是连注铝含量较高的 % ) 钢种时, 经钢包喷粉处置后(如采用TN 法) , 可以消除水口堵塞现象, 完全能顺利地进行浇注。解决水口堵塞的办法, 是往钢包中喷吹含钙材料, 钢中的钙能起到降低脱氧产物熔点和改变脱氧产物形态的作用, 因为钢中的（Ca）% / （

12、Al）% 均之比与脱氧产物的组分和形态有关。 ( 1 ) （Ca）% / （Al）% 0 时(单独用铝脱氧), 生成CaO6Al2 O3 脱氧产物,其熔点高, 流动性极差。 ( 2 ）（Ca）% / （Al）% 时在脱氧产物中, 除CaO6Al2 O3 之外,还有CaO2Al2 O3 , 流动性有所改善, 水口堵塞有所减少。 ( 3 ) （Ca）% / （Al）% 时,脱氧产物大体上是CaO2Al2 O3 呈熔态或半熔态。 ( 4 )（Ca）% / （Al）% 时,脱氧产物为CaOAl2 O3 呈液态, 完全消除水口堵塞现象。西德蒂森下莱茵公司奥伯豪森厂, 正是采用钢包喷粉技术, 在断面为15

13、0150mm的六流小方坯连注机上, 成功地浇注了钢中铝含量为 % 的铝脱氧钢。其效果比往结晶器中插铝丝的方式好得多。往结晶器或注流中插铝丝的加铝法, 有两个缺点, 一是钢中铝量散布不均匀, 二是铝的回收率不稳定, 故很少有人采用这种方式。 2. 钢包和中间罐之间注流的保护办法 为避免钢包和中间罐之间注流的再氧化, 大体上采取惰性气体保护和耐火材料保护管两种方式。西德吕希林一布尔巴赫钢厂成功地解决了惰性气体保护法的装置和工艺问题, 取得了良好的结果, 。在没有惰性气体保护的情况下, 中间罐内钢水的氧含量波动很大、最大值超过20ppm。而在有惰性气体保护时, 氧含量转变不大, 稳定在3 和6ppm

14、 之间另一方而, 耐火材料保护管法也在发展, 设备装置不断有所改良, 各在这方面作了很多改良工作,并取得良好的效果。 ( 1 ) 保护管固定在钢包底下的水口上在这种情况下, 若水口堵塞, 无法用氧气烧穿, 故此法实际上很少应用 ( 2 ) 保护管是可以移动的, 借助于中间罐车上的液压装置, 可使保护管上下移动。为了避免空气进人到滑动水口和保护管之间的间隙中, 可在锥形密封环的上部吹人氢气。 ( 3 ) 保护管安装在带有两个开口的滑动水口上。滑动水口设有两个开口, 用卡口连接法使一个口与保护管连接, 另一个开口备用于吹氧当水口堵塞时, 可通过此口吹人氧气烧穿。 ( 4 ) 罩式保护装置, 中间罐

15、必需严格密封。 3 . 采用液态氮保护法 中间罐和结晶器之间的注流保护断面大于12 0 x 1 20 m m 的小方坯连注虽可采用伸入式水口进行浇注, 但由于水口的开口朝下, 所以注流的射入深度过深, 使夹杂物不易上浮。为降低注流在结晶器中的射入深度, 可往伸入式水口中吹入氢气。吹氢方式有二: 一是经由伸入式水口接点处的吹氢箱吹入, 另一种方式是经由中间罐中的塞棒吹入。 断面小于120120mm的小方坯连注, 由于结晶器的空腔过小,不能采用伸入式水口, 而只能用惰性气体保护法。西德蒂森下莱茵公司奥伯豪森厂最近的实验结果表明, 采用液态氮保护法后, 不仅改善了钢的纯净度, 而且也减少了液面上的渣

16、滴量, 从而减少了操作工用铁棍排渣的工作量。 4 . 电磁搅拌技术最近几年来, 电磁搅拌技术在连注中也取得了应用和发展。实践证明, 电磁搅拌是提高注坯质量的一种行之有效的方式。人们可以估计, 这种方式此后将会取得进一步的发展和完善。连注中的电磁搅拌法主要分为两类: 一类是在结晶器中的搅拌, 它的作用, 在于钢中夹杂物的有利析出和提高注坯表面质量。另一类是二次冷却区中的搅拌, 其作用是: 1 ) 有利于凝固面和内部钢水之间的热传导;2 ) 迅速消除钢水过热; 3 ) 使注坯中心部的球状晶区扩大, 从而减少中心偏析和疏松。也就是说, 二次冷却区中的电磁搅拌, 主要有利于改善注坯的内部特性。二次冷却

17、区中的电磁搅拌法, 发展较为迅速, 也较为普遍地取得了应用。在日本和西欧, 很多钢厂采用了这种方式。上面仅从四个方面, 简单的介绍了小方坯连注工艺的一些发展情况。其它如结晶器液面的白动控制、自动加保护渣和有关水平式小方坯连注机等, 就不介绍了。 结语 与模注相较, 连注法具有注坯质量良好, 能耗低和钢的水得率高三大长处。这些长处是使连注技术发展的主要因素。就小方坯连注而言, 由于其工艺上的困难, 在选择小方坯连注机时, 人们不能不对工艺问题加以特殊的考虑。事实也正是这样。从目前的实际情况来看, 在小方坯连注中, 人们也确实把精力放在工艺问题上。例如, 西德蒂森下莱茵公司奥伯豪森厂, 在新投产的

18、六流小方坯(150150mm) 连注机, 采用了钢包吹氢、钢包喷粉(T N 法)、在钢包和中间罐之间用保护管及中间罐与结晶器之间用液态氮保护等多项工艺办法。通过上述尽力, 取得了良好的效果。还应该看到, 小方坯的断面愈小, 越难浇注。因此, 对铝脱氧钢和优质钢来讲, 小方坯连注的最小断面应大于150150mm,并采用伸人式水口和用保护渣的浇注工艺我国将引进和自行设计制造一批小方坯连注机, 其中最小的铸坯断面定为70 x 70 m m左右。为使这批小方坯连注机, 能够按着预期的目的投产, 必需对工艺问题给予足够的重视。在建主机的同时, 也应该对配套工艺, 诸如钢包吹氢等加以考虑。不然, 小方坯连

19、注的正常生产将产生困难。若咱们先从断面大于100100mm的小方坯弄起, 在各类配套条件具有并取得经验后, 再弄小的,似乎比开始就弄工艺难度大的小方坯较为稳妥。 1.1.2方坯连铸的缺点类型及其影响因素 1.小方坯的表面缺点 重接：铸坯褶皱、冲断或挤压带等彼此重合，走向一致，而且都不发生构造面貌和构造方位的改变。 形成因素：因各类操作故障引发浇注中断, 从头开浇后在铸坯表面易造成重接缺点；拉速慢致使铸坯表面振痕太深, 形成重接。 夹杂与结疤：铸坯表面形成斑点、褶皱。 形成因素：结晶器液面波动猛烈, 使钢液面上的保护渣或其它夹杂物卷入铸坯, 在铸坯表面形成夹杂；钢液在拉漏处溢出, 被结晶器冷却,

20、 在铸坯表面形成缺点；拉速波动过大且频繁。 划痕：铸坯表面有明显的划伤痕迹 形成因素：二冷段机架足辊上有废钢, 造成铸坯表面划痕；拉矫辊不平或二次冷却不均匀, 造成铸坯跑偏, 铸坯与拉矫机架接触划伤铸坯表面。 振痕:铸坯表面上形成周期性的沿整个周边横纹样子的痕迹。 形成因素：振痕是结晶器振动的必然结果, 难以完全消除, 结晶器液面波动越大, 振痕越深； 拉速越慢, 振动频率越低, 振痕越深； 钢种凝固特性对振痕有很大的影响. 收缩敏感型钢振痕深, 裂纹敏感型钢振痕迹。 2.小方坯的内部缺点 偏析：振动痕迹的底部、表面、中心有明显的合金元素富集（含碳元素） 形成因素： 铸坯内部杂质元素的偏析程度

21、是由钢种的化学成份和冷却速度决定的. 一般情况下, 主要取决于冷却速度. 在冷却速度适当的情况下, 钢种的含碳量越高, 偏析越严重； 从连铸的角度分析, 铸坯内部偏析主要受二次冷却强度的影响. 二次冷却强度越大, 铸坯内部杂质元素偏析越严重 皮下气泡：铸坯表皮下沿柱状晶方向生长的孔洞。 形成因素： 浇注进程中氢浸入钢水；钢水包和中间包烘烤不完全, 水汽进入钢水； 钢水中氢和氧含量高, 当钢中的H2 和C 与O 反映生成的CO 压力大于大气压和钢水静压力时形成气泡；保护渣受潮或结晶器渗水, 水分进入铸坯内部 成份不匀：铸坯在镜像检测下表现出的个晶相成份不均匀散布。 形成因素： 钢水吹氩搅拌时间不

22、够, 顶吹氩时吹氩枪插入的深度不够, 底吹氩时底吹压力不够, 从而造成钢水成份不匀； 所加调整钢水温度的废钢与所浇钢水不是同一钢种；钢水混浇或倒浇；合金料加入时间过晚或追加料补吹氩不及时。 内部夹杂：钢坯内部存在非金属杂物（如氧化铁皮）。 形成因素：钢水纯净度差, 钢液中杂质元素和非金属氧化物含量高；钢水浇注进程中对钢流的保护不好, 钢水二次氧化严重；结晶器钢液面波动严重, 造成夹杂物卷入铸坯内部；正常浇钢时, 中间包液面太低, 夹杂物上浮时间短, 致使夹杂物随钢流进入铸坯内部；保护渣性能不良, 结晶器钢液上的溶渣层太薄, 熔渣吸收夹杂物的能力差。 中心疏松和穿晶：在铸坯剖面上可看到不同程度的

23、分散小间隙和晶粒贯穿整个铸坯。 形成因素： 中心疏松和穿晶是由钢种的凝固特性决定的, 含碳量越高, 越易在中心处出现疏松和穿晶；二次冷却过强. 铸坯二次冷却强度越大, 越易在中心处出现疏松和穿晶；拉速过快. 拉速越快, 液芯越长, 钢水的补缩能力越易出现疏松和穿晶。 3.小方坯的形状缺点菱变：铸坯断面上两对角度大于或小于90。形成因素：结晶器各面或角冷却不均匀；结晶器磨损严重, 倒锥度过小； 铸机二次冷却不均匀； 拉坯速度与钢水过热度不匹配, 拉速过快。 鼓肚：铸坯表面凝壳收到钢液静压力的作用而鼓胀成凸面的现象。 形成因素：结晶器下口足辊安装不精准, 对铸坯支撑不良；结晶器磨损严重, 倒锥度过

24、小；结晶器下口二次冷却强度不够。 压扁：铸坯的断面型状不方，明显发扁。形成因素：二次冷却水量过小, 铸坯矫直温度太高；拉速过快, 铸坯带液芯矫直； 拉矫机矫直压力太高。 1.1.3方坯常见缺点举例表面纵裂纹: 沿拉坯方向，铸坯表面中心位置周围产生裂纹，裂纹长10-1500mm，宽，深5mm。角部纵裂纹：沿拉坯方向，在距铸坯角部（棱边）0-15mm处产生裂纹。表面横裂纹：生成于铸坯表面的横向裂纹。角部横裂纹：生成于铸坯角部的细小横向裂纹。星状裂纹：铸坯经酸洗后表面裂纹散布无方向性，型状呈网状。表面夹渣：镶嵌于铸坯表面或皮下的渣疤。表面折叠：振痕外凸，铸坯表面有横向的折叠痕迹。划痕：在浇注方向上，

25、铸坯表面出现持续或半持续的沟槽状机械损伤。拖方：铸坯截面上两对角线长度不想等。 鼓肚：铸坯表面凝壳收到钢液静压力的作用而鼓胀成凸面的现象。 弯曲：铸坯横向不平直。切割不良：铸坯端面切割不平整，切斜严重或表面出现明显的切割沟槽。重接：铸坯褶皱、冲断或挤压带等彼此重合，走向一致，而且都不发生构造面貌和构造方位的改变。 缩孔：在铸坯横断面中心位置出现直径大于3mm的孔洞。 中心偏析：振动痕迹的底部、表面、中心有明显的合金元素富集（含碳元素） 中心疏松：在酸浸低倍试样上的中心部表现出的暗点和孔洞。 非金属夹杂：钢坯内存在非金属杂物（如氧化铁皮）。 中间裂纹：发生在铸坯的柱状晶区，并沿柱状晶扩展。中心裂

26、纹：在中心无等轴晶区时，裂纹穿过中心。边部裂纹：产生在外弧测侧的边部裂纹。连铸技术的新进展 1.2.1连铸坯热送热装技术 1968年美国麦克劳斯钢公司将连铸板坯装入感应加热炉,从而迈出了热装技术的第一步。70年代初期,由于石油危机的冲击,日本钢铁工业面临严重的能源问题,日本钢铁界以此为契机,开始研究和应用连铸坯热送热装工艺,1973年日本钢管公司鹤见厂首先实现连铸坯热装轧制工艺(CCHCR);1981年6月新日铁土界厂研究成功并在生产中实现了近程(连铸机终点和轧机始点之间距离为130m)连铸直接轧制工艺(CCDR);1987年6月新日铁八幡厂在生产中实现了远程CCDR工艺(连铸机终点和轧机始点

27、之间距离为620m)。日本在该项技术上的成功,增进了世界各国对该项技术的研究和应用。通过80年代世界各国钢铁界的尽力,连铸坯热装和直接轧制工艺正日趋完善。1.连铸坯热送工艺的分类(1)热装轧制HCR(Hot Charge Rolling)将通过(或不通过)表面处置的热板坯在大约400700装入加热炉。(2)直接热装轧制DHCR(Direct Hot Charge Rolling)依照和连铸同一序号,将通过(或不通过)表面处置的热板坯在大约7001000装入加热炉。(3)直接轧制DR(Direct Rolling)将与连铸同一序号的热板坯不经加热炉在约1100条件下直接轧制。2.连铸坯热送热装技

28、术的技术经济效益与传统冷装炉CCR(Cold Charge Rolling)比较,连铸坯热装和直接轧制能产生多方面的技术经济效果。这些技术经济效益归纳起来如下。(1)降低加热炉燃耗一般来说,连铸坯热装温度每提高100,加热炉燃耗可降低5%6%,加热炉燃耗与连铸坯热装温度及热装比的关系如图1所示。(2)提高加热炉产量连铸坯热装温度每提高100,加热炉产量可以增加10%15%。(3) 减少钢坯氧化烧损连铸坯装炉温度的提高,使在炉加热时间大幅缩短,钢坯氧化烧损相应减少。一般冷装炉钢坯烧损为%2%,有的乃至达%以上,热装炉条件下,氧化烧损可降至%,这对提高成材率是有利的。(4)其它方面效益除了上述三方

29、面效益外,连铸坯热装技术还可产生缩短生产周期、减少仓库面积、降低运输费用等方面的效益。3.连铸坯热送热装技术的大体条件 迄今,世界各国采用连铸坯热送热装(CCHCR和CCDHCR)或直接轧制(CCDR)技术的企业很多,虽然各企业采用的技术办法有所不同,可是这些技术办法大致可以归纳为无缺点钢坯生产技术、高温坯生产技术(温度保证技术)、连铸和轧制进程中的在线调宽技术、生产管理计算机系统四个方面,它们组成了实现CCHCR、CCDHCR和CCDR工艺的大体条件。采用CCHCR、CCDHCR、CCDR工艺的主要目的是节能,对于CCHCR、CCDHCR工艺,要求尽可能提高连铸坯的装炉温度;对于CCDR工艺

30、,则要求尽可能不加热就可以知足热轧要求的温度。连铸坯在各类不同工艺下的温度转变情况如图5所示,保证连铸坯具有必然的温度是实现连铸坯热送热装工艺的先决条件。作者分析了各企业连铸坯热送热装工艺采用的各类“热技术”,以为这些技术大致可分为两大类,即“通用高温坯生产技术”和“温度均匀性保证技术”。 4.连铸坯热送热装热技术通用高温坯生产技术所谓“通用高温坯生产技术”,是指对CCHCR、CCDHCR、CCDR工艺都适应的技术,这些技术包括:(1) 高速浇铸技术通过采用一些技术措施,提高铸速有利于提高钢坯温度,这一技术对于CCDR工艺尤其重要。日新吴厂最大铸速达到min;在住友金属公司鹿岛厂,270mm厚

31、的低碳钢板坯的铸速为min,中碳钢的铸速为min;日本钢管福山厂最高铸速达到m/min,80%的板坯是以min以上的速度浇铸。(2)二次弱冷却技术和凝固末点控制技术通过采用降低二冷区的喷水密度或气雾冷却的方法,均有助于提高连铸坯的温度,最好是将凝固末点控制在连铸机的尾端。新日铁八幡厂通过采用弱冷却利用凝固潜热,使连铸坯的中心和边角部温度提高了160200。连铸坯温度和冷却方式之间的关系示用意如图6所示。(3)输送进程保温及快速输送技术输送过程的保温技术有:采用绝热辊道和保温罩(对辊道运输而言)、高保温运输台车(对铁路运输而言)、缓冲保温坑(对CCHCR和CCDHCR而言)。而且,应尽可能缩短连

32、铸坯输送到加热炉(对CCHCR和CCDHCR工艺而言)或热轧机前(对CCDR工艺而言)的时间,一方面可以通过缩短连铸机到热轧之间的距离达到这一目的,如新日铁土界厂、日新吴厂、日本钢管公司福山厂和住友金属公司鹿岛厂等,80年代初期,在原热轧机周围安装了连铸机,实现了CCDHCR和近程CCDR工艺;另一方面,则可通过提高运输的速度达到目的,如新日铁八幡厂连铸坯高速运输台车的平均速度达到200m/min,最高速度达到250m/min,实现了远程CCDR工艺。 5.温度均匀性保证技术所谓“温度均匀性保证技术”,是针对CCDR工艺而言的,虽然高温坯的中间部位温度达到热轧的要求,可是铸坯边角部的温度要低一

33、些,不能保证理想的轧制温度,作者将提高连铸坯边角部的温度从而改善温度均匀性的技术称为“温度均匀性保证技术”,这些技术包括: (1)连铸机内保温技术连铸机内,通过采用在连铸坯的边角部安装保温装置的方式,可较大幅度地提高铸坯的边角部温度。(2)液芯边缘“凸出”技术通过重点在连铸坯的中心喷水,而在连铸坯的两边不喷水的二冷模型,使液芯向两边“凸出”(呈双重山形),如图7示,利用液芯凝固潜热可有效地提高铸坯边缘的温度。新日铁八幡厂用这种方式,使连铸坯边角部温度提高了80。(3)切割处保温及加热技术在连铸坯切割处设置保温罩,并采用气体烧嘴加热。这样不仅可以提高铸坯边缘的温度,而且可降低铸坯长度方向边缘温度

34、的差值。采用这一方式,新日铁八幡厂连铸坯长度方向的温差由原来的90降到20。缩短切割时间也有助于减少切割期间的散热,日本钢管公司福山厂为此研制了一种550mm/min的切割装置。(4)轧前边角部温度补偿技术ETC(Edge Temperature Compensa）在热轧前,通过采用感应加热或煤气烧嘴加热的方式,快速提高铸坯的边角部温度以达到热轧要求。这一技术已被许多企业采用。(5)连铸坯长度方向温度补偿技术对于远程CCDR工艺,连铸坯长度方向的温差也是一个问题。由于在热轧初期产生温度最低点,而连铸坯前部一般是低温部位,若在此处开始轧制是不利的。新日铁八幡厂采用将铸坯前后调转进行轧制的方式,取

35、得了较好的效果。(6)精轧机前的温度补偿技术EQC(Edge Quality Compensator)在CCDR工艺中,为了取得理想的精轧温度,有的企业在精轧机前安装了边角部温度补偿器。如日新吴厂、日本钢管公司福山厂、新日铁土界厂均采用了这一技术。1.2.2近终形连铸技术近终形连铸是保证成品钢质量的前提下，使铸坯尽可能接近最终产品的成平形状、尺寸，尽可能缩小铸坯断面，部份或全数取代压力加工的连铸技术。它是对传统连铸工艺的一次重大革新。由于近终形连铸技术的开发应用，钢铁工业生产加倍紧凑优化。 1.近终形连铸的类型 薄板坯连铸技术：浇注厚度为40-70mm的薄板坯，目的是省去粗轧机，铸坯直接进入加

36、热炉加热，然后进入精轧机直接轧制成材。应用于板材生产。铸坯不下线，没机缘进行质量检查和清理，铸坯厚度薄，铸机和轧机连在一路同步协同运行。 带钢连铸技术：浇注厚度为1-10mm的薄带坯，以省略热轧机，直接向冷轧机供坯，进行冷轧。典型薄带连铸生产线1998年2月,日本新日铁率先用于月产万t镍系不锈钢生产线；1999年11月，德国蒂森.克虏伯公司投产年产40万t的带钢连铸设备；2002年，宝钢建成一条以生产不锈钢为主的薄带连铸生产实验线。一期工程将生产宽为660mm、厚度为2-5mm的薄带，最大拉速为100m/min 异坯连铸技术：目前以有H型钢连铸机，生产H型钢铸坯，轧制时紧缩比6:1，质量完全合

37、格 2.薄板坯连铸连 铸坯直接进入加热炉加热，然后进入精轧机直接轧制成材； 应用于板材生产； 铸坯不下线，没机缘进行质量检查和清理； 铸坯厚度薄； 铸机和轧机连在一路同步协同运行； 薄板坯连铸连轧技术最多见的三种生产线布置图（我国） 邯郸钢铁公司CSP生产线布置图（含有粗轧机） 包头钢铁公司CSP生产线布置图（不含有粗轧机） 采用低温轧制的生产线布置图 薄板坯连铸特点 板坯厚度薄； 生产进程持续； 薄板坯凝固速度快； 薄板坯比表面积大； 薄板坯冶金长度短；3. 带钢连铸技术 带钢连铸机型：水平双辊式；倾斜双滚式；单辊式。水平双辊式：水平双辊式带式连铸机的结晶器由两个反向旋转的水冷辊和两个辊端的

38、侧面挡板组成。两滚面与双侧面挡板的空间为结晶器的内腔。两辊间的间隙尺寸为可浇注坯的厚度，辊身长为铸坯的宽度。旋转辊的直径在350-500mm之间，辊长为150-400mm。辊内通高压冷却水，侧面挡板用耐火材料制成，用弹簧将其压紧，保证与旋转辊之间紧密配合。 水平双辊式特点： 冷却辊直径：350-500mm，宽140-400mm；􀂙 棍子两边有两块耐火材料板组成密封；􀂙 可浇注1-10mm厚度的带钢；􀂙 结构简单、易于控制，双面结晶、内部质量好； 铸机液面稳定性差，避免二次氧化能力差。 4. 异型坯连铸 直接浇注出断面形状与所需钢材断面形状接

39、近的连铸坯就、称为异型坯连铸。目前最成熟的是工字钢连铸（H型钢连铸）。 工字钢连铸（H型钢连铸）主要设备为中间包注流器与结晶器。注流器要保证钢液注入结晶器的位置要准确，流速要适当，以保证皮壳的生成速度和质量。注流器水口有单流和双流两种。结晶器由四快铜板组成，铜板通过螺栓固定在有水冷套管的支撑框上，其中一支撑框为U形，其余三边用可调节架夹紧装置固定在U形支撑框上。个铜板都有冷却沟渠道，利用这种结晶器可以消除H型钢铸坯翼缘中部位置和翼缘端部位置的裂纹，使结晶器寿命可达800-1000次。四块铜板围成H型的形状，使得拉出的铸坯大体接近成品断面形状。 下图为工字钢连铸结晶器简图（共参考） 采用异型坯为

40、原料的长处 （1）减少了轧制道次。如生产H型钢，采用板坯轧制时，采用矩形坯轧制，需要711个道次；采用异型坯轧制，需要59个道次；而采用近终形异型坯，仅需35个道次。 (2)大幅度提高了轧机的生产能力。以水岛厂轧制H300I工字钢为例，当采用大方坯做坯料时，需要5个道次和4分钟的时间将坯料轧制成材；采用连铸异型坯时，只需要7个道次和24分钟轧制成材，这样轧机生产能力提高了约70。 (3)避免了轧件尾端形成蛇形，提高成材率。用异型坯来生产工字钢，避免了轧件尾端舌形的形成，可提高成材率78。 (4)采用异型坯作为轧制H型钢的原料，轧制应力较方坯、矩形坯和板坯要小，铸坯表面质量好，断面形状始终一致。 1.2.3水平连铸技术 水平连铸是国际上70 年代后期发展起来的新技术,它与常规的立式和弧形连铸相较有许多长处.水平连铸机的设备比弧形连铸机轻