迁钢炼钢连铸工艺知识

1、炼钢连铸工艺知识讲座 2005年10月5日 迁钢炼钢分厂.炼钢连铸工艺一、概述二、一期炼钢连铸工艺设备主要改良工程三、炼钢工艺炼钢根本义务及根本反响 铁水脱硫处置 炼钢原资料 炼钢根本工艺制度转炉炉衬及溅渣护炉 转炉顶底复合吹炼 副枪及计算机炼钢 四、炉外精炼五、方坯连铸工艺连铸工艺及设备连铸工艺参数确实定六、主要技术经济目的.一、概述 我国已成为世界上第一产钢大国，现正朝着迅速优化种类构造，提高质量，加强市场竞争力的方向发展。 根据首钢消费才干转移和构造调整要求，迁钢公司炼钢一期工程于2004年10月12日正式投产,年产规模200万吨钢。.一期工程主要包括：两座210吨转炉及配套设备 一座钢

2、包吹氩站两台8流方坯连铸机及配套设备一座500立方米活性石灰套筒窑.炼钢、方坯连铸工艺断面图. 目前二期工程已全面启动，估计2006年四季度开工投产。二期建立完成后，炼钢主要配备有：三座210t转炉，全部采用副枪及计算机炼钢、顶底复合吹炼、挡渣出钢。三套铁水脱硫扒渣设备，铁水实现100%脱硫处置。炉外精炼： 1一座吹氩站 2一座CAS-OB钢水精炼站 3一座双工位电极旋转式LF钢包精炼炉带钢包喷粉 4一座带顶吹氧RH真空精炼设备预留一座两台不同断面的双流板坯连铸机，一台断面9001600mm、另一台1100 2150mm。厚度230、250mm以230mm为主，长度800010500mm，最大

3、单重 38.5t两台方坯连铸机两座500立方米活性石灰套筒窑.迁钢炼钢分厂平面布置图.转炉炼钢厂房横断面.转炉炼钢厂房纵断面.扒渣CAS-OBRHLF铁水脱硫炼钢迁钢炼钢分厂工艺流程吹氩连铸炉外精炼. 一期主要消费钢种：低合金钢、碳素钢。现主要冶炼钢号有HRB335、HRB400、Q235B、H08A、TQ235、08LS、1006、45#、Q215B、Q345B等。投产后四个月，从2005年3月起,月钢产量超设计才干,2005年方案产钢量205万吨。.二期主要消费钢种：低碳钢、优质碳素构造钢、高强度低合金钢、深冲钢、汽车用钢、锅炉和压力容器用钢、船板、管线钢和IF钢。二期设计年产450万吨钢

4、，其中板坯412万吨。 .二、一期炼钢连铸工艺设备主要改良工程一期炼钢连铸工艺设备改良主要有十八项:1.炼钢、精炼、连铸工艺过程等实现计算机自动数据采集、传送、报表自动生成，信息管理资源共享。对操作岗位，可以及时查询相关需求信息，便于实时调整、优化操作；对管理岗位，节省大量数据输入统计时间，可以及时统计、分析，便于及时指点、改良消费。2.炼钢全部采用活性石灰,石灰单耗低,普通为42-48kg/t。二炼钢现尚未全部采用活性石灰，2005年7月石灰单耗为68kg/t。3.铁水采用单吹颗粒镁脱硫，喷吹前铁水包构成富氧化钙质顶渣、严厉的扒渣、废钢含硫控制、低硫副原料管理，用低硫铁水炼钢转炉终点回硫少，

5、普通增硫值约为0.004%，二炼钢增硫值普通约为0.009%。.4.转炉复吹采用8支底吹透气元件，搅拌效果均匀良好。二炼钢采用4支底吹透气元件。5.炉后增设钢包钢水定氧检测安装，有利于HO8A等钢种的冶炼，提高产质量量。6.转炉副原料参与采用双侧加料，有利于炉渣构成的平衡性。二炼钢为单侧加料。7.出钢采用先进的悬挂式挡渣机，用挡渣锥挡渣实现自动挡渣操作。8.钢水全程底吹氩出钢、炉后、精炼、大包转台，进一步降低钢水夹杂物含量，均匀成分、温度、降低钢水氧含量，满足冶炼种类钢的需求。9.钢渣采用粒化技术和热泼工艺处置，钢渣粒化技术的开发运用国内领先。.10.钢包采用LV11T35滑动机构,处理了50

6、1滑动机构在运用过程中经常出现因滑动机构压力不够或受力不均匀、机构油缸损坏等缘由导致的钢包漏钢、回炉事故，确保消费顺利进展，并提高了滑板连滑次数，减少耐材耗费。11.钢包到中间包的钢水维护采用长水口加氩封，提高维护效果。12.中间包至结晶器采用浸入式水口维护渣浇注。13.采用大容量中间包：正常浇注液面970mm，中间包钢水量20吨；溢流液位1020mm，中间包钢水量为23吨。14.结晶器采用半板簧导向、短臂四连杆振动机构。15.二冷水实现静态自动控制。16.拉矫机采用延续矫直的五辊液压拉矫机。17.引锭杆采用刚性引锭杆。18.铸坯采用红外自动定尺切割。.三、炼钢工艺 1、炼钢根本义务及根本反响

7、 钢是以铁为主要元素，碳含量普通在2%以下，并含有其它元素的资料统称。按化学成分钢可以分为非合金钢、低合金钢、合金钢三类。炼钢的根本义务炼钢的根本义务：脱碳、脱磷、脱硫、脱氧；去除有害气体和非金属夹杂物；提高温度；调整钢液成分。供氧、造渣、搅拌、加合金是完成炼钢义务的手段。由于炼钢采用精料、铁水预处置、炉外精炼技术等，转炉炼钢义务将趋于脱碳和升温。.炼钢的根本反响炼铁的根本反响是复原反响，炼钢的根本反响是氧化反响。脱碳反响 2C+O2=2CO C+O=CO C+2O=CO2 C+CO2=2CO硅锰元素氧化 Si+2O=SiO2 Mn+O=MnO Si+2FeO=SiO2+2Fe Mn+FeO=

8、MnO+Fe脱磷反响 2P+ 5FeO+4CaO=4 CaO.P2O5+5Fe脱硫反响 CaO+ FeS= CaS+FeO.2、铁水脱硫处置铁水脱硫的必要性用户对钢的种类和质量要求提高，连铸技术的开展也要求钢中硫含量低(硫含量高容易使连铸坯产生裂纹)。铁水脱硫可以满足冶炼低硫钢和超低硫钢的要求。转炉炼钢整个过程是氧化气氛，脱硫才干仅为3040%，而铁水中含有较多的碳、硅等元素，氧含量低，提高了铁水中硫的活度系数，铁水脱硫效率高，能保证炼钢吃精料。铁水脱硫费用低于高炉、转炉和炉外精炼的脱硫费用。.铁水脱硫的主要方法有：单吹颗粒镁镁基复合喷吹KR搅拌 三种方法均能保证正常脱硫需求。KR搅拌因石灰耗

9、费高、温降大、铁损高，我厂没有选用；单吹颗粒镁和镁基复合喷吹脱硫效果良好，但镁基复合喷吹设备较复杂、本钱偏高，我厂选用单吹颗粒镁，脱硫剂耗费低、温降小、铁损低。.用镁进展铁水脱硫的机理 镁经过喷枪喷入铁水中，镁在高温下液化、气化、溶于铁水： Mg(s) Mg(l) MgMg Mg与S的相互反响存在两种情况： 第一：Mg+S=MgS(s) (1) 第二：Mg=Mg (2) Mg+S= MgS(s) (3) 高温下，镁和硫有很强的亲和力，溶于铁水中的Mg和气态的Mg都能与铁水中的S迅速反响生成固态的MgS，上浮进入渣中.以第二种情况为主.铁水包单吹颗粒镁脱硫工艺.工艺流程： .单吹颗粒镁脱硫设计工

10、艺参数： 1)脱硫剂 颗粒Mg，粒度0.5-1.6mm，Mg92% 2)氮气压力 1.0MPa 3)初始铁水S 0.035% 4)目的铁水S 0.005% 5)喷吹时间 10min 6)脱硫剂流量 Mg 8-15kg/min 7)脱硫剂耗费 Mg 0.46kg/t 8)温降 约10.铁水脱硫后的扒渣： 经过脱硫处置后的铁水，须将浮于铁水外表上的脱硫渣除去，防止转炉炼钢时因产生逆反响呵斥回硫，渣中MgS或CaS会被氧复原，即： (MgS)+O=(MgO)+S (CaS)+O=(CaO)+S 因此，只需经过扒渣的脱硫铁水才允许兑入转炉。要求钢水硫越低，相应要求扒渣时扒净率越高，尽量减少铁水带渣量。

11、.本厂铁水脱硫实践效果 铁水初始硫：0.022-0.062%,平均0.033%。 铁水终点硫：0.004-0.030%,平均0.008%。 颗粒镁耗量：0.245-0.672Kg/t铁,平均0.410Kg/t 铁。 平均铁水温降：0.56/min。.3、炼钢原资料 原资料是炼钢的物质根底，原资料质量的好坏对炼钢工艺和钢的质量有直接的影响.国内外大量消费实际证明，采用精料以及原料规范化，是实现冶炼过程自动化、改善各项技术经济目的、提高经济效益的重要途径.炼钢原资料铁水氧气氩气废钢石灰铁矿石萤石轻烧白云石生白云石增碳剂脱氧与合金化用铁合金.铁水罐车供应铁水设备简单，投资省。废钢供应采用汽运废钢至废

12、料间后，电磁吊装料，称量后由废钢料槽运输车运入加料跨废钢区，再参与转炉。工业用气氧气、氩气，制氧厂提供。.铁合金供应铁合金贮料间铁合金高位料仓供应方式适用于大型转炉车间.散状料供应散状原料间的地下料仓贮料量普通按310天思索，白灰定存量应控制在12天内。地下料仓深处应思索设有排水设备，散状料保送和参与系统应设置除尘设备。散状料高位料仓布置。.散状料上料系统 .铁合金上料系统 .4、炼钢根本工艺制度装入制度造渣制度供氧制度温度控制终点控制及脱氧合金化.工艺参数计算机在线自动采集、传送、报表生成.装入制度 转炉装入制度有：定量装入制度、分阶段定量装入、定深装入制度。分阶段定量装入适宜于中小转炉，定

13、深装入实践消费中没有采用，定量装入发扬了设备的最大潜力，消费组织操作稳定，有利于规范化操作和自动控制，大型转炉广泛采用。装入制度是确定转炉合理的装入量，适宜的铁水废钢比。转炉的装入量是指主原料即铁水和废钢的总装入量。我厂全炉役采用根本恒定的装入制度。总装入量为铁水+废钢2261 吨。目的出钢量为210t 。铁水和废钢必需经称量入炉。.210t转炉炉型工艺参数为：210t转炉公称容量210t，平均出钢量210t。炉壳外径为8160mm，炉壳内径为8000mm，炉壳钢板厚80mm。炉壳全高为10842mm不包括水冷炉口为10672mm。转炉高径比1.3，砌砖后容积为203.69 m3，炉容比 0.

14、97m3/t熔池直径5792mm，熔池深度1730mm，砌砖后炉内高9570mm。出钢口直径160mm，出钢口角度10o。炉口直径3220mm，炉口标高16.895m。.迁钢转炉.迁钢转炉兑铁.转炉炉体构造及托圈转炉炉体包括炉壳和炉衬。炉壳为钢板焊接构造，主要有锥形炉帽、筒形炉身及球形炉底组成。炉衬由任务层、永久层和填充层三层组成。水冷炉口托圈是转炉的重要承载和传动件。普通采用钢板焊接成箱形构造。.转炉倾动机构用于倾动转炉炉体特点：减速比大，倾动力矩大，启、制动频繁，接受较大的动载荷，任务条件恶劣设计要求：满足工艺要求，平安可靠地运转，顺应高温、动载、扭振的作用，具有较长的寿命。无级调速，转速

15、0.1-1.5r/min，我厂0.1-1.0r/min。倾动力矩：应满足最大合成力矩要求。.转炉倾动机构方式全悬挂传动系统：构造紧凑，分量轻，传动机械不受耳轴偏斜影响，并可以在单个驱动电机发生缺点时，其它系统仍能正常任务。.造渣制度造渣制度是确定适宜的造渣方法、渣料的 种类、渣料的参与数量和时间以及加速成 渣的措施。终渣碱度按3.2-3.6控制，不低于3.0。终渣TFe应控制在10-15%。终渣MgO控制在9-12%。.供氧制度 供氧制度是整个吹炼过程的主导要素，直接影响冶炼效果和钢的质量，包括化渣速度、喷溅大小、炉衬寿命、温度制度、终点控制。供氧制度的主要内容包括确定合理的喷头构造、供氧流量

16、、氧压和枪位控制。.氧枪系统控制画面.氧枪设备氧枪直径：外管355.68mm20#钢；中管299720#钢；内管2196mm氧枪长度：22515mm 提升机构：卷筒直径:1216mm；钢丝绳：40mm ,2根,每根长度90m；最大起升量:20吨；任务行程: 19.22m；最大行程: 20.15m氧横移车:速度:0.02-0.234m/s；行程:4000mm；电机:2台.氧枪由三层无缝钢管套装组成，外径为355.6mm，由 外向内是排水、给水、通氧。运用锻压组合式五孔氧枪喷头，属转炉用氧世界先进 技术，国内领先。现用喷头参数 孔数:5 喉口直径:43mm 出口直径:55.6mm 马赫数:1.99

17、 喷孔与喷头中心线夹角:16o.锻压组合式喷头构造1-喷头端部及喷孔扩张段；2-喷孔喉口段；3-导水板；4-进氧气管；5-中层管；6-外层管；7-“O形密封圈.氧流量控制40000 44000Nm3/h。氧枪高度：开吹枪位距液面2.32.5米，过程枪位1.8-2.4米，终点降枪1.7米，时间大于2分钟，根据化渣情况应及时调整枪位，保证全过程化渣良好，不返干。吹氧时间14.5-15min。单位耗氧55Nm3/t。.炼钢过程氧枪枪位曲线吹炼枪位吹炼过程枪位溅渣枪位.氧枪升降控制点最低点：转炉炉役后期氧枪下降的最低位置吹氧点：氧枪开场进入正常吹炼的位置变速点：氧枪升降到此就进展自动变速等候点：位于炉

18、口上或固定烟罩内，以氧枪不影响转炉倾动为准开氧点与停氧点：氧枪下降至开氧点，翻开切断阀供氧，氧枪上升至停氧点，封锁切断阀停顿供氧最高点：氧枪在操作的最高极限位置换枪点：由氧枪最大行程和有效行程决议有效行程最高点标高最低点标高最大行程换枪点标高最低点标高.温度控制温度控制主要是指炼钢过程温度控制和出钢温度控制。序号参 数单 位温度变化1铁水量吨1.42铁水含碳0.1%103铁水含硅0.1%24.44铁水温度108.25废钢量吨-7.36铁块量吨-4.17石灰、萤石量吨-6.58补热硅铁100kg6.09空炉时间分钟查附表10终点碳%查附表11焦炭量吨25.012矿石量吨-2413生白云石量吨-1

19、8影响炼钢终点温度控制参数如右表所列.出钢温度首先取决于所炼钢种的凝固温度。而凝固温度要根据钢种的化学成分而定。连铸中间包钢水的过热度与钢种、坯型有关，如低合金钢方坯取25-35 C ，板坯取15-25C。出钢温度要思索从出钢至浇注各阶段的温降。高效钢包烘烤及合理的钢包周转。本厂供应方坯低合金及Q235钢水，出钢温度普通为16701695 C。.终点控制及脱氧合金化 终点控制主要是指终点温度和成分的控制。对转炉终点的准确控制不仅要保证终点碳、温度的准确命中，确保S、P成分到达出钢要求，而且要求控制尽能够低的钢水氧含量O。 为了调整钢中合金元素含量到达所炼钢种规格的成分范围，向钢中参与所需的铁合

20、金的操作是合金化。 挡渣出钢是消费纯真钢的必要手段之一。其目的是有利于准确控制钢水成分，有效的减少钢水回磷，提高合金元素吸收率，减少合金耗费。有利于降低钢中夹杂物含量，提高钢包精炼效果。还有利于降低对钢包耐火资料的蚀损。.出钢后期挡渣机进展自动挡渣.5、转炉炉衬及溅渣护炉.砌炉转炉炉衬采用镁碳砖综合砌炉炉身用镁碳砖MgO 80%， C 14%，炉身任务层厚850mm，永久层厚230mm。炉衬砖总分量668.513t。溅渣转炉溅渣护炉是出钢以后，经过氧枪向炉内稠化的炉渣喷吹高压氮气，溅起炉渣使炉衬构成炉渣涂层。从而提高炉龄，降低耐火资料耗费的一项新技术。转炉开吹参与轻烧白云石或生白云石，炉渣控制

21、要求“早化渣，化好渣，溅得上，耐得住。终渣控制：碱度R=3.2-3.6，MgO=9-13%。我厂要求溅渣用氮气流量45000立方米/h。保证氮气正常供应，是发扬溅渣护炉效果的关键。工艺要求氮气压力1.62.2Mpa，今年氮气供应缺乏，炉帽薄弱。适宜的炉型及炉底控制。投产后1号炉第一炉役方案炉龄6000炉，2号炉第一炉役方案炉龄大于8000炉。.转炉溅渣护炉表示图.6、转炉顶底复合吹炼 顶底复合吹炼就是从转炉熔池的上方供应氧气，从转炉底部供应惰性气体前期吹氮后期吹氩，强化熔池搅拌，促进钢渣界面反响，使反响更接近于平衡形状，显著地降低钢水和炉渣中的氧含量，以提高钢水质量，降低耗费。.转炉复吹流程控

22、制.我厂复吹工艺特点转炉采用8支底吹透气元件。底吹氩气、氮气以2.5MPa高压由制氧厂直接保送到转炉，实 现大压力、大调理比、继续稳定的供气。供气强度0.03- 0.15Nm3/mint 。底吹透气元件采用双环缝底枪供气。每支透气元件进展独立供气控制，底吹气量在吹炼过程中可快速调理，氮气、氩气可快速自动切换。显著降低了钢水中氧含量和渣中TFe含量，强化熔池搅拌，渣中TFe含量降低2%，对冶炼低碳钢种更为有利。采用复吹工艺后炉衬侵蚀速度减慢，分析阐明底吹供气元件可与高寿命炉衬同步。.复吹与顶吹转炉终点碳与终渣TFe 含量对比.我厂采用复吹后的经济效益：1降低钢铁料耗费1.89kg/t。2低合金钢

23、节约硅锰合金0.915kg/t，节约硅铁合金0.158kg/t。碳素钢节约硅锰合金0.314kg/t，节约硅铁合金0.025kg/t。3节约氧气1.1Nm3/t。4节约石灰2kg/t。 一座转炉实施复吹，年可节约本钱671万元。.7、副枪及计算机炼钢 我厂副枪及计算机炼钢采用武钢技术，是由首钢与武钢共同开发的此项技术的第一个国产化工程。方案与三号转炉建立同步实施,然后再向一号、二号转炉推行.副枪组成副枪系统包括副枪本体设备和副枪自动化控制系统两部分组成。副枪本体设备包括副枪枪体、副枪升降小车、升降传动安装及旋转机构、副枪枪体旋转矫直机构、副枪探头、副枪密封刮渣安装，副枪探头存贮装卸机构等安装。

24、副枪自动化控制系统由副枪检测系统和副枪PLC控制系统组成。副枪控制系统应与铁水预处置、炼钢主副原料、氧枪、复吹、精炼PLC系统相联络，实现计算机控制炼钢。.副枪根本功能 副枪是自动化炼钢必备的重要设备，在炼钢吹炼过程的后期供氧量达85%，副枪开场第一次丈量温度、结晶定碳和采样，动态控制模型根据副枪丈量的结果对吹炼前静态控制模型物料平衡、热平衡、氧平衡等计算的数据进展校正，同时实时预测钢水的温度和碳含量。当预测值进入吹炼终点目的范围，发出提枪停吹指令。吹炼停顿后，副枪开场第二次丈量(温度、活度氧和取样)，终点碳含量由活度氧计算得到。 .副枪参数副枪外径114.3mm副枪长度21584mm；不含探

25、头长度插接件长度700mm；探头长度2000mm、直径80mm；副枪距氧枪中心线1100mm；副枪上升速度为150米/分、36米/分、6米/分；副枪提升行程22640mm；副枪回转角度96度；副枪旋转角度0-1.5转/分；5个弹仓，每个仓可存探头30支；副枪检测信号及DAS数据分析系统 T: 钢水温度 T: 结晶温度碳 E: 氧电势碳 H：钢水液位.副枪复合探头的功能TSC：测温、取样、定碳经过凝固温度和碳含量的关系求出碳含量，在吹炼前两分钟插入熔池测定，及时修正静态模型，实现动态控制。TSO：测温、取样、定氧经过碳氧关系计算出碳含量，在吹炼终点插入熔池测定。TSO探头在丈量终了后经过钢液/渣

26、的界面时，钢液温度和氧活度产生跃变，能快速计算出熔池钢液位。.TSC测定曲线结晶温度求值熔池温度求值11求值起始点求值窗口求值窗口24sec.TSO测定曲线.副枪操作画面.静态模型和动态模型温度模型主原料计算模型溶剂参与量计算模型氧量模型动态模型合金参与量模型自学习模型。 .双命中率目的 在满足一切验收保证条件下，终点C-T双命中率应到达如下目的。 注：计算公式 命中率= C.T命中累计炉数/符合计算机控制炼钢总炉数C范围（%） C精度(%) T精度() 投产9个月内命中率（%） 投产18个月内命中率（%） 0.06 0.015 12 70 900.060.12 0.020 12 6586.四

27、、炉外精炼 钢水炉外精炼就是将炼钢炉中冶炼的钢水移到钢包或其他 公用容器中进展精炼，也称为二次精炼。是满足钢种质量和连 铸对钢水成分、温度、纯真度和时间等衔接的严厉要求不可缺 少的重要工序。吹氩站及全程底吹氩系统钢水全程底吹氩工艺流程顶底复吹转炉出钢在线底吹Ar 钢包在钢水车上吹氩吊包转台在线底吹Ar精炼处置终了坐转台精炼站吹Ar吊包浇注. 钢包吹氩搅拌的作用1均匀钢水温度。2均匀钢水成分。3促使夹杂物上浮。. 吹氩操作画面.钢包底吹氩快速接通自动插拔安装.主要技术参数 任务压力、流量确定的普通原那么：最小的设定应确保透气砖不被堵塞；最大值那么以钢包液面渣层不被大面积吹开，以免钢水二次氧化。均

28、匀钢水温度成分用强吹，上浮夹杂用弱吹。 氩气流量、压力参数： Min:30NL/min Max:750NL/min 任务压力:0.31.0MPa. 钢水全程底吹氩实施效果 采用全程底吹氩系统，促进成分、温度均匀，净化钢水，缩短了精炼处置时间，提高了消费效率。铸机转台采用钢包弱吹氩工艺,进一步促进夹杂物上浮，提高钢水干净度，加强钢水可浇性。 采用全程底吹氩工艺，有利于均匀和调整钢水氧含量，在冶炼H08A等低碳种类钢过程中获得显著的效果，提高了H08A炼成率。 提高了产质量量。 .CASOB精炼工艺CAS-OB操作工艺 CAS是成分调整密封吹氩法，该工艺采用底吹氩强搅拌将液面渣层吹开，降下耐火资料

29、制造的浸渍罩，浸渍深度为200mm，在封锁的浸渍罩内迅速构成氩气维护气氛，可参与各种合金进展微合金化，合金吸收率高而稳定，钢的质量有明显的改善。为理处理钢加热的问题，增设顶吹氧枪和加铝粒设备，经过溶入钢水内的铝氧化发热，实现钢水升温，称为CAS-OB工艺。.工艺流程 钢包坐到CAS站钢包车上接通底吹氩管 、试气钢包车开到任务位底吹氩三分钟假设T测T目的，加废钢降温 底吹氩开场，浸渍罩下降合金化处置等待式样成分分析测温(定氧)、取样、测液面均匀温度、成分温度、成分能否合格测温(定氧)、取样浸渍罩提升到上极限位钢包车开出至吊包位吊包上铸机假设T测 T目的，吹氧加铝升温不合格.主要工艺设备参数 浸渍

30、罩 下口内径：1340mm 下口外径：1760mm 总 高 度：2720mm 下罩高度：1100mm 耐材分量：4000kg 总 重 量：5764kg 吹氧喷枪 直径耐材：185mm 枪长耐材：2600mm 枪长总长：9205mm 枪体总分量：356kg 耐材分量：140 kg.LF钢包精炼双工位电极旋转式.RH真空处置 带顶吹氧.供应连铸钢水条件严厉的温度控制。严厉的时间管理。严厉的成分控制。严厉的钢水脱氧控制，降低气体、夹杂含量。.五、方坯连铸工艺 连铸是把液态钢液直接浇注成所需求断面铸坯的浇铸工艺，它的工装设备就是连铸机，钢液在连铸机中成型、冷却、切割，得到符合轧钢需求的坯料。连铸是炼钢

31、和轧钢的中间环节，是炼钢消费的重要组成部分。 迁钢公司炼钢分厂一期工程建有两台八机八流方坯连铸机，主要消费普碳钢和低合金钢。产品为130130mm160160mm小方坯，供首钢厂区轧钢运用，构成年产200万吨钢坯的消费才干 。 如今消费断面为130130、140140的小方坯。 .方坯连铸机.连铸工艺流程图 .1、连铸工艺及设备 1设计的连铸产品方案 产品方案见表 铸机名称铸坯定尺 铸坯用户年产能力（万吨）断面尺寸/mm长度/m1#方坯连铸机130130mm140140mm160160mm12首钢厂区轧钢厂1002#方坯连铸机130130mm140140mm160160mm12首钢厂区轧钢厂1

32、00合 计200.设计的消费钢种 方坯连铸坯分钢种产量表序号钢种代表钢号年产量数量 （万吨）比例 （%）1普碳钢Q215BQ235B100502低合金钢Q345、HRB335、HRB400、20MnSiV10050合 计200100.2主要设计思想连铸机消费普碳钢和低合金钢，但预留未来消费部 分优质钢种的能够性；连铸机与转炉之间的匹配采用2对1的方式；八流方坯铸机采用双中间包浇注，每4流一个中间包；方坯铸机机型为弧形，根本圆弧半径：R=9000mm;铸机按照8流设计，消费中可采用6流或7流浇钢， 由于不具备热送条件，不思索铸坯热送，全部铸坯 在冷床上冷却后下线。. 3 铸机的主要技术改良钢包转

33、台吹氩： 在钢包转台上采用弱吹氩氩气流量：3050L/min, 压力：0.4 0.5Mpa,吹氩时间约15分钟 到达净化钢水的目的。钢包到中间包的钢水维护采用长水口加氩封，防止 钢水在空气中二次氧化，提高维护效果；见图四中间包至结晶器采用浸入式水口维护渣浇注，维护 中间包钢流。.浇注过程中大包加维护套管.采用大容量中间包： 正常浇注液面970mm，中间包钢水量20吨；溢流液位1020mm，中间包钢水量为23吨，利用中间包净化功能去除夹杂，进一步提高钢水干净度 。 见图 中间包的水口间距为1200mm。 中间包称重，中间包加盖； 中间包开浇杯由耐火纤维做成，是外径为200mm,内径为160mmm

34、的圆筒体,开浇后开浇杯自动浮起，相邻两流之间开浇时间差为12分钟。 中间包开浇杯的溢钢口高度如下表： 流号一二三四溢钢口高度/mm470440410380.结晶器采用半板簧导向、短臂四连杆振动机构，可以提高结晶器震动的稳定性，保证铸坯质量； 预留结晶器和凝固末端电磁搅拌；预留结晶器钢水液位检测。 二冷水实现静态自动控制：二冷各段水量随拉速变化自动调理。见图：二冷水自动调理图. 打结好的大容量中间包. 二冷水自动调理图.拉矫机采用延续矫直的五辊液压拉矫机：1、支撑臂 2、液压缸 3、减速机 4、自动辊 5、电机 6、底座 7、支座 8、从动辊 9、上辊支架 10、自动辊 11、减速机 12电机

35、13、冷却罩. 采用液压拉坯可确保拉坯过程平稳；采用延续矫直减缓了铸坯的矫直变形，有利于提高铸坯质量。 引锭杆采用刚性引锭杆： 由于刚性引锭杆是一个整体，刚性好，对弧精度高，操作简单，节省时间，因此迁钢炼钢分厂方坯连铸机采用刚性引锭杆，以减少送引锭杆及浇注的预备时间，节约人力，提高铸机作业率；利用刚性引锭杆刚性好的优点，简化二次上引锭的操作，利于在堵流后的二次上引锭和二次开浇，为消费组织发明条件，提高连浇炉数；简化的二次冷却区，保证喷雾水均匀冷却，提高铸坯质量；改善工人劳动强度，确保平安消费。 .铸机引锭杆及存储安装图 1、导槽 2、导向辊 3、支撑辊 4、引锭钩 5、气缸 6、气缸支座 7、

36、存储架支座 8、存储架 9、液压缸 10、液压缸支座. 铸坯采用红外自动定尺切割： 红外自动定尺可以设定定尺长度，并跟踪铸坯到达设定定 尺长度时启动切割机自动切割，将铸坯切割成所需定尺， 定尺丈量精度为5mm。采用红外自动定尺切割后，切割定 尺定位准确,误差由原来的100mm减小到20mm，提高定 尺率,如今已达100。见图铸机自动化： 方坯铸机自动化控制主要是由可编程控制器、PC机和监视 器等组成，承当消费和过程逻辑控制模拟控制义务；显示 控制各工艺环节和监视各工艺流程和其画面，并实现消费 管理，编制消费命令、数据采集、报表输出等。 见图. 红外定尺自动切割图. 连铸机主监控画面. 铸机浇注

37、过程中中间包称重趋势图 2005年10月19日2#连铸机1#中间包14流钢水称重趋势图2005-10-196:50:002005-10-1911:02:002005-10-198:56:00 33.1 38.4 43.6 48.9 54.1 59.4CyclicCyclic_ 1#中间包分量 (炼钢:plc014_db23_real336)_ 1#中间包分量 (炼钢:plc014_db23_real336)(2005-10-19 7:39:33) 57.0 None(2005-10-19 7:39:33) 57.0 None-0.6 None (0 days, 02:30:58)(2005-1

38、0-19 10:10:30) 56.5 None(2005-10-19 10:10:30) 56.5 None-0.6 None (0 days, 02:30:58). 铸机浇注过程中的拉速趋势曲线2005年10月19日2#连铸机2流拉速趋势曲线.4连铸机设计的主要工艺参数 拉坯速度 铸机任务拉速是按照一座转炉对两台铸机情况下满 足7流浇钢，最大拉速按满足六流浇钢的正常消费需求 思索的。 不同断面的铸机任务拉速和最大拉速见下表:.连铸机的拉坯速度铸坯断面（mm）比例（%）130130140140160160平均或合计生产比例（%）333334100拉速（m/min）工作最大工作最大工作最大工作

39、最大I类钢种503.13.72.73.22.12.62.63.2II类钢种502.93.62.53.01.92.42.43.0III类钢种0平均或合计1003.03.92.63.322.52.53.1I类钢种：Q235Q255II类钢种：16Mn、20MnSi、20MnSiV、Q215III类钢种：无. 铸机圆弧半径和冶金长度 铸机根本圆弧半径，R=9000mm; 铸机浇注160160mm方坯，在最大拉速2.6m/min 时液芯长度为22.3米。思索留有一定的裕度，设计 时，从结晶器液面到火焰切割机始切位置的间隔为28 米，转台中心到活动挡板间隔为74米。 平台标高、流间距 浇注平台标高：92

40、65mm 钢包操作台标高：15400mm 流间距：思索到未来安装外置式结晶器电磁搅拌 感应器的需求添加到1200mm。 45流间距：2560mm 其他流间距：1200mm.5连铸机工艺设备主要性能 1钢包回转台 功能：用于钢包快速改换，实现多炉连浇。 型式：直臂式，双臂回转，单臂升降，称重和吹氩 功能。 承载才干：单臂350吨，双臂700吨 钢包叉臂升降行程：600mm； 回转半径：5500 mm； 旋转速度：0.75r/min； 事故驱动：0.41r/min； 气动马达压力：0.50.6MPa.方坯连铸机大包转台.2钢包加盖机 包盖最大提升高度：1200 mm；最大提升速度：30mm/s；

41、吊臂最大回转速度：60/s； 最大回转角度：960； 包盖提升油缸：任务压力10Mpa，最大推力49087kg； 吊臂回转：摆动油缸任务压力16Mpa, 最大推力2049kg; 包盖分量：3.5吨. 3钢包 钢包分量：210吨 钢包滑动水口间距：1600mm； 滑动水口直径：50mm； 滑板材质：铝碳；刚玉质。 上水口：刚玉； 下水口：莫来石。 4中间包车 型式：全悬挂式； 走行速度：交流变频调速219.3m/min； 升降行程：任务行程400mm；最大行程：450mm； 横向对中行程：160mm； 提升速度：30mm/s. 5中间包及包盖(双中间包加盖浇注) 任务液位深度：970mm， 钢水

42、分量：20吨/包； 溢流钢水深度：1020mm，钢水分量：23吨/包； 定径水口间距：1200mm。 6结晶器 型式：管式延续锥度结晶器带足辊； 铜管长度：900mm； 铜管总锥度：130130mm：0.80%/m； 140140mm: 0.77%/m。 足辊对数：2对，足辊长度：mm， 足辊直径：100mm； 结晶器水量：最大2000l/min。.安装好结晶器的铸机.方坯结晶器剖面图. 7结晶器振动安装 导向机构：板簧短臂四连杆机构； 振动方式：正弦曲线； 行程：0-16 mm； 振频：变频调速32300次/分， 目前运用为：130130mm：170次/分； 140140mm: 140次/分

43、； 8二次冷却 水量分配 二次冷却总水量按浇160160mm铸坯在拉速 2.6m/min时，冷却强度到达2.0 l/kg设计的。冷却方式：喷水冷却； 冷却区段：4段/流 二冷导向辊 起动弹簧压力：0.2Mpa；载荷：580； 对夹辊开口度: 最大230mm;最小：120mm。 .每流二冷区划分和二冷水主要参数冷却区段 冷却区 名称冷却区长度（mm）冷却区水压（MPa）冷却区最大水量（l/min）1足辊段2500.20.9300（76）2活动段22800.20.9400（305）3固定段25000.20.9200（76）4固定段25000.20.9100（52）合计75301000（509）注：

44、消费中运用的二冷区实践水压为0.30.7MPa,上表最后一栏括号中的数值是140方、HRB335钢种、冷却强度为1.2 l/kg、拉速为2.8m/min时的二冷区各段的实践水量。.9拉矫机 型式：5辊液压延续矫直 上引锭杆压力:4.0Mpa； 最大速度：5.0米/分; 最大拉坯速度： 3.6米/分; 拉矫机热坯压力：1.00.1Mpa 130130mm 、140140mm10刚性引锭杆 引锭杆长度：12960mm；包括引锭时总长：14450mm； 引锭杆节数：5； 引锭杆锁紧气缸：305/753353mm； 气压：0.5Mpa; 存储架摆动油缸：125/701030mm； 压力：4Mpa。.

45、11切割方式：采用火焰切割，参数如下表：12出坯设备 主要包括切割辊道、活动挡板、钢坯提升机、终端挡板、横移机、分别器、拨钢机、翻转冷床、储坯台、横移车、钢坯保送辊道、电磁吊下线。切割厚度（mm）切割宽度（mm）切割氧压力（MPa）预热氧压力（MPa）焦炉煤气压力（MPa）切割速度（mm/min）140-160140-1601.2-1.40.30.25-0.30-400.2、连铸工艺参数确实定 连铸工艺本质上是温度制度、拉坯制度、冷却 制度三大制度。(1)温度制度：指中间包钢水温度的控制。 中间包钢水温度确实定： T中=Tl+T T中中间包钢水温度； Tl钢种液相线温度； T钢水过热度 。.钢

46、种液相线温度 液相线温度是由钢水成分所决议的，其 计算公式如下： Tl=1536-78C%+7.6Si%+4.9Mn%+34P%+30S%+ 5.0Cu%+3.1Ni%+1.3Cr%+3.6Al% C%、Si%该元素的百分含量； 1536 纯铁的熔点。. 过热度T 连铸钢水过热度对铸机产量和铸坯质量有重要影响，过热度高、低对连铸操作和铸坯质量的影响如下表：高过热度低过热度拉速低拉速高增加拉漏几率拉漏几率小柱状晶发达，中心等轴晶区减小柱状晶区小，等轴晶区大中心偏析加重中心偏析减轻有利于夹杂物上浮夹杂物上浮困难. 过热度受钢种、钢包和中间包的热形状、中间包容量和外形、中间包内衬材质、铸坯断面、钢水

47、纯真度和铸坯内部质量的影响。 对小方坯钢水过热度参考值钢种高碳钢低碳钢低合金钢过热度（）+2030+2040+2040 . 结合迁钢情况我们规定：目的过热度控制在2035。目前我厂Q235B钢种中包温度控制在15401555；HRB335钢种控制在15301545。 我们统计了10月份上中旬和9月份全月的中间包钢水过热度情况，共统计1183炉，过热度在2035范围内的共有1069炉，占总炉数的90.36%。 重要的是温度的稳定，不能动摇太大，否那么会影响到整个连铸消费的稳定。.(2) 拉坯制度： 根据钢种、断面、铸坯质量确定拉坯速度。 拉坯速度是连铸机消费才干的重要标志。当连铸机稳定后，其拉速

48、为任务拉速。但从消费出发，希望尽能够提高拉速，当铸坯液芯长度等于冶金长度时的拉速称为最大拉速。 冶金长度指从结晶器内钢液面到拉矫机最后一对辊子中心线的实践长度，即按设计最大拉速计算出来的铸坯液芯长度。.影响拉速的要素：钢种的影响：由于钢种不同，凝固系数也不同。碳素钢凝固系数最大，合金钢的凝固系数最小。在同样铸坯断面时，碳素钢的拉速比合金钢的拉速要大，普通合金钢的拉速要比碳素钢的拉速低2030%。铸坯断面的影响： 由于铸坯断面大，在同样凝固系数条件下，铸坯液芯长度添加，带液芯矫直影响铸坯质量，所以铸坯断面大，拉速要减小。.结晶器出口坯壳厚度的影响： 结晶器出口坯壳厚度计算公式如下： =k(L有效

49、/V)1/2 结晶器出口坯壳厚度mm； k结晶器凝固系数，mm/(min)1/2,普通k取20 mm/(min)1/2； L有效 结晶器有效高度，mm； L有效=L-100； L结晶器设计长度，mm； 100结晶器内钢水液面高度，mm； V拉坯速度，mm/min；. 对小方坯普通要求结晶器出口坯壳厚度大于810mm，以防止拉漏。 在消费中，根据结晶器出口坯壳最小厚度要求，结合结晶长度，求出拉坯速度，再按钢水温度、钢种做一定调整。 目前我厂130130mm铸坯拉速2.83.2m/min；140140mm铸坯拉速在2.63.0m/min之间。.(3)冷却制度结晶器冷却又称一次冷却 钢水在结晶器内冷

50、却构成要求的外形、具有足够 厚度的坯壳而不拉漏，因此对结晶器的构造、铜管 材质、内腔尺寸、冷却水量等都有严厉的要求。 对小方坯连铸来讲，普通采用管式结晶器铜管 的材质为Cu-Ag合金，内外表加镀层添加耐磨性。 为了减少由于坯壳收缩而在铜管与坯壳之间产生的气 隙影响结晶器的传热效果，铜管都制形成带锥度的。 . 锥度计算公式如下： 锥度%/m= (S上-S下 ) /( S上L)100% S上结晶器上口边长，mm； S下结晶器下口边长，mm； L结晶器长度mm。 我厂130130mm、140140mm方坯结晶器的锥度约在0.8%/m。. 结晶器水量确实定： 结晶器水量是根据结晶器内冷却水流速来确定的

51、，按照对流传热的原理，水流速度6m/s以后，对传热影响不大，所以方坯结晶器的水流速度普通控制在69m/s；但水流速度太低会在结晶器水槽内产生气泡影响传热，故近年来水流速度有增大的趋势。我厂方坯结晶器水流速度约10m/s。 确定了水流速度，再乘上水缝面积就得出结晶器水量。 我厂： 130130mm结晶器水流量为：140050 l/min； 140140mm结晶器水流量为：150050 l/min。.二次冷却 由于出结晶器的铸坯尚未凝固，所以在铸坯出结晶 器后，还要继续冷却，直到铸坯完全凝固为止。为得到 良好的铸坯质量，要求二次冷却： a.同一横断面上冷却均匀； b.沿铸坯运动方向，从上到下水量递

52、减； 普通将二次冷却区分成几段，我厂铸机二次冷却区分成足辊段、活动段、固定段、固定段 四个冷却段，各段的冷却水量是单独控制的。. 二次冷却总水量确实定：首先根据钢种确定冷却强度，不同钢种冷却强度参考值如下表：钢种低碳钢及低合金钢高碳钢合金钢冷却强度（l/kg）1.01.20.81.00.40.8 按照“总水量=冷却强度拉速每米铸坯的分量升/分钟确定二冷段的总水量，然后根据每段的水量比分配到各段，确定各段的水量，再视铸机详细情况作适当调整。. 我厂普碳钢和低合金钢的冷却强度在1.01.2 l/kg。 各段配水比如下：部位足辊段活动段固定段固定段占总水量的比例/%15601510 实践消费中以铸坯外表温度作为衡量二冷水合理与否的标志。铸坯在进拉矫机时T表=10001050，而且铸坯四面温度均匀，阐明二冷水比较合理。.(4)操作控制 连铸消费稳定是最重要的，要到达高产、优质的目的，就要贯彻连铸操作“三稳定原那么。 三稳定原那么是： 钢水温度稳定； 中间包和结晶器内钢水液面稳定； 拉速稳定。 上述三条原那么中，钢水温度稳定是前提，具备了这个前提条件，中间包和结晶器内钢水液面也稳定了，才干使拉速稳定，只需拉速稳定了，才干得到较好的铸坯质量，减少事故，到达高产的目的。.3.刚性引锭杆的运用情况 在消费运用过程中，调整极限位置，实现了