连铸技术讲座解析.ppt

板坯厚度薄 在设备方面，要求对传统的结晶器、浸入式水口进行改造， 使之能对钢水注入较窄的结晶器进行可靠控制；另外拉坯 速度快，出结晶器时的坯壳厚度小，在二冷区的导向辊之 间容易产生鼓肚（甚至拉漏），影响铸坯质量。故二冷区 只能采用小辊径、小辊距的密辊布置方案。 在工艺方面，薄板坯不适合在加热炉中进行加热，因为若 用加热炉，其长度必将远大于常规加热炉，这是不经济的； 同时由于比表面积大大增加，加热过程的表面烧损也会增 加。因此薄板坯连铸只适合采用连铸连轧工艺，还要求铸 坯无缺陷。 4.1.2薄板坯连铸的技术问题 在操作方面： 薄板坯的表面积数倍于普通板坯，加上铸坯温度高、表面氧化严重，要求进行保护浇铸； 结晶器内的温度分布规律易受操作因素干扰，难于稳定，对操作要求更高； 为使薄板坯连铸与普通连铸具有相同的生产率，拉坯速度要与板坯厚度的减少成比例提高，要求能对高拉速、可变拉速及多炉连浇进行可靠控制。 生产过程连续 薄板坯连铸只能采用连铸连轧工艺，使得整个生产过程连续进行。 在操作方面，要求出坯温度高，能满足直接轧制的要求，并使薄板坯在整个断面上温度分布均匀。 在铸坯质量方面，考虑到直接装炉，要求铸坯无缺陷。 在机组衔接方面，注意机组的衔接匹配，能对联合机组进行可靠的控制，使整个生产系统获得尽可能高的利用率。 薄板坯连铸的金属学特点 浇铸薄板坯时必然出现下列两种情况：一是从钢水到凝固的冷却速度快，使凝固组织细化、合金元素固溶量增大、细小析出物增多；二是铸坯薄，不能在后续轧制工序施加大压下率，这使浇铸组织的残存组织粗大化，造成轧制退火后的力学性能和表面质量恶化。 薄板坯连铸连轧工艺使对晶粒尺寸有明显影响的相变不再在热轧前发生，致使直轧坯初始晶粒比传统工艺的约粗大10倍；同时，连轧工艺中热轧压缩也会产生晶粒粗化和MnS、Nb、V等的析出。有文献认为，对于未变形的铸坯如CSP铸坯，因其原始组织粗大，均温时晶粒粗化不严重；而经过铸轧或大压下量轧制变形的铸坯如ISP铸坯，均温时的晶粒粗化就不容忽视。均温时的晶粒粗化可通过对均温温度的控制来实现。这一特点要求确立 工序之间互为补充和制约且能生产最佳产品的综合技术，要使金属学的要求积极反映在浇铸和轧制上。 薄板坯凝固速度快 薄板坯连铸在冶金上的突出优点就是铸坯很薄，凝固速度快，导致内部组织晶粒细化，球状晶区扩大，中心偏析减少，提高了板坯的致密度，对下一步轧制加工很有利，可以减少压缩比。 按照凝固过程的经典方程，凝固壳厚度S的增长和凝固时间t的平方根成正比，即 S=kt1/2微分得到铸坯的凝固速度：dS/dt=1/2kt(-1/2) 由上式可知，板坯凝固速度随时间的延长而减慢。50mm厚的薄板坯其全凝固时间约为0.9min，而250mm厚板坯全凝固时间约为23.1min。薄板坯的凝固过程是处在快速凝固区，而厚板坯的凝固过程大部分是处在慢速凝固区，只是表层金属有细晶粒层。这就是薄板坯连铸凝固速度快、致密度好的理论依据,工业实践已证实。 薄板坯的比表面积大 比表面积就是单位重量钢坯的表面积。薄板坯的比表面积增大后，在工艺上带来如下影响： 由于生产同样吨位的铸坯与结晶器的接触面积增大了若干倍，为保证其经济的寿命周期，薄板坯结晶器铜壁的抗磨性能要求大大提高。 在结晶器内，凝固初期任何可能引起铸坯表面质量问题的因素都必须严格杜绝，不然将导致严重的后果。为此，保护渣的供给、结晶器内流股的行为、液面的控制、振动模型的选择（减轻振痕和消除粘结）等将成为薄板坯连铸工艺的基本技术而要求加以完善。 由于比表面积大，热量容易散失，所以生产高温铸坯的保温技术就变得更为重要和困难。 薄板坯连铸冶金长度短 薄板坯因为薄且凝固时间短，其连铸机的冶金长度也很短。薄板坯连铸机的冶金长度大约在5—6m，而厚板坯连铸机的冶金长度大约为40m左右。冶金长度缩短会使连铸机的机长大大缩短，设备少、重量轻、投资省。 4.1.3薄板坯连铸连轧的关键技术 薄板坯的厚度选择 CSP选择厚度的原则是能满足省略粗轧机架而直接进行 精轧要求的必须厚度.漏斗型结晶器铸坯厚70mm， 进入 精轧机架轧制，最终可以轧成2.0mm厚的热轧带卷。 ISP为与精轧机组配合，开发了液芯铸轧和固相轧制技术， 使出结晶器后的铸坯在二冷一段经软压下变为40mm厚， 再经过2—3机架粗轧机进行全凝固状态下的固相轧制减薄 至15—20mm直接可入精轧机，同样可以轧制2.0mm厚 的热轧带卷。 结晶器设计 在结晶器形状方面，要使结晶器不对凝固壳产生过大的应力，以减少坯壳表面缺陷和裂纹缺陷；要易于设计、加工和容纳浸入式水口，并使浸入式水口具有较长的使用寿命；要有足够的化渣面积。 在结晶流场方面，要能容纳较大量的钢水，减少钢水湍流，使结晶器短边侧附近的涡旋不太强烈