【正文】 cctec 中冶連鑄 Friday, October 21, 2011江西萍鋼實業(yè)股份有限公司九江分公司兩臺R8m五機五流方坯連鑄機工藝操作手冊庫號：R290C0501 中冶連鑄技術(shù)工程股份有限公司1 　　　　　　　　　　2011年07月01日江西萍鋼實業(yè)股份有限公司九江分公司兩臺R8m五機五流方坯連鑄機工藝操作手冊庫號：R290C0501批 準(zhǔn)：部 審：審 核： 編 制： 中冶連鑄技術(shù)工程股份有限公司目 錄1 基本條件 1 冶煉條件 1 產(chǎn)品綱領(lǐng) 1 生產(chǎn)鋼種及連鑄機產(chǎn)量 1 鑄坯規(guī)格 1連鑄機主要性能參數(shù) 1 鑄機主要設(shè)備 2 鑄機工藝特點 2 澆鑄過程描述 32 連鑄車間工藝流程 43 理論基礎(chǔ)及計算公式 5 連鑄機基本弧形半徑 5 坯殼厚度及冶金長度 5 澆鑄速度 5 振動參數(shù) 6 溫度影響 7 結(jié)晶器散熱 7 二次冷卻 8 熱坯長度 84 連鑄機冶金參數(shù) 9 連鑄機拉速計算 9 連鑄車間配合生產(chǎn)能力 10 配合拉速及爐機匹配 115 原材料、燃料及動力消耗指標(biāo) 126 能源介質(zhì)供應(yīng) 13 連鑄機供電 13 冷卻水 13 壓縮空氣 14 儀表用壓縮空氣 15 氧氣 15 燃?xì)?16 氬氣 167 二次冷卻水系統(tǒng) 17 二冷水量控制 178 耐火材料 17 鋼包保護(hù)套管 17 中間包內(nèi)襯 17 結(jié)晶器保護(hù)渣 18 中間罐保溫劑 189 澆鑄前的準(zhǔn)備 1810 連鑄操作簡述 21 鑄機各操作臺、箱的編號及相關(guān)說明 21 鑄機操作狀態(tài)設(shè)置及說明 22 連鑄機本體各設(shè)備操作、控制簡述 25 澆鑄事故及操作失誤的應(yīng)急處理 3011 鑄坯質(zhì)量評估和處理 34 形狀缺陷 34 表面缺陷 35 內(nèi)部缺陷 3612 安全操作規(guī)程 37 鋼包區(qū)域安全操作規(guī)程 37 中間罐區(qū)域安全操作規(guī)程 38 澆鑄過程安全操作規(guī)程 39 結(jié)晶器液位控制放射源的安全操作規(guī)范 41 二冷室內(nèi)安全操作規(guī)范 41 切割、出坯區(qū)安全操作規(guī)范 41 能源介質(zhì)室安全操作規(guī)范 423 　　2011年07月01日1 基本條件 冶煉條件轉(zhuǎn)爐座數(shù)： 2座轉(zhuǎn)爐平均出鋼量： 55 t轉(zhuǎn)爐最大出鋼量： 60 t平均冶煉周期： 25~26 min 產(chǎn)品綱領(lǐng) 生產(chǎn)鋼種及連鑄機產(chǎn)量根據(jù)用戶要求，連鑄機生產(chǎn)能力按年產(chǎn)90104t合格連鑄坯設(shè)計。連鑄機主要生產(chǎn)鋼種包括碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼等，其代表鋼號見下表：序號鋼 種代 表 鋼 號1碳素結(jié)構(gòu)鋼Q195 Q2752優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼453低合金結(jié)構(gòu)鋼20Mn 鑄坯規(guī)格鑄坯斷面尺寸： 150150mm ，170170mm定尺長度： 5~連鑄機主要性能參數(shù)序號項 目單位參 數(shù)備 注1鑄機臺數(shù)臺22每臺鑄機流數(shù)流53鑄機型式全弧型，連續(xù)矯直4鑄機基本半徑mR85流間距mm12506結(jié)晶器銅管長度mm9007中間罐容量t正常：25，溢流：308鑄機冶金長度m～249鑄坯斷面尺寸mm150150，17017010定尺長度 m911拉矯機速度m/min～12拉速范圍m/min~13鋼包平均鋼水重量t5514單爐平均澆鑄時間min/爐15澆鑄準(zhǔn)備時間min3016鋼包回轉(zhuǎn)臺型式直臂式,帶稱重17中間罐車型式高低腿、液壓升降橫移18振動型式半板簧振動19引錠桿形式剛性引錠桿20二冷形式氣霧冷卻 21定尺裝置紅外攝像定尺22連澆爐數(shù)爐/次2023鋼水收得率%9724鑄機有效作業(yè)率%8525鑄機匹配產(chǎn)量t/a90104 鑄機主要設(shè)備178。 直臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺，帶鋼包加蓋及鋼包稱重裝置。178。 高低腿、液壓橫移無升降、帶稱重。178。 弧形管式結(jié)晶器、半板簧振動裝置。178。 連續(xù)矯直拉矯機，5輥整體機架。178。 自動火焰切割機。178。 引錠桿系統(tǒng)，剛性引錠桿、引錠桿存放裝置、脫引錠裝置。178。 出坯區(qū)設(shè)備，主要有輥道系統(tǒng)、移坯車、固定冷床及翻轉(zhuǎn)冷床。 鑄機工藝特點178。 采用鋼包稱重、中間罐稱重設(shè)施，監(jiān)控鋼包、中間罐鋼水重量，穩(wěn)定中間罐液面。178。 采用鋼包保護(hù)套管機械手，實現(xiàn)保護(hù)澆注。178。 采用結(jié)晶器電磁攪拌改善鑄坯的表面、內(nèi)部質(zhì)量。178。 采用結(jié)晶器液面自動控制技術(shù)，實現(xiàn)恒拉速澆注操作，保證鑄機生產(chǎn)的熱態(tài)穩(wěn)定性，避免非金屬夾雜的卷入和表面裂紋的發(fā)生，降低拉漏的發(fā)生率，保證鑄坯的外形尺寸，從而提高鑄坯表面質(zhì)量與生產(chǎn)效率。178。 采用氣水霧化冷卻，實現(xiàn)鑄坯弱冷制度。178。 采用密排噴嘴布置，減小鑄坯回溫。178。 采用高頻小振幅半板簧振動技術(shù)，避免振動不平穩(wěn)對鑄坯質(zhì)量的影響。178。 采用連續(xù)矯直技術(shù)，避免矯直裂紋的發(fā)生。178。 采用高效拋物線專用結(jié)晶器，滿足不同合金鋼鑄坯的收縮特性，提高冷卻效率高，降低拉坯阻力，結(jié)晶器維護(hù)工作量小。 澆鑄過程描述178。 連鑄機所用鋼水由轉(zhuǎn)爐提供。178。 內(nèi)裝成份和溫度均勻的鋼水的鋼包由吊車吊至鋼包回轉(zhuǎn)臺上（接受位），鋼水自動稱重。連接滑動水口液壓缸，回轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)180℃，鋼包停在中間罐上方（澆鑄位），鋼包保護(hù)套管通過保護(hù)套管機械手與滑動水口出口相連。178。 澆鑄前準(zhǔn)備工作就緒后，連鑄操作模式調(diào)至“澆鑄模式”。178。 打開鋼包滑動水口，鋼液經(jīng)保護(hù)套管流入中間罐。178。 當(dāng)中間罐內(nèi)鋼水液面達(dá)到500mm左右時，鋼液沖開引流砂進(jìn)入溢流擺槽，待鋼流穩(wěn)定后打開擺槽鋼液注入結(jié)晶器內(nèi)。當(dāng)結(jié)晶器液面達(dá)到液面檢測量程的10％時，啟動澆鑄按鈕，拉矯機、振動裝置、二次冷卻水閥門、二冷排蒸汽風(fēng)機自動開啟。鑄坯與引錠桿連接，導(dǎo)向裝置支撐熱坯，滿足冶金要求的各冷卻區(qū)自動冷卻鑄坯表面。178。 在拉矯機中鑄坯按預(yù)定的矯直曲線被矯直，在整個矯直區(qū)內(nèi)使鑄坯有最小的矯直應(yīng)變力。178。 鑄坯通過矯直后，啟動安裝在拉矯機后的脫引錠裝置使引錠桿與熱坯分離，引錠桿被引錠桿存放裝置收集存放在其上。當(dāng)鑄坯頭部經(jīng)過火切機時，手動啟動切割機將坯頭切除，之后火切機控制轉(zhuǎn)為自動，將鑄坯按預(yù)先設(shè)定的定尺長度進(jìn)行切割。178。 斷面為150x150mm或170x170mm（定尺為5~）的合格鑄坯通過出坯輥道、移坯車向一側(cè)翻轉(zhuǎn)冷床傳輸至鑄坯收集臺架最后由吊車吊至堆存區(qū)堆存；或者由移坯車向另一側(cè)固定冷床移坯至撥鋼機撥至熱送輥道。2 連鑄車間工藝流程合格鋼水↓鋼包加蓋→直臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺←鋼包稱重↓中間罐車及中間罐←水口快換裝置↓液面自動控制系統(tǒng)→結(jié)晶器←結(jié)晶器電磁攪拌↓半板簧振動↓二冷自動控制→導(dǎo)向段↓拉矯機↓切前輥道→引錠桿及引錠桿存放↓火焰切割機↓輸送輥道↓出坯輥道↓翻轉(zhuǎn)冷床和收集臺架←移坯車→固定冷床及過渡輥道↓十字旋轉(zhuǎn)臺及熱送輥道3 理論基礎(chǔ)及計算公式 連鑄機基本弧形半徑鑄機半徑的確定主要取決于對鑄坯質(zhì)量的要求及鑄坯的斷面尺寸，大弧形半徑有利于結(jié)晶器內(nèi)夾雜物和氣泡的上浮，改善內(nèi)弧皮下氣泡及非金屬夾雜物的富集，同時增加鑄坯凝固末端的鋼水靜壓力，有利于鋼水的補縮，改善鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量。根據(jù)產(chǎn)品大綱，并結(jié)合廠房條件，本連鑄機設(shè)計基本弧形半徑為R8米。 坯殼厚度及冶金長度液芯長度與坯殼凝固系數(shù)和凝固時間有關(guān)。凝固系數(shù)可認(rèn)為是凝固區(qū)的平均值。坯殼厚度計算公式如下：其中：s [mm] 坯殼厚度k [mm x ] 凝固系數(shù)t [min] 凝固時間L [m] 凝固長度vc [m/min] 澆鑄速度通過這一公式，任一長度鑄坯的坯殼厚度都可以計算出來。如果“s”用“D/2”代替的話，可得到如下公式：Lm（m）指液芯長度，也指冶金長度。凝固系數(shù)與鋼種有關(guān)，結(jié)鉤鋼采用中等強度冷卻，通常取K=29~30 mm/。 澆鑄速度最大澆鑄速度由冶金長度確定。冶金長度指從結(jié)晶器彎月面至火切機起切點。其中：k [mm/]. 凝固系數(shù)vcmax [m/min] 最大澆鑄速度s [mm] 鑄坯厚度的一半（D/2）Lm [m] 液芯長度，也指冶金長度任何時候拉速都不能超過限定最大拉速。當(dāng)拉速超過限定最大拉速時，鑄坯會產(chǎn)生鼓肚拉漏，切割到液芯的危險。在實際操作過程中，拉速取決于澆鑄時間，鑄坯斷面，鋼種，中間罐內(nèi)鋼水過熱度等，一般采用低拉速。 振動參數(shù)振動裝置使結(jié)晶器沿著鑄機半徑作上下循環(huán)運動。運動曲線可以是正弦也可以是非正弦曲線。振動裝置的技術(shù)要求是：178。 有效地防止坯殼與結(jié)晶器壁的粘結(jié)，并使鑄坯形成良好的表面。178。 減少鑄坯與結(jié)晶器間的摩擦力。178。 使鑄坯與結(jié)晶器間的潤滑均勻，以便更多的熱量從結(jié)晶器散出。振動曲線由4個參數(shù)確定：1. 振幅 振幅可在澆鑄過程中進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可以在停澆時調(diào)節(jié)2. 振頻 根據(jù)澆鑄速度自動調(diào)節(jié)頻率3. 非正弦系數(shù) 曲線可以是正弦也可以是非正弦4. 滑脫時間 負(fù)滑脫和正滑脫時間本鑄機采用半板簧振動技術(shù)，利用連桿和偏心套機構(gòu)往復(fù)運動來實現(xiàn)結(jié)晶器振動?？稍诰€調(diào)節(jié)結(jié)晶器振動的波形、頻率和振幅，選擇最佳的振動特性參數(shù)。振幅和振頻計算公式如下：S=C1+C2*Vcf =C3+C4*Vc+C5*Vc/2S 其中：Vc [m/min] 拉速S [mm] 振幅C1 [mm] 拉速為0時的振幅C2 [min] 振幅/拉速C3 [min1] 拉速為0時的振頻C4 [mm1] 振頻/拉速C5 [ 無 ] 負(fù)滑脫系數(shù)C6 [ 無 ] 非正弦系數(shù)小振幅和高振頻可獲得良好的鑄坯表面質(zhì)量，減少振痕。負(fù)滑脫振動可以在下降時對鑄坯產(chǎn)生一種壓力，有利于坯殼表面細(xì)小橫裂的焊合，板簧振動可保證負(fù)滑脫時間在合理的范圍內(nèi)。 溫度影響澆鑄溫度對凝固過程的影響與鑄坯的質(zhì)量有重要的關(guān)系。過高的澆鑄溫度會導(dǎo)致鑄坯質(zhì)量變差（中心疏松、粗大顆粒、大量夾雜、過多的應(yīng)裂等），甚至有拉漏的危險。過低的澆鑄溫度會導(dǎo)致鑄坯表面缺陷，中間罐水口內(nèi)冷鋼凝結(jié)。鋼水溫度過高時向鋼包內(nèi)吹氬是必要的，通過吹氬鋼包底部低溫區(qū)和上部高溫區(qū)混合可使鋼水達(dá)到合適的溫度。吹氬時間至少要5分鐘。鋼水溫度過低時，在澆鑄前鋼包內(nèi)鋼水要重新加熱直到溫度合適。以下幾個溫度與操作有關(guān)：178。 鋼包內(nèi)鋼水溫度 (TL/D)：澆鑄前鋼包內(nèi)鋼水溫度178。 中間罐內(nèi)鋼水溫度(TT/D) 178。 液相線溫度 (TL)：在此溫度之上鋼液完全液化下面公式為計算液相線溫度公式：TL [176。C] = 90 x C% 8 x Si% 5 x Mn% 30 x P% 25 x S% 3 x Al% x Cr% 4 x Ni% 2 x Mo% 18 x Ti% 80 x N% 5 x Cu%對連鑄而言鋼液要求有一定的過熱度。過熱度大致等于或略高于澆注過程中鋼液的溫度損失。通常比液相線溫度高20~30℃。對于不同鋼種應(yīng)確定不同的鋼液過熱度。鋼包內(nèi)和中間罐內(nèi)目標(biāo)溫度參照連鑄機實踐。 結(jié)晶器散熱結(jié)晶器內(nèi)鋼液向外傳熱過程分為以下幾個步驟：1. 鋼液與凝固坯殼之間的對流傳熱；2. 凝固坯殼對外界的直接對流傳熱；3. 凝固坯殼與結(jié)晶器銅板之間的對流傳熱；4. 結(jié)晶器銅板對外界的直接對流傳熱；5. 結(jié)晶器銅板與水套之間的對流傳熱。很顯然，傳熱最多的是凝固坯殼與結(jié)晶器之間的對流傳熱。坯殼與結(jié)晶器銅板接觸狀況好壞決定它們之間的散熱量多少。以下幾個因素對坯殼與結(jié)晶器銅板接觸狀況有影響，即對結(jié)晶器冷卻能力有影響：178。 澆鑄速度隨著澆鑄速度增大，鑄坯與結(jié)晶器銅板之間接觸的長度增加，有利于傳熱。178。 保護(hù)渣液態(tài)保護(hù)渣填充在銅板與鑄坯之間，有利于傳熱。178。 結(jié)晶器的幾何形狀正確的結(jié)晶器錐度有利于散熱。178。 鋼種主要是碳含量的影響。例如：包晶鋼由于凝固過程產(chǎn)生相變的影響，在結(jié)晶器內(nèi)的散熱量與低碳鋼相比要少約10~20％。178。 結(jié)晶器冷卻冷卻水用量和壓力應(yīng)保證結(jié)晶器水縫中不產(chǎn)生間斷沸騰。 二次冷卻二次冷卻強度取決于鑄機內(nèi)鑄坯的表面溫度、鋼種及澆鑄速度。二冷區(qū)可以得到的凝固系數(shù)取決于鋼種與冷卻強度。