【正文】 影響 對含碳量小于 %的鋼種澆注速度達(dá)到 ，而含碳量在 %左右的鋼仍然是難澆鋼種。隨含 碳量增加，薄板坯產(chǎn)生縱裂紋的傾向增加。 在實際澆注過 程中，由于冷卻速度大，液固兩相區(qū)選分結(jié)晶鋼中含錳和其它擴(kuò)大γ區(qū)因素等影響，實際的包晶成分點會向 FeC相圖的左下方轉(zhuǎn)移，因此造成含碳 ％左右的鋼收縮量最大。設(shè)計的最終產(chǎn)品的最薄規(guī)格，前 3 家為 ，后 3 家為 。 2020 年 12 月我國淘汰了最后一座平爐。 NUCOR BERKELEY廠的有關(guān)數(shù)據(jù)如表 3： 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 6 頁 共 63 頁 表 3 平均鋼水成材率 ％ 平均鑄坯成材率 ％ 綜合鋼水成材率 ％ =％ BERKELEY 廠的連澆爐數(shù)一般為 11～ 16 爐，平均為 12 爐，平均連澆時間達(dá)11h。 采 用 CLR 的初衷主要是為了解決結(jié)晶器內(nèi)腔過薄帶來的冶金工藝問題，但解 決了結(jié)晶器截面積辦法問題后，卻帶來了后面的質(zhì)量問題，因此對 LCR 的作用值得進(jìn)一步研究，特別是在結(jié)晶器安裝 EMBR 后，就更值得探討了。 ⑤ 喂絲 在電磁制動（ ENBR）技術(shù)方面， NUCOR BERKELEY 和 BHP 北極星廠均在結(jié)晶器安裝使用了 EMRT 技術(shù)。 連鑄產(chǎn)品，質(zhì)量等問題 一般來講，不同企業(yè)有不同的產(chǎn)品策略。年）以上 工藝 生產(chǎn)線數(shù) /條 鑄機(jī)流數(shù) /流 生產(chǎn)能力萬 t/a 技術(shù)供應(yīng)廠商 CSP (其中 ISP) 26 （ 5） 42 （ 7） 4200 (765) SMS— DEMANG FTSR 4 5 500 DANIELI QSP 3 4 500 SOMITOMO CONROLL 3 3 315 VAI 合計 36 24 約 5500 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 4 頁 共 63 頁 廢鋼及其代用品問題 短流程鋼廠生產(chǎn)平材的關(guān)鍵之一是鋼中殘余元素總量控制問題，尤其是銅 含量。世界各國對此給予了極大的關(guān)注，使薄板坯連鑄連軋今年來有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，薄板坯連鑄連軋工藝由于其流程短，單位建 設(shè)投資低，能耗低，勞動生產(chǎn)率高等特點，受到國際鋼鐵界的普遍重視。 關(guān)鍵詞 連鑄 表面縱裂 薄板坯 Abstract Surface longitudinal cracks on thin slabs which are produced by Zhujiang Ironamp。 2） 投資少，建設(shè)周期快，一個包括冷軋在內(nèi)的 200～ 250 萬噸的短流程鋼廠投資約 8億美元，建設(shè)周期 16 個月。由于銅 含量低，殘余元素總量控制在 ％以下。 表 2 GALLATIN 廠生產(chǎn)的汽車用鋼板成分為 [C] T[O] [N] [AL]s ％～ ％ 15～ 20） 106 70 106 ％ GALLATIN 鋼廠在潔凈鋼方面主要抓了以下幾點： ① 電爐無渣出鋼。 ③ 板坯寬度 1560mm 以上。 鑄坯的溫度 薄板坯進(jìn)入熱軋加熱爐前溫度是影響成本和板材質(zhì)量的重要參數(shù)， NUCOR BERKELEY 廠和 GALLATIN 廠進(jìn)加熱爐前的鑄坯溫度一般都在 980～ 1040 度之間， BERKELEY 廠可達(dá) 1075 度，生產(chǎn)實踐表明，鑄坯入爐前的溫度愈高，軋制板形愈好，愈容易軋制薄規(guī)格，并且能夠有效降低加熱爐能耗。 關(guān)于加釩問題，美國 STRATCOR 公司向鋼中加入 VN，加入 VN 合金后，鋼中只需 %的釩就相當(dāng)于向鋼中加入釩鐵時 ％ V的效果，節(jié)約成本 20%～40％ 。唐鋼的薄板坯連鑄機(jī) FTSR 已于 2020 年 10月 14 日熱試成功， FTER 將全線貫通。鑄坯出現(xiàn)裂紋，重者導(dǎo)致拉漏或廢品，輕者要進(jìn)行精整。此外， SPAH 鋼中含有Mn、 Ni、 N、 Cu等擴(kuò)大奧氏體元素，加上薄板坯冷卻速度比傳統(tǒng)板坯快，會造成實際包晶成分向 FeC 相圖的左下方轉(zhuǎn)移，因此造成鋼在含碳 ％范圍內(nèi)就會發(fā)生包晶反應(yīng)，且包晶反應(yīng)量相當(dāng)大，從而造成薄板坯收縮量也相當(dāng)大。低碳鋼（ %～ %）的臨界熱流密度為 10 6w/m 2；中碳鋼（ %～ %）的臨界熱流密度為 10 6w/m2。另外澆注溫度高，形成的坯殼薄，承受橫向應(yīng)力的能力差，縱裂紋發(fā)生率增大。 CSP 工藝一般有先進(jìn)的適時測量設(shè)備，可以適時地測量結(jié)晶器的水量、 水溫、進(jìn)水溫差等，因此可確保有足夠和有效的冷卻強(qiáng)度。 目前生產(chǎn)鋼種的過熱度控制在 10～ 20oC。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 12 頁 共 63 頁 參考文獻(xiàn) 【 1】 中國金屬學(xué)會訪美代表團(tuán) .美國短流程薄板坯連鑄鋼廠近況 .中國冶金 .2020年 6 月第 3 期。在煉鋼車間，本設(shè)計中采用 2 座 120 噸的電爐，其中采用了偏心底出鋼，水冷掛渣爐壁，廢鋼預(yù)熱，爐外精煉等新技術(shù)。 爐襯鎂碳磚消耗量 (金屬料 )，其中熔化期占 40％，氧化期和還原期各占 30％?，F(xiàn)代電弧爐爐體中部是圓桶型，爐底為弧形，爐頂為拱形。 3＝ m3 (3) 熔池形狀 一般選用球冠加倒置的圓錐臺，圓錐部分與水平線的傾角為 450， 這樣的形狀可保證爐料的加速熔化，便于出鋼后修補爐坡，出鋼時實現(xiàn)無渣出鋼，留鋼操作。其中工作層材質(zhì)為粘土磚，填充層材質(zhì)為鎂砂磚和焦油，永久層材質(zhì)為粘土磚。 水冷掛渣爐壁 由于電弧爐單位功率水平的提高，導(dǎo)致電弧爐內(nèi)熱負(fù)荷的急驟增加 ，爐內(nèi)溫度分布的不平衡加劇，從而大幅度地降低了電弧爐爐壁的使用壽命，因此采用水冷掛渣爐壁和水冷爐蓋已經(jīng)成為提高超高功率電弧爐爐壁使用壽命，促進(jìn)超高功率電弧爐技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。35 oC t1—— 進(jìn)水溫度， oC 。 氧槍噴孔 氧槍噴孔在爐墻上的位置是在渣線以上 200～ 250mm，本設(shè)計取 200mm。它的作用是把大電流引導(dǎo)至爐子熔煉室，并在電極與爐料間產(chǎn)生電弧來加熱鋼水。 生鐵的供應(yīng) 生鐵的供應(yīng)要與廢鋼供應(yīng)相匹配。料倉的容量應(yīng)可以供應(yīng)電爐冶煉 24 小時需要（石灰為 12 小時）。 在除塵器型式的選擇方面，根據(jù)煙氣量及煙塵特點，并考慮具體布置情況，經(jīng)反復(fù)比較決定采用臥式電除塵器。灰槽內(nèi)裝置螺旋輸送機(jī)，將干塵送入儲灰斗，再通過回轉(zhuǎn)卸料器或裝車送到用戶進(jìn)行利用。本設(shè)計采用留鋼留渣操作。爐蓋上還設(shè)有 合金加料口，渣料加料裝置及測溫，取樣裝置。由于不設(shè)加熱裝置，因此僅用于加脫氧劑和成分微調(diào)，加料時間越短越好。廢鋼預(yù)熱室裝入量取決于總裝入量。 鋼包最大澆注時間 鋼包允許的最大澆注時間受多種因素影響，如鋼種、鋼包容量、包襯材質(zhì)、烘烤條件、覆蓋保溫劑，鋼包加蓋等。在實際生產(chǎn)中連鑄機(jī)不能按理論拉速進(jìn)行，為改善鑄坯質(zhì)量，應(yīng)使用比理論拉速小的工作內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 39 頁 共 63 頁 拉速 V 拉速 。 Ll＝ tVmax＝（ D/2K） 2Vmax＝ D2Vmax/(4k2) 式中： Ll—— 液相深度， m D—— 鑄坯厚度， mm 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 40 頁 共 63 頁 VMAX—— 最大拉速， m/min K—— 綜合凝固系數(shù)， mm/min1/2，在本設(shè)計中取 25 則 : Ll＝ 1502 （ 4 252）＝ 由計算可取 Ll＝ 18 m 連鑄機(jī)的冶金長度 從本質(zhì)上講，根據(jù)最大拉速計算出來的液相深度就等于冶金長度，但在設(shè)計時，不僅要考慮連鑄機(jī)可能要達(dá)到的最大拉速和最大的鑄坯厚度，而且還要考慮到投產(chǎn)后連鑄技術(shù)的發(fā)展，因此： L 機(jī) =(～ ) Ll＝ ～ 根據(jù)實際情況，本設(shè)計取 22m。本設(shè)計中連澆爐數(shù)計算如下： ％803651000000? ＝ 1440 nn ??? 4030 98120＋ ％ ，解之得： n＝ ，則取 n＝ 4 所以： T＝ t1＋ nt2＝ 30＋ 4 40＝ 190 min 連鑄機(jī)的作業(yè)率 連鑄機(jī)的作業(yè)率直接影響到連鑄機(jī)的產(chǎn)量，每噸鑄坯的操作費用和投資費用的利用率。它既影響鑄坯質(zhì)量，也影響連鑄機(jī)的總高度和設(shè)備質(zhì)量，還是標(biāo)志能澆注最大鑄坯厚度的一個重要參數(shù)。 鑄坯厚度對拉坯速度影響最大，由于板坯的寬厚比較大，所以最大理論拉速可由下式確定： Vmax＝ km2Lm/[s]2 mm/min km—— 結(jié)晶器內(nèi)凝固系數(shù)， k＝ 20 [s]—— 出 結(jié)晶器下口時安全凝殼厚度，取 13mm Lm—— 結(jié)晶器有效長度，取 800mm 則： Vmax＝ 202 800/132＝ 注：參照武鋼二煉鋼 170（ 700～ 1600），其拉速為 ～ ，則本設(shè)計取 。主要取決于對澆注溫度控制的要求，對要求嚴(yán)格控制中心偏析和疏散的鋼種，鋼水過 熱度要小，取 f＝ 10 則： tmax＝（ log150－ ） 10/＝ 79 min 鑄坯斷面 鑄坯斷面的形狀和尺寸根據(jù)軋機(jī)類型和鋼種，選擇鑄坯斷面為 150 1000，定尺長為 8m 。 渣罐個數(shù) 車間所需渣罐數(shù)量 Q10＝ Q11＋ Q12＋ Q13 式中： Q11—— 車間每晝夜周轉(zhuǎn)使用的渣罐數(shù)量， Q11＝ Z T4/24 Q12—— 生產(chǎn)時常安放在爐下和其它位置上的渣罐； 2 個 /每臺連鑄機(jī) Q13—— 車間渣罐備用數(shù)，約取總數(shù)的 10～ 15％，本設(shè)計取 15％ Z—— 每晝夜車間 T4—— 一個渣罐的作業(yè)周轉(zhuǎn)時間，取 8h 所以： Q10=2 24 60/9 8/（ 3 24）＋ 2 1+15％ Q10，得： Q10＝ 按實際需要取 12 個。預(yù)先將料加入料倉，在真空精煉過程中分批加入 VD爐內(nèi)。吊架上有升降機(jī)構(gòu)，可根據(jù)需要調(diào)整爐蓋位置。鋼液比容取 ，熔渣比容取 m3/t，因此鋼與渣的總體積，即鋼桶容積應(yīng)為： + ＝ （ m3） ,若采用 H/D=1，則盛鋼桶的下部內(nèi)徑為： DH=Db－ = 盛鋼桶容積按圓錐臺計算： V＝ Hb/3(π Db2/4＋π DbDH/4＋π DH2/4) 若 Hb =Db， DH=，代入可得 V＝ Db3＝ 下部內(nèi)徑： DH＝ ＝ 應(yīng)考慮電爐超裝 20％，并留鋼 10％，所以決定實際出鋼量為 132t，故選取盛鋼桶額定容量為 P=150t，則： Db＝ DH＝ ＝ ＝ m 盛鋼桶磚襯厚度 盛鋼桶磚襯包括保溫層與耐火工作層，一般砌筑總厚度為 100～ 250mm 。 根據(jù)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓等要求，選擇合適的風(fēng)機(jī)型號，除灰系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖 6－ 1： 圖 6－ 1 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 33 頁 共 63 頁 圖 6－ 1 中： 1 電除塵器 2 灰斗 3 多灰松灰棒 4 振動器 5 螺旋輸送機(jī) 6 貯灰斗 7 卸灰閥 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 34 頁 共 63 頁 7. 爐外精練設(shè)備的設(shè)計與選取 選擇精練工藝應(yīng)考慮產(chǎn)量，爐子容量，鋼的質(zhì)量、鋼種特性以及所選爐外精練的經(jīng)濟(jì)小效果，其中尤以適應(yīng)鋼的質(zhì)量要求為首要目的。由于設(shè)備較高，煙氣通常從其上部直接排入大氣，因而是在正壓下工作的。 鐵合金的供應(yīng) 鐵合金的供應(yīng)一般由煉鋼廠鐵合金間，車間鐵合金料倉及稱量和輸送設(shè)施，向鋼包加料設(shè)施等幾部分組成。取其 長為20m，寬為 10m。 當(dāng)電流流經(jīng)電阻時將其加熱，此時有 8％的電能損失，為了減輕電極上電能損失，最好采用大直徑的電極。本設(shè)計采用三槍布局方案，水平傾角 28o 。 電弧爐爐蓋 d’壁 ＝ [G 4 1000/（ π 3600 uρ） ]1/2 ＝ [ 4 1000/（π 3600 1000） ]1/2 ＝ =194mm d’支 ＝ [ 4 1000/（π 3600 uρ） ]1/2 式中 ： N—— 水冷塊數(shù)，取 9塊 則 d’支 =[ 4 1000/（π 3600 1000） ]1/2＝ ＝ 65mm 總管壁厚取 10mm，則 d’壁外 ＝ 194+2 10＝ 214mm 支管壁厚取 8mm, 則 d’支外 ＝ 65＋ 2 8＝ 81mm 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 27 頁 共 63 頁 則電弧爐爐蓋采用 φ 214 10mm 和φ 81 8mm 的無縫鋼管制成。本設(shè)計中水冷爐蓋采用全冷式，水冷爐壁在渣線以上 200mm 處。 當(dāng)爐子公稱容量 40t 時，爐頂厚度δ＝ 350mm(水冷爐壁 )。偏心底出鋼所采用的出鋼箱容積約 為鋼液總體積的 1/5，爐子向出鋼口方向傾動角為 5－ 120，具體尺寸見圖 31?，F(xiàn)今電