【正文】 關(guān)注，使薄板坯連鑄連軋今年來有了突飛猛進的發(fā)展，薄板坯連鑄連軋工藝由于其流程短，單位建 設投資低，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。 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。 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 的作用值得進一步研究，特別是在結(jié)晶器安裝 EMBR 后，就更值得探討了。 2020 年 12 月我國淘汰了最后一座平爐。 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。 拉速的影響 對含碳量小于 %的鋼種澆注速度達到 ，而含碳量在 %左右的鋼仍然是難澆鋼種。 武鋼三煉廠在生產(chǎn)中對 [S]控制如下： ① 入爐鐵水全部預脫硫，并按不同鋼種質(zhì)量要求及缺陷情況決定深脫（ [S]≤內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 11 頁 共 63 頁 ％）或淺脫（ [S] ≤ ％）； ② 根據(jù)不同鋼種對 [S]的要求，采用合理的廢鋼模式； ③轉(zhuǎn) 爐吹煉終點 [S]較高時，可采用鋼包底加石灰出鋼脫硫或到有脫硫功能的鋼包爐脫硫。 【 4】 任迅 .連鑄坯縱裂的成因與對策 . 連鑄 .2020 年第 3 期。 碳 的氧化產(chǎn)物 內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 21 頁 共 63 頁 均按 70％生成 Co， 30％生成 Co2考慮。 內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 23 頁 共 63 頁 rDLD RRD 熔100mmh3H1h2h1H 圖 3－ 1 V 池 ＝ π h2(R2+Rr+r2)/3+π h1(r2/2+h12/6) ??????① 又因 h1=D/20,R=D/2,r=d/2,h1+h2=H,D/H=4,R+h2=R 所以 ： d= r= R=2H 將以上數(shù)據(jù)代入式 ①，整理后得： V 池 ＝ 又因為（ 1－ 1/5）（ V 鋼 +V 渣 ）＝ 4(+)/5= m3=V 池 則可得： H= D=4H= h1=H/5= h2=Hh1== 內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 24 頁 共 63 頁 熔煉室尺寸 在鋼液沸騰時為了使爐渣不至于沖刷爐壁磚襯，或不會到達爐坡與大塊壁磚接觸處，減輕爐渣對爐壁與爐坡接觸處的侵蝕，爐缸與爐壁應高于爐門坎（即爐渣面） 80～ 100mm，在此取 100mm，因此在爐坡上緣水平處的工作室直徑（即熔煉室直徑）為： D 熔 ＝ D+200＝ +＝ m 當決定熔煉高度 H1時，也就是由爐門坎到爐頂拱基的距離時，應當考慮到爐頂?shù)膲勖脱b料的情況。 (1) 水冷爐壁面積 Sb Sb=π （ D 殼內(nèi) － 298）（ H1－ 200） ＝ π（ 6628－ 298）（ 2614－ 200） ＝ 107mm2 （ 2）水冷爐蓋面積 Sd 設爐蓋所在球形半徑為 R, 則有： （ R－ h3）＋ (D 殼內(nèi) /2)2=R2 即 : (R－ 603)2＋（ 6628/2） 2=R2 解之得： R＝ 9408mm Sd=2π Rh3－π 7002－π 3002 ＝ 2π 9408 603－π 7002－π 3002 ＝ 107mm2 (3) 總水冷面積 S S=Sb+ Sd= 107+ 107＝ 107mm2 內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 26 頁 共 63 頁 (4) 冷卻水流量 G G=q S/Cp(t0－ t1) 式中： G—— 冷卻水流量 m3/h q—— 爐壁熱流， KJ/m2【參考 1993年第 10 期《鋼鐵》】 內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 28 頁 共 63 頁 4. 電弧爐變壓器功率和參數(shù)的選擇 電弧爐配用變壓器的容量和二次電壓不斷提高，電爐向大型化發(fā)展同時，也在向高功率化發(fā)展。 散狀料的供應 散狀料包括石灰、礦石、螢石、火磚塊，焦炭等。而臥式電除塵器中氣流水平地通過電除塵器。 盛鋼桶壁磚砌厚度約等于： Tc＝ ＝ ＝ 盛鋼桶底磚砌厚度約等于： Td＝ ＝ ＝ 內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 35 頁 共 63 頁 盛 鋼桶外殼 桶壁一般用 14～ 28mm 厚的鋼板，桶底用 18～ 35mm 厚的鋼板焊制或鉚接。 WF 精煉用喂絲機 鋼水喂絲處理工藝用于爐外精煉工序的最后環(huán)節(jié)，喂絲的同時伴有鋼包底吹氬攪拌。 拉坯速度 拉坯速度是以連鑄每一流，每一分鐘拉出的鑄坯的長度來表示， m/min。 按經(jīng)驗，連鑄機圓弧半徑 R可按下式初步估算： R＝ KD 式中： K—— 系數(shù)，一般 K＝ 35～ 45，本設計取 K＝ 45 D—— 鑄坯厚度， mm 則： R＝ 45 150＝ 6750mm＝ 考慮到要澆注更厚的板坯，弧形半徑取 10m 。它是確定弧形連鑄機弧形半徑和二次冷卻區(qū)長度的一個重要工藝參數(shù)，也決定了拉矯機的設計位置 。本設計采用板坯連鑄機。鋼包置于真空泵中，罐上口加蓋， 抽真空進行精煉。 盛鋼桶內(nèi)渣量 出鋼時一般將爐內(nèi)熔渣全部留在爐內(nèi)。靜電除塵具有凈化效率高，處理氣體量大，阻力損失小，可在高溫下使用等優(yōu)點。計劃廢鋼儲存 10 天，則廢鋼堆場面積 A（ m2）可按下式計算： A=Q X/( Hρ ) 式中： Q—— 每日所需廢鋼量， t/d； 本設計每爐冶煉時間 90min，則兩座電爐每日需廢鋼為： Q=2 120 1/ 24 60/90=2043 t/d X—— 廢鋼儲存天數(shù)，取 10 天 —— 裝滿系數(shù) H—— 廢鋼儲存允許高度，有坑時包含坑的深度，可按平均堆高 ～ 考慮，本設計取 ρ —— 廢鋼堆比重 t/m3；平均堆比重取 則 A=2043 10/( )= m2 根據(jù)實際情況可取 2500m2,分成十個堆坑，每個堆坑面積為 250m2,取長為 20m，寬為 。其距爐蓋中心線為 2200mm，對稱安裝，鋼板厚度為 60mm。出鋼口距爐體中心線距離為： L =D 殼 /2++取 L= 爐體中心線距出鋼箱外壁的距離為 L’= 出鋼箱高度為 出鋼箱夾角取 120o 。 V0= m3/t 所以 120t 鋼液體積 V 鋼 ＝ 120 ＝ m3 (2) 因為電弧爐 熔煉的氧化期有最大渣量，渣與鋼液重量之比 ，因此熔渣重量為 120 ＝ ，假定 1m3熔渣重 3 噸，則熔渣占有容積為： V 渣 ＝ 247。 電極消耗量 3～ 4Kg/t(金屬料 )，其中熔化期占 50％，氧化期占 35％，還原期占 15％。裂紋不但沿一次樹枝晶間擴展，在二次樹枝晶臂間也會發(fā)生縱裂紋的延伸和擴展。在滿足產(chǎn)率的前提下，適當降低拉速，保證結(jié)晶器出口有足夠的坯殼厚度，并嚴格控制澆鋼溫度。 結(jié)晶器的熱流密度 日本住友金屬公司 90 年代在連鋼廠采用 50～ 100t 鋼包的鋼水，在冶金長度（ 90～ 120mm）的試驗板坯寬度為 1000mm，經(jīng)過大量實驗發(fā)現(xiàn)，為了防止產(chǎn)生表面縱裂紋，需控制結(jié)晶器銅板的熱流密度在臨界熱流密度以下。鑄坯各類缺陷中 50％ 為裂紋。同時如不采取特別措施，其力學性能變化區(qū)間偏大，給后續(xù)工序帶來相應的問題，應此必須加以控制。 ② 鑄機垂直段加長至 8m 以上。按照此銅含量反算，其廢鋼銅含量大致在％以下。避免鋼中含碳量在敏感區(qū)，控制熱流密度在臨界熱流密度以下，選擇合理拉速等對提高薄板坯質(zhì)量，防止表面縱裂有重要作用。美國短流程鋼廠的銅含量基本控制在 ％以下，采取的措施包括： 1） 廢鋼嚴格按來源，成分分類堆放。采用該技術(shù)后，在拉速為 5m/min 時浸入式水口流出的鋼水沖擊深度和結(jié)晶器鋼水表面流速波動均大幅度減少。要抓好連澆率問題，必須在以下幾個方面有進一步的突破： ① 鋼包鋼水下渣檢測或準確判斷的問題，殘留量控制在 4%以內(nèi)。鞍鋼 ASP 生產(chǎn)線采用的 VAI 公司直弧型 CONROLL 鑄機，是一種中薄板坯鑄機，鑄坯厚度為 135mm。因此，只要具備生產(chǎn)低碳鋼水（ ％）的內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 9 頁 共 63 頁 成功經(jīng)驗，就能防止鋼水在鋼包內(nèi)和中間包內(nèi)增碳，保證中間包內(nèi)鋼水含碳量小于 ％，從根本上避免裂紋的發(fā)生。鑄坯進入二冷區(qū)后由于薄板連鑄的工藝特性，必須采用強的二冷方式，足輥區(qū)噴 水量非常大，這又進一步增加了坯殼內(nèi)部熱應力的集中，加重了縱裂紋的擴展延伸和鑄坯表面凹陷程度。保證鋼水碳含量在包晶鋼之外和采用合理的拉速也可減少縱裂缺陷。 生產(chǎn)鋼種 鋼種 普碳鋼 低合金鋼 特殊鋼 年產(chǎn)量（萬噸） 比例（％） 10 10 80 主要生產(chǎn)鋼種成分 鋼種分類 鋼號 主要化學成分 C Si Mn S P Ni Cr 特殊鋼 10F ～ ≤ ～ ≤ ≤ ≤ ≤ 普碳鋼 Q235 ～ ≤ ～ ≤ ≤ 低合金鋼 16Mn ～ ～ ～ ≤ ≤ 連鑄機斷面規(guī)格及產(chǎn)量分配 鑄坯斷面尺寸（ mm） 150 1000 150 800 170 1000 定尺長度（ m） 8 10 8 年產(chǎn)量（萬噸） 80 10 10 金屬平衡 年產(chǎn)良坯 100 萬噸，需廢鋼量為 萬噸。 本次設計的是 2 120t 超高功率電弧爐，采用偏心底出鋼、水冷掛渣爐壁、廢鋼預熱等技術(shù)，以達到最優(yōu)化。大于 80t 的爐子最好設有兩個加料門，正門和側(cè)門，以加速修補爐襯、向爐內(nèi)供氧、用裝料機械向爐內(nèi)加入爐料及合金料，并順利地取樣和測溫。 ② 爐蓋中心部位套裝一小爐蓋（ φ 3500mm），使用耐 火材料砌筑而成，邊緣有水冷管（φ 81 8mm 無縫鋼管）支撐與保護，并與大爐蓋連接。 對堿性電弧爐選用最高一級二次電壓 U=15P1/3，對本設計中 120t UHP 電弧爐的最高級電壓為： U=15P1/3=15 (115013)1/3=729 V，電壓級數(shù)決定于最高一級電壓和供給爐子能量在各冶煉期不同的要求。 內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 32 頁 共 63 頁 6. 除塵系統(tǒng)的選擇 電爐在冶煉過程中將產(chǎn)生大量煙塵，為了不使這些煙塵排放到大氣中造成公害，就要安裝除塵系統(tǒng)，對煙塵加以收集和凈化。 盛鋼桶設計 為了簡化生產(chǎn)工藝過程， LF 爐選取的是精練用盛鋼桶，所以它的外形看起來比較瘦高。根據(jù)電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用反應良好，靈敏度高的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 38 頁 共 63 頁 8. 連鑄設備的設計與計算 本世紀 50 年代連續(xù)鑄鋼技術(shù)開始用于工業(yè)，從 60 年代起連鑄得到普遍應用和發(fā)展。 當一臺連鑄機只澆注一種斷面時，其流數(shù) N 的計算如下： N＝ G/(tFvρ )， 式中： G—— 鋼包容量， t t—— 鋼包澆注時間， min。 就提高連鑄機產(chǎn)量而言，連澆爐數(shù)越多，鑄機產(chǎn)量越高。在一定的工藝，設備條件下，選擇拉速主要應保證鑄坯出結(jié)晶下口時有一定的坯殼厚度，以防止變形太大甚至漏鋼，還要保證鑄坯內(nèi)部外 部質(zhì)量良好。 其它設備設計 料籃的設計 料籃主要 用來載運廢鋼、生鐵料，供應電弧爐的冶煉。 LF 爐爐蓋設計 為了保持盛鋼桶的強還原氣氛，及防止鋼桶散熱和提高加熱效率， LF 爐爐蓋是水冷的。 電除塵器的干塵排出系統(tǒng)一般有兩種方式：一種是氣體輸送法，另一種是機械排出法。高位料倉起到臨時儲料的作用。 爐子變壓器功率的計算 計算公式為： P=Gq/(tmcosφη N) 式中： P—— 爐用變壓器額定容量， KVA q —— 熔 化每 噸廢 鋼 料及 熔化 相應 的渣 料并 升 溫所 需的 電量 ，kwh,q=410kwh/t G—— 電爐裝入量， t tm—— 預期的熔化時間， h。 h S—— 水冷爐壁的受熱面積， m2 Cp—— 水的熱容， 103KJ/Kg綜