《冶金生產(chǎn)認(rèn)知實(shí)習(xí)》 配套PPT課件
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項(xiàng)目六 連續(xù)鑄鋼認(rèn)知實(shí)訓(xùn)
一、教學(xué)目標(biāo)
1.掌握連鑄的基本類型及特點(diǎn)，理解鋼液凝固條件和連續(xù)鑄鋼冷卻凝固過程，了解凝固組織的控制方法。
2.了解連鑄的主要設(shè)備。
3.掌握連鑄主要設(shè)備的作用,熟悉主要設(shè)備的類型、參數(shù),了解設(shè)備類型、參數(shù)對(duì)生產(chǎn)的影響,了解連鑄設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)程序,運(yùn)轉(zhuǎn)模式的種類及內(nèi)容。
4.掌握連鑄主要設(shè)備的生產(chǎn)準(zhǔn)備內(nèi)容,學(xué)會(huì)設(shè)備檢查方法。
5.了解連鑄生產(chǎn)對(duì)注溫的要求,掌握澆注溫度的確定方法,了解澆注速度對(duì)連鑄的影響,理解澆注速度的確定原則,熟悉連鑄生產(chǎn)各崗位及其職責(zé)。
6.知道控制中間包水口開澆、調(diào)整和控制拉速穩(wěn)定結(jié)晶器液面高度、控制結(jié)晶器冷卻水、調(diào)整和控制二次冷卻、尾坯封頂、接攀換包等操作,學(xué)會(huì)開澆前的設(shè)備檢查、結(jié)晶器撈渣、結(jié)晶器加保護(hù)渣和潤滑油等基礎(chǔ)操作。
7.了解拉坯矯直機(jī)、鑄坯切割裝置、鑄坯運(yùn)輸設(shè)備的作用,熟悉常見的拉矯、切割方法及特點(diǎn)。
8.知道鑄坯拉矯、鑄坯切割、鑄坯冷卻、鑄坯精整的方法和操作過程。
9.了解漏鋼、注流失控、結(jié)瘤等常見事故的現(xiàn)象,能夠分析其產(chǎn)生原因。
10.能夠正確判斷漏鋼、注流失控、結(jié)瘤等常見事故發(fā)生的類型、部位,及時(shí)采取正確措施進(jìn)行處理。
二、課時(shí)分配
本項(xiàng)目共5個(gè)任務(wù)，安排9課時(shí)。
三、教學(xué)重點(diǎn)
本項(xiàng)目在鋼液基本凝固理論的基礎(chǔ)上，熟悉連續(xù)鑄鋼的工藝流程和主要設(shè)備；在理解連鑄主要設(shè)備作用、特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)連鑄生產(chǎn)前的設(shè)備檢查和準(zhǔn)備；在理解連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)基本參數(shù)的基礎(chǔ)上,熟悉連鑄基本工藝和設(shè)備,學(xué)會(huì)開澆前的設(shè)備檢查、結(jié)晶器撈渣、結(jié)晶器加保護(hù)渣和潤滑油等基礎(chǔ)連鑄操作；在了解拉坯矯直機(jī)、鑄坯切割裝置、鑄坯運(yùn)輸設(shè)備的作用的基礎(chǔ)上,熟悉鑄坯拉矯、鑄坯切割、鑄坯冷卻、鑄坯精整的方法和操作過程；通過觀察生產(chǎn)過程,學(xué)會(huì)正確判常見事故發(fā)生的類型、部位,能夠及時(shí)采取正確措施進(jìn)行處理。
四、教學(xué)難點(diǎn)
掌握連鑄生產(chǎn)前的設(shè)備檢查和準(zhǔn)備，熟悉連鑄基本工藝和設(shè)備，掌握開澆前的設(shè)備檢查、結(jié)晶器撈渣、結(jié)晶器加保護(hù)渣和潤滑油等基礎(chǔ)連鑄操作，掌握鑄坯拉矯、鑄坯切割、鑄坯冷卻、鑄坯精整的方法和操作過程，掌握常見事故發(fā)生類型、部位的判斷及處理措施。
五、 教學(xué)內(nèi)容
任務(wù)一 認(rèn)識(shí)連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)
相關(guān)知識(shí)
一、鋼液凝固條件
鋼液凝固條件指鋼液溫度達(dá)到一定的過冷度。
二、連續(xù)鑄鋼凝固過程冷卻區(qū)
(1)一次冷卻區(qū) 鋼水在結(jié)晶器壁附近形成均勻的并具有足夠厚度的坯殼,此厚度保證鑄坯在出結(jié)晶器時(shí)足以抵抗鋼水靜壓力的作用,不發(fā)生漏鋼事故。
(2)二次冷卻區(qū) 對(duì)鑄坯噴水冷卻,以加速內(nèi)部熱量向外傳遞,使鑄坯完全凝固。
(3)三次冷卻區(qū) 鑄坯向空氣中散熱,使鑄坯溫度均勻化。
三、凝固組織
凝固組織:從鑄坯全凝固后做的低倍檢查可以清楚地看出連鑄坯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通鋼錠相似,也是有三個(gè)結(jié)晶區(qū)組成,即激冷層區(qū)(邊緣等軸晶區(qū))、柱狀晶區(qū)和中心等軸晶區(qū)。
1. 激冷層區(qū)
鋼液進(jìn)入結(jié)晶器后,受器壁急劇冷卻形成大量晶核,并迅速凝固成細(xì)小等軸晶的激冷層區(qū)。
2. 柱狀晶區(qū)
隨著激冷層的形成,傳熱速度減慢,凝固前沿的過冷度減小,柱狀晶便開始生長,其方向平行于散熱方向。當(dāng)用較高倍顯微鏡觀察其結(jié)晶組織結(jié)構(gòu)時(shí),可以看出這種柱狀晶是大體沿同一方向伸展的網(wǎng)狀樹枝晶的集合組織,即從邊緣向中心,柱狀晶由只有二次枝晶發(fā)展到具有高次枝晶,斷面由簡單變復(fù)雜。柱狀晶發(fā)達(dá)時(shí)可直抵鑄坯中心,形成穿晶結(jié)構(gòu),當(dāng)形成中心等軸晶區(qū)時(shí)才能阻止柱狀晶生長。
3. 等軸晶區(qū)
隨著柱狀晶的生長,凝固前沿富集了越來越多的氣體夾雜及低熔點(diǎn)元素,因而降低了熔點(diǎn)和過冷度。另外,由于坯殼厚度不斷加大,傳熱速度下降,柱狀晶停止向內(nèi)生長,此時(shí)中心未凝固的鋼液結(jié)晶接近停滯狀態(tài),直到鋼液溫度降低至熔點(diǎn)以下時(shí),在殘余鋼液中普遍形核,向各方向長大成等軸晶。因此,澆注溫度越低,溫度梯度越小,組成的過冷范圍越寬,就越容易生成等軸晶。
連鑄宏觀組織的好壞,可以用等軸晶所占比例多少來衡量。等軸晶組織對(duì)改善鑄坯質(zhì)量有顯著影響。因此可以通過對(duì)連鑄坯凝固條件的調(diào)整促進(jìn)等軸晶的生長。
四、凝固組織的控制
1. 低溫澆注
柱狀晶與等軸晶區(qū)的相對(duì)大小主要取決于注溫。注溫高,鑄坯內(nèi)外溫差大,會(huì)加快柱狀晶生長,增加柱狀晶區(qū)寬度;注溫低,有利于抑制柱狀晶的生長,加大等軸晶比例,提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。
2. 調(diào)整二冷水
當(dāng)二冷水比量大時(shí),鑄坯表面溫度低,斷面上溫度梯度大,會(huì)促進(jìn)柱狀晶的發(fā)展。若降低二冷水量,柱狀晶區(qū)寬度減小,等軸晶區(qū)增寬。由于二冷水量還會(huì)影響液心長度和鑄坯表面的溫度分布,所以需要綜合考慮。
3. 添加形核劑
在凝固初期柱狀晶往往生長很快,較難靠自發(fā)成核形成等軸晶組織,因此可以用加入形核劑的辦法來擴(kuò)大等軸晶組織。
4. 外力作用
電磁攪拌、機(jī)械振動(dòng)、氣泡運(yùn)動(dòng)和加強(qiáng)液體對(duì)流等外力的攪動(dòng)作用,可以打碎樹枝晶,使其成為等軸晶核心,從而增大等軸晶比率,消除柱狀晶搭橋,減輕或消除中心縮孔、疏松和中心線偏析等缺陷。
5. 連鑄機(jī)類型的影響
用立式連鑄機(jī)生產(chǎn)的鑄坯,由于四周冷卻條件基本相同,其凝固組織是對(duì)稱的。對(duì)于弧形連鑄機(jī),鑄坯內(nèi)弧側(cè)噴水冷卻效果較好,溫度梯度大,有利于柱狀晶生長。
任務(wù)實(shí)施
一、連續(xù)鑄鋼的生產(chǎn)工藝流程
下面以連鑄生產(chǎn)中使用最多的弧形連鑄機(jī)為例說明連鑄的生產(chǎn)過程(如圖所示)。
從煉鋼爐出來的鋼液注入鋼包內(nèi),經(jīng)精煉處理后被吊運(yùn)到連鑄機(jī)上方的大包回轉(zhuǎn)臺(tái),通過中間包注入強(qiáng)制水冷的結(jié)晶器內(nèi)。結(jié)晶器是一個(gè)特殊的無底水冷鑄錠模,在澆注之前先裝上引錠桿作為結(jié)晶器的活底。注入結(jié)晶器的鋼水與結(jié)晶器內(nèi)壁接觸的表層急速冷卻凝固形成坯殼,且坯殼的前部與引錠頭凝結(jié)在一起.引錠頭由引錠桿通過拉坯矯直機(jī)的拉輥牽引,以一定速度把形成坯殼的鑄坯向下拉出結(jié)晶器。
為防止初凝的薄坯殼與結(jié)晶器壁黏結(jié)撕裂而漏鋼,在澆注過程中,既要對(duì)結(jié)晶器內(nèi)壁進(jìn)行潤滑,又要通過結(jié)晶器振動(dòng)機(jī)構(gòu)使其上下往復(fù)振動(dòng)。鑄坯出結(jié)晶器進(jìn)入二次冷卻區(qū),內(nèi)心還是液體狀態(tài),應(yīng)進(jìn)一步噴水冷卻,直到完全凝固。鑄坯出二次冷卻區(qū)后經(jīng)拉坯矯直機(jī)將弧形鑄坯矯成直坯,同時(shí)使引錠頭與鑄坯分離。完全凝固的直坯由切割設(shè)備切成定尺,經(jīng)出坯輥道進(jìn)入后步工序。隨著鋼液的不斷注入,鑄坯連續(xù)被拉出,并被切割成定尺運(yùn)走,形成了連續(xù)澆注的全過程。
上述工藝流程說明,連續(xù)鑄鋼設(shè)備必須適應(yīng)高溫鋼水由液態(tài)變成液固態(tài),又變成固態(tài)的全過程,具有連續(xù)性強(qiáng)、工藝難度大和工作條件差等特點(diǎn)。要求機(jī)械設(shè)備有足夠抗高溫的疲勞強(qiáng)度和剛度,制造和安裝精度要高,易于維護(hù)和快速更換,并且要有充分的冷卻和良好的潤滑。
二、連鑄機(jī)分類
(一)按連鑄機(jī)結(jié)構(gòu)的外形
按連鑄機(jī)結(jié)構(gòu)的外形可分為立式、立彎式、弧形、橢圓形及水平式等多種形式。
立式連鑄機(jī)是最早采用的連鑄機(jī),整套設(shè)備全部配置到一條鉛垂線上。由于它的設(shè)備高度過大,基建投資多,又不適宜舊煉鋼廠的改造,因此,一般情況不采用。
立彎式是在立式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種結(jié)構(gòu)形式。鑄坯通過拉坯輥后,用彎坯裝置將其頂彎,接著在水平位置上將鑄坯矯直、切斷、出坯。這種鑄機(jī)除高度有所降低外,其優(yōu)越性并不明顯。
弧形連鑄機(jī)是目前應(yīng)用最廣的一種連鑄機(jī)。其特點(diǎn)是組成連鑄機(jī)的各單體設(shè)備均布置在1/4圓弧及其水平延長線上,鑄坯成弧形后再進(jìn)行矯直。鑄機(jī)的高度大大降低,可在舊廠房內(nèi)安裝。但弧形連鑄機(jī)的工藝條件不如立式或立彎式好,由于鑄坯內(nèi)、外弧不對(duì)稱,液芯內(nèi)夾雜物上浮受到一定阻礙,使夾雜物有向內(nèi)弧富集的傾向。另外,由于鑄坯經(jīng)過彎曲和矯直,不利于澆鑄對(duì)裂紋敏感的鋼種。
橢圓形連鑄機(jī)除具有弧形連鑄機(jī)的優(yōu)點(diǎn)外,高度進(jìn)一步降低,適于在起重機(jī)軌面標(biāo)高較低的舊廠房內(nèi)布置。由于鑄機(jī)結(jié)晶器及頭段二次冷卻夾輥布置的曲線半徑較小,鋼水內(nèi)夾雜物不易上浮而向內(nèi)弧富集,對(duì)鋼水純潔度要求更為嚴(yán)格。
水平連鑄機(jī)的基本特點(diǎn)是它的中間罐、結(jié)晶器、二次冷卻裝置和拉坯裝置全部都放在地面上呈直線水平布置。水平連鑄機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)身高度低,便于操作和維修;水平連鑄機(jī)的中間罐和結(jié)晶器之間采用直接密封連接,可以防止鋼水二次氧化,提高鋼水的純凈度;鑄坯在拉拔過程中無需矯直,適合澆注合金鋼。
(二)按鑄坯斷面的形狀和大小
按鑄坯斷面的形狀和大小可分為:方坯連鑄機(jī)(斷面不大于150mm×150mm 的叫小方坯,大于150mm×150mm 的叫大方坯,矩形斷面的長邊與寬邊之比小于3的也稱為方坯連鑄機(jī));板坯連鑄機(jī)(鑄坯斷面為長方形,其寬厚比一般在3以上);圓坯連鑄機(jī)(鑄坯斷面為圓形,直徑60~400mm)異形坯連鑄機(jī)(澆注異形斷面,如H 形、空心管等);方、板坯兼用連鑄機(jī)(在一臺(tái)鑄機(jī)上,既能澆板坯,也能澆方坯),薄板坯連鑄機(jī)(厚度為40~80mm的鑄坯)等。
(三)按結(jié)晶器的運(yùn)動(dòng)方式
按結(jié)晶器的運(yùn)動(dòng)方式連鑄機(jī)可分為固定式和移動(dòng)式兩類。前者是現(xiàn)在生產(chǎn)上常用的以水冷、底部敞口的銅質(zhì)結(jié)晶器為特征的“常規(guī)”連鑄機(jī);后者是輪式、輪帶式等結(jié)晶器隨鑄坯一起運(yùn)動(dòng)的連鑄機(jī)。
(四)按鑄坯所承受的鋼液靜壓頭大小
鑄坯所承受的鋼液靜壓頭即鑄機(jī)垂直高度(H)與鑄坯厚度(D)比值的大小,可將連鑄機(jī)分為高頭型(H/D>50,鑄機(jī)機(jī)型為立式或立彎式)、標(biāo)準(zhǔn)頭型(H/D 為40~50,鑄機(jī)機(jī)型為帶直線段的弧形或弧形)、低頭型(H/D 為20~40,鑄機(jī)機(jī)型為弧形或橢圓形)、超低頭型(H/D<2O,鑄機(jī)機(jī)型為橢圓形)。隨著煉鋼和爐外精煉技術(shù)的提高,澆注前及澆注過程中對(duì)鋼液純凈度的有效控制,低頭和超低頭連鑄機(jī)的采用逐漸增多。
三、連鑄生產(chǎn)的優(yōu)越性
與傳統(tǒng)的模鑄相比,連鑄有以下幾方面的優(yōu)越性(如下圖所示)。
1. 簡化了生產(chǎn)工序,縮短了工藝流程
連鑄工藝省去了脫模、整模、鋼錠均熱、初軋開坯等工序。由此基建投資可節(jié)約40%,占地面積減少30%,勞動(dòng)力節(jié)省約70%。薄板坯連鑄機(jī)的出現(xiàn)又進(jìn)一步簡化了工序流程。與傳統(tǒng)板坯連鑄(厚度為150~300mm)相比,薄板坯(厚度為40~80mm)連鑄省去了粗軋機(jī)組,從而減少廠房面積約48%,連鑄機(jī)設(shè)備重量減輕約50%,熱軋?jiān)O(shè)備重量減少30%。從鋼水到薄板的生產(chǎn)周期大大縮短,傳統(tǒng)板坯連鑄約需40h,而薄板坯連鑄僅為1~2h。
2. 提高了金屬收得率
采用模鑄工藝,從鋼水至鑄坯的切頭切尾損失達(dá)10%~20%,而連鑄的切頭切尾損失為1%~2%,故可提高金屬收得率10%~14%(板坯10.5%、大方坯13%、小方坯14%)。
3. 降低了能源消耗
采用連鑄省掉了均熱爐的再加熱工序,可使能量消耗減少1/4~1/2。若連鑄坯采用熱送和直接軋制工藝,能耗還可進(jìn)一步降低,并能縮短加工周期。
4. 生產(chǎn)過程機(jī)械化、自動(dòng)化程度高
連鑄操作自動(dòng)化和智能化已成為現(xiàn)實(shí)。
5. 連鑄鋼種擴(kuò)大,產(chǎn)品質(zhì)量日益提高
目前幾乎所有的鋼種都可用連鑄生產(chǎn)。連鑄的鋼種已擴(kuò)大到包括超純凈度鋼(IF鋼)、高牌號(hào)硅鋼、不銹鋼、管線鋼、重軌、硬線、工具鋼以及合金鋼等500多個(gè)。
四、連鑄生產(chǎn)的主要設(shè)備
連鑄生產(chǎn)設(shè)備主要由鋼包運(yùn)載裝置、中間包、中間包車、結(jié)晶器、結(jié)晶器振動(dòng)裝置、二次冷卻裝置、拉坯矯直機(jī)、引錠裝置、切割裝置和鑄坯運(yùn)出裝置等部分組成。
鋼包運(yùn)載裝置即鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái),主要作用是運(yùn)載鋼包及快速更換鋼包,并支撐鋼包進(jìn)行澆注,實(shí)現(xiàn)多爐連鑄。
中間包是鋼包和結(jié)晶器之間用來接受鋼液的過渡裝置,它用來穩(wěn)定鋼流,減小鋼流對(duì)結(jié)晶器中坯殼的沖刷,并使鋼液在中間包內(nèi)有合理的流動(dòng)和適當(dāng)長的停留時(shí)間,以保證鋼液溫度均勻及非金屬夾雜物分離上浮。對(duì)于多流連鑄機(jī)由中間包對(duì)鋼液進(jìn)行分流,在多爐連澆時(shí),中間包中貯存的鋼液在更換鋼包時(shí)起到銜接的作用。
中間包車是用來支撐、運(yùn)輸、更換中間包的設(shè)備。
結(jié)晶器是一個(gè)特殊的水冷模,鋼液在結(jié)晶器內(nèi)冷卻、初步凝固成形形成一定厚度的坯殼,以保證鑄坯被拉出結(jié)晶器時(shí),坯殼不被拉漏、不產(chǎn)生變形和裂紋等缺陷。
結(jié)晶器振動(dòng)裝置是使結(jié)晶器能按一定的要求做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),以防止初生坯殼與結(jié)晶器粘連而被拉裂。
二次冷卻裝置主要由噴水冷卻裝置和鑄坯支撐裝置組成。主要作用是向鑄坯直接噴水,使其完全凝固;通過夾輥和側(cè)導(dǎo)輥對(duì)帶有液芯的鑄坯起支撐和導(dǎo)向作用,防止并限制鑄坯發(fā)生鼓肚、變形和漏鋼事故。
拉坯矯直機(jī)的作用是在澆注過程中克服鑄坯與結(jié)晶器及二次冷卻區(qū)的阻力,順利地將鑄坯拉出,并對(duì)弧形鑄坯進(jìn)行矯直。在澆注前,它還要將引錠裝置送入結(jié)晶器內(nèi)。
引錠裝置包括引錠頭和引錠桿兩部分,它的作用是在開澆時(shí)作為結(jié)晶器的“活底”,堵住結(jié)晶器的下口,并使鋼液在引錠桿頭部凝固,通過拉矯機(jī)的牽引,鑄坯隨引錠桿從結(jié)晶器下口拉出。當(dāng)引錠桿拉出拉矯機(jī)后,將引錠桿脫去,進(jìn)入正常拉坯狀態(tài)。
切割裝置的作用是在鑄坯行進(jìn)過程中,將它切割成所需要的定尺長度。
鑄坯運(yùn)出裝置包括輥道、推鋼機(jī)、冷床等,由它們完成鑄坯的輸送、冷卻等作業(yè)。
知識(shí)拓展
連鑄生產(chǎn)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
1. 連鑄坯產(chǎn)量
連鑄坯產(chǎn)量是指在一定的時(shí)間內(nèi)合格鑄坯的產(chǎn)量。
連鑄坯產(chǎn)量(t)=生產(chǎn)鑄坯總量-檢驗(yàn)廢品量-軋后或用戶退廢量
2. 連鑄比
連鑄比指的是連鑄坯合格產(chǎn)量占總鋼量的百分?jǐn)?shù)。
連鑄比(%)=合格連鑄產(chǎn)量/總合格鋼產(chǎn)量×100%
上式中總合格鋼產(chǎn)量也是合格連鑄坯產(chǎn)量與合格鋼錠產(chǎn)量之和,是按入庫合格量計(jì)算的。
3. 連鑄坯合格率
連鑄坯合格率指的是連鑄合格坯量占連鑄坯總檢驗(yàn)量的百分?jǐn)?shù),又稱為質(zhì)量指標(biāo)。計(jì)算公式為:
連鑄坯合格率(%)= 合格連鑄產(chǎn)量/連鑄的總檢驗(yàn)量×100%
其中:連鑄坯總檢驗(yàn)量=合格連鑄坯產(chǎn)量+檢驗(yàn)廢品量+用戶或軋后退廢量(連鑄坯切頭、切尾、中間包更換接頭量與中間包300mm 以下余鋼量不計(jì)算廢品)。
4. 連鑄坯收得率
連鑄坯收得率是指合格連鑄坯產(chǎn)量占連鑄澆注鋼水總量的百分?jǐn)?shù)。
連鑄坯收得率(%)= 合格連鑄產(chǎn)量/連鑄澆注鋼液總量×100%
鑄坯收得率與斷面大小有關(guān),鑄坯斷面小則收得率低些。
5. 連鑄坯成材率
連鑄坯成材率(%)= 合格鋼材產(chǎn)量/連鑄坯消耗總量×100%
6. 連鑄機(jī)作業(yè)率
連鑄機(jī)作業(yè)率是指鑄機(jī)實(shí)際作業(yè)時(shí)間占總?cè)諝v時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。
連鑄機(jī)實(shí)際作業(yè)時(shí)間=鋼包開澆起至切割(剪切)完畢為止的時(shí)間+上引錠桿時(shí)間+正常開澆準(zhǔn)備等待的時(shí)間(小于10min)。
7. 連鑄機(jī)達(dá)產(chǎn)率
連鑄機(jī)達(dá)產(chǎn)率是指在某一時(shí)間段內(nèi),連鑄機(jī)實(shí)際產(chǎn)量占該臺(tái)連鑄機(jī)設(shè)計(jì)產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù),它反映了這臺(tái)連鑄機(jī)的設(shè)備發(fā)揮水平。
連鑄機(jī)達(dá)產(chǎn)率(%)=連鑄機(jī)實(shí)際產(chǎn)量/連鑄機(jī)設(shè)計(jì)產(chǎn)量×100%
8. 平均連澆爐數(shù)
平均連澆爐數(shù)是指澆注鋼液的爐數(shù)與連鑄機(jī)開澆次數(shù)之比,它反映了連鑄機(jī)連續(xù)作業(yè)的能力。
平均連澆爐數(shù)(爐/次)= 澆注鋼液爐數(shù)/連鑄機(jī)開澆次數(shù)
9. 鑄機(jī)溢漏率
鑄機(jī)溢漏率指的是在某一時(shí)間段內(nèi)連鑄機(jī)發(fā)生溢漏鋼的流數(shù)占該段時(shí)間內(nèi)連鑄機(jī)澆注縱流數(shù)的百分?jǐn)?shù)。
鑄機(jī)溢漏率(%)= 溢漏鋼流數(shù)量/澆注總爐數(shù)X連鑄機(jī)流數(shù)×100%
10. 其他指標(biāo)的計(jì)算
(1)中間包平均包齡。中間包平均包齡也是中間包使用壽命。它是指連鑄在某一時(shí)間段內(nèi)澆注的鋼液爐數(shù)與使用的中間包個(gè)數(shù)之比(可以按月、季、年為時(shí)間單位統(tǒng)計(jì)計(jì)算)。
中間包平均包齡(爐/個(gè))= 澆注總爐數(shù)/中間包使用個(gè)數(shù)
(2)結(jié)晶器的使用壽命。結(jié)晶器的使用壽命是指結(jié)晶器從開始使用到更換時(shí)的工作時(shí)間,也就是結(jié)晶器保持原設(shè)計(jì)參數(shù)的時(shí)間。
任務(wù)二 連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)的準(zhǔn)備
相關(guān)知識(shí)
一、鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)
鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)置在煉鋼車間出鋼跨與連鑄澆注跨之間,其作用是存放、支撐鋼包;澆注過程可通過轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)鋼包之間交換,并轉(zhuǎn)送至中間包的上方,為多爐連澆創(chuàng)造條件。
(一)鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的特點(diǎn)
1. 重載
鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)承載幾十噸到幾百噸的鋼包,當(dāng)兩個(gè)轉(zhuǎn)臂都承托著盛滿鋼水的鋼包時(shí),所受的載荷為最大。
2. 偏載
鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)承載的工況有六種:即兩邊滿載、一滿一空、一滿一無、一空一無、兩無、兩空。最大偏載出現(xiàn)在一滿一無的工況,此時(shí)鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)會(huì)承受最大的傾翻力矩。
3. 沖擊
由于鋼包的安放、移去都是用起重機(jī)完成的,因此在安放移動(dòng)鋼包時(shí)產(chǎn)生沖擊,這種沖擊使回轉(zhuǎn)臺(tái)的零部件承受動(dòng)載荷。
4. 高溫
鋼包中的高溫鋼水會(huì)對(duì)回轉(zhuǎn)臺(tái)產(chǎn)生熱輻射,從而使鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)承受附加的熱應(yīng)力;另外澆注時(shí)飛濺的鋼水顆粒也會(huì)給回轉(zhuǎn)臺(tái)帶來火警隱患。
(二)鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的主要參數(shù)
1. 承載能力
鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的承載能力是按轉(zhuǎn)臂兩端承載滿包鋼水的工況進(jìn)行確定,例如一個(gè)300t鋼包,滿載時(shí)總重為440t,則回轉(zhuǎn)臺(tái)承載能力為440t×2。另外,還應(yīng)考慮承接鋼包的一側(cè),在加載時(shí)的垂直沖擊引起的動(dòng)載荷系數(shù)。
2. 回轉(zhuǎn)速度
鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不宜過快,否則會(huì)造成鋼包內(nèi)的鋼水液面波動(dòng),嚴(yán)重時(shí)會(huì)溢出鋼包外、引發(fā)事故。一般鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為1r/min。
3. 回轉(zhuǎn)半徑
鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)半徑是指回轉(zhuǎn)臺(tái)中心到鋼包中心之間的距離?；剞D(zhuǎn)半徑一般根據(jù)鋼包的起吊條件確定。
4. 鋼包升降速度
鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)臂的升降速度一般為1.2~1.8m/min。
(三)鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的基本類型
鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)按轉(zhuǎn)臂形式可分整體直臂式和雙臂單獨(dú)式兩類,如下圖所示。整體直臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)見圖(a),這種形式回轉(zhuǎn)臺(tái)支撐兩個(gè)鋼包的轉(zhuǎn)臂是一個(gè)剛性整體,故結(jié)構(gòu)簡單,維修方便,成本低,應(yīng)用廣。雙臂單獨(dú)式鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)見圖(b),這種形式回轉(zhuǎn)臺(tái)支撐兩個(gè)鋼包的轉(zhuǎn)臂是兩個(gè)相互獨(dú)立,且可分別作回轉(zhuǎn)、升降運(yùn)動(dòng),故操作靈活,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,操作困難,成本高。
二、中間包車
(一)中間包車的類型
中間包車按中間包水口在中間包車的主梁、軌道的位置,可分為門式和懸吊式兩種類型。
1. 門式(門型、半門型)中間包車
門型中間包車的軌道布置在結(jié)晶器的兩側(cè),重心處于車框中,安全可靠。門型中間包車適用于大型連鑄機(jī)。但由于門式中間包車是騎跨在結(jié)晶器上方,使操作人員的操作視野范圍受到一定限制。
2. 懸吊式(懸臂型、懸掛型)中間包車
懸臂型中間包車,中間包水口伸出車體之外,澆注時(shí)車位于結(jié)晶器的外弧側(cè);其結(jié)構(gòu)是一根軌道在高架梁上,另一根軌道在地面上。車行走迅速,同時(shí)結(jié)晶器上面供操作的空間和視線范圍大,便于觀察結(jié)晶器內(nèi)鋼液面,操作方便;為保證車的穩(wěn)定性,應(yīng)在車上設(shè)置平衡裝置或在外側(cè)車輪上增設(shè)護(hù)軌。懸掛型中間包車的特點(diǎn)是兩根軌道都在高架梁上,對(duì)澆注平臺(tái)的影響最小,操作方便。懸臂型和懸掛型中間包車只適用于生產(chǎn)小斷面鑄坯的連鑄機(jī)。
(二)中間包車的結(jié)構(gòu)
中間包小車由車架走行機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、對(duì)中裝置及稱量裝置等組成。
車架是鋼板焊接的鞍形框架,這種結(jié)構(gòu)使得中間包浸入式水口周圍具有足夠的空間,便于操作人員靠近結(jié)晶器進(jìn)行觀察、取樣、加保護(hù)渣及去除結(jié)晶器內(nèi)鋼液面殘?jiān)?
車架行走裝置是由快、慢速兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過行星差動(dòng)減速器驅(qū)動(dòng)一側(cè)車輪作雙速運(yùn)轉(zhuǎn),它設(shè)置在車體的底部。通過中間齒輪及橫穿包底的中間接軸驅(qū)動(dòng)另一側(cè)車輪。四個(gè)車輪中兩個(gè)為主動(dòng)車輪。在操作側(cè)的兩個(gè)車輪為雙輪緣,相對(duì)一側(cè)車輪無輪緣。
升降裝置能使中間包上升、下降。它設(shè)置在車體上,支撐和驅(qū)動(dòng)升降平臺(tái)。放置中間包的升降框架由四臺(tái)絲桿千斤頂支撐,由兩臺(tái)電機(jī)通過兩根萬向接軸驅(qū)動(dòng)。兩組電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用錐齒輪箱和聯(lián)接軸連接起來,具有良好的同步性和自鎖性。有的用液壓傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)中間包上升、下降。
在拉坯方向,中間包水口安裝位置中心線與結(jié)晶器厚度方向上的中心線往往有誤差,需要調(diào)整;當(dāng)澆鑄板坯厚度變化時(shí),也要調(diào)整水口位置。因此,中間包小車升降框架上設(shè)有對(duì)中微調(diào)機(jī)構(gòu)。對(duì)中裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過蝸輪蝸桿帶動(dòng)與中間包耳軸支撐座相連的絲桿轉(zhuǎn)動(dòng),使中間包水口中心線對(duì)準(zhǔn)結(jié)晶器厚度方向上的中心線。為減少微調(diào)中的阻力,中間包耳軸支撐座為球面和滾輪滑座支撐,有的用液壓傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)中。
在中間包耳軸支撐座下面設(shè)有中間包稱量裝置,它是通過四個(gè)傳感器來顯示的。在中間包小車上還設(shè)有長水口安裝裝置,將鋼包的長水口安裝在鋼包的滑動(dòng)水口上,并將其緊緊壓住。
三、結(jié)晶器
(一)結(jié)晶器要求
中間包內(nèi)鋼水連續(xù)注入結(jié)晶器的過程中,結(jié)晶器受到鋼水靜壓力、摩擦力、鋼水的熱量等因素影響,工作條件較差,為了保證坯殼質(zhì)量、連鑄生產(chǎn)順利進(jìn)行,結(jié)晶器應(yīng)具備以下基本要求。
(1)結(jié)晶器內(nèi)壁應(yīng)具有良好的導(dǎo)熱性和耐磨性。
(2)結(jié)晶器應(yīng)具有一定的剛度,以滿足巨大溫差和各種力作用引起的變形,從而保證鑄坯精確的斷面形狀。
(3)結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單,易于制造、裝拆和調(diào)試。
(4)結(jié)晶器的重量要輕,以減少振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力,振動(dòng)平穩(wěn)可靠。
(二)結(jié)晶器對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響
1.結(jié)晶器倒錐度的影響
實(shí)驗(yàn)證明,氣隙熱阻對(duì)結(jié)晶器傳熱過程起到?jīng)Q定性作用,氣隙過大會(huì)阻礙鑄坯向外熱量的傳遞。因此倒錐度是一個(gè)非常重要的參數(shù),倒錐度過小,勢必造成坯殼過早脫離銅壁產(chǎn)生氣隙,使坯殼冷卻不均產(chǎn)生鑄坯表面裂紋或坯殼厚度不夠產(chǎn)生拉漏事故。但倒錐度過大,會(huì)導(dǎo)致坯殼與結(jié)晶器內(nèi)壁之間擠壓力增加,同樣影響到鑄坯質(zhì)量,并加劇內(nèi)壁磨損。
2. 內(nèi)壁表面狀況的影響
結(jié)晶器內(nèi)壁表面不良狀況會(huì)導(dǎo)致坯殼局部冷卻不均或增加鑄坯運(yùn)行阻力。如內(nèi)壁凹坑、裂紋、鍍層剝落等會(huì)使鑄坯與內(nèi)壁接觸不良,造成局部冷卻不良;內(nèi)壁表面粗糙、表面不平會(huì)增加鑄坯與內(nèi)壁之間的摩擦力;更為嚴(yán)重的是鑄坯坯殼在結(jié)晶器內(nèi)受內(nèi)壁表面狀況不良影響容易破裂,當(dāng)無法愈合時(shí)會(huì)造成漏鋼事故。
3. 斷面尺寸的影響
軋制工序?qū)B鑄坯的尺寸公差有一定的要求,不然會(huì)造成軋制廢品或增加軋制難度。因此,結(jié)晶器斷面尺寸也會(huì)有一個(gè)公差范圍。對(duì)于方坯和矩形坯,除邊長尺寸外,應(yīng)測定對(duì)角線誤差,避免鑄坯脫方;對(duì)于板坯,內(nèi)、外弧邊長差有一定要求。另外上、下口結(jié)晶器斷面尺寸的測定也是結(jié)晶器倒錐度測定的一種方法。
4. 結(jié)晶器銅壁厚度
結(jié)晶器銅壁厚度包括水槽和承受溫度梯度的有效厚度兩部分。銅壁厚度影響到銅板的冷面水槽溫度和熱面工作溫度,銅壁過薄將影響到銅壁的強(qiáng)度產(chǎn)生變形;銅壁過厚會(huì)使銅壁熱面超過銅板的結(jié)晶溫度產(chǎn)生永久性變形。為保證鑄坯得到均勻冷卻,銅板間的相對(duì)誤差也有要求。
5. 結(jié)晶器進(jìn)出水溫度差、壓力、流量的影響
在結(jié)晶器材質(zhì)、水槽面積確定后,結(jié)晶器內(nèi)的冷卻水流速是影響冷卻強(qiáng)度的最主要因素。冷卻水壓力愈高,流量就愈大,流速也愈大。壓力愈高,對(duì)結(jié)晶器要求也高。一般認(rèn)為結(jié)晶器冷卻水流速超過6m/s時(shí)冷卻效果增加不大,通常,水流速控制在6~10m/s,進(jìn)水壓力取0.4~0.6MPa。相反水的流速過低時(shí),即水的壓力、流量達(dá)不到要求時(shí),會(huì)影響到結(jié)晶器的冷卻強(qiáng)度。結(jié)晶器進(jìn)水溫度一般要求不大于40℃,進(jìn)出水溫差要求不大于10℃。
6. 冷卻水水質(zhì)
結(jié)晶器冷卻水必須使用工業(yè)清水或軟水,這是因?yàn)殂~板冷面溫度在大熱量的傳遞過程中很可能超過100℃使水產(chǎn)生沸騰,引起水垢沉積。水垢的熱導(dǎo)率很小,導(dǎo)致熱阻增加,熱流下降,銅板溫度升高而變形。不均勻的水垢還造成冷卻不均,板坯結(jié)晶器常用軟水。
四、結(jié)晶器振動(dòng)裝置
(一)振動(dòng)裝置的作用及要求
振動(dòng)裝置的作用是防止鑄坯在凝固過程中與結(jié)晶器內(nèi)壁發(fā)生粘連而拉裂。要求如下:
(1)振動(dòng)參數(shù)合理,有利于改善鑄坯表面質(zhì)量并防止拉漏事故。
(2)結(jié)晶器能準(zhǔn)確按要求軌跡運(yùn)行,即振動(dòng)裝置應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照所需求的振動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)。整個(gè)振動(dòng)框架的4個(gè)角部位置,均應(yīng)同時(shí)上升到達(dá)上止點(diǎn)或同時(shí)下降到達(dá)下止點(diǎn)。在振動(dòng)時(shí)整個(gè)振動(dòng)框架不允許出現(xiàn)前后、左右方向的偏移與晃動(dòng)現(xiàn)象。
(3)振動(dòng)裝置在振動(dòng)時(shí)應(yīng)保持平穩(wěn)、柔和、有彈性,不應(yīng)產(chǎn)生沖擊、抖動(dòng)、僵硬現(xiàn)象。
(4)結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便。
(二)結(jié)晶器的振動(dòng)方式
按結(jié)晶器振動(dòng)速度特征可分為三種:同步振動(dòng)、負(fù)滑脫振動(dòng)及正弦振動(dòng)。
1. 同步振動(dòng)
同步振動(dòng)的主要特點(diǎn)是:結(jié)晶器下降時(shí)與拉坯速度相同,上升時(shí)為3倍的拉坯速度。
2. 負(fù)滑脫振動(dòng)
負(fù)滑脫振動(dòng)是同步振動(dòng)的改進(jìn)形式,它的主要特點(diǎn)是:結(jié)晶器下降時(shí)下降速度大于拉速。
3. 正弦振動(dòng)
正弦振動(dòng)的特點(diǎn)是振動(dòng)速度按正弦規(guī)律變化。
五、檢查結(jié)晶器液面控制裝置
(一)結(jié)晶器內(nèi)鋼液面高度測定與控制的意義
為了保證坯殼出結(jié)晶器時(shí)有一定的厚度,鋼液在結(jié)晶器內(nèi)應(yīng)保持一定的高度,如鋼液面過高,會(huì)造成溢鋼故障;如鋼液面過低,會(huì)造成坯殼拉漏故障,所以結(jié)晶器內(nèi)鋼液面高度必須測定與控制。
(二)結(jié)晶器內(nèi)鋼液面高度測定與控制的方法
結(jié)晶器內(nèi)鋼液面高度的控制可以靠操作人員觀察、自動(dòng)控制系統(tǒng)做出調(diào)節(jié)拉坯速度和鋼水流量判斷來實(shí)現(xiàn)。其中自動(dòng)控制系統(tǒng)有Co60射線法、Cs137射線法、熱電偶法3種。Co60γ射線法是用Co60作為發(fā)射源,放置在結(jié)晶器的內(nèi)弧側(cè),通過γ射線探測到鋼液面高度,由聯(lián)動(dòng)裝置連續(xù)控制中間包水口的開口度及連鑄機(jī)的拉坯速度,以保持鋼液面高度的設(shè)定值。
六、連鑄二次冷卻裝置
(一) 二次冷卻裝置的作用及工藝要求
二次冷卻裝置的作用是對(duì)鑄坯進(jìn)行支撐和導(dǎo)向,防止鑄坯變形。同時(shí)送引錠時(shí),對(duì)引錠桿起導(dǎo)向和支撐的作用。工藝對(duì)二次冷卻裝置要求是在高溫鑄坯作用下應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度;還要求結(jié)構(gòu)簡單,調(diào)整、維修方便。
(二) 二次冷卻裝置的類型和結(jié)構(gòu)
由于小方坯連鑄機(jī)和板坯連鑄機(jī)的特點(diǎn)不同,其在二次冷卻區(qū)結(jié)構(gòu)上有很大的不同。小方坯連鑄機(jī)澆注的鑄坯斷面小,不易產(chǎn)生鼓肚變形,二次冷卻區(qū)主要起支撐作用,結(jié)構(gòu)比較簡單。扇形區(qū)設(shè)置較少的夾輥,便于漏鋼事故處理;板坯連鑄機(jī),鑄坯的鼓肚在二次冷卻區(qū)始終存在,因此在結(jié)構(gòu)上比較復(fù)雜,為嚴(yán)格限制鑄坯的鼓肚量,夾輥密排于整個(gè)二次冷卻區(qū)內(nèi),有時(shí)板坯連鑄機(jī)夾輥開口度和扇形段弧度都比小方坯連鑄機(jī)有更高的要求。
一般小方坯連鑄機(jī)開口度和弧度誤差在±(1~2)mm之內(nèi),而板坯連鑄機(jī)要求控制在±0.5mm之內(nèi)。由于鑄坯在二次冷卻區(qū)的斷面仍在不斷地收縮,板坯二次冷卻區(qū)夾輥開口度從上到下有逐段的收縮量。
對(duì)于板坯連鑄機(jī)二次冷卻段的密集結(jié)構(gòu),在線處理困難,從而影響鑄機(jī)作業(yè)率。為此正廣泛采用快速更換、離線檢修技術(shù)。尤其是結(jié)晶器下口第一段(常稱0號(hào)段),因事故等原因調(diào)換較頻繁,現(xiàn)在常把結(jié)晶振動(dòng)裝置和0號(hào)段組裝在一起,整體更換,稱為快速換臺(tái)(QC臺(tái))。
(三) 二次冷卻區(qū)的冷卻要求
(1)鑄坯在冷卻過程中,表面溫度分布要均勻變化,防止溫度突變。
(2)鑄坯質(zhì)量不會(huì)因二次冷卻原因引起表面和內(nèi)部缺陷。
(3)根據(jù)要求,鑄坯在最后一對(duì)夾持輥前全部凝固或在矯直前全部凝固。
(四) 二次冷卻制度及控制方式
1. 二次冷卻制度
二次冷卻制度就是二次冷卻配水制度,二次冷卻配水通常根據(jù)傳熱條件和鑄坯質(zhì)量要求建立數(shù)學(xué)模型,從中計(jì)算出要求的鑄坯表面溫度分布曲線,然后通過傳熱系數(shù)與水量的關(guān)系計(jì)算出二次冷卻區(qū)水量分布。水量分布以段為單元。在決定二次冷卻區(qū)各段水量分布后,為提高傳熱效率、均勻冷卻鑄坯,必須選擇合適的噴嘴、噴嘴分布及相應(yīng)水壓等。
鑄坯在冷卻收縮過程中,若坯殼所受溫差過大會(huì)使坯殼產(chǎn)生裂紋并造成鑄坯內(nèi)部柱狀晶發(fā)達(dá),甚至形成“搭橋”現(xiàn)象。因此二次冷卻水的強(qiáng)度和分布是相當(dāng)重要的。鑄機(jī)的二次冷卻強(qiáng)度一般以比水量(每千克鋼消耗多少升二次冷卻噴淋水)來表示。
2. 二次冷卻控制方式
(1)人工控制 由配水工根據(jù)鋼種要求,對(duì)鑄坯表面溫度觀察,憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)閥門,控制二次冷卻水量。
(2)儀表控制 根據(jù)不同要求,設(shè)定好各段水量,由儀表進(jìn)行控制。每段的水量可用調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種方法用于鋼種、斷面單一的連鑄機(jī)上比較合適,因?yàn)樵O(shè)定值的調(diào)節(jié)比較麻煩。
(3)目標(biāo)溫度控制 由于鑄坯過程溫度測定受到的影響因素過多,且難以正確反應(yīng)鑄坯的實(shí)際溫度。因此,根據(jù)鑄坯凝固傳導(dǎo)教學(xué)模型,近似的得出鑄坯溫度,并根據(jù)實(shí)際測得值及現(xiàn)場生產(chǎn)的修正,得出鑄坯溫度曲線,通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)控制二次冷卻區(qū)各段水量,使鑄坯表面溫度接近理論目標(biāo)值。
(五)二次冷卻噴嘴類型和特性
1. 噴嘴類型
噴嘴類型可分成兩大類：水噴嘴和水—?dú)鈬娮臁?
水噴嘴又稱壓力噴嘴,其靠水本身的壓力作為能量使水充分霧化,壓力噴嘴按噴出的霧化形狀可分為扇形噴嘴和錐形噴嘴,錐形噴嘴中又可分為空心噴嘴和實(shí)心噴嘴。
水—?dú)鈬娮熘饕强繗怏w壓力使水霧化,在水—?dú)鈬娮熘?水和氣分別從兩個(gè)管路進(jìn)入水—?dú)鈬娮?水和氣在水—?dú)鈬娮靸?nèi)或噴嘴外混合霧化形成非常細(xì)小的水霧。水—?dú)鈬娮炫c噴嘴相比有調(diào)節(jié)范圍大、冷卻效率高、冷卻均勻穩(wěn)定、不易堵塞等優(yōu)點(diǎn),但管路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
2. 噴嘴特性
為獲得良好的冷卻效果,合適的噴嘴很重要。選擇噴嘴時(shí)主要考慮噴嘴的冷態(tài)特性。
(1)流量特性 不同供水壓力下噴嘴的水流量。
(2)水流密度 單位時(shí)間內(nèi)噴嘴垂直噴射到單位面積上的水量。水流密度增加,傳熱加快。
(3)水霧直徑 水滴直徑越小,霧化越好,越有利于鑄坯均勻冷卻和傳熱效率的提高。
(4)水滴速度 水滴速度快,容易穿透汽膜,傳熱效率就高。
(5)噴射面積 保證一定的錐底面積并在整個(gè)面積上水量分布均勻,保證均勻冷卻。
(六)二次冷卻噴嘴狀況對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響
噴嘴狀況對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響,主要是由狀態(tài)不好造成鑄坯局部冷卻不均勻而產(chǎn)生的鑄坯缺陷。這些缺陷包括表面裂紋,內(nèi)部裂紋以及形狀缺陷。最常見的噴嘴狀況不良如下:
(1)噴嘴尺寸不符合要求 主要與制造質(zhì)量有關(guān),安裝前應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)。
(2)噴嘴堵塞 主要與水質(zhì)有關(guān)。在改善水質(zhì)的同時(shí),對(duì)噴嘴應(yīng)定期進(jìn)行檢查。
(3)噴嘴安裝位置不準(zhǔn) 主要與噴淋架有關(guān),對(duì)扁平形噴嘴還應(yīng)注意水槽安裝位置。
(4)噴嘴掉落 主要與安裝質(zhì)量有關(guān),安裝時(shí)噴嘴必須擰緊。
任務(wù)實(shí)施
一、鋼包準(zhǔn)備
(一)鋼包的作用
鋼包主要用于盛裝和運(yùn)載鋼水及部分熔渣,在澆注過程中可通過開啟水口大小來控制鋼流。鋼包還可作為精煉爐的重要組成部分,即在鋼包中配置電極加熱、合金加料、吹氬攪拌、喂絲合金化、真空脫氣等各種精煉設(shè)備,通過鋼包精煉處理可使鋼水的溫度調(diào)整精度、成分控制命中率及鋼水純凈度進(jìn)一步提高,以滿足澆注生產(chǎn)對(duì)鋼水供應(yīng)質(zhì)量的需要。
(二)鋼包容量與形狀確定
1. 鋼包容量
鋼包容量是根據(jù)煉鋼爐的出鋼量或者出鋼跨起重機(jī)的起重量來確定。
(1)鋼包能容納煉鋼爐的額定鋼水量。
(2)鋼包還能容納10%的超裝量(其中包括一定量的渣液)。
(3)當(dāng)鋼包盛裝鋼水后,其渣液面到鋼包上沿應(yīng)留有100~200mm 的安全空間。
(4)精煉用的鋼包應(yīng)根據(jù)精煉的需要來設(shè)計(jì)。
2. 鋼包形狀
(1)鋼包的直徑與高度之比 鋼包容量一定時(shí),為了減少鋼包的散熱損失,應(yīng)使鋼包的內(nèi)表面面積縮小,因此鋼包的平均內(nèi)徑與高度之比,一般選擇0.9~1.1。
(2)錐度 為了便于鋼水澆注后能從鋼包內(nèi)倒出殘鋼、殘?jiān)约叭〕霭啄龎K,一般鋼包內(nèi)部制成上大下小,并具有一定的錐度。
(3)鋼包外形 為了便于鋼水中氣體和非金屬夾雜物的上浮和排除,并降低開澆時(shí)的鋼流沖擊力,要求鋼包的外形不能做成細(xì)高形狀。
3. 鋼包的主要結(jié)構(gòu)
鋼包主要由鋼包本體、耐火襯和水口啟閉控制機(jī)構(gòu)等裝置組成。鋼包本體由外殼、加強(qiáng)箍、耳軸、溢渣口、注鋼口、透氣口、傾翻裝置部件組成。
二、中間包檢查及準(zhǔn)備
中間包具有儲(chǔ)存鋼水、降低鋼水靜壓力、對(duì)鋼水分流和凈化鋼水的作用,是鋼水進(jìn)入結(jié)晶器前的最后設(shè)備。
(1)檢查中間包絕熱板是否有破裂、塌落及泥縫開裂,如有應(yīng)重新更換中間包。
(2)檢查定徑水口是否光滑、完好,否則不能使用。
(3)將安裝好的中包開到澆注位置對(duì)中,結(jié)晶器中心與水口中心偏差不大于2mm,否則易發(fā)生漏鋼,嚴(yán)重時(shí)鑄坯發(fā)生縱裂。
(4)用紙片或石棉繩堵住中包定徑水口,然后在水口上方加1kg左右。
三、水口準(zhǔn)備
對(duì)于板坯連鑄,中間罐已裝有鋁碳質(zhì)整體塞棒或整體式鋁碳質(zhì)浸入式水口,如果長時(shí)間烘烤,制品強(qiáng)度降低;如果制品表面的防氧化涂層不良的話,制品還會(huì)被氧化疏松,不僅使制品強(qiáng)度下降,而且使用壽命還會(huì)降低。
對(duì)于小方坯連鑄用中間罐,通常裝有3~6個(gè)鋯質(zhì)定徑水口。對(duì)于這種水口,必須單獨(dú)充分地進(jìn)行烘烤,否則在使用中有炸裂的危險(xiǎn)。因?yàn)殇嗁|(zhì)制品的熱穩(wěn)定性能特別差,預(yù)熱不良會(huì)開裂。
中間罐水口有外裝和內(nèi)裝兩種方式。外裝浸入式水口在專用的烘烤爐上烘烤。開澆時(shí),待中間罐小車進(jìn)入“澆鑄位”后,再將浸入式水口從烘烤爐內(nèi)取出送到澆注位待裝。在吊運(yùn)內(nèi)裝式的中間罐時(shí)要十分小心,不能碰撞,開澆前將中間罐運(yùn)至澆鑄位時(shí),首先必須將中間罐升起,使內(nèi)裝式水口高出烘烤器;在水口與結(jié)晶器對(duì)中后,再降下中間罐,使浸入式水口插入到結(jié)晶器內(nèi)一定的深度,然后就可向中間罐送鋼水了。
四、連鑄結(jié)晶器檢查
結(jié)晶器表面應(yīng)平整光滑,無殘鋼殘?jiān)?。結(jié)晶器內(nèi)腔尺寸合格,無變形等情況。結(jié)晶器試壓符合要求,無漏水、滲水現(xiàn)象,水壓最低時(shí)報(bào)警器能正常工作。結(jié)晶器與二冷段的對(duì)弧應(yīng)符合要求,兩側(cè)輥也應(yīng)對(duì)開,二冷輥道無殘鋼殘?jiān)?輥?zhàn)訜o變形。有下列缺陷的結(jié)晶器停止使用:
(1)銅管內(nèi)凸凹缺陷大于0.5mm。
(2)在鋼液面區(qū)域的損傷劃痕深度大于1.0mm。
(3)結(jié)晶器上口有冷鋼殘?jiān)?
(4)結(jié)晶器漏水。
準(zhǔn)備好要用的工具及材料,檢查供水、供電、照明、排水、信號(hào)聯(lián)系等設(shè)備,并進(jìn)行空車試運(yùn)轉(zhuǎn),一切正常后便開始堵引錠。
五、檢查和使用鑄坯引錠裝置
(一)引錠桿
1. 大節(jié)距引錠桿
由于其節(jié)距較長,所以引錠桿本身是弧形的,其外弧半徑等于連鑄機(jī)曲率半徑。當(dāng)鑄坯頭部經(jīng)過拉輥以后,上矯直輥下壓到正常矯直位置,引錠桿第一段受到杠桿作用,其鉤頭向上而自動(dòng)與鑄坯脫鉤。大節(jié)距引錠桿需有加工大半徑弧面的專用機(jī)床,鏈的第一節(jié)弧形桿要有足夠的強(qiáng)度和剛度,以免脫錠時(shí)受壓變形。
2. 小節(jié)距引錠桿
這種引錠桿節(jié)距較小,只能向一個(gè)方向彎曲。下圖是板坯連鑄機(jī)的引錠桿,它由主鏈節(jié)、輔鏈節(jié)、引錠頭連接鏈和尾鏈節(jié)等構(gòu)成。連接鏈節(jié)可與不同寬度的引錠頭相連接,而引錠桿本體的寬度則保持不變。鏈節(jié)可加工成直線形,加工方法簡單,得到廣泛應(yīng)用。
3. 剛性引錠桿
在羅可普小方坯連鑄機(jī)上使用了一種剛性引錠桿,它是用整條鋼棒做成的弧形引錠桿。這種形式的引錠桿是由三段組成,每兩段引錠桿用螺栓連接,兩段引錠桿問不能轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)它引導(dǎo)鑄坯走出拉矯輥,即與鑄坯脫鉤,停放在出坯輥道的上方。在澆鋼之前,先利用驅(qū)動(dòng)裝置把它送入拉輥,再由拉輥將其送至結(jié)晶器下口。使用剛性引錠桿時(shí),在二次冷卻區(qū)的上段不需要支撐及導(dǎo)向裝置,在二次冷卻區(qū)下段也只需簡單的導(dǎo)板。這種剛性引錠桿只適用于小方坯連鑄機(jī),因?yàn)樾》脚鞑淮嬖诠亩菃栴},所以在二次冷卻區(qū)不需要導(dǎo)向夾輥。
(二)引錠頭
1. 燕尾槽式引錠頭
該引錠頭將引錠裝置的頭部加工成燕尾槽。這樣在開澆時(shí),注入結(jié)晶器的鋼水會(huì)充滿槽內(nèi)外,待冷卻后使二者凝結(jié)在一起;與鑄坯脫開時(shí),操作人員需把銷軸拆卸。
2. 鉤頭式引錠頭
該引錠頭結(jié)構(gòu)將引錠裝置的頭部加工成鉤子形。注入結(jié)晶器的鋼水凝固后,與引錠頭之間成為掛鉤式連接;引錠頭與鑄坯之間會(huì)自動(dòng)脫開。
(三)使用鑄坯引錠裝置
(1)裝置引定鉤頭將加焊過的鉤頭推入引定頭燕尾槽內(nèi),鉤端向內(nèi)弧側(cè),將短截細(xì)氧管(稍寬于引定頭)插入固定插孔內(nèi),用木梢(半截)將鉤頭固定,再用石棉布將燕尾槽內(nèi)部分填實(shí),并用雙層石棉布封住引錠頭頂面在鉤頭露出的根部,用石棉繩捆緊(但不能過量)以防引錠頭粘鋼。
(2)利用引錠“就地”位將引錠頭送入結(jié)晶器下口,后置“遠(yuǎn)控位”。
(3)在填加冷料之前,將引錠頭與結(jié)晶器間的隙縫處用石棉布填實(shí)并在引錠頭頂面鋪撒少量氧化鐵皮,冷料加入時(shí),盡可能保持其與銅管平行,以防劃傷鋼管,其加入量為覆蓋鉤頭三根冷料厚為宜。
(4)用結(jié)晶器油潤滑整個(gè)銅管內(nèi)表面后關(guān)閉油管并平穩(wěn)放置結(jié)晶器上口位待用。
(5)將中包車開到澆注位,并測量中包水口對(duì)中情況進(jìn)行微調(diào)。
(6)中包開澆前,檢查操作箱各按鈕及指示燈是否正常,拉速旋鈕回零位,開關(guān)位置是否正確,結(jié)晶器水、事故水以及二冷水各閥門是否打開,引錠桿是否已下滑,主控開關(guān)是否已經(jīng)斷開等。
知識(shí)拓展
一、連鑄設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)模式
根據(jù)連鑄作業(yè)各個(gè)階段的澆注工藝要求,連鑄設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)可分為五種模式：
1. 準(zhǔn)備模式
連鑄機(jī)在準(zhǔn)備模式狀態(tài)下,全部設(shè)備都能進(jìn)行單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn),并保持安全運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的保護(hù)聯(lián)鎖裝置,設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)關(guān)系均被解除。在準(zhǔn)備模式狀態(tài)下,連鑄設(shè)備可以進(jìn)行維修和調(diào)整,為連鑄機(jī)進(jìn)入以后各階段的運(yùn)轉(zhuǎn)模式做好準(zhǔn)備,向連鑄機(jī)提供穩(wěn)定的能源、介質(zhì)供應(yīng),準(zhǔn)備模式只能在尾坯輸出模式完成后進(jìn)行。
2. 插入模式(送引錠模式)
連鑄機(jī)在送引錠模式狀態(tài)下,能進(jìn)行安裝引錠桿的作業(yè),將引錠頭裝入結(jié)晶器內(nèi)規(guī)定的位置上。用上裝式引錠桿的連鑄機(jī),送引錠模式可在準(zhǔn)備模式完成、送引錠條件滿足、確認(rèn)后進(jìn)行;用上裝式引錠桿的連鑄機(jī),送引錠模式也可在尾坯輸出模式尚在進(jìn)行中進(jìn)行(即鑄坯末端通過某一特定驅(qū)動(dòng)輥之后),從而充分發(fā)揮上裝式引錠桿的優(yōu)勢,提高連鑄機(jī)的作業(yè)率。
3. 保持模式
連鑄機(jī)在保持模式狀態(tài)下,處于一種等待澆注的鎖定狀態(tài),它可在送引錠模式完成、確認(rèn)后進(jìn)行。此時(shí)引錠頭在結(jié)晶器內(nèi)的規(guī)定位置上不允許移動(dòng),壓緊引錠桿的驅(qū)動(dòng)輥處于制動(dòng)狀態(tài),結(jié)晶器振動(dòng)裝置、拉矯驅(qū)動(dòng)裝置等不允許進(jìn)行操作。此時(shí)應(yīng)對(duì)結(jié)晶器內(nèi)引錠頭進(jìn)行密封、鋪設(shè)鐵屑及冷卻塊等工藝操作。
4. 澆注模式
連鑄機(jī)在澆注模式狀態(tài)下能進(jìn)行澆注作業(yè),并使引錠桿完成引錠循環(huán)、自動(dòng)回收的過程。它可在保持模式完成、澆注條件滿足、確認(rèn)后進(jìn)行。在澆注模式狀態(tài)下,鋼水通過鋼包滑動(dòng)水口控制裝置進(jìn)入中間罐。當(dāng)中間罐內(nèi)的鋼水重量達(dá)到規(guī)定的開澆重量后,中間罐的塞棒或滑動(dòng)水口打開,控制鋼水注入結(jié)晶器;當(dāng)結(jié)晶器內(nèi)鋼液面高度達(dá)到設(shè)定值時(shí),由機(jī)長發(fā)出起步操作命令,使連鑄機(jī)拉矯驅(qū)動(dòng)裝置開始拉坯運(yùn)行、結(jié)晶器振動(dòng)裝置自動(dòng)啟動(dòng)、二次冷卻裝置自動(dòng)開始噴水。拉矯驅(qū)動(dòng)裝置的拉坯速度通過拉速設(shè)定器手動(dòng)給定,同時(shí)鑄坯跟蹤控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開始工作,連續(xù)檢測引錠桿的尾部和頭部等位置,控制拉矯驅(qū)動(dòng)輥的升降、液壓傳動(dòng)的壓力切換及二次冷卻裝置中各噴嘴的噴水順序等,并使引錠桿和鑄坯能順利通過輥列,當(dāng)完成脫錠后,引錠桿將被安放在回收裝置上,實(shí)現(xiàn)整個(gè)引錠循環(huán)過程。在澆注模式狀態(tài)下,連鑄機(jī)可以實(shí)施鋼包交換、中間包更換等多爐連澆作業(yè)。
5. 尾坯輸出模式(含重拉坯模式)
連鑄機(jī)在尾坯輸出模式狀態(tài)下,能進(jìn)行澆注結(jié)束時(shí)的尾坯輸出作業(yè),當(dāng)連鑄機(jī)發(fā)生澆注故障或事故時(shí),連鑄操作人員應(yīng)立即切斷和撤出鋼水源,防止鋼水繼續(xù)泄出、擴(kuò)大事故,要盡快清理輥列內(nèi)的紅熱殘坯,因?yàn)闅埮髂谳伭袃?nèi)會(huì)給事故的處理增加難度。如輥列內(nèi)的尾坯無法用正常的尾坯輸出模式拉出,就應(yīng)選擇重拉坯模式,將尾坯強(qiáng)行拉出。尾坯輸出模式可在鋼包和中間罐內(nèi)鋼水相繼澆注完畢,結(jié)晶器內(nèi)鋼液面完成封頂工藝操作后進(jìn)行。此時(shí)尾坯跟蹤控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開始工作,連續(xù)檢測尾坯的移動(dòng)位置?？刂平Y(jié)晶器振動(dòng)裝置自動(dòng)停止振動(dòng)并相繼抬起有關(guān)的拉矯驅(qū)動(dòng)輥、各組拉矯驅(qū)動(dòng)裝置停止運(yùn)轉(zhuǎn)、二次冷卻裝置中各噴嘴關(guān)閉順序動(dòng)作等。尾坯輸出模式自動(dòng)結(jié)束后,連鑄設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)又自動(dòng)轉(zhuǎn)換到準(zhǔn)備模式,完成一個(gè)周期的循環(huán)。
二、連鑄設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)程序
(一)準(zhǔn)備模式設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)程序
當(dāng)尾坯輸出模式完成后連鑄機(jī)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)備模式狀態(tài),連鑄操作人員要全面檢查,確認(rèn)連鑄機(jī)各系統(tǒng)設(shè)備是否正常、完好,及時(shí)處理設(shè)備問題和故障,并進(jìn)行調(diào)整檢修或更換;在準(zhǔn)備模式完成前,還必須做好與確認(rèn)送引錠的插入條件,并對(duì)連鑄機(jī)的電控系統(tǒng)進(jìn)行總復(fù)位及清零處理。
(二)送引錠模式設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)程序
(1)引錠桿車從提升側(cè)運(yùn)行到插入側(cè)位置,會(huì)自動(dòng)停車。
(2)引錠桿車的輸送鏈反向運(yùn)轉(zhuǎn),使輸送鏈的插入掛鉤與引錠頭的鉤輪相鉤住,然后輸送鏈正向運(yùn)轉(zhuǎn),輸送引錠桿到結(jié)晶器內(nèi)。同時(shí)安裝在輸送鏈傳動(dòng)裝置的脈沖計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)。當(dāng)引錠桿尾部接近結(jié)晶器上口位置時(shí),連鑄操作人員應(yīng)確認(rèn)引錠桿是否在結(jié)晶器的中央位置,并進(jìn)行對(duì)中操作,使引錠桿繼續(xù)以低速運(yùn)行。
(3)當(dāng)引錠桿尾部通過結(jié)晶器后,連鑄操作人員應(yīng)再次確認(rèn)引錠桿是否在結(jié)晶器的中央位置,如果偏離則進(jìn)行對(duì)中操作。當(dāng)引錠頭到達(dá)插入掛鉤脫鉤位置后,輸送鏈運(yùn)轉(zhuǎn)自動(dòng)停止。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輥壓緊引錠桿以后,再啟動(dòng)輸送鏈運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)引錠頭與輸送鏈之間脫鉤,然后輸送鏈運(yùn)轉(zhuǎn)到脫鉤位置上自動(dòng)停止。
(4)引錠桿車的輸送鏈停止運(yùn)轉(zhuǎn)后,就可采取點(diǎn)動(dòng)操作驅(qū)動(dòng)輥使引錠桿繼續(xù)插入,此時(shí)引錠桿跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行初始化,安裝在外弧驅(qū)動(dòng)輥上的脈沖計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù);當(dāng)引錠頭頂面到達(dá)相距結(jié)晶器上口550mm 位置時(shí),停止對(duì)驅(qū)動(dòng)輥的點(diǎn)動(dòng)操作,此時(shí)整個(gè)引錠桿被壓緊、鎖定在連鑄機(jī)的輥列中,送引錠過程確認(rèn)結(jié)束。
(5)開始烘烤中間罐,當(dāng)中間罐車到達(dá)烘烤位置后,將中間罐由高位下降到低位,然后使中間罐的浸入式水口伸入到水口烘烤爐內(nèi)進(jìn)行烘烤,連鑄操作人員將中間罐烘烤裝置的燃?xì)夤┙o系統(tǒng)打開、點(diǎn)燃并放下烘烤臂,使烘烤臂上的燒嘴對(duì)準(zhǔn)中間罐蓋上的烘烤孔并進(jìn)行烘烤,烘烤臂的放下角度可用手動(dòng)操作調(diào)節(jié)。
(三)保持模式設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)程序
連鑄機(jī)的保持模式必須在送引錠操作全部結(jié)束、確認(rèn)后才允許選擇,保持模式的時(shí)間一般不大于1h。運(yùn)轉(zhuǎn)程序如下:
(1)連鑄操作人員首先完成引錠頭在結(jié)晶器內(nèi)的填料密封、涂膠密封、鋪設(shè)鐵屑及冷卻塊、結(jié)晶器壁涂油等工藝操作。
(2)當(dāng)鋼水到位開始澆注前,停止烘烤中間罐,并關(guān)閉中間罐烘烤裝置各燒嘴的火焰燃?xì)夤┙o系統(tǒng),抬起烘烤臂,將中間罐由低位上升到高位,此時(shí)中間罐的浸入式水口應(yīng)伸出水口烘烤爐蓋外。
(3)將中間罐車從烘烤位快速運(yùn)行到澆注位置停車后,將中間罐下降到低位,使中間的浸入式水口伸入到結(jié)晶器內(nèi),然后進(jìn)行左右、前后方向的對(duì)中操作。
(4)鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)在出鋼跨受包、稱量,并進(jìn)行加蓋操作,然后鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)開始旋轉(zhuǎn),鋼包到達(dá)澆注位置后停止,夾緊裝置將鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)鎖定。此時(shí)連鑄操作人員進(jìn)行鋼包滑動(dòng)水口液壓缸的安裝及鋼包長水口的安裝,最后將鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)臂由高位降至低位。
(四)澆注模式設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)程序
連鑄機(jī)的澆注模式必須在保持模式以后,所有澆注條件都已滿足、確認(rèn)后才允許選擇。連鑄操作人員必須觀察澆注側(cè)的懸掛操作箱,待出現(xiàn)“澆注準(zhǔn)備完”信號(hào)才能進(jìn)行開澆作業(yè)。澆注模式的運(yùn)轉(zhuǎn)程序如下:
(1)打開鋼包滑動(dòng)水口,鋼水經(jīng)長水口流入中間罐并進(jìn)行稱量,當(dāng)中間罐內(nèi)鋼水重量達(dá)到規(guī)定的開澆重量后,打開中間罐的塞棒,控制鋼水的流量注入結(jié)晶器,當(dāng)結(jié)晶器內(nèi)的鋼水液位上升到距結(jié)晶器上口約100mm 時(shí),由連鑄操作人員按下“澆注起步”電鈕。
(2)鑄坯跟蹤裝置自動(dòng)投入后,即對(duì)引錠桿尾部和頭部位置進(jìn)行連續(xù)的跟蹤、檢測,當(dāng)引錠頭在拉坯過程中接近二次冷卻段某一冷卻區(qū)時(shí),該區(qū)冷卻水、氣等閥即自動(dòng)打開,并由儀表集散系統(tǒng)控制冷卻水的流量。
(3)當(dāng)引錠桿尾部到達(dá)提升位置時(shí),光電管發(fā)出信號(hào),引錠桿開始提升并鉤住引錠桿尾部兩側(cè)的鉤輪。當(dāng)引錠頭到達(dá)脫錠位置時(shí),光電管發(fā)出信號(hào),自動(dòng)完成脫錠過程,將引錠頭與鑄坯分離。當(dāng)發(fā)生引錠桿提升或脫錠失敗,連鑄操作人員必須采取手動(dòng)操作進(jìn)行強(qiáng)制干預(yù),以確保運(yùn)轉(zhuǎn)成功。
(4)引錠桿被提升到位時(shí),引錠桿車輸送鏈會(huì)自動(dòng)正向運(yùn)轉(zhuǎn),使輸送鏈的提升掛鉤鉤住引錠桿尾部的鉤輪,經(jīng)光電管檢測確認(rèn)無誤后,輸送鏈自動(dòng)將引錠桿卷上并拖拉到引錠桿車上回收,為下一個(gè)送引錠循環(huán)作準(zhǔn)備。當(dāng)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程出現(xiàn)故障時(shí),應(yīng)立即轉(zhuǎn)換為手動(dòng)操作。鑄坯被連續(xù)拉出鑄機(jī)后,被切割成定尺長度,再經(jīng)去除毛刺、噴印后由推鋼機(jī)、垛板臺(tái)進(jìn)行堆垛、冷卻,等待精整處理。
(五)尾坯輸出模式設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)程序
連鑄機(jī)的尾坯輸出模式必須在澆注模式以后,澆注全部結(jié)束、結(jié)晶器完成封頂工藝操作才允許選擇。尾坯輸出模式的運(yùn)轉(zhuǎn)程序如下:
(1)當(dāng)末包鋼包、中間罐澆注完畢時(shí),中間罐車快速將中間罐向放渣位置運(yùn)行,并由澆注跨起重機(jī)將其吊離下線。此時(shí)拉坯速度已降至最低,連鑄操作人員仍在結(jié)晶器內(nèi)進(jìn)行封頂工藝操作,待封頂完成,拉坯速度開始提升后,就可將澆注模式轉(zhuǎn)換到尾坯輸出模式。
(2)連鑄機(jī)進(jìn)入尾坯輸出模式時(shí),鑄坯跟蹤系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行連續(xù)的跟蹤、檢測,脈沖計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)。當(dāng)尾坯通過結(jié)晶器、二次冷卻裝置后,結(jié)晶器振動(dòng)裝置會(huì)自動(dòng)停止振動(dòng),各冷卻區(qū)的冷卻水、氣閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉、并按尾坯沖洗程序自動(dòng)進(jìn)行沖洗。當(dāng)尾坯通過最后一對(duì)工作輥后,尾坯輸出模式自動(dòng)結(jié)束,連鑄機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式又自動(dòng)轉(zhuǎn)換到準(zhǔn)備模式。
任務(wù)三 連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)的澆注
相關(guān)知識(shí)
一、鋼水溫度的控制
(一)連鑄生產(chǎn)對(duì)注溫的要求
1. 一定的過熱度
過熱度是指澆注時(shí)鋼液溫度超過所澆鋼種液相線的溫度值。
由于連鑄生產(chǎn)的中間環(huán)節(jié)多,澆注時(shí)間長,中間包鋼液分流的熱損失大。因此,對(duì)連鑄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的鋼液的溫度損失。通常比液相線的溫度高20~30℃。
2. 注溫波動(dòng)范圍要小
在澆注過程中,要求鋼液溫度穩(wěn)定,波動(dòng)范圍要小,是保證連鑄操作穩(wěn)定和保證鑄坯質(zhì)量,以及減少工藝事故的重要前提條件。一般澆注前后期,注溫波動(dòng)應(yīng)控制在10~15℃范圍內(nèi)。
(二)澆注溫度的確定
澆注溫度通常是指開澆5分鐘后,中間包內(nèi)距鋼液注入點(diǎn)最遠(yuǎn)的一流水口區(qū)域的鋼液溫度。通常一爐鋼水需在中間包內(nèi)測溫三次,即開澆后5 min、澆鑄中期和澆鑄結(jié)束前5min,而這三次溫度的平均值被視為平均澆鑄溫度。
注溫過高會(huì)加劇鋼包和中間包內(nèi)襯的蝕損,非金屬夾雜物增加,污染鋼液。嚴(yán)重時(shí),會(huì)造成鋼包漏鋼和中間包水口炸裂事故,有產(chǎn)生拉漏的危險(xiǎn),這也是造成鑄坯菱變、內(nèi)裂紋和中心偏析等缺陷的重要原因之一,在無保護(hù)澆注的情況下,高溫鋼液會(huì)加劇二次氧化,惡化鑄坯質(zhì)量。
注溫過低,易在結(jié)晶器液面處形成冷鋼皮,造成鑄坯表面翻皮,同時(shí)也會(huì)造成中間包水口結(jié)瘤堵塞,中斷澆注。
澆鑄溫度的確定可由下式表示(也稱目標(biāo)澆鑄溫度):
T=TL +ΔT。
TL:液相線溫度,即開始凝固的溫度,就是確定澆鑄溫度的基礎(chǔ)。
推薦一個(gè)計(jì)算公式:TL=1536-{78[%C]+7.6[%Si]+4.9[%Mn]+34[%P]+30[%S]+
5.0[%Cu]+3.1[%Ni]+1.3[%Cr]+3.6[%Al]+2.0[%Mo]+ 2.0[%V]+18[%Ti]}
(三)鋼水過熱度的確定
鋼水過熱度主要是根據(jù)鑄坯的質(zhì)量要求和澆鑄性能來確定。
鋼種類別 過熱度
非合金結(jié)構(gòu)鋼 10~20℃
鋁鎮(zhèn)靜深沖鋼 15~25℃
高碳、低合金鋼 5~15℃
(四)出鋼溫度的確定
ΔT總=ΔT1+ΔT2+ΔT3+ΔT4+ΔT5
鋼水從出鋼到進(jìn)入中間包經(jīng)歷5個(gè)溫降過程:
(1)ΔT1 出鋼過程的溫降;
(2)ΔT2 出完鋼鋼水在運(yùn)輸和靜置期間的溫降(1.0~1.5℃/min);
(3)ΔT3 鋼包精煉過程的溫降(6~10℃/min);
(4)ΔT4 精煉后鋼水在靜置和運(yùn)往連鑄平臺(tái)的溫降(5~1.2℃/min);
(5)ΔT5 鋼水從鋼包注入中間包的溫降。
T出鋼=T澆+ΔT總
控制好出鋼溫度是保證目標(biāo)澆鑄溫度的首要前提。具體的出鋼溫度要根據(jù)每個(gè)鋼廠在自身溫降規(guī)律調(diào)查的基礎(chǔ)上,根據(jù)每個(gè)鋼種所要經(jīng)過的工藝路線來確定。
(五)鋼包鋼水溫度的調(diào)整
(1)攪拌法 在鋼包頂部或底部吹入氬(或氮)氣攪拌鋼水,使鋼包上下部溫度和成份均勻。
(2)攪拌+冷廢鋼 在吹氣攪拌的同時(shí),加入輕型廢鋼,借助于廢鋼熔化吸熱來降溫。鋼水溫度降低1℃,需加廢鋼0.7kg/t。
(3)鋼液保溫 鋼液保溫是溫度調(diào)節(jié)的另一方面。為了防止鋼包和中間包在運(yùn)輸和澆注過程中的自然溫降過大,必須采取鋼液保溫措施。
① 加入保溫劑。在鋼包和中間包鋼液表面加覆蓋保溫劑,可防止鋼液的輻射散熱,降低溫降速度和防止鋼液二次氧化。
實(shí)踐表明,中間包加入保溫劑后,可使中間包熱損失降低36%,溫降速度下21%~46%,每爐鋼可減少溫度損失12%~15%。
② 鋼包和中間包加蓋保溫。鋼包和中間包加蓋保溫是減少熱損失的有效措施,實(shí)測表明,通過加蓋保溫后有效減少了鋼液表面的溫度損失。
二、鋼流控制
(一)中間包鋼流控制裝置形式
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