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6月25日,由中冶京诚负责设计、供货和旧有铸机拆除、土建施工及设备安装调试的唐山不锈钢1号连铸机改造工程1号单流板坯连铸机顺利开浇,连续浇注3炉钢水,铸坯表面质量良好、主体设备运转正常,热试取得成功。

核心摘要:
自50年代钢的连铸生产工业化以来,由于其在提高生产效率、成材率及产品质量方面的显着优点,使其得到迅速的发展,目前世界大

当问题出现的时候,勇于打破传统,跳出舒适区,才能够挖掘新的可能性。

该连铸机是由中冶京诚自主研发设计的直弧形板坯连铸机,弧形半径8.4米,设计生产断面为200毫米(预留150毫米、250毫米)×800~1600毫米,定尺长度为9~12米,年生产能力100万吨合格板坯。采用了全程保护浇注、中间罐连续测温、结晶器液面检测及自动控制、结晶器自动加渣、结晶器液压振动、气水雾化冷却分区控制、铸坯连续矫直等多项技术,与同类企业相比较,各项经济技术指标达到国内先进水平。

自50年代钢的连铸生产工业化以来,由于其在提高生产效率、成材率及产品质量方面的显着优点,使其得到迅速的发展,目前世界大多数国家的连铸比达到或超过90%。我国自1996年钢产量超过日本,成为世界第一产钢大国以来,连铸比连年增加,到2001年的连铸比达到89.4%,相比与普钢连铸,我国特钢的连铸技术明显处于落后状态,2001年特钢连铸比43.5%。下面通过对国内外特钢连铸技术分析,对我国特钢连铸技术的发展进行探讨。

在钢铸过程中,结晶器振动系统是必不可少的一环,它的效率直接影响着产出的钢坯质量。传统的结晶器振动系统弊端明显可以有突破么?来看看皮尔磁的解决方案。

该连铸机改造项目可为唐钢配套板材提供优质连铸坯,对于唐钢降本增效、改善环境、提高市场竞争力、巩固板材生产基地的龙头地位都具有重要意义,经济效益、环境效益和社会效益显著。

1. 国外特钢生产技术现状及进展

什么是连铸机?

表1是国外几家典型特钢企业的工艺流程及主要产品,从表1可见,几乎所有大量生产的商用特殊钢都可以用连铸工艺来生产,但对特殊用途的一些轴承钢、工模具钢等,仍采用模铸工艺生产。由于特殊钢对钢材洁净度、成分和组织的均匀性和钢材的致密性都有严格的要求,而且由于该类钢合金元素高,易偏析元素多,在连铸时易产生中心偏析、裂纹和缩孔等缺陷,因此为保证最终成品的质量,需采取以下措施。

高温钢水连续不断地浇注到一个或一组水冷铜制结晶器内,钢水沿结晶器周边逐渐凝固成坯壳,待钢液面上升到一定高度,坯壳凝固到一定厚度后拉矫机将坯拉出,并经二次冷却区喷水冷却使铸坯完全凝固,由切割装置根据轧钢要求切成定尺。这种使高温钢水直接浇注成钢坯的工艺过程称为连铸。

1.1 保护浇注

结晶器振动装置是连铸生产的核心,结晶器振动装置的作用是使结晶器做周期性振动,以防止初生坯壳与结晶器壁产生黏结而被拉破,振动曲线一般按正弦规律变化,以减少冲击,其振幅和频率应与拉速紧密配合,以保证铸坯的质量和产量。

为保证钢水二次精炼的效果,钢包→中间包→结晶器的全程保护浇注模式已在全世界各钢厂广泛应用。其具体措施一般为钢包→中间包采用长水口浇注,中包加覆盖剂;中间包→结晶器采用浸入式长水口,并在滑动水口与浸入式水口的接缝处吹氩或吹氮气保护,防止空气进入;为降低中包内的氧浓度,在开浇前对中包充惰性气体排除空气,并在中间包上端及包盖周围采用水冷结构,防止使用过程中由于热应力引起的变形,使空气进入中包,使整个浇铸过程中中包内的气氛氧浓度小于0.1%;为防止钢包渣进入中包,采用电磁检测设备进行钢包留渣操作;采用大容量中包和优化中包内结构,延长钢液在中包内的停留时间,促使大颗粒夹杂的上浮和排出;采用液面自动控制装置,稳定浇铸速度,防止浇铸过程卷渣或拉漏事故的发生;针对不同钢种,采用相应的结晶器保护渣,以吸附钢中夹杂物和起到良好的润滑和均匀导热作用。通过这些措施的采用,可避免钢液的二次氧化,有效地减少连铸坯中的夹杂物。

传统结晶器振动系统存在弊端

1.2 增大连铸坯断面

目前国内常见的结晶器振动系统有机械式正弦振动系统和液压或电动非正弦振动系统两种。

由于铸坯的部分低倍缺陷可以通过一定的压缩比得以减轻或消除,而且一定的压缩比也是稳定最终钢材性能的必要措施,如为保证气孔焊合一般要求压缩比为4以上,为得到稳定的机械性能,要求压缩比为7~12,因此,特钢连铸的发展方向是根据所产钢材种类和规格的不同,采用大弧形半径的大断面铸机,其原因一是继续发挥原有初轧机的作用,二是通过大压缩比改善轧材的组织。表2是日本大同知多厂对不同钢材的压缩比要求。

机械式正弦振动技术其动力源有电机减速机构成,其振动曲线单一,振幅、频率调节困难,限制了钢坯质量的进一步提升;液压或电动非正弦振动系统虽然解决了正弦振动系统的一系列问题但目前国内技术仍不成熟,存在使用寿命短,设备能耗高,系统有功功率低等各种问题。

但随着高洁净钢生产技术的发展和连铸技术的改进,使钢中有害杂质和夹杂物总量显着降低,电磁搅拌和液相穴压下技术的采用有效地减轻了中心偏析,这些都为减小铸坯断面、采用一火成材创造了条件。

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