基本介紹
- 中文名：旋轉圓坯連鑄
- 外文名：centrifugal casting ofrounds
- 學科：冶金工程
- 發明方：法國克魯索-羅亞爾公司
- 出現時間：20世紀50年代
- 類別：連鑄軋鋼
介紹,工藝設備及工藝過程,原理及特點,
介紹
法國克魯索-羅亞爾（Creusot-Loire）公司自20世紀50年代初期就著手研究澆鑄空心鑄坯，提出在旋轉立式結晶器中利用離心力鑄造鋼液，以獲得空心管坯的構想。該公司的安菲（Imphy）廠經過長期研究，發現獲得實心鑄坯容易得多，進一步進行鑄坯與結晶器同時轉動的實驗，得到高質量的圓鋼坯，之後該公司在其聖-索爾夫（Saint-Saulve）廠採用了這項技術，克魯索-羅亞爾公司的子公司德卡茲維爾公司和安菲公司也採用了這項技術。根據康卡斯特（Concast）1988年統計，世界上已有11台、28流旋轉圓坯連鑄機。
工藝設備及工藝過程
旋轉圓坯連鑄是通過旋轉圓坯連鑄機（見圖1）進行澆鑄的。這種連鑄機保留了立式連鑄機所有的工藝特點，帶有第一段冷卻系統的振動結晶器，鑄坯導向和（分段的）二次冷卻，拉坯機，切割設備和翻坯機。
與立式連鑄工藝所不同的地方是拉坯機用兩個帶有V形槽的輥子鉗住鑄坯，在拉坯的同時鑄坯連同導向輥與結晶器均以相同的速度旋轉。輥子的轉動產生拉坯運動，拉坯機上部以立軸為中心呈水平方向與鑄坯一起轉動，旋轉與拉坯分別用兩個電動機傳動，做互相獨立的運動。鋼水從中間罐的傾斜彎管水口，沿切線方向流入結晶器半徑1/3處的鋼液面上，結晶器中鋼液面高度利用γ射線控制儀或光學儀器進行自動控制。結晶器連同鋼坯按30～130r/min的速度旋轉。拉坯機下面有與鑄坯同速下降的鉗式鋸，按定尺長度切割鑄坯。
切割後的定長鑄坯由翻坯機將其放倒，通過輥道送入冷床。旋轉圓坯連鑄用來生產的用以軋制無縫鋼管的坯料或特殊鋼線材的坯料，可代替鑄錠—開坯工藝流程生產的圓坯並達到同樣的質量要求，但簡化了生產工序，降低了成本。澆鑄圓坯的直徑範圍從90mm到290mm，最大的直徑達325mm。曾成功地試澆過350mm直徑的圓坯。另外法國克魯索-羅亞爾公司的安菲廠用旋轉圓坯連鑄生產出軋制不鏽鋼線材和棒材的坯料。
原理及特點
澆鑄過程中結晶器與鑄坯是旋轉的，由於離心力的作用使鋼水與結晶器壁接觸非常緊密，振痕很小，結晶器內壁潤滑用的油料從結晶器上口的邊緣加入，產生均勻的潤滑作用。旋轉的鑄坯在各二冷段的固定噴嘴處的冷卻是均勻的，沒有產生橢圓變形的危險。
澆鑄時中間罐中的鋼水通過耐火材料製成的彎管或導向流槽的水口沿著旋轉方向注入結晶器半徑1/3處的鋼液面上，（見圖2）使鋼水的注入接近結晶器壁，有助於鋼水的熱量被吸收並使結晶器中鋼水的分配均勻。水口和鋼流的位置偏離鋼液面的中心，渣子和雜質集聚在液面的中心，操作人員可以用鋼棒將其撈出來，使鋼在澆鑄過程得到了淨化。鋼水注入結晶器時，注流在大氣中約從100mm高處注入，接觸空氣時間較短，氣泡易從界面層逸出；也可用保護箱以氬氣保護鋼流，因此鑄坯表面比較潔淨，沒有氣孔和大顆粒氧化物。同時，由於旋轉使鋼液產生的離心力影響鋼液的局部對流和溶質在凝固前沿的富集，沿定向結晶的樹枝狀晶體也由於過冷而不穩定，中心部位無定向結晶，中心疏鬆因而減少。由於傳熱良好，且結晶器上口與下口採用的錐度適宜，旋轉圓坯連鑄的結晶器比常規連鑄的結晶器短，只有350～400mm長。
80年代以來，由於爐外精煉和電磁攪拌方法也可以達到提高鑄坯表面質量，同時因為該技術要求設備精確度高，維修工作難度大，因此旋轉圓坯連鑄發展受阻。中國尚未採用過這一技術。
