板坯連鑄

板坯連鑄是以板坯為主要產品的連續鑄鋼煉鐵技術。鑄坯寬厚比大於3的即稱板坯，連鑄軋鋼板坯主要用於軋制扁平板(厚板、中板、薄板、帶卷)材。通常連鑄機澆鑄的板坯尺寸為：厚度150～250mm，寬度1000～1800mm；小板坯寬度可為600mm，厚度120mm。板坯厚度小於100mm的稱薄板坯。

基本介紹

• 中文名：板坯連鑄
• 外文名：slab continous casting
• 學科：冶金工程
• 出現時間：20世紀60年代
• 產品：板坯
• 類別：連續鑄鋼煉鐵技術

簡史

板坯連鑄機是在20世紀60年代出現的，1964年中國重慶三鋼廠和聯邦德國迪林根(Dillinger)廠的大型板坯弧型連鑄機幾乎同時投入生產。重鋼三廠澆鑄斷面為180mm×1500mm的板坯。至今中國已建有板坯連鑄機100多台。由於板坯寬厚比大、板坯連鑄不僅在連鑄機構造方面，而且在生產工藝上都有其獨特之處。板坯連鑄機結構上的特點主要表現在二次冷卻區和拉矯機。由於板坯寬度大，從結晶器出來進入二冷區的鑄坯尚未完全凝固，在鋼水靜壓力作用下，鑄坯易出現鼓肚現象，引起拉坯阻力增大或拉不出來，所以鑄坯導向及二冷裝置必需布置密集的導向輥，以控制鑄坯的鼓肚問題。拉矯機同樣需要多排拉矯輥將鑄坯拉出。現代連鑄的拉速高，進拉矯機的鑄坯尚未完全凝固，為防止坯鼓肚和減少矯直時鑄坯內部的變形應力，拉矯機由20多對拉矯輥組成，並設計成多點矯直或連續矯直。由於板坯寬度大，由中間罐注入的鋼流在結晶器內的熱流分布不均，會使板坯出現表面縱裂，導致板坯成為廢品，為此採用浸入式水口和保護澆注工藝加以解決。進入80年代，為提高鑄機效率和鑄坯質量，實現直接裝爐軋制，提出提高拉速和生產無缺陷坯的要求，因此板坯連鑄技術有了新的發展，新技術大量湧現，並形成系統配套的工藝技術。

結構及工藝技術

板坯連鑄機的結構如圖1所示。

圖1 板坯連鑄機示意圖

保護澆注

(1)採用大容量高罐體的中間罐，一方面有利於夾雜上浮，另一方面在換鋼包連澆時保持一定的鋼液面高度，防止渣子捲入結晶器形成內部缺陷，同時也可不降低拉速;(2)在鋼包與中間罐及中間罐與結晶器之間，用耐火材料製品使鋼流與空氣隔絕，防止鋼水二次氧化;(3)連續均勻地向結晶器內自動加入保護渣。

結晶器

(1)採用含有銀、鉻、鋯等元素的銅合金板製作，這種材料既有良好的導熱性，又提高了再結晶溫度，在高溫條件下可保持足夠的強度和硬度;銅板內表面還可鍍鎳鉻層，提高耐磨性，延長結晶器使用壽命;(2)結晶器漏鋼預報。在四面銅板上裝有多個熱電偶測定溫度變化，可在漏鋼發生前根據溫度變化作出預報，防止漏鋼事故的發生;(3)液面自動控制。使結晶器內鋼液面檢測與中間罐水口開閉機械連鎖，以控制穩定鋼液面;(4)在板坯熱送、熱裝或直接軋制的情況下，為滿足一個軋制單元對鋼坯寬度組合的要求，調整結晶器寬度，在滿足鑄坯寬度變化的同時，減少停機以提高作業率;(5)結晶器振動裝置採用高頻小振幅，可提高鑄坯表面質量，振頻一般為180～300次/min，振幅±2～8mm。

鑄坯導向和二冷區

(1)採用小輥密輥距導向裝置，適應高拉速，減少鑄坯鼓肚變形及內部缺陷;(2)二冷區採用電磁攪拌設施，以增加鑄坯等軸晶區，減少和避免偏析和中心疏鬆等缺陷;(3)二冷區採用汽-水噴霧冷卻，使鑄坯的冷卻緩和、均勻，以利於生產無缺陷鑄坯。

引錠和拉矯

(1)在引錠桿上裝有輥縫測量元件，定期對二冷區內、外弧的輥間距進行測量，及時發現並糾正不合格開口度，以確保鑄坯質量;(2)採用多點矯直和連續矯直，使鑄坯保持在較小的允許變形率範圍內，防止內部缺陷;(3)利用壓縮鑄造技術，通過傳動輥對矯直區鑄坯施加縱向壓力，以抵消鑄坯矯直變形時因延伸拉應力形成裂紋的傾向。

計算機控制系統及其他裝置

提高整機自動控制水平，對二次冷卻和板坯切割長度等實行自動監控，同時監控連鑄機各部件的運轉情況並及時予以調整。此外，(1)採用機內外保溫措施。機內對鑄坯邊角部進行保溫，機外對運送鑄坯保溫，儘量使之保持高溫，提高節能效果;(2)配裝去毛刺裝置，清除鑄坯下部的切割毛刺，防止其對後部輥子造成損傷;(3)採用變頻變壓交流馬達，實現無級調速，以減少維修工作，提高連鑄機壽命。

優點

(1）提高了鋼鐵的綜合成材率，使材料損耗比例減小；（2）降低能源消耗量；（3）生產出的產品質量高，均勻；（4）更容易實現機械自動化；（5）占地面積小，生產周期快，噸坯成本低。這些優越性，成功地在鋼鐵工業中套用，使整個鋼鐵工業發生了極大的變化。