一体式钢锭模浇铸工艺介绍
传统浇铸工艺
上注法
- 工艺操作:钢水自钢锭模顶部冲入模底。为减小上注时钢水的静压力,可采用中间盛钢桶或中间漏斗,以降低钢水进入模内的速度且使之稳定。大型中间盛钢桶可安装2 - 4个水口,同时浇注几个钢锭,从而缩短浇注时间。在几座炉子合浇一根大型(锻造用)钢锭时,中间盛钢桶还起着贮蓄钢水的作用,以便在更换大盛钢桶时,浇注不致中断。
- 优缺点:优点是上铸钢锭一般内部结构较好,夹杂物较少,操作费用较低;缺点是钢水自钢锭模顶冲入模底会引起严重飞溅,易造成钢锭表面结疤、皮下气泡等缺陷,且由于钢水对模底的猛烈冲刷,容易产生钢锭粘模,增加了锭模消耗。
- 适用范围:在国外一些大型钢厂得到了广泛的应用,我国多用于浇注锻造钢锭,也用于浇注如重轨钢和工字钢等。
下注法
- 工艺操作:炼钢炉炼成的钢液先注入盛钢桶,桶中钢液经底部的铸口注入锭模,开闭铸口用塞棒,近年来多改用滑动水口。下注法能同时浇注多根钢锭(可多达64根)。
- 优缺点:优点是钢锭表面质量良好;缺点是由于通过中注管和汤道使钢中夹杂物增多。
- 适用范围:对于没有大型开坯机,而炼钢容量较大的情况比较适用。一般来说,对表面质量要求高的钢种,例如板材用钢(尤其是薄板),采用下注较好。
连铸工艺
工艺原理
将钢水不间断地浇铸在水冷结晶器中,待形成坯壳后不停地向下抽动,红热的钢坯经切断后,直接热送到轧钢车间,在加热炉内经短时间加热后轧成钢材。这一新的工艺流程经过不断完善,现已形成炼钢—精炼—连铸—热送轧材新的工艺生产路线。
优缺点
- 优点:与原有的模铸和初轧开坯工艺相比,吨钢基建投资可节约20% - 30%;吨钢能耗降低10%左右;钢材成材率可提高6% - 10%;钢坯质量大幅度提高;钢坯成本可降低10%左右;大大改善了铸锭过程的劳动条件。
- 缺点:对整个炼钢生产提出了更为严格的要求。冶炼工序时所供给连铸机的钢水,不仅要求化学成分合格、气体夹杂物少,而且要求钢水温度保持在规定的范围内,并保证钢包内上下部温度均匀。在浇铸过程中要做好保温工作,尽量做到散热少、降温小,特别是供给的钢水要定时、定量,以保证连铸机正常工作。
适用范围
连铸技术发展后,不仅可以连铸成方、圆、扁坯,还能连铸几米多宽的宽板坯、50毫米的薄板坯以及形状复杂的异形坯,应用范围广泛。
浇铸注意事项
温度控制
浇铸温度应严格控制。铸温过低,钢液入模后表面立即凝固,会造成钢锭表面缺陷,甚至钢液在盛钢桶内就开始凝固,造成金属损失或整炉钢报废;铸温过高时,将延缓钢锭表层的形成时间,导致钢锭出现热裂纹。对镇静钢,铸温一般控制在高于此钢的液相线温度40 - 60℃。为保证整桶钢水温度均匀,可向盛钢桶中吹氩气搅拌钢液。铸温过高时用慢注,过低时用快注,上铸法要控制注速以减少飞溅。
防止二次氧化
浇铸时大气中的氧将进入钢锭,使钢液二次氧化而降低钢的质量,需要采取相应措施防止。
凝固收缩处理
镇静钢锭锭身凝固时所造成的体积收缩需用帽头内钢液来补充,因此可适当延长帽头浇铸时间,一般帽头注速比锭身注速慢一倍左右。