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1、3 连续铸连续铸 造及其与轧轧制的衔衔接工艺艺 3.1 连续铸钢连续铸钢 技术术连续铸钢连续铸钢 是将钢钢水连续连续 注入水冷结结晶器， 待钢钢水凝成硬壳后从结结晶器出口连续连续 拉出或 送比，经喷经喷 水冷却，全部凝固后切成坯料或 直送轧轧制工序的铸铸造坯料，称为连续铸为连续铸 坯。*1连续铸连续铸 坯在冶金学方面的特点是：(1)钢钢水在结结晶器内得到迅速而均匀的冷却凝 固，形成较较厚的细细晶表面凝固层层，无充分时时 间间生成柱状晶区；(2)连续浇铸连续浇铸 可避免形成 缩缩孔或空洞，无铸锭铸锭 之头头尾剪切损损失，使金 属收得率大为为提高；(3)整灌钢钢水的连铸连铸 自始 至终终的冷却凝固
2、时间时间 接近，连铸连铸 坯纵纵向成 分偏差可控制在10以内，远远比模铸钢锭为铸钢锭为 好，(4)在塑性加工时为时为 消除铸态组织铸态组织 所需 的压缩压缩 比也可以相对对减小，铸铸坯的组织组织 致 密，有良好的机械性能。Date2连铸连铸 机类类型连铸连铸 机可以按铸铸坯断面形状分为为厚板坯 、薄板坯、大方坯、小方坯、圆圆坯、异型 钢钢坯及椭圆椭圆 形钢钢坯连铸连铸 机等，也可按铸铸坯 运行的轨轨迹分为为立式、立弯式、垂直-多点 弯曲形、垂直-弧形、多半径弧形（椭圆椭圆 形 ）、水平式及旋转转式连铸连铸 机 。Date3立式连铸连铸 机出现现最早，其优优点是钢钢中夹杂夹杂 易 于上浮排除，凝
3、壳冷却均匀对对称，不受弯曲 矫矫直应应力，适用于裂纹较纹较 敏感钢钢种的连铸连铸 ， 但缺点是设备设备 高度大，建设设投资资大，且钢钢水 静压压力大易使钢钢坯产产生鼓肚变变形，铸铸坯断面 和长长度都不能过过大，拉速也不宜过过高。立弯 式连铸连铸 机为为降低设备设备 高度，将完全凝固的铸铸 坯顶顶弯成90角，在水平方向出坯，消除了定 尺长长度的限制，降低了设备设备 的投资资，但缺点 是铸铸坯受弯曲矫矫直应应力，易产产生裂纹纹。 Date4弧形连铸连铸 机大大降低了设备设备 的高度，仅为仅为 立式的1/2- 1/3，投资资少，操作方便，利于拉速的提高，但缺点是存 在设备对设备对 弧较难较难 ，内外
4、弧冷却欠均匀，弯曲矫矫直应应力 较较大及夹杂夹杂 物在内弧侧侧聚集的缺点，故对钢对钢 水纯净纯净 度 要求更高。椭圆椭圆 形连铸连铸 机为为分段改变变弯曲半径，故设设 备备更低，称为为超低头铸头铸 机。垂直-弧形和垂直-多点弯曲 形连铸连铸 机采用直结结晶器并在其下部保留2m左右的直线线 段，使铸铸机的高度增加不多，而有利于克服内弧侧夹杂侧夹杂 物富集的缺点。水平式铸铸机设备设备 高度更低，更轻轻便且投 资资少，但尚不能制成大生产产适用机型。目前世界各国弧 形铸铸机占主导导地位，达60以上。其次为为垂直-多点弯 曲形。板坯和方坯多采构垂直弧形，而垂直-多点弯曲形 则则呈增加趋势趋势 。Date
5、5连铸连铸 机的组组成般连铸连铸 机由钢钢水运载载装置(钢钢水包、回 转转台)、中间间包及其更换换装置、结结晶器及其振 动动装置、二冷区夹夹持辊辊及冷却水系统统、拉引矫矫直机、切断设备设备 、引锭锭装置等组组成 。Date6中间间包起缓缓冲与净净化钢钢液的作用，容量一般为为 钢钢水包容量的2040，铸铸机流数越多，其 容量愈大。结结晶器是连铸连铸 机的心脏脏，要求有良 好的导热导热 性、结结构刚刚性、耐磨性及便于制造和 维护维护 等特点，一般由锻锻造紫铜铜或铸铸造黄铜铜制成 。其外壁通水强制均匀冷却。结结晶器振动动装置 的作用是使结结晶器作周期性振动动，以防止初生 坯壳与结结晶器壁产产生粘结结
6、而被拉破。振动动曲线线 一般按正弦规规律变变化，以减少冲击击。其振幅和 频频率应应与拉速紧紧密配合，以保证铸证铸 坯的质质量和 产产量。 Date7二冷装置安装在紧紧接结结晶器的出口处处，其作用 是借助喷喷水或雾雾化冷却以加速铸铸坯凝固并控制 铸铸坯的温度，夹辊夹辊 和导辊导辊 支撑着带带液心的高温 铸铸坯，以防止鼓肚变变形或造成内裂。要求二冷 装置水压压、水量可调调，以适应应不同钢钢种和不同 拉速的需要。拉矫矫机的作用是提供拉坯动动力及 对对弯曲的铸铸坯进进行矫矫直，并推动动切割装置运动动 。拉坯速度对连铸产对连铸产 量、质质量皆有很大的影响 。引锭锭装置的作用是在连铸连铸 开始前，用引锭头
7、锭头 堵住结结晶器下口，待钢钢水凝固后将铸铸坯引拉出 铸铸机，再脱开引锭头锭头 ，将引锭锭杆收入存放装置 。铸铸坯切割设备则设备则 将连续连续 运动动中的铸铸坯切割成 定尺，常用的切割设备设备 有火焰切割器或液压压剪 与摆动摆动 剪。 Date83.2 钢坯生产及连铸与轧制生产的连续化（1）钢坯生产的主要方法 1）轧制法在初轧（或开坯）机上将钢锭轧成 各种断面形状的钢坯的方法。2）锻造法用锺锤（或水压机）将钢锭锻 成各种断面形状的钢坯的方法。3）连铸法在连铸机上采用连续铸造直接 将钢水浇注成各种断面形状的钢坯的方法。4）压铸法在连铸机上将钢水压铸成各种 断面形状的钢坯的方法。各种方法生产的钢坯
8、之比较见表下：Date9Date10连铸法生产的优点：1）不用初轧机简化了生产工序和设备、 节省投资和劳动力； 2）比初轧坯形状好，成分均匀、坯长（ 重量）易调节； 3）成材率提高613%，可达94%以上 。 4）能耗低、可降低成本10% 5）易热装、热送、直接轧制和实现自动 化。Date11连铸法不足： 1）钢种受一定限制，目前仅限于镇静钢 、半镇静钢；2）压缩比受限制，不宜生产特厚板。 3）规格少，连铸工艺较复杂。由于连铸法的上述优点，80年代以来 获得迅速发展，连铸法已成为钢坯生产的 主要生产方式和发展方向。Date121）连铸坯冷装炉轧制(CCR)-连铸坯与轧 机距离远或不能匹配，不能
9、热装热送。 2）连铸坯冷至A1线以下状态热装轧制 (-HCR)。 3）连铸坯冷至两相(+)区，热装轧制 (+-HCR)。 4）连铸坯直接热装轧制(CC - DHCR) 。 5）连铸坯直接轧制 (CC- DR) 。3.3 连铸与轧制的衔接模式Date13不同衔接模式适应范围 连铸坯热装轧制（CC-HCR），这种模式 的热装温度一般300600，这种模式比较 适合连铸车间与轧钢车间距离较远，且连铸能 力与轧机能力不能很好匹配的情况。 连铸坯两相区热装轧制（CC(+)-HCR）， 连铸坯直接热装轧制（CCDHCR），这两种 模式的热装温度一般在6001150，比较适 合连铸车间与轧钢车间距离很近，且
10、连铸机与 轧机小时能力基本匹配的情况。（棒、线、型 钢生产基本属于该模式）Date14 连铸坯直接轧制（CC-DR），钢坯温度一般在1150以 上,连铸机生产的高温连铸坯切割后直接输送到轧机中进 行直接轧制，一般情况下，在连铸和轧机间设有均热炉， 一方面对输送过程中的连铸坯进行边角补热或均热，另一 方面作为缓冲以便轧机出现事故时储存热钢坯。这种模式 要求连铸与轧机的小时能力高度匹配，轧机能力应大于连 铸机的能力。（板带生产基本属于该模式） 说明： （1）方式4）之加热炉改为在线感应炉快速加热即为方 式5） （2）方式5）包括CSP,ISP等连铸-连轧短流程工艺。Date15Date163.4
11、连铸热装、热送、直接轧制的优点1）节能效果显著直接轧制仅为冷装轧 制能耗的1/5。 2）成材率高提高0.51.5%（主要氧 化烧损减少） 3）简化生产工序、节省基建和投资费用 。 4）生产周期短从投料到轧出产品仅几 小时。Date173.5 实现高水平热装热送，直接轧制、连续铸轧的条件1）连铸车间具有高温无缺陷连铸坯生产技术；无 缺陷坯率90%。 2）连铸机与轧机很好的衔接技术；尽量减少轧机 正常停机时间。 3）炼钢连铸、轧制操作高度稳定，有效作业率 85%，且各工序生产能力应匹配得法。Date184）建立贯穿上下各工序一体化的生产计划管理和质 量保证体系。 5）在连铸与轧制之间应有缓冲区。
12、6）加热炉应能灵活调节燃烧系统，以适应经常波动 轧机小时产量以及热坯与坯料之间经常转换。 7）应设置完善的计算机系统，在炼钢、连铸及轧机 之间进行控制和协调。Date19Date20Date213.6热装热送，直接轧制、连续铸轧的存在问题1）连铸坯晶粒大小问题 2）连铸坯表面裂纹Date22第四章型材轧制工艺基础Date23第一节 型材分类及生产特点一.型材及分类 1.型材的定义 经过塑性加工变形、具有一定断面形状和尺 寸的直条实心金属材成为型材。 复杂断面型材和棒线材统称为型材。Date24第一节 型材及生产特点2.型材的发展 世界型材的发展u1783年，英国科特（H.Cort),第一台带孔
13、型 二辊式轧机，生产方、圆、扁和半圆钢； u20世纪30年代，轧制板带材的技术和产量超 过了型材； u目前发达国家轧制型材的总产量占1/3。Date25第一节 型材及生产特点 中国型材的发展 u1907年，汉阳的汉治萍钢铁厂； u1949年以前，生产薄弱，产品单一； u1949年后，迅速发展，鞍钢、武钢、包钢、 攀枝花、唐钢、马钢、莱钢； u型材占钢材总产量的50。Date263.型材分类（1）按生产方法分类热轧型材、冷弯型材、冷轧型材、冷拔型材、挤压型材、锻压型材、热弯型材、焊接型材、特殊轧制型材。（2）按断面特点分类复杂断面型材和简单断面型材。复杂断面型材又叫异型断面型材，可分成凸缘型材、
14、多台阶型材、宽薄型材、局部特殊加工型材、不规则曲线型材、复合型材 、周期断面型材和金属丝材等等。简单断面型材的横断面对称、外形比较均匀、简单，如方钢、圆钢、扁钢等。Date273.型材分类（3）按使用部门分类。铁路用型材（钢轨、鱼尾板、道岔用轨、车轨、轮箍 ）汽车用型材（轮辋、轮胎挡圈和锁圈）造船用型材（L型钢、球扁钢、Z字钢、船用窗框钢）结构和建筑用型材（H型钢、工字钢、槽钢、角钢、吊 车钢轨、窗框和门框用材、钢板桩等）矿山用钢（U型钢、槽帮钢、矿用工字钢、刮板钢）机械制造用异型材等。（4）按断面尺寸大小分类。大型、中型和小型型材。小型材5kg/m;中型材5 20kg/m，大型20kg/m（
15、5）按使用范围分类。通用型材、专用型材和精密型材。Date28方钢钢Date29圆钢圆钢扁钢钢Date30槽钢钢角钢钢Date31H型钢钢高频焊频焊 接H型钢钢Date32C型钢钢 工字钢钢Date33二、型材生产特点（1）品种规格多。 型钢品种与规格目前已达万个以上，轧 辊储备量大，换辊较频繁，管理工作比较 复杂。 （2）断面形状差异大。 大多数是复杂断面型材，不仅断面形状 复杂，而且互相之间断面形状差异很大。Date34二、型材生产特点（3）断面形状复杂。 在轧制过程中存在严重的不均匀变形； 孔型各部存在明显的辊径差； 非对称断面在孔型内受力、变形不均； 断面各分支部分接触轧辊和变形的非同
16、时性； 断面各处温度不均匀，而产生轧后冷却收缩不均匀， 造成轧件弯曲和扭转； 工具磨损也不均匀，轧件尺寸难以精确计算； 轧机调整、导卫装置设计、安装复杂。Date35Date36二、型材生产特点（4）轧机结构和轧机布置形式多种多样。在结构型式上：二辊式轧机、三辊式轧机、四辊万能轧机、多辊孔型轧机、Y型轧机、45轧机和悬臂式轧机等。在轧机布置形式上：横列式、顺列式、棋盘式、半连续式及连续式布置等。Date37第二节型材轧制的咬入条件 一、平辊轧矩形件时的咬入条件二、孔型中轧制时咬入条件 以凹型孔型为例： 轧件先与槽底接触，类似平辊轧矩形件； 轧件先与孔型侧壁接触Date38型钢轧制的咬入条件Date39型材轧制中的咬入条件当轧件先与孔型侧壁接触，这样孔型侧壁对 轧件有一个夹持作用，此时，实现轧辊咬入 轧件的条件应满足： Date40型材轧制中的咬入条件当为90时，即与平辊上轧辊矩形轧件时的 咬入条件相同。当角
