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1、钢坯连铸流场设计概括钢连铸技术的发展和应用是钢铁冶金生产领域的一次重大技术革命。对钢铁工业生产工艺的转变、产品质量的提高和结构的优化发挥了革命性的作用。该工艺具有投资少、成本低、能耗低、生产周期短、产量高等优点，近年来取得了长足的发展，给钢铁生产工艺带来了重大变革。随着钢铁技术的飞速发展，钢铁的应用领域不断扩大，对钢铁的性能要求不断提高，钢铁工业结构的优化对产品规格和质量提出了更高的要求。钢坯的质量意义重大，受到研究人员的重视。连铸过程中合理的流场对防止钢水二次氧化、延长钢水在中间包内的停留时间、促进夹杂物的上浮和去除等具有重要作用。因此，研究分析连铸钢包、中间包、结晶器中钢水的流动规律，保证
2、钢水流动的合理性，具有重要的理论和现实意义。关键词：连铸；流场；钢包；中间包；模具目录引言 11 综述文献 21.1 钢连铸技术发展21.2 连铸技术概述 21.2.1 连铸技术发展 21.2.2 连铸工艺优势 31.2.3 连铸生产正常化所需条件31.3 方坯连铸概述 42 研究内容与方案62.1 研究背景 62.2 研究目的 62.3 研究内容 63 钢包流场研究第63.1 钢包在连铸过程中的重要性63.2 钢包滑水口 73.2.1 钢包滑水口机构的组成73.2.2 滑动喷嘴的原理83.2.3 滑门机构常见问题83.3 排水砂 83.3.1 排水砂的工作原理83.3.2 排砂对钢包开口率的
3、影响83.3.3 排水砂充填状态93.4 钢包排渣系统 93.4.1 除渣系统概述 93.4.2 现有渣检测方法介绍103.5 钢包覆盖剂 113.5.1 传统钢包包覆保温剂113.5.2 新型包覆保温剂114 中间包流场研究 124.1 中间包概述 124.2 中间包冶金技术 134.2.1 中间包 15 的作用及冶金功能 13介绍钢连铸技术的开发与应用，是钢铁冶金生产领域继氧气转炉之后的又一次重大技术革命。对钢铁工业生产工艺的转变、产品质量的提高和结构的优化发挥了革命性的作用。该工艺具有投资少、成本低、能耗低、生产周期短、产量高等优点，近年来取得了长足的发展，给钢铁生产工艺带来了重大变革。
4、优质的连铸坯对连铸钢水的洁净度和铸坯质量的要求越来越高。连铸过程中合理的流场对于防止钢水二次氧化、延长钢水在中间包中的停留时间、促进夹杂物的上浮和去除等方面具有重要作用。因此，研究分析连铸钢水的流动规律，保证钢水流动状态的合理性，具有重要的理论和现实意义。本设计手册对连铸过程中各个环节对流场的影响进行了全面的介绍和阐述。根据。1 文献综述1.1 钢连铸技术的发展本世纪初，中国由钢铁净进口国向净出口国转变，钢铁产量占世界总量的三分之一。随着产能的扩大，大型化、现代化的设备和工艺技术的不断提高，使我国主要大中型钢铁企业的技术水平达到了世界同类钢厂的水平。由于资源能源的限制，以及环境承载能力的限制，
5、中国钢铁工业的定位是满足国家市场的需求。发展的主要动力是中国工业化、城镇化的不断推进和大型能源交通基础设施的建设。对钢材的数量、品种和质量的要求不断提高。为贯彻落实科学发展观，走新型工业化道路，我国需要建设集优质钢铁生产、能源高效转换和社会垃圾消纳三大基本功能于一体的新一代可回收钢铁工艺。我国钢铁工业在新钢种的研发和钢质的提高方面也取得了显著成绩，使高性能汽车用钢、管线钢、模具钢、不锈钢等基本站稳脚跟在国内，有力地支持了中国的装备制造。行业快速发展。1.2 连铸技术概述钢连铸技术的开发与应用，是钢铁冶金生产领域继氧气转炉之后的又一次重大技术革命。对钢铁工业生产工艺的转变、产品质量的提高和结构的
6、优化发挥了革命性的作用。1.2.1 连铸技术的发展钢连铸技术发明已有 150 多年的历史，已成为钢水团聚的主要工艺。世界先进主要产钢国的连铸率已达 95%以上。近 20 年来，我国连铸技术发展迅速，在成熟生产技术的应用、新技术的开发、基础研究的应用等方面取得了长足的发展。一。与我国钢铁工业在世界上的地位一样，我国是连铸生产大国，但不是连铸技术大国。我国连铸机种类齐全，从几毫米钢坯的线材连铸机到 3m 宽度 10 毫米以上的宽厚板连铸机，从立式、立弯、直圆弧、圆弧等都有到卧式连铸机。代表性的主要机型有直圆弧板坯连铸机、弧形坯连铸机、弧形大方坯连铸机和立弯薄板坯连铸机。近年来，我国在高效连铸、薄板
7、坯连铸、特钢连铸等方面取得了长足的进步。目前，我国连铸机设计开工率在 80%左右，实际开工率通常在 60%90% ，部分连铸机开工率已超过 90% 。板坯连铸机的连铸速度一般为 1 1.8m/min，薄板坯为 4 /min 5.5m， 4ml 钢坯 120mm 为 3 20mm/min ， 1 钢坯为 150mm2150mm/ 3mmin 。设计产量方面，大板坯或薄板坯连铸机 100 万吨/流，方坯连铸机约 12 万吨/流。部分钢坯（120mm 或 150mm）连铸机年产量已超过 18 万吨/流。我国连铸生产水平与世界同类指标相当。近年来，我国引进了多条薄板坯连铸连轧生产线。部分薄板坯连铸机设
8、备技术处于世界先进水平。在新型连铸技术、高效连铸技术、近净形连铸技术、电磁连铸技术、特殊钢连铸技术、连铸坯凝固控制技术和双辊薄带连铸技术的研发中已开展铸造技术。工作。许多连铸新技术的研究与开发紧跟国际发展步伐。1.2.2 连铸工艺的优点钢水释放显热和潜热，在连续状态下逐渐凝固成一定形状的铸坯。在从液体到固体的转变过程中，系统存在动量、传热传质、相变、外力和应力引起的变形。这些过程非常复杂并且经常耦合或相互作用。与压铸-喷花工艺相比，连铸工艺具有以下优点：1 .简化板坯生产工艺流程，省去压铸工艺的脱模、合模、浸锭、制坯等工序，可节省资金 40%，减少占地面积 30%，运营成本可节省 40%。 %
9、，耐火材料消耗可减少 15% 。2、金属收率提高。一方面大大减少了坯料的切头尾损失；减少金属损耗，金属收率可提高 9%左右。3 、生产过程能耗降低，可省去钢锭落料均热炉的燃烧电耗，能耗可降低1/4 1/2 。4 .生产过程的机械化、自动化水平得到了提高，为提高劳动生产率和企业管理现代化创造了有利条件。1.2.3 连铸生产正常化所需条件1 .设备状况良好连铸机工作在极其恶劣的高温环境中，板坯质量和生产率水平都受到设备状态的影响。2 .完善的炼钢工艺与连铸、压铸相比，对钢水质量（温度、化学成分等）有更严格的要求。3 .科学的管理方法现代连铸由多个过程组成。时效性强的生产线强化了生产调度指挥系统。有
10、效的生产组织网络是保证连铸稳定性的基础。4 .人员素质高现代连铸机是机械、电力、仪表、自动控制等技术密集型设备。液态的凝固也是一个非常复杂的相变和传热过程。连铸生产和维护职工队伍要做好员工培训和知识更新，提高连铸工人素质是连铸生产的重要条件。1.3 方坯连铸概述钢坯连铸机用于长钢产品的生产，包括各种机械设备制造的性能要求复杂的结构钢，以及产量大、性能要求相对较低的结构钢，如钢筋、钢卷、等。冷拉成高强度钢丝。方坯连铸机种类繁多，差异较大。主要区别在于：1.断面差异较大，可以从 130mm130mm 到 370mm 480mm；2 、钢坯连铸拉拔速度存在较大差异。大断面坯的拉拔速度为 0.6 1.
11、2m/min，而小断面可达2.5m/min以上，因此要求型渣性能差异较大 ；3 、小断面钢坯连铸时，结晶器液面波动较大，不易稳定。如果结晶器渣选择不当，容易造成铸坯夹渣等缺陷；4 、小断面钢坯结晶器散热快，液面温度低，容易出现模壁粘渣和熔渣凝固现象，铸坯容易出现起皱、结疤、重接等缺陷；5 、与板坯连铸相比，钢坯连铸不易产生表面纵向裂纹；6 、浇注口的种类很多，有侧出孔、底出孔、四孔出水口。有些钢坯不需要浸入式喷嘴，也不能用模渣润滑。钢坯连铸一般是指截面尺寸为 70 70 160 160mm2 的钢坯，或相同面积的其他截面形状的钢坯。目前各国生产的钢坯断面一般在 90 90 160 160 mm
12、2 之间，小于 90 90 mm2 的钢坯拉拔速度快，浇注困难，铸坯质量差，所以目前产量较少。钢坯连铸具有设备简单、建设投资低、生产率高、生产成本低等优点，因此钢坯连铸发展迅速。用钢坯连铸机生产普通碳素钢棒材、棒材和线材更为经济。近年来，由于小断面铸造方坯钢流保护浇注、电磁搅拌技术和计算机过程控制的发展和应用，方坯连铸机也可以生产合金钢。当前，世界能源紧缺，燃料不断上涨。钢铁企业也是消耗能源的主要部门。如果采用连铸-落料工艺生产小板坯，能耗非常大；如果采用小钢坯连铸工艺，不仅省去了落料工序，而且实现了火变有用，大大节约了能源。在与大型钢厂的竞争中，中小型钢厂优先发展钢坯连铸，采用电炉-钢坯连铸
13、连轧工艺。铸造技术的发展。为了简化操作。为提高钢坯连铸机的开工率，在设备结构上做了很多改进，如采用刚性引锭杆；为节约能源，研究了坯料的热送工艺；为了满足各种品种的要求，开发了小坯料。钢坯、大方坯、圆坯和板坯的连铸机。钢坯的流水数一般为 1-4 流，每流的流距为 900- 。1200mm连铸机的流量由炼钢炉的容量、浇注时间、浇注段和提拉速度决定。炉膛容量越大，与浇注的小断面连铸机配套，所需流量越多。大容量炉坯连铸机有两种方法：1 、延长浇注时间。例如用 8 流连铸机将 300 吨钢水浇注到 150 150mm 的钢坯中，浇注时间约为 140 分钟。为此，要提高出钢温度，钢包和中间问题要做好预热，
14、并尽量减少出钢和浇注之间的温降，以保证所有钢水都能顺利浇注。2 、另一种方法是增加连铸机的股数，如采用 12 股连铸机。使用 12 连铸机时，如果使用普通连铸机，中间问题过长，操作比较困难。对于这个问题，国外有以下假设：1）将一袋钢水分成两袋，然后用两台六流小方型铸造机；2）将一个带有两个水口的大钢包浇注到两个布置在背面的六流小方形连铸机中；3）采用密连连铸机，将 12 个料流分成 4 组，每组 3 个料流，安装在一个机架内，一组料流的间距为 350mm10 个，相邻两个模具的中心距可变大了。板坯截面尺寸大于 220 mm220 mm 为大华。由于大方坯连铸机在浇注优质特殊钢和不锈钢时，可以降低连铸速度，减少钢坯的非金属夹杂物和中心气孔，提高钢坯质量，生产能力不降低，可以提高产品质量和经济性。在合理性方面具有一定的优势，从而逐渐取代压铸成为优质特钢的主要铸造工艺。
