连铸工艺与设备-连铸连轧的匹配

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1、连铸工艺与设备11.连铸连轧的匹配课程编号：01014901课程类型：选修课学时：32学分：2开课对象：材料成型及控制工程专业本科生先修课程：认识实习、机械设计、金属学、生产实习2011.5.311/68钢铁生产工艺流程发展方向：连续化、紧凑化、自动化。实现钢铁生产连续化的关键之一是实现钢水铸造凝固和变形过程的连续化，亦即实现连铸-连轧过程的连续化。连铸与轧制的连续衔接匹配问题包括产量的匹配、铸坯规格的匹配、生产节奏的匹配、温度与热能的衔接与控制以及钢坯表面质量与组织性能的传递与调控等多方面的技术，其中产量、规格和节奏匹配是基本条件，质量控制是基础，而温

2、度与热能的衔接调控则是技术关键。11.1连铸与轧制的衔接工艺211.1连铸与轧制的衔接工艺3连铸坯的断面形状和规格受炼钢炉容量及轧材品种规格和质量要求等因素的制约。铸机的生产能力应与炼钢及轧钢的能力相匹配，铸坯的断面和规格应与轧机所需原料及产品规格相匹配(见表2-1及表2-2)，并保证一定的压缩比(见表2-3)。为实现连铸与轧制过程的连续化生产，应使连铸机生产能力略大于炼钢能力，而轧钢能力又要略大于连铸能力(例如约大10%)，才能保证产量的匹配关系。11.1钢坯断面规格及产量匹配衔接4表2-1铸坯的断面和轧机的配合5表2-1铸坯的断面和轧机的配合6表2-

3、2铸坯的断面和产品规格的配合7轧制压缩比：是指铸坯横截面积与所轧钢材横断面积之比，压缩比是为了保证最终产品的组织结构和机械性能所需要的最小变形量，是保证内在质量所需的一个经验数据。高的压缩比可以使变形深透更完全，再结晶晶粒细化，性能较好。对一般普碳钢连铸坯，如生产只要求强度性能达标的钢材产品，压缩比为4～5时就可满足要求。而对于优质钢、合金钢连铸坯，最小压缩比值不得低于10。8炼钢技术的进步提高了钢的纯净度，近终形连铸对凝固过程和凝固组织的优化控制，使得保证钢材性能所需的最小压缩比发生了变化。除杂质总量外，杂质的种类、粒度和分布也影响压缩比的选择。当钢中

4、S、P、N、H、O等杂质总量继续下降时，加上连铸质量的提高，达到钢材基本性能要求的最小压缩比会继续下降。炼钢-连铸-轧钢三者技术进步的相互影响，将最终实现铸-轧一体化，即实现所谓的“极限近终形连铸”加“最小压缩比轧制”的低能耗、低成本的铸-轧一体化。这不仅对板材生产，而且也是棒、线、型材生产发展的要求。9铁碳平衡图1011.2连铸与连轧衔接工艺类型连铸与轧钢的衔接模式11类型1’—CR(Cast-Rolling)类型1—CC-DR类型2—γ-HCR或DHCR类型3—(α＋γ)HCR类型4—CC-αHCR类型5—CC-CCR冷装炉轧制钢材生产工艺趋向：连续

5、化，铸轧一体化。连铸连轧的定义：1及2能实现均衡连续化生产，无相变工艺。11.2连铸与连轧衔接工艺类型12类型1为连铸坯直接轧制工艺，简称CC-DR(ContinuousCasting-DirectRolling)或称HDR(HotDirectRolling)特点：铸坯温度在1100℃以上，铸坯不需进加热炉加热，只需在输送过程中进行补热和均热，即直接送入轧机进行轧制。在连铸机与轧机间只有在线补偿加热而无正式加热炉缓冲工序。11.2连铸与连轧衔接工艺类型13类型2为连铸坯直接热装轧制工艺，简称DHCR(DirectHotChargeRolling)或称为高

6、温热装炉轧制工艺，简称γ-HCR(γ-HotChargeRolling)特点：装炉温度在700～1000℃左右，即在A3线以上奥氏体状态直接装炉，加热到轧制温度后进行轧制。只有加热炉缓冲工序且能保持连续高温装炉生产节奏的称为直接(高温)热装轧制工艺。14特点：装炉温度一般在400～700℃之间。而低温热装工艺，则常在加热炉之前还有保温坑或保温箱等，即采用双重缓冲工序，以解决铸、轧节奏匹配与计划管理问题。类型3、4为铸坯冷至A3甚至A1线以下温度装炉，称为低温热装轧制工艺，简称HCR(HotChargeRolling)15类型5为传统的连铸坯冷装炉轧制工艺

7、，简称CCR(ColdChargeRolling)特点：连铸坯冷至常温后，再装炉加热后轧制，一般连铸坯装炉的温度在400℃以下。16CC-DR和HCR工艺的主要优点：节约能源消耗节能量与热装或补偿加热入炉温度有关，入炉温度越高，则节能越多；直接轧制比常规冷装炉轧制工艺节能80%～85%。提高成材率，节约金属消耗加热时间缩短，烧损减少，DHCR或CC-DR工艺，可使成材率提高0.5%～1.5%。简化生产工艺流程减少厂房面积和运输设备，节约基建投资和生产费用。11.2连铸与连轧衔接工艺类型17生产周期缩短从投料炼钢到轧制出成品仅需几个小时；直接轧制时从钢水浇

8、注到轧出成品只需十几分钟。产品的质量提高加热时间短，氧化铁皮少，钢材表面质量好；