湖 南 工 业 大 学
2014届成人教育毕业论文（设计）
材料
院 (部)： 冶金工程学院
学生姓名： 李文
指导教师： 刘 友 良
专业： 冶金工程
班级：
学号：
2014年 4月
材料清单
1、毕业论文（设计）开题报告 2、指导教师评阅表 3、评阅教师评阅表 4、答辩及最终成绩评定表 5、毕业论文（设计说明书）
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2014届成人教育毕业论文（设计）课题开题报告
院 (部)：冶金工程学院专业：冶金工程
说明：开题报告作为毕业论文（设计）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，将作为毕业论文（设计）成绩考查的重要依据，经导师签署意见及教研室审查后生效。
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湖南工业大学2014 届毕业论文（设计）指导教师评阅表 院（部）：冶金工程学院
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湖南工业大学2014 届毕业论文（设计）评阅教师评阅表 院（部）：冶金工程学院
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湖南工业大学2014 届毕业论文（设计）答辩及最终成绩
评 定 表
院（部）（公章）：冶金工程学院
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湖南工业大学
2014届成人教育毕业论文（设计说明书）
衡管连铸工艺探讨
院 (部)： 湖南工业大学
学生姓名： 李 文
指导教师： 刘 友 良
专 业： 冶金工程
班 级：
完成时间： 2014年4月
目 录
摘要…………………………………………………………………………………I ABSTRACT……………………………………………………………………………II 1 连铸介绍
1.1连续铸钢(以下简称连铸)工艺流程简述?????????????1
1.2连铸机机型与结构特点????????????????????1
1.2.1连铸机机型分类?????????????????????1
1.2.2各种连铸机的特点????????????????????2 2 连铸冶金学及相关新技术
2.1钢水准备??????????????????????????4
2.1.1连铸钢水温度的控制?????????????????? 4
2.2中间包冶金?????????????????????????4
2.2.1中间包的作用????????????????????? 5
2.2.2中间包的结构????????????????????? 5
2.2.3中间包冶金概念的提出 ????????????????? 5
2.3铸过程中钢液的凝固与热传??????????????????5
2.3.1连铸过程热平衡???????????????????? 5
2.3.2传热机构???????????????????????6
2.3.3二冷区传热 ??????????????????????6
2.4连铸相关新技术???????????????????????6
2.4.1连铸电磁搅拌技术????????????????????6
2.4.2钢包下渣检测技术????????????????????7 3 弧 形 连 铸
3.1弧形连铸机设备简介?????????????????????8
3.2弧形连铸机生产流程及几个重要参数??????????????8
3.2.1弧形连铸机生产流程???????????????????9
3.2.2弧形连铸机的几个重要参数????????????????9
3.3钢液供应设备????????????????????????10
3.4二次冷却系统????????????????????????10
3.4.1二次冷却系统的作用和工艺要求??????????????10
3.4.2 二次冷却装置的结构形式????????????????11
1
3.5 结晶器及其维护????????????????????12
3.5.1 结晶器?????????????????????? 12
3.5.2 结晶器内钢液面的控制??????????????? 12
3.6拉矫机?????????????????????????13
3.7 切割机?????????????????????????13
3.8 引锭杆?????????????????????????14 4 水 平 连 铸
4.1水平连铸三大技术关键??????????????????16
4.2连铸坯的凝固特点????????????????????16
4.3水平连铸的成坯原理???????????????????16
4.4水平连铸正常拉坯的工艺条件及监控????????????16
4.5水平连铸操作工艺参数??????????????????17
4.6水平连铸机的基本操作??????????????????17
4.7水平连铸主要工业设备??????????????????18 5 铸坯质量控制
5.1连铸坯质量???????????????????????18
5.1.1连铸坯质量介绍???????????????????18
5.2连铸坯缺陷分类及原因分析????????????????19
5.3 连铸坯质量控制措施???????????????????24 参考文献???????????????????????????27 致 谢???????????????????????????28
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摘 要
本设计主要介绍了连续铸钢概述、连铸冶金学、弧形连铸、水平连铸、连铸相关技术、铸坯质量控制等。结合衡钢连铸生产工艺状况，以大量生产数据为依据，对衡钢连铸坯质量进行了分析。在不断优化过程中，探索出了该公司铸坯质量控制的具体措施。使该公司连铸坯质量得以保证，给企业带来了巨大的经济效益。
关键词 连铸；弧形连铸；水平连铸；连铸坯；工艺；质量
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ABSTRACT
This design is mainly introduced the continuous casting, continuous casting, metallurgy, curved continuous casting and related technical level, casting quality control, etc. Combined with production condition, HengGang casting process in mass production, according to data of HengGang casting billet quality was analyzed. In the process of continuously optimize, and explored the company quality control of slab concrete measures. The company is able to assure quality of casting billet, bring huge economic benefits.
Key words continuous casting；arc； horizontal continuous casting slab；
process；and quality
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1 连 铸 介 绍
1.1连续铸钢(以下简称连铸)工艺流程简述
连续铸钢工艺：连铸机必须与出钢操作密切配合，钢水开始浇入结晶器的同时，一面启动结晶器振动，进行润滑和开放冷却水，一面启动拉坯矫直机拖引锭杆运转，铸坯随引锭杆拉曳前进，铸坯过拉坯矫直机到一定位置后，脱卸并移开引锭杆，铸坯本身由拉坯矫直机继续拉曳。前进的铸坯按定尺长度逐次切割，输送、堆存，待全炉钢水铸完为止。在生产中应力争多炉连铸，以提高经济效益。
将高温钢水连续不断地浇注到一个或一组实行强制冷却的带有”活底”的铜模内，待钢水凝固成具有一定厚度的坯壳后，从铜模的另一端拉出.这样铸坯就会连续不断地从铜模内拉出，这种高温钢水直接浇注成钢坯的工艺，叫”连续铸钢”.它是连接炼钢和轧钢的中间环节，是炼钢厂(或车间)的重要组成部分.连铸生产的工艺流程为：钢包-中间包-结晶器-二次冷却-拉坯矫直-切割-辊道输送-推钢机-铸坯.连铸技术的应用彻底改变了炼钢车间的生产流程和物流控制，为车间生产的连续化、自动化和信息技术的应用，以及为大幅度改善环境和提高产品质量提供了条件.连铸生产的正常与否，不但影响到炼钢生产任务的完成，而且也影响到轧材的质量和成材率.此外，连铸技术的发展，还会带动冶金系统其他行业的发展，它对企业组织结构和产品结构的简化与优化有着重要的促进作用.
1.2连铸机机型与结构特点
1.2.1连铸机机型分类
一类是采用固定式结晶器连铸法的各种连铸机，也就是目前在工业上广泛应用并仍在继续发展的各种连铸机，技术日趋成熟和完善。另一类是采用同步运动式的结晶器连铸法的各种连铸机，这一类连铸机的共同特点是结晶器可随铸坯同步移动，铸模和铸坯之间没有相对运动，因而也没有相对摩擦，可以达到很高的铸造速度，更适合于铸造接近成品钢材尺寸的小断面或薄断面的铸坯。
我们把前一类连铸机按其形式分为立式，立弯式，椭圆，弧形，水平式等各种机型。从20世纪50年代连铸工业化开始，此后30多年连铸机的机型经历了一个由立式、立弯式到弧形的演变过程。其中的弧形连铸机已成为现在工业化连铸机的基本机型。
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1.2.2各种连铸机的特点
（1）立式连铸机
①立式连铸机其铸流轨迹是垂直线。铸机的主要设备布置在垂直线上，从钢水浇注到铸坯切成定尺，整个工序是在垂直位置完成的。铸坯切成定尺后，由升降机或运输机运到地面；
②钢水在直立的结晶器和二冷区逐渐结晶凝固，有利于钢水中非金属夹杂物上浮和在铸坯中均匀分布，坯壳冷却也比较均匀，这对浇注优质钢和合金钢是有利的。另外，铸坯在整个过程不受任何弯曲、矫直作用，更适用于对裂感纹敏性强的钢种；
③设备高度大，一般高度都在25~35m以上，且铸坯断面越大、拉速越快、定尺长度越长，设备总高度也越高。
1.2.2.2立弯式连铸机
立弯式连铸机其铸流轨迹先是垂直的，然后被弯曲成水平。立弯式连铸机的上半部与立式连铸机相同，即在垂直方向上进行浇铸和冷却凝固，所不同得失在铸坯完全凝固后，把铸坯顶弯90°，使铸坯在水平方向上进行切断和出坯，这样铸机的总高度减小了，铸坯运输比较方便，铸坯的定尺也不受限制。
1.2.2.3直结晶器弧形连铸机
这种铸机采用直结晶器，从结晶器往下有2.5~3.5m的直线段，带有液芯的铸坯经过直线段后，被逐渐弯曲成弧形，然后又把已凝固带液芯的弧形铸坯矫直，完全凝固后在切割成定尺。
直结晶器弧形连铸机的特点是：保留有立式连铸机的优点，钢水在直结晶器及其下部的直线断凝固，有利于钢液中大型夹杂物上浮及钢中夹杂物的均匀分布。用于生产某些对内部夹杂物、偏析要求特别严格的钢种是比较合适的；由于铸坯采用带液芯渐近弯曲成弧形，因而这种铸机仍具有弧形连铸机设备高度较低，建设费用较低的特点；这种铸机的铸坯比其他弧形连铸机多了一个弯曲过程，在铸坯外弧侧坯壳受拉伸，两相区容易造成裂纹缺陷，并且造成设备结构复杂，检修、维护难度大。一般只有生产对内部夹杂物、偏析要求特别严格的大板坯和断面大于250~250的大方坯时才选择此机型。
1.2.2.4弧形连铸机
弧形连铸机的铸流轨迹是以Ro为半径的圆弧的四分之一及其水平切割线组
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成。主要有单点矫直弧形连铸机和多点矫直弧形连铸机两类。
单点矫直弧形连铸机的主要特点是：
(1)由于它布置在四分之一圆弧范围内，因此它的高度比立式、立弯式连铸机要低，这一特点使它的设备重量较轻，投资费用较低，设备的安装和维护方便，因而得到广泛应用；
(2)由于设备高度低，铸坯在凝固过程中承受的钢水静压力相对较小，可减小因鼓肚变形而产生的内裂和偏析，有利于提高拉速和改善铸坯质量；
(3)弧形连铸机的主要问题是钢水在凝固过程中，非金属夹杂物有向内弧聚集的倾向，易造成铸坯内部夹杂物分布不均。因此，对夹杂物要求严格的钢种，必须选择大的圆弧半径，此外钢水需进行炉外处理，提高钢的纯净度，否则铸坯质量打不到要求。
1.2.2.5椭圆形连铸机
椭圆形连铸机的特点是：
(1)其基本半径R可在3~8m之间选取，较为半径为10~12.5m的弧形连铸机高度大大降低，适宜在老厂房内布置；
(2)钢水静压力低，铸坯鼓肚量小，中心裂纹及中间裂纹等缺陷得到改善；
(3)投资可比弧形连铸机约低20%~30%。铸机钢水静压力低，设备的设计、制造及维修简化；
(4)这种连铸机进入结晶器内钢水中的夹杂物几乎无上浮机会，所以对钢水的要求比弧形连铸机更严格。应采用炉外处理、无氧化浇注、中间包冶金等措施，保证钢水的纯净度。选用优质耐火材料，防止外来夹杂物污染钢水，这样才能发挥这种连铸机的优越性。
1.2.2.6水平连铸机
水平连铸机的特点是：
(1) 设备高度较低，投资省，建设速度快，适合中、小电炉钢厂技术改造；
(2) 钢水无二次氧化，铸坯内部质量得到改善；
(3) 钢水在水平位置凝固成型，不受弯曲矫直作用，有利防止产生裂纹，适
合于特殊钢和高合金钢浇注；
(4) 设备维护简单，处理事故方便。
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