连续铸造及其与轧制的衔接工艺

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第四章 型材生产工艺基础
1)了解型材产品种类 了解型材产品种类 2)掌握型线生产的特点、轧机布置及 掌握型线生产的特点、 掌握型线生产的特点 生产工艺。 生产工艺。
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4.1 型材及发展历史
一.型材及分类 1.型材的定义 1.型材的定义
经过塑性加工变形、 具有一定断面形状和尺 经过塑性加工变形 、 寸的直条实心金属材成为型材。 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。 复杂断面型材和棒线材统称为型材。
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不同衔接模式适应范围
• 连铸坯 热装轧制（ CC—α-HCR） ， 这种模式 连铸坯热装轧制 （ 热装轧制 α ） 的热装温度一般 的热装温度 一般300℃~600℃ ， 这种模式比较 ℃ ℃ 一般 适合连铸车间与轧钢车间距离较远， 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。 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—(α+γ)-HCR）， 连铸坯两相区热装轧制 两相区热装轧制（ α γ ） 连铸坯直接热装轧制（ 连铸坯直接热装轧制（CC—DHCR），这两 一般在600℃ ～ 1150℃ ， 比 种模式的热装温度一般在 ℃ ℃ 种模式的热装温度 一般在 较适合连铸车间与轧钢车间距离很近， 较适合连铸车间与轧钢车间距离很近，且连铸 机与轧机小时能力基本匹配的情况。 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） 型钢生产基本属于该模式）
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3.3 连铸与轧制的衔接模式
1）连铸坯冷装炉轧制(CCR)-连铸坯与轧 ）连铸坯冷装炉轧制 连铸坯与轧 机距离远或不能匹配，不能热装热送。 机距离远或不能匹配，不能热装热送。 2）连铸坯冷至 1线以下α状态热装轧制 ）连铸坯冷至A 线以下α状态热装轧制 (α-HCR)。 α-HCR)。 3）连铸坯冷至两相 α+γ)区，热装轧制 ）连铸坯冷至两相(α γ 区 (α+γ-HCR)。 α γ 。 4）连铸坯直接热装轧制 ）连铸坯直接热装轧制(CC - DHCR) 。 5）连铸坯直接轧制 (CC- DR) 。 ）
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3.2 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 在初轧（ ）轧制法—在初轧 或开坯） 成各种断面形状的钢坯的方法。 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 用锺锤（ ）锻造法—用锺锤 或水压机） 种断面形状的钢坯的方法。 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 ）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。 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 ）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。 形状的钢坯的方法。 各种方法生产的钢坯之比较见表下： 各种方法生产的钢坯之比较见表下：
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4.1型材及发展历史 4.1型材及发展历史
2.型材分类 2.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、 热轧型材 、 冷弯型材 、 冷轧型材 、 冷拔型材 、 挤压型 锻压型材、热弯型材、焊接型材、特殊轧制型材。 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、 复杂断面型材又叫 异型断面型材，可分成凸缘型材 、 异型断面型材 多台阶型材、宽薄型材、局部特殊加工型材、 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。 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， 简单断面型材的横断面对称 、 外形比较均匀 、 简单 ， 方钢、 如方钢、圆钢、扁钢等。 19 2011-10-18 圆钢、扁钢等
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• 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 ℃ 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， 输送到轧机中进行直接轧制 ， 一般情况下 ， 在连 设有均热炉， 铸和轧机间设有均热炉 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， 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。 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 连铸与轧机的小时能力高度匹配 ， 于连铸机的能力。（板带生产基本属于该模式） 于连铸机的能力。 板带生产基本属于该模式） • 说明： 说明： • （ 1） 方式 ） 之加热炉改为在线感应炉快速加热 ） 方式4） 即为方式5） 即为方式 ） • （ 2） 方式 ） 包括 等连铸-连轧短流程工 ） 方式5） 包括CSP,ISP等连铸 连轧短流程工 等连铸 艺。Compact Strip Production Inline Strip Production
习题
• 1.连铸及连铸 连铸及连铸——连轧工艺与传统模铸 连铸及连铸 连轧工艺与传统模铸 热轧工艺比较有何优越性？ 热轧工艺比较有何优越性？ • 2.连铸与轧制的衔接模式及主要关键技 连铸与轧制的衔接模式及主要关键技 术有哪些？ 术有哪些？ 3.简述各钢坯生产法的实质，为什么要 简述各钢坯生产法的实质， 简述各钢坯生产法的实质 发展连铸坯生产？ 发展连铸坯生产？
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连铸法不足： 连铸法不足 1）钢种受一定限制，目前仅限于镇静钢、 ）钢种受一定限制，目前仅限于镇静钢、 半镇静钢； 半镇静钢； 2）压缩比受限制，不宜生产特厚板。 ）压缩比受限制，不宜生产特厚板。 3）规格少，连铸工艺较复杂。 ）规格少，连铸工艺较复杂。 由于连铸法的上述优点， 年代以来 由于连铸法的上述优点，80年代以来 获得迅速发展， 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。 主要生产方式和发展方向。
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3.5 实现高水平热装热送，直接轧制、连续 实现高水平热装热送，直接轧制、 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＞ 技术；无缺陷坯率＞90%。 。 2） 连铸机与轧机很好的衔接技术 ； 尽量 ） 连铸机与轧机很好的衔接技术； 减少轧机正常停机时间。 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 ）炼钢连铸、轧制操作高度稳定， 作业率 ＞ 85%， 且各工序生产能力应 ， 匹配得法。 匹配得法。 4） 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。 划管理和质量保证体系。
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(3)整灌钢水的连铸自始至终的冷却凝固 整灌钢水的连铸自始至终的冷却凝固 时间接近， 时间接近，连铸坯纵向成分偏差可控制 在10％以内，远比模铸钢锭为好 ％以内，远比模铸钢锭为好; (4)在塑性加工时为消除铸态组织所需的 在塑性加工时为消除铸态组织所需的 压缩比也可以相对减小， 压缩比也可以相对减小，铸坯的组织致 有良好的机械性能。 密，有良好的机械性能。
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Байду номын сангаас
机械制造用异型材等
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4.1型材及发展历史 4.1型材及发展历史
（4）按断面尺寸大小分类。 按断面尺寸大小分类。 大型、中型和小型型材。小型材 kg/m; 20kg/m ≤ 5kg/m; 中 型 材 5 ～ 20kg/m ， 大 型 20kg/m ≥20kg/m （5）按使用范围分类。 按使用范围分类。 通用型材、专用型材和精密型材 通用型材、专用型材和精密型材。
4.1型材及发展历史 4.1型材及发展历史
（3）按使用部门分类 铁路用型材（钢轨、鱼尾板、道岔用轨、车轨、 铁路用型材 （ 钢轨 、 鱼尾板 、 道岔用轨 、 车轨 、 轮箍） 轮箍） 汽车用型材（轮辋、轮胎挡圈和锁圈） 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 造船用型材 （ 型钢、球扁钢、 字钢、 框钢） 框钢） 结构和建筑用型材（ 型钢、 工字钢、 槽钢、 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） 角钢、吊车钢轨、窗框和门框用材、钢板桩等） 矿山用钢（ 型钢、 槽帮钢、 矿用工字钢、 矿山用钢 （ U 型钢 、 槽帮钢 、 矿用工字钢 、 刮 板钢） 板钢）
6） 加热炉应能灵活调节燃烧系统 ， 以适 ） 加热炉应能灵活调节燃烧系统， 应经常波动轧机小时产量以及热坯与坯 料之间经常转换。 料之间经常转换。 7） 应设置完善的计算机系统 ， 在炼钢 、 ） 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。 连铸及轧机之间进行控制和协调。
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5）在连铸与轧制之间应有缓冲区。 ）在连铸与轧制之间应有缓冲区。
为了充分发挥热装效果， 为了充分发挥热装效果，希望即使在轧机 短时停轧（换辊、换轧槽） 短时停轧（换辊、换轧槽）时也不产生冷坯离 故在连铸与轧制之间应有缓冲区。 线，故在连铸与轧制之间应有缓冲区。为了在 重新开轧后能吸收掉积存的热坯、轧机（ 重新开轧后能吸收掉积存的热坯、轧机（包括 加热炉） 加热炉）最大小时产量应高于连铸机最大小时 产量20~25%。 产量 。
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连铸法生产的优点： 连铸法生产的优点：
1）不用初轧机简化了生产工序和设备、 ）不用初轧机简化了生产工序和设备、 节省投资和劳动力； 节省投资和劳动力； 2）比初轧坯形状好，成分均匀、坯长 ）比初轧坯形状好，成分均匀、 重量）易调节； （重量）易调节； 3）成材率提高 ～13%，可达 以上。 ）成材率提高6～ ，可达94%以上。 以上 4）能耗低、可降低成本 ）能耗低、可降低成本10% 5）易热装、热送、直接轧制和实现自动 ）易热装、热送、 化。