钢锭模铸锭介绍

1 模铸法特点及其简介2 1.1 坑铸法和车铸法2 1.2 上注法和下注法2 2 模铸法的主要设备4 2.1 钢包4 2.1.1 钢包本体.4 2.1.2 耐火衬.5 2.1.3 水口启闭控制系统.6 2.2 钢锭模7 2.2.1 钢锭模锥度.8 2.2.2 钢锭模断面形状.8 2.2.3 钢锭模高宽比.10 2.3 保温帽和绝热板11 2.4 中注管13 2.5 底板14 3 模铸浇注工艺15 3.1 生产准备15 3.2 钢液浇注进行15 3.3 保护浇注16 3.4 浇注操作17 3.5 钢锭的冷却和退火17 4 镇静钢钢锭结构18 4.1 镇静钢钢锭结构18 4.2 镇静钢钢锭的偏析状况19 5 镇静钢钢锭常见缺陷.20 6 钢锭的检查与精整.21 7 模铸工艺的发展.21 8 参考文献.22 钢锭模铸锭介绍 1 1 模铸法特点及其简介模铸法特点及其简介 钢锭模铸锭(模铸)钢的浇注，就是把在炼钢炉中或炉外精炼所得到的合格钢 水，经过钢包(又称盛钢桶)及中间钢包等浇注设备，注入到一定形状和尺寸的钢 锭模或结晶器中，使之凝固成钢锭或钢坯。钢锭(坯)是炼钢生产的最终产品，其 质量的好坏与冶炼和浇注有直接关系，是炼钢生产过程中质量控制的重要环节。 目前采用的浇注方法有钢锭模铸钢法(模铸法)和连续铸钢法(连铸法)两种。 模铸法是将盛钢桶内的钢水注入到具有一定形状和尺寸的钢锭模中， 把液态 的钢水变成固态的钢锭。钢锭经过初轧开坯轧制成钢坯，然后再进一步轧制成各 种钢材。模铸法可分为以下几种。 1.11.1 坑铸法和车铸法坑铸法和车铸法 坑铸法是将钢锭模摆放在铸坑内的底板上进行浇注， 浇注作业全在铸锭跨内 进行。此法生产效率低，劳动条件差，因此仅在一些中小型的炼钢车间采用。 车铸法是将钢锭模摆放在铸车的底板上进行浇注， 除在铸锭跨内进行浇注钢 液外，其他作业如脱模、整模等均在另外的厂房内进行，从而克服了坑铸法的缺 点。但占地面积大，基建投资多，多在大型的炼钢车间采用。 1.21.2 上注法和下注法上注法和下注法 上注法是将钢液直接由钢锭模上口直接注入的方法。上注法每次只能铸1 支(或 2～4 支)钢锭，必需的设备是钢包、钢锭模、保温帽、中注管和底板。 上注法的优点和缺点： (1)优点： 铸锭准备工作简单， 耐火材料消耗少， 金属损失少,钢水收得率高， 钢锭成本低；带入钢中的夹杂物含量少,由于耐火材料侵蚀产生的夹杂物少，浇 注速度比下注法快，注温可比下注法低；有利于减少翻皮、缩孔和疏松等钢锭缺 陷，钢锭内部质量好。 (2)缺点：同时浇注的钢锭数量少,每次只能浇注 1 支(或 2～4 支)钢锭；开浇 时易引起飞溅，造成结疤、皮下气泡等缺陷；容易烧坏钢锭模和底板，钢锭模消 耗较高；为减轻上注时钢液的冲压力，可采用中间漏斗或中间盛钢桶，以降低其 液面高度，使钢液入模速度下降；为防止飞溅，还可以将模底做成球形，锭模内 表面喷涂料以及模内放置防溅桶等措施；只适宜大钢锭的浇注。 下注法是使钢液经中注管、 流钢砖从钢锭模底部注入的方法。下注法一次能 够铸成数根至数十根钢锭。 (1)优点：能同时浇注多根钢锭，生产率较高，浇注时间比上注短；钢液在 模内上升平稳，钢锭表面质量好；有利于钢中气体及夹杂物上浮排出。此法在炼 钢生产中得到普遍采用。 (2)缺点：浇注准备工作复杂，耐火材料消耗高，同时使金属损失增加，钢 液损失多，导致钢锭成本增加；由于钢液对耐火材料的侵蚀，可能使钢中夹杂物 增加； 钢锭上部钢液温度低， 不利于钢液的补缩， 使钢液内部质量不如上注法好。 上注法和下注法的选择，应根据钢种、钢锭大小、加工方法、对钢的质量要求以 及车间设备条件和作业面积等加以选择。通常，钢锭小而每炉浇注根数多者，需 采用下注；若生产大钢锭而且钢锭根数少，宜采用上注。对表面质量要求较严， 如不锈钢、硅钢、轧制薄板钢等宜采用下注；对钢锭内部质量要求较严，如轴承 钢、炮弹钢等宜采用上注；对于高碳钢，因其体积收缩大、线收缩性小，可快速 上注；而低碳钢体积收缩小、线性收缩大，因此下注更适宜；小钢锭适于下注； 沸腾钢适于下注； 半镇静钢适于上注。 锻造用钢锭主要用于锻件， 产品多为轴类、 套筒等，其吨位大多为3吨～400吨，断面为多边形。小于五十吨的钢锭均采用下 注法浇注， 并用绝热板代替保温帽； 大于五十吨的钢锭， 采用上注法或真空浇注。 2 2 模铸法的主要设备模铸法的主要设备 2.12.1 钢包钢包 钢包是盛放和运载钢水的浇注设备。 它由钢包本体、耐火衬和水口启闭控制 系统等组成。钢包的容积应足够容纳全部钢水和部分保温用渣液，此外，上部还 应有一定的余量，以适应钢水量的波动和精炼要求。在出钢使用前，必须将其烘 干并预热到一定温度。 2.1.12.1.1 钢包本体钢包本体 钢包本体主要由外壳、 加强箍、 耳轴、 溢渣口、 注钢口、 透气口、 倾翻装置、 支座和氩气配管等零部件组成。 钢包外壳是钢包的主体构架， 由钢板焊接而成。在外壳钢板上加工有一定数 量的排气孔，这样能排放耐火材料中的湿气。 为了保证钢包的坚固性和刚度， 防止钢包变形，必须在钢包外壳焊有加强箍 和加强筋。 在钢包的两侧各有一个耳轴，可以用于调运钢包。 设置溢渣口可以使出钢时钢包内的炉渣流入已经备好的渣罐内。 溢渣口的高 度比钢包上沿低 100～200mm，其位置与耳轴错开，以免干扰钢包的吊运。 在钢包底部一侧设置一个注钢口。它可以使钢水流出，所以又叫钢包水口。 在其周围安装水口砖，钢包水口有普通水口和滑动水口两种形式。 在钢包底部可以根据需要设置 1～2 个透气口，主要用于安装吹氩搅拌的透 气砖。 倾翻装置可以将钢包翻转 180。完成倒渣和倒钢作业，它由连杆机构和吊环 装置组成。在钢包底部一般设置 3 个支座，既可以保证钢包的平稳放置，又能保 护钢包底部的倾翻装置以及滑动水口机构。 2.1.22.1.2 耐火衬耐火衬 钢包耐火材料钢包耐火衬一般由三层组成。外层是隔热层，中间是保护层， 里面是工作层。 由于耐火衬各层的工作条件不同，因此耐火材料的选择和砌筑也 不同。 隔热层紧靠外壳由石棉板或石棉泥铺砌而成，用以减少钢水的热损失。 保护层也叫非工作层， 一般采用黏土砖或高铝砖砌筑，有时采用整体浇注成 形。保护层的作用是当工作层的厚度侵蚀到较薄时，防止钢包穿漏事故。 工作层直接与钢水接触，承受高温、化学侵蚀、机械冲刷和急冷急热作用。 当损坏到一定程度时，必须予以拆修和更换。工作层一般采用镁炭砖、高铝砖或 铝镁材料整体浇注成形。 钢包还可以作为精炼炉的重要组成部分。 在钢包中配置电极加热、 合金加料、 吹氩搅拌、喂丝合金化、真空脱气等各种精炼措施，通过钢包精炼处理可以使钢 水的温度更加精确，成分控制命中率及钢水纯净度进一步提高，满足浇注生产对 钢水供应质量的需要。 2.1.32.1.3 水口启闭控制系统水口启闭控制系统 钢包水口启闭控制系统的作用是在浇注过程中可以开启、 关闭钢包水口，从 而实现钢水流量的控制，它有塞棒控制系统和滑板控制系统两种。 塞棒机构主要由水口砖、塞棒和启闭机械装置组成。浇注钢液时，要求利用 塞棒来启闭水口并控制钢流的大小，故要求塞棒头必须严密堵住水口眼。