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1、贵州师范大学本科毕业论文(设计)开题报告学院：材料与建筑工程 专业：冶金工程 级别： 级课题名称长乐钢厂连铸高效生产探讨学生姓名学号指导教师姓名职称学位1.选题的理论、实际意义1.1.选题的理论连续铸钢是钢铁工业发展过程中继氧气转炉炼钢后的有一项革命性技术。连铸是将钢液用连铸机浇铸、冷凝、切割而直接得到铸坯的工艺，它是连接炼钢与轧钢的环节。连铸所用的钢水通常需要经过二次精炼。连铸的主要设备由钢包、中间包、结晶器、结晶器振动装置、二次冷却和铸坯导向装置、拉坯矫直装置、切割装置、出坯装置等部分组成。其工艺实质是完成钢从液态向固态的转变，也就是刚的结晶过程。高效连铸同传统连铸相比，其特点是高拉速、高
2、质量、高效率、高作业率、高温铸坯。1.2.选题的意义连铸是连接炼钢和轧钢的中间环节是炼钢生产厂的重要组成部分，其生产的正常与否不但影响到炼钢任务的完成，而且也影响到轧材的质量和成才率；连铸自身的发展会带动冶金系统其他行业的发展，对于企业结构和产品结构的简化和优化，有着重要的促进作用。2.研究动态、见解2.1.高效连铸技术发展动态2.1.1.国外连铸技术发展现状国外连铸技术近十年来自身完善和优化的速度很快,尤其是19931995年以来,130 mm小方坯拉速大于4.0 m/min,150 mm小方坯拉速超过3.0m/m in已不少见,先进的铸机单流年产量可达1315万t,单个中间包寿命则达305
3、0 h,作业率达90%。而且先进国家已在发展130 m m方坯拉速5.06.0 m/m in的高效铸机,实现单流年产量20万t左右。由于连铸技术具有显著的高生产效率、高成材率、高质量和低成本的优点，近二三十年已得到了迅速发展，目前世界上大多数产钢国家的连铸比超过90%。2.1.2.国内连铸技术发展现状连铸技术对钢铁工业生产流程的变革、产品质量的提高和结构优化等方面起了革命性的作用。我国自1996年成为世界第一产钢大国以来，连铸比逐年增加，2003年上半年连铸比已经达到了94.65%。毫无疑问，七年来钢产量和连铸坯产量的高速增长是以科技创新来保证的，尤其是连铸科技创新仍是最为活跃的，并继续在钢铁
4、工业流程优化，产品结构优化当中发挥着核心的作用。近年来，我国经济面临国际经济环境不稳定、外需放缓的局面，同时国内经济在经济结构调整、转变经济发展方式的方针指引下，增速也适当放缓。转变经济发展方式将降低单位国内生产总值钢铁消费强度，这就要求连铸生产效率及铸坯质量不断提高，钢铁生产更加稳定顺行，以降低生产成本。2.2.连铸高效生产见解全球经济和我国经济增长双双减速的背景下，我国单位国内生产总值钢铁消费强度降低，降低生产成本、提高生产率是现阶段公司最可行的手段。在电炉、精炼炉、连铸、连轧生产环节上，连铸环节事故发生率最高。连铸是连接炼钢和轧钢的中间环节是炼钢生产厂的重要组成部分，其生产的正常与否不但
5、影响到炼钢任务的完成，而且也影响到轧材的质量和成才率。因此，降低连铸事故发生率、连铸高效生产有利于公司降低成本、提升企业竞争能力。8年来，长乐钢厂小方坯连铸生产技术有了很大的进展，现在依然还处在普及、发展、改造、提高的阶段。但到目前为止，长乐钢厂拥有小方坯连铸机1台，还处在较低水平。铸机存在着拉速低，作业率、自动化控制程度低和铸坯品种少，质量差等问题。据调查统计，长乐钢厂小方坯连铸机与高效铸机水平相比相差较大，其作业率在60%以下，拉速多数都在12 m/min左右；铸机只能连铸普通低碳钢、低合金钢、很少有能连铸中、碳钢；小方坯连铸机没有采用完全自动控制系统操作的，都是采用人工手动或部分自动操作
6、。因此，长乐钢厂小方坯连铸生产技术要赶上国内水平还有一段相当大的差距。3.研究思路、方法、技术路线3.1.研究思路由于长乐钢厂小方坯连铸机仅有一台,且设计拉速及生产能力较低,连铸的生产周期难与电炉、精炼炉的冶炼周期相匹配，造成连铸生产组织难度大，各项经济指标低。根据长乐钢厂连铸机的种类及生产现状，小方坯高效连铸的重点是在稳定生产的前提下实现高速连铸，以进一步提高连铸机的作业率，充分发挥连铸机的生产潜能。为实现小方坯高速连铸,需要对若干关键的技术工艺条件改进并予以完善,具体讲，小方坯的高速连铸涉及精炼炉钢水品质的改善和连铸关键技术的改造。3.2.研究方法高速连铸一般指拉坯速度超过2m/min。拉
7、速做为连铸工艺控制的最主要工艺参数,对连铸过程的稳定性具有极大的影响。首先,拉速提高,出结晶器坯壳减薄,坯壳厚度均匀性下降,结晶器摩擦阻力增加,从而导致连铸过程中发生纵裂漏钢和粘结漏钢等工艺性漏钢的几率增加。漏钢几率的增加是限制小方坯高速连铸的首要工艺问题。其次,拉速提高,结晶器钢液面的波动加剧,易造成铸坯表面及内部夹杂物的增加,同时,增加铸坯内部杂质元素的偏析及中心组织的疏松。可见,铸坯质量的恶化是影响小方坯高速连铸的又一个技术问题。漏钢几率的增加和铸坯质量的恶化是限制小方坯高速连铸的主要原因,实现小方坯高速连铸的前提条件就是对工艺漏钢和铸坯质量的稳定控制。小方坯高速连铸技术改造的基本原则应
8、是,对影响连铸工艺漏钢和铸坯质量的关键性工艺因素进行改进与完善,资金投入应具有极强的针对性,力求以最少的资金投入获得最大的工艺效果及经济效益。3.3.研究技术路线在保证钢水品质条件下，长乐钢厂从中间包、振动机构、结晶器、二冷段入手,采取了几项关键措施,具体情况如下。3.3.1.中间包原来中间包较小,不能适应高速浇铸时对生产和质量的要求,我们将中间包由4t扩大到8t，高度由400mm提高到600mm,充分发挥中间包的各项冶金功能,保证了钢水在中间包内存留的时间,促进夹杂物上浮,中间罐温度进一步得到稳定,以保证低过热度浇铸。 3.3.2.二冷段的改造二冷段的改造主要是将加长二冷区喷淋管，增设二冷段
9、二段,使二冷水量分布更加合理,同时提高二冷水压力到1 MPa以上,比水量提高到2 L/kg。通过改造,强化了二冷,加强了出结晶器后铸坯的冷却。3.3.3.增设自动配水原配水为手动调节,容易造成坯子弯曲和漏钢事故,无法满足高拉速浇铸需要,要实现高拉速,自动配水是必不可少的,增设自动配水后,坯子质量得到提高,工人劳动条件得到改善,降低了生产事故,提高了铸机作业率。3.3.4.结晶器 高速连铸的关键是结晶参数的优化，增大结晶器高度,改变结晶器内腔形状,减少结晶器水缝宽度,增加水的速度和压力,加大水流量。 3.3.5.切坯装置 由于拉速提高后，切割机无法将热铸坯切断和切割成定尺设定长度的钢坯。将采用高
10、速窄缝切割机，行程为150mm/min，切割表面几何形状好，铸坯无翘曲达到切割机与铸坯的最佳同步使用。4.总体安排、进度计划总体安排：选定论文的方向，在指导老师的指导意见下尽快选定题目，查阅相关文献和资料，收集与论文相关的资料并整理，拟定研究方案，为开题报告做好准备。自己到工厂进行生产实习，主动积极地向车间师傅或技术工作人员学习技术，把所学的理论知识和所收集的资料与工厂的实际生产结合起来进行思考，收集与论文相关的数据和资料完成开题报告。开题报告上交指导老师检查，根据指导老师的意见再进一步完善开题报告。然后将所收集的资料进行整理分析、思考，加入个人见解，撰写论文初稿。上交指导老师检查，在老师的指
11、导下进一步完善论文，然后定稿，最后答辩。进度计划：2012年2月27日至3月23日在长乐钢厂实习，收集资料；4月1日，完成毕业论文开题，论文框架设计； 5月12日完成论文，准备论文答辩；5月17日答辩。主要参考文献1 朱苗勇等.现代冶金学（钢铁冶金卷），北京：冶金工业出版社，20052张洪波.提高我国连铸机生产水平的分析.河北冶金,1994,(5):23263张洪波.高速连铸的基本工艺条件.炼钢,1995,11(1):32354张洪波.小方坯连铸机的技术改造问题,1998,1(1):15195郭廷钢，连续铸钢，北京：冶金工业出版社，19956李学刚等.安钢二炼钢小方坯连铸系统高效化改造,200
12、1,8(1):14167干勇等，炼钢连铸新技术800问，北京：冶金工业出版社，20038蔡开科.连铸技术发展J，山东冶金，2004，02：19殷瑞钰.中国连铸的快速发展J，钢铁，2001，39：11010曾兴富，小方坯连铸机高效化探讨J ，201111B.Patrick等沈桦译.提高连铸机能力的设计技术.国外钢铁，1995，(l):39一43. 12张胜生等.再论莱钢小方坯高效连铸.炼钢，1999，15(4):46碑8. 13倪满森.我国连铸技术的进步及连铸技术发展动向.连铸，2002，(l):1 14刘清等.方坯高效连铸技术的发展.连铸，1999，(6):7一9. 15J.K.Brimaeombe.TheChallengeofQualityinContinuousCastingProeess.Metal.Trans.B，1999，30(4):553一566. 16韩春良等，承钢方坯连铸机二次冷却系统的优化，河北冶金，2008年第一期，3-33。17冶金报社编，连续铸钢500问，连铸，1994指导教师意见：选题符合专业培养目标，研究方案合理，研究内容切合工厂实际，符合冶金行业发展需要，对当前工厂生产经营及管理具有一定的参考价值，同意开题。签 名： 2012年4月1日
