連鑄及連軋工藝過(guò)程中的傳熱分析

連鑄連軋全稱(chēng)連續(xù)鑄造連續(xù)軋制（英文：Continue Casting Direct Rolling，簡(jiǎn)稱(chēng)CCDR），是把液態(tài)鋼倒入連鑄機(jī)中鑄造出鋼坯（稱(chēng)為連鑄坯），然后不經(jīng)冷卻，在均熱爐中保溫一定時(shí)間后直接進(jìn)入熱連軋機(jī)組中軋制成型的鋼鐵軋制工藝。這種工藝巧妙地把鑄造和軋制兩種工藝結(jié)合起來(lái)，相比于傳統(tǒng)的先鑄造出鋼坯后經(jīng)加熱爐加熱再進(jìn)行軋制的工藝具有簡(jiǎn)化工藝、改善勞動(dòng)條件、增加金屬收得率、節(jié)約能源、提高連鑄坯質(zhì)量、便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)。

連鑄連軋工藝現(xiàn)今只在軋制板材、帶材中得到應(yīng)用。

世界上的主流的連鑄連軋生產(chǎn)線有德國(guó)西馬克公司CSP(Compact Strip Production)，意大利達(dá)涅利公司FTSC(Flexible Thin Slab Casting)，奧鋼聯(lián)公司CONROLL。

概述圖為德國(guó)西馬克公司的薄板廠連鑄連軋CSP生產(chǎn)線，從遠(yuǎn)處到近處分別為連鑄機(jī)、均熱爐、熱連軋機(jī)組、層流冷卻。

第1章　緒論

1.1　連續(xù)鑄鋼技術(shù)的概況

1.1.1　傳統(tǒng)連鑄技術(shù)

1.1.2　薄板坯連鑄技術(shù)

1.1.3　帶鋼直接連鑄技術(shù)

1.2　連鑄連軋技術(shù)的概況

1.2.1　厚板坯連鑄連軋技術(shù)的概況

1.2.2　薄板坯連鑄連軋技術(shù)的概況

參考文獻(xiàn)

第2章　連鑄工藝基礎(chǔ)

2.1　連鑄生產(chǎn)工藝

2.1.1　連鑄機(jī)類(lèi)型

2.1.2　連鑄機(jī)的組成

2.1.3　連鑄生產(chǎn)工藝

2.2　連鑄過(guò)程的凝固與傳熱

221結(jié)晶器內(nèi)的凝固與傳熱56

222二冷區(qū)的凝固與傳熱73

23連鑄過(guò)程中鑄坯的受力與變形90

231鋼水靜壓力90

232鑄坯矯直（彎曲）93

233連鑄過(guò)程中的拉坯阻力及驅(qū)動(dòng)力的確定101

234凝固坯殼的變形112

24鋼在高溫變形時(shí)的金屬學(xué)現(xiàn)象114

241動(dòng)態(tài)再結(jié)晶114

242碳氮化物動(dòng)態(tài)析出與應(yīng)變誘導(dǎo)析出116

243動(dòng)態(tài)鐵素體相變與應(yīng)變誘導(dǎo)相變117

244動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效117

25鋼在高溫下的脆化特性及力學(xué)行為117

251鋼在高溫下的脆化特性117

252高溫變形抗力121

26連鑄連軋工藝中的高溫冶金學(xué)問(wèn)題123

261連鑄坯熱履歷對(duì)原始奧氏體晶粒度的影響124

262連鑄連軋過(guò)程中鋼的熱脆現(xiàn)象124

263連鑄坯的熱履歷對(duì)微合金元素碳、氮化物析出的

影響125

264析出物的析出行為及其對(duì)奧氏體再結(jié)晶的影響126

參考文獻(xiàn)128

第3章厚板坯連鑄連軋工藝基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)129

31連鑄坯質(zhì)量的保證技術(shù)129

311鋼水成分的控制132

312鋼水處理技術(shù)132

313鋼水澆注技術(shù)133

314改善結(jié)晶器的振動(dòng)條件135

315改善連鑄二冷制度135

316根據(jù)鋼種特性避開(kāi)脆性溫度區(qū)進(jìn)行拉矯加工136

317采用壓縮澆注技術(shù)138

318鑄坯缺陷的熱檢測(cè)與清理技術(shù)138

32連鑄坯溫度的保證技術(shù)140

321高速澆注技術(shù)142

322利用液芯凝固潛熱進(jìn)行復(fù)熱均熱的技術(shù)143

323液芯形狀及位置控制技術(shù)143

324連鑄坯的輸送保溫技術(shù)146

325鑄坯邊部補(bǔ)償加熱技術(shù)148

33軋制過(guò)程中的保溫補(bǔ)熱技術(shù)152

331增加精軋前中間坯的厚度152

332精軋機(jī)前中間坯的邊角部補(bǔ)償加熱技術(shù)153

333采用帶坯熱卷取箱技術(shù)154

334輥道保溫隔熱技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用155

34板坯寬度的調(diào)節(jié)技術(shù)及自由程序軋制156

341板坯寬度的調(diào)節(jié)技術(shù)157

342自由程序軋制技術(shù)175

35煉鋼連鑄軋鋼一體化生產(chǎn)管理技術(shù)204

36提高設(shè)備和工藝的穩(wěn)定性和可靠性的技術(shù)207

361連鑄連軋?jiān)O(shè)備診斷207

362連鑄連軋工藝診斷208

參考文獻(xiàn)210

第4章薄板坯連鑄連軋工藝基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)212

41薄板坯連鑄采用的新技術(shù)212

411新型結(jié)晶器及其相關(guān)技術(shù)212

412結(jié)晶器和浸入式水口的一體化設(shè)計(jì)227

413液芯壓下技術(shù)230

414新型連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣244

415二次冷卻制度252

416結(jié)晶器內(nèi)鋼液面的控制253

42薄板坯連鑄與軋制間的銜接與匹配技術(shù)254

421影響薄板坯連鑄與軋制之間的匹配因素分析254

422薄板坯連鑄連軋工藝中銜接區(qū)的主要型式256

43薄板坯熱軋采用的新技術(shù)267

431大壓下軋制技術(shù)267

432高效除鱗技術(shù)269

433半無(wú)頭軋制技術(shù)273

434鐵素體軋制技術(shù)290

參考文獻(xiàn)303

第5章典型的連鑄連軋生產(chǎn)工藝308

51厚板坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝308

511連鑄熱裝軋制工藝308

512連鑄直接軋制（CCDR）工藝309

513連鑄直接開(kāi)坯及熱裝軋制工藝317

514遠(yuǎn)距離連鑄直接軋制工藝320

52型線材連鑄連軋生產(chǎn)工藝325

521連鑄機(jī)與棒線材軋機(jī)之間的銜接匹配326

522連鑄機(jī)與棒線材軋機(jī)之間可能的銜接方式333

523型線材熱裝軋制工藝341

524型線材直接軋制（CCDR）工藝347

525棒線材的無(wú)頭連鑄連軋生產(chǎn)技術(shù)351

53鋼梁的連鑄連軋生產(chǎn)技術(shù)360

531異形坯連鑄360

532CBP緊湊鋼梁生產(chǎn)工藝367

54薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝371

541德國(guó)西馬克(SMS)公司開(kāi)發(fā)的CSP工藝371

542德馬克(MDH)公司開(kāi)發(fā)的ISP工藝373

543奧地利奧鋼聯(lián)(VAI)開(kāi)發(fā)的CONROLL工藝378

544意大利達(dá)涅利(Danieli)公司的FTSC工藝381

545日本住友金屬(Sumitomo)工業(yè)公司開(kāi)發(fā)的QSP

工藝387

546TSP工藝388

547CPR工藝390

55我國(guó)已建成的典型薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線392

551珠鋼的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線392

552邯鋼的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線394

553包鋼的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線396

554唐鋼的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線397

555鞍鋼的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線400

參考文獻(xiàn)404

第6章連鑄連軋過(guò)程產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)及其質(zhì)量控制407

61鋼的強(qiáng)韌化機(jī)制407

611固溶強(qiáng)化407

612細(xì)晶強(qiáng)化409

613位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化410

614析出強(qiáng)化412

615相變強(qiáng)化417

616鋼的強(qiáng)度分析417

617薄板坯連鑄連軋鋼的強(qiáng)韌化特點(diǎn)420

62鋼中微合金元素碳、氮化物的析出規(guī)律422

621鋼中的微合金元素碳、氮化物422

622鋼中微合金元素碳、氮化物析出的動(dòng)力學(xué)424

623鋼中微合金碳、氮化物的應(yīng)變誘導(dǎo)析出427

624鋼中的成分偏聚對(duì)碳、氮化物析出的影響430

625薄板坯連鑄連軋過(guò)程鋼中的微合金元素碳、氮

化物432

63薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)442

631高強(qiáng)度低碳碳素鋼生產(chǎn)技術(shù)442

632硼微合金化鋼的開(kāi)發(fā)444

633鈦微合金化高強(qiáng)鋼的開(kāi)發(fā)452

634鈮微合金化管線鋼的開(kāi)發(fā)459

635釩微合金化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)465

636電工鋼產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)470

64薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品的質(zhì)量控制485

641薄板坯的主要質(zhì)量問(wèn)題485

642薄板坯連鑄連軋工藝因素對(duì)產(chǎn)品組織性能的影響494

65厚板坯連鑄連軋產(chǎn)品的質(zhì)量控制501

651厚板坯連鑄連軋過(guò)程中析出物的析出行為及其對(duì)

奧氏體再結(jié)晶的影響501

652厚板坯連鑄連軋生產(chǎn)中工藝因素對(duì)產(chǎn)品組織性能的影響503

薄板坯連鑄連軋技術(shù)作為一種先進(jìn)的鋼鐵制造流程，被譽(yù)為國(guó)際鋼鐵工業(yè)發(fā)展中的“第三次技術(shù)革命”，具備流程短、投資少、成本低和效益高的突出特點(diǎn)。

《薄板坯連鑄連軋工藝與設(shè)備》結(jié)合作者近十余年承擔(dān)的國(guó)家和薄板坯連鑄連軋等國(guó)家骨干企業(yè)科研項(xiàng)目成果與熱軋國(guó)際前沿技術(shù)進(jìn)步，主要介紹了薄板坯連鑄連軋技術(shù)進(jìn)步、主要特征與發(fā)展歷程，九種典型薄板坯連鑄連軋工藝與設(shè)備，薄板坯連鑄、均熱、自由規(guī)程軋制、板形控制、高速鋼工作輥、軋制潤(rùn)滑、半無(wú)頭和無(wú)頭軋制、鐵索體軋制、軋后控冷、飛剪和卷取技術(shù)，重點(diǎn)討論了薄板坯熱連軋國(guó)際主流軋機(jī)機(jī)型與電工鋼自由規(guī)程軋制板形控制、連軋過(guò)程軋制界面氧化與潤(rùn)滑、軋后控制冷卻等前沿技術(shù)進(jìn)展，以及我國(guó)CSP、UTSP、ASP和ESP等九條代表性的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，力求反映薄板坯連鑄連軋工藝與設(shè)備的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

《薄板坯連鑄連軋工藝與設(shè)備》適合軋鋼工程技術(shù)人員、研發(fā)人員閱讀，也可作為高等工科院校機(jī)械工程及自動(dòng)化、冶金工程、材料成型與控制工程等專(zhuān)業(yè)的本科生和研究生教材。