【毕业设计】传统连铸连轧工艺和CSP工艺生产电工钢的评估 ㊣ 精品文档 值得下载

译共页第页文献综述连铸连轧生产方式的背景连续铸钢的出现，是推动钢铁工业生产的巨大动力，同时也使钢铁厂从生产模式到钢厂结构发生了深刻的变化。

这些变化带来了能耗降低，生产流程缩短，产品质量显著提高等，其结果使得钢铁产品具有了更大的市场潜力。

世纪年代末，随着世界范围内的能源危机，北美和其他地区的电炉生产厂家利用经济的废钢资源与新技术相结合，以新的生产方式与传统的钢铁联合企业展开了激烈的竞争，发展了从立案刚到轧材的连续生产线，所谓短流程的生产方式。

这些发展使得小钢厂所占的市场份额迅速增加，而且控制全部长条产品和结构型钢材市场。

传统的钢铁联合企业部分的放弃了长材钢的生产，而集中生产利润丰厚的板带钢产品。

联合企业认为，板带钢市场不属于小型钢厂，因为要建立薄板生产企业需要很大的投资。

而世界第条薄板坯连铸连轧生产线于年月在美国纽柯钢公司投入工业化生产以来，给投资理念新的定义，创造了吨钢投资设备的最低水平。

随着直接还原和熔融等非传统概念的炼铁技术的发展，连铸连轧嫁接其后部，形成了从冶炼到轧材整个生产流程的短流程。

由于炼钢工艺部分使用焦炭作为能量来源和还原剂，产生了积极的环保效益，其设备投资基本与传统的高炉炼钢轧材生产方式持平，而能量的消耗显著降低。

近终形连铸的出现对钢铁工业的撼动是空前的，它的影响可以和年前出现的连铸技术相比。

当时用废钢和废钢代替物的电炉与薄板坯连铸连轧与棒材连铸连轧相结合，给传统的生产模式以极大的打击。

这生产方式刚刚出现了年，因其显示出巨大的经济效益而迅速占领了市场，使其市场周边建设钢材生产厂成为可能。

连铸连轧生产较传统生产方式，在三废排放方面也表现出来较强的生命力。

电炉除尘感应加热等技术的发展，减轻了冶金企业必须进行末端处理的工作压力，符合发展绿色钢铁的建设目标。

基于能源经济质量环保和生产周期等诸多方面的原因，连铸连轧都显示了无比的优势。

连铸钢的出现和生产，大大缩短了工艺流程，极大的简化了轧钢生产的工艺系统，与传统的模铸坯初轧开坯相比，省去了脱模整模匀热初轧和连轧开坯等系列工序和对应的设备。

这不仅明显的降低了能耗，而且大大节省了共页第页设备投资和生产投资。

根据我国的最初统计，基建和操作费用可节省左右，占地面积减少约，设备投入费用降低了约，耐火材料消耗可减小了。

薄板连铸连轧发展的趋势概述薄板坯连铸连轧是世纪年代末开发成功的生产热轧板卷的种全新的短流程工艺，是继氧气转炉炼钢连续铸钢之后钢铁工业最重大的革命性技术之。

对此世界各国都给予高度关注，并先后投入了大量的人力物力进行研究开发推广。

从年美国印第安那州纽柯钢铁公司克劳福兹维尔厂的第条薄板坯连铸连轧生产线投产至今，世界各地已有流薄板坯连铸机投入使用或在建参见表，形成约的生产能力。

此项技术今后仍有广阔的市场前景，是目前钢铁界的技术热点。

表已投产或在建的薄板坯连铸连轧生产线项目工艺生产厂流数生产能力备注公司开发公司开发公司公司公司开发合计薄板坯连铸连轧技术是基于以下几个基本思路而提出，同时也是在其指导下不断地发展和完善的提高工序的连续性，把工艺步骤尽量减到最少。

具体地说就是连铸坯直接轧制，从钢液到最终带卷的工艺路线只包括那些绝对必要的工艺步骤，例如生产薄板坯用的浇铸工序衔接段中的温度均匀化，使板坯达到均匀的温度轧制工序，使热带达到期望的最终尺寸输出辊道上的冷却，以得到理想的冶金性能卷取机上的卷取工序，以获得容易运输的产品。

最小的能源消耗。

方面通过采用近终形连铸，降低轧制工序所消耗的能源，共页第页另方面由于工艺的连续性，连铸坯在轧制前除需少量的补充能源外，不需常规工艺所需的大量的能源。

把薄板坯保持在个相对恒定的温度范围。

薄板坯在衔接段中保温定的时间确保温度在长度宽度厚度三方面完全均匀，从而使产品具有从未有过的均匀显微组织，并得到高的厚度和板形方面的几何尺寸精度。

与传统的热轧板生产工艺相比，薄板坯连铸连轧工艺在技术和经济等方面，具有明显的优势工艺简化设备减少生产线短，从而大幅度降低了基本建设投资，使得吨钢投资下降。

生产周期短。

从冶炼钢水至钢卷送到运输链，仅需，从而减少了大量流动资金。

成材率提高约，能耗降低约，从而降低了生产成本，使吨材成本降低。

产品的性能更加均匀稳定。

由于薄板坯在结晶器内的冷却强度远远大于传统的板坯，其二次和三次枝晶更短，薄板坯原始的铸态组织晶粒就比传统板坯更细更均匀。

产品的纵横向精度更高。

薄板坯连铸连轧的均热工艺保证板坯在轧制过程中温度的均匀和稳定，从而获得更高的纵横向的尺寸精度，同时也更便于生产对轧制温度要求较高的钢种，如硅钢等。

适于生产薄规格热轧板卷，从而提高产品的附加值，甚至替代部分冷轧产品，获得更好的经济效益。

薄板坯连铸连轧技术的发展根据产品生命周期理论和薄板坯连铸连轧技术各个不同发展阶段的具体特征，特别是市场特征，将薄板坯连铸连轧技术的发展分为下列四个阶段研发阶段引入期成长期至今成熟期研发阶段年德国施罗曼西马克公司在自己的铸钢车间建立了台采用漏斗型结晶器的立弯式薄板坯连铸机，并以的拉速成功的生产出的薄板坯，该技术命名为。

几乎同时，德国曼内斯曼德马克公司于年采用改进的超形核率的公式可由下表示其中是常量，是位错密度是奥氏体点阵常数是合金元素在奥氏体中的扩散系数，，是扩散激活能是合金在奥氏体中的浓度是波尔兹曼常数是温度。

在时间时刻沉淀物含量的近似计算公式可由下表示共页第页其中是奥氏体中的初始浓度是奥氏体中的平衡浓度是在沉淀相中的浓度。

我们认为沉淀物的生长受的扩散控制。

第二相粒子的平均直径在母相中同样沉淀，它受扩散的影响可以通过方程表示其中是母相和沉淀物界面之间的微合金元素的平衡浓度是微合金元素在母相中的平衡浓度是沉淀相中的微合金的平衡摩尔浓度是奥氏体的摩尔体积是沉淀物的摩尔体积。

计算结果和分析热力学平衡的计算结果在二元化合物的热力学平衡计算中，主要的是热力学数据的选择。

参考数据被采用和计算了，根据参考数据，在实验室中无取向电工钢中和沉淀物的热力学计算结果在下表和表列出来表在实验室中无取向电工钢中沉淀物的热力学计算结果温度最初浓度相应的摩尔分数氮的反应相应的摩尔分数平衡摩尔浓相应的摩尔分数最初浓度相应的摩尔分数铝的反应相应的摩尔分数平衡摩尔浓相应的摩尔分数共页第页表在实验室中无取向电工钢中沉淀物的热力学计算结果温度最初浓度相应的摩尔分数硫的反应相应的摩尔分数平衡摩尔浓相应的摩尔分数最初浓度相应的摩尔分数锰的反应相应的摩尔分数平衡摩尔浓相应的摩尔分数均热处理后计算结果和沉淀分析图描述了无取向电工钢铸造的厚板在和均热处理后的沉淀。

平均粒子直径和的沉淀含量随着时间增长，在早期，增长的速度是很大的，随着反应过程的进行，速度在不停的减少，曲线也趋于平坦。

在定的时间内，当反应温度降低，沉淀物增多而且沉淀颗粒的平均直径也在减小。

例如，在秒时刻在下沉淀颗粒的平均直径是，而在下沉淀颗共页第页粒的平均直径是。

相反，随着温度的升高，沉淀物的含量在减少，当均热温度在时沉淀物的摩尔分数是，当均热温度在时沉淀物的摩尔分数是。

的沉淀规律与相似，但的沉淀含量比的多，的平均粒子半径比的小。

在时刻，沉淀的摩尔分数是且平均直径在是，但在下沉淀物的摩尔分数是且沉淀相的平均粒子直径是。

这些可通过图看出。

图的沉淀含量与平均直径随着沉淀反应时间的变化图的沉淀含量与平均直径随着沉淀反应时间的变化热轧过程的计算结果和沉淀分析热轧的沉淀变化如图和图，在热轧过程中，连铸板特性如下大变形率，相变，时间短，温度改变大，所以其过程很难描述。

根据相分析结果，位错密度参数，点阵常数，形核能等被修正了，原始的计算公式被采用了，结果如下共页第页图热轧过程中的沉淀含量和平均直径随时间的变化图热轧过程中的沉淀含量和平均直径随时间的变化修正的主要参数有位错密度常量点阵常数形核能减少。

根据图和图，在不同的均热温度下，沉淀含量在热轧过程中稍有改变。

在之间，的摩尔分数大约是，的摩尔分数大约是。

沉淀物的含量大约占全部氮化物和硫化物的，在热轧过程中粒子的平均直径很小，大约。

这是因为在热轧结束过程中粒子还来不及长大。

实验室制作的无取向电工钢中的和沉淀颗粒在均热过程中长的更大些，但沉淀含量少于全部氮化物和硫化物含量的。

和沉淀颗粒在热轧结束后开始沉淀，沉淀含量超过了全部氮化物和硫化物的，但在热轧结束过程中这些颗粒还未来得及长大。

实验室制作的无取向电工钢的计算结果的证实和的沉淀含量当无取向电工钢经过均热和热轧后的直接硬化，对测试的厚板进行相分析和测试。

用四甲基氯化铵水杨酸水杨酸甲酯作为电解液，电解温度是，电流密度在的范围内。

沉淀物用微孔过滤器来收集，用浓硝酸溶解纯硝酸，当硝酸凉下来时，加入，沉淀物继续溶解。

当完全溶解时，冷却下来并且装入个试剂瓶中。

通过工具来计算共页第页和。

根据和的含量，和的含量就可以被计算出来了，根据剩余的的含量来可计算的含量。

计算的结果如表所示表沉淀相的分析结果元素均热热轧均热热轧测试和的沉淀含量的计算和分析如图所示，计算的结果与实验的值吻合。

和的分布为研究和沉淀粒子大小的分布规律，截取空冷和热轧板带的垂直方向的的块样品，然后进行磨砂抛光腐蚀。

使用和放大倍的能谱仪可以收集到样品中超过个沉淀颗粒，然后采用数据分析方法来分析的沉淀物大小的分布规律。

图和图各自显示了测试厚板沉淀颗粒的和分布问题，在观察和分析中这些颗粒小于。

因此，在未来将会被用来作准确的数据分析。

结论计算工艺生产的无取向电工钢的沉淀动力学和与的生长，可获得以下结论沉淀的粒子平均直径和沉淀含量随时间增加，在早期增加的速度很大随着反应过程继续进行，增加的速度逐渐减少，速度曲线甚至趋于平坦。

对于确定时间内，沉淀反应温度越低，沉淀物含量越高且沉淀颗粒的平均直径越小。

实验室制作的无取向电工钢中的和沉淀颗粒在均热过程中长的更大些，但沉淀含量少于全部氮化物和硫化物含量的。

和沉淀颗粒在热轧结束后开始沉淀，沉淀含量超过了全部氮化物和硫化物的，但在热轧结束过程中这些颗粒还未来得及长大