1．碳素结构钢 ①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服点（σs）为235 MPa的碳素结构钢。 ②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。 ③专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。       2．优质碳素结构钢 ①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。 ②锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn。 ③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢，其钢号为10b。        3．碳素工具钢 ①钢号冠以“T”，以免与其他钢类相混。 ②钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。 ③锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn”。 ④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量，比一般优质碳素工具钢低，在钢号最后加注字母“A”，以示区别，例如“T8MnA”。         4．易切削钢 ①钢号冠以“Y”，以区别于优质碳素结构钢。 ②字母“Y”后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.3%的易切削钢，其钢号为“Y30”。 ③锰含量较高者，亦在钢号后标出“Mn”，例如“Y40Mn”。         5．合金结构钢 ①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr。 ②钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量＜1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。

对特殊钢尚无统一的定义和概念，一般认为特殊钢是指具有特殊的化学成分（合金化）、采用特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。与普通钢相比，特殊钢具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。  　　我国与日本、欧盟对特殊钢的定义比较接近，将特殊钢分成优质碳素钢、合金钢、高合金钢（合金元素大于10％）三大类，其中合金钢和高合金钢占特殊钢产量的70％。主要钢种优特殊碳素结构钢、碳素工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、合金结构钢、滚珠轴承钢、合金工具钢、高合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢，以及高温合金、精密合金、电热合金等。目前世界上有近2000个特殊钢牌号、约50000个品种规格。特殊钢除了种类繁多之外，在规格上也表现出与普通钢不同的特点。除了板、管、丝、带、棒和异型材之外，还有复合材、表面合金化材、表面处理材、精锻材、精密铸件、粉末冶金制品等。

对特殊钢尚无统一的定义和概念，一般认为特殊钢是指具有特殊的化学成分（合金化）、采用特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。与普通钢相比，特殊钢具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。　　我国与日本、欧盟对特殊钢的定义比较接近，将特殊钢分成优质碳素钢、合金钢、高合金钢（合金元素大于10％）三大类，其中合金钢和高合金钢占特殊钢产量的70％。主要钢种优特殊碳素结构钢、碳素工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、合金结构钢、滚珠轴承钢、合金工具钢、高合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢，以及高温合金、精密合金、电热合金等。目前世界上有近2000个特殊钢牌号、约50000个品种规格。特殊钢除了种类繁多之外，在规格上也表现出与普通钢不同的特点。除了板、管、丝、带、棒和异型材之外，还有复合材、表面合金化材、表面处理材、精锻材、精密铸件、粉末冶金制品等。

特殊钢概念        什么是特殊钢？ 对特殊钢尚无统一的定义和概念，一般认为特殊钢是指具有特殊的化学成分（合金化）、采用特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。与普通钢相比，特殊钢具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。        特殊钢分类        我国与日本、欧盟对特殊钢的定义比较接近，将特殊钢分成优质碳素钢、合金钢、高合金钢（合金元素大于10％）三大类，其中合金钢和高合金钢占特殊钢产量的70％。主要钢种有特殊碳素结构钢、碳素工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、合金结构钢、滚珠轴承钢、合金工具钢、高合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢，以及高温合金、精密合金、电热合金等。        特殊钢牌号        目前世界上有近2000个特殊钢牌号、约50000个品种规格。特殊钢除了种类繁多之外，在规格上也表现出与普通钢不同的特点。除了板、管、丝、带、棒和异型材之外，还有复合材、表面合金化材、表面处理材、精锻材、精密铸件、粉末冶金制品等。

③钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。 ④高级优质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。 ⑤专门用途的合金结构钢，钢号冠以(或后缀)代表该钢种用途的符号。例如铆螺专用的30CrMnSi钢，钢号表示为ML30CrMnSi。 6.低合金高强度钢①钢号的表示方法，基本上和合金结构钢相同。②对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后标明。例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”，汽车大梁的专用钢种为“16MnL”，压力容器的专用钢种为“16MnR”。 7.弹簧钢弹簧钢按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类，其钢号表示方法，前者基本上与优质碳素结构钢相同，后者基本上与合金结钢相同。 8.滚动轴承钢①钢号冠以字母“G”，表示滚动轴承钢类。②高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出，铬含量以千分之几表示例如GCr15。渗碳轴承钢的钢号表示方法，基本上和合金结构钢相同。 9.合金工具钢和高速工具钢①合金工具钢钢号的平均碳含量≥1.0%时，不标出碳含量;当平均碳含量 10.不锈钢和耐热钢①钢号中碳含量以千分之几表示。例如“2Cr13”钢的平均碳含量为0.2%;若钢中含碳量≤0.03%或≤0.08%者,钢号前分别冠以“00”及“0”表示之，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni9等。②对钢中主要合金元素以百分之几表示，而钛、铌、锆、氮……等则按上述合金结构钢对微合金元素的表示方法标出。 11.焊条钢它的钢号前冠以字母“H”，以区别于其他钢类。例如不锈钢焊丝为“H2Cr13”，可以区别于不锈钢“2Cr13”。 12.电工用硅钢①钢号由字母和数字组成。钢号头部字母DR表示电工用热轧硅钢，DW表示电工用冷轧无取向硅钢，DQ表示电工用冷轧取向硅钢。②字母之后的数字表示铁损值(W/kg)的100倍。③钢号尾部加字母“G”者，表示在高频率下检验的;未加“G”者，表示在频率为50周波下检验的.例如钢号DW470表示电工用冷轧无取向硅钢产品在50赫频率时的最大单位重量铁损值为4.7W/kg。 13.电工用纯铁①它的牌号由字母“DT”和数字组成，“DT”表示电工用纯铁，数字表示不同牌号的顺序号，例如DT3。②在数字后面所加的字母表示电磁性能：A——高级、E——特级、C——超级，例如DT8A。

特殊钢定义与概念，一般认为特殊钢是指具有特殊的化学成分（合金化）、采用特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。与普通钢相比，特殊钢具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。　　我国与日本、欧盟对特殊钢的定义比较接近，将特殊钢分成优质碳素钢、合金钢、高合金钢（合金元素大于10％）三大类，其中合金钢和高合金钢占特殊钢产量的70％。主要钢种优特殊碳素结构钢、碳素工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、合金结构钢、滚珠轴承钢、合金工具钢、高合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢，以及高温合金、精密合金、电热合金等。目前世界上有近2000个特殊钢牌号、约50000个品种规格。特殊钢除了种类繁多之外，在规格上也表现出与普通钢不同的特点。除了板、管、丝、带、棒和异型材之外，还有复合材、表面合金化材、表面处理材、精锻材、精密铸件、粉末冶金制品等。hideifblank("ck46");

对特殊钢尚无统一的定义和概念，一般认为特殊钢是指具有特殊的化学成分（合金化）、采用特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。与普通钢相比，特殊钢具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。我国与日本、欧盟对特殊钢的定义比较接近，将特殊钢分成优质碳素钢、合金钢、高合金钢（合金元素大于10％）三大类，其中合金钢和高合金钢占特殊钢产量的70％。主要钢种优特殊碳素结构钢、碳素工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、合金结构钢、滚珠轴承钢、合金工具钢、高合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢，以及高温合金、精密合金、电热合金等。目前世界上有近2000个特殊钢牌号、约50000个品种规格。特殊钢除了种类繁多之外，在规格上也表现出与普通钢不同的特点。除了板、管、丝、带、棒和异型材之外，还有复合材、表面合金化材、表面处理材、精锻材、精密铸件、粉末冶金制品等。

钢材钢号 C钢材 Cr钢材 Ni钢材 W钢材 MO钢材 V钢材 Si钢材 Mn钢材 S钢材P768R 0.38 1.85 1.00.401.35 0.003P120 0.38 1.850.401.3 0.008P166R 0.36 13.500.80 0.50 0.003186R 0.3 17.00 适量1.100.45 0.60P80R 0.123.20.35 1.80M50C 0.500.30 0.60 0.02011 0.90 0.60.60.1 0.30 1.20A12 1.0 5.01.2 0.3 0.35 0.8A18 1.0 8.02.0 0.2 1.05 0.35H13R 0.381.4 1.0 1.0 0.5HTOP 0.41.0 0.20M2 0.95 4.16.00 5.00 2.10

特殊钢厂锻钢车间规划(design of special steel forge shop)运用锻压设备对特殊钢锭进行开坯或成材的车间规划。锻钢车间首要出产小批量、多种类、较大规格的特殊钢锻材;并出产部分难以轧制、塑性低、变形抗力大的高合金钢坯;在有较大锻压设备时，还可出产部分特殊钢锻件。锻钢产品用于冶金、机械、电子、石油、化工、航空、军工和原子能等工业部门。简史1842年英国制作了第一台蒸汽锤，使铸造出产进入运用动力的年代。我国建成配备蒸汽锤的特殊钢厂锻钢车间。蒸汽锤适于出产供轧薄板坯和小规格锻材，但其锭型较小，产品表面粗糙不平，加工余量大。跟着工业特别是航空工业的开展，需求用规格更大的高合金钢锭(镍基合金或钛合金)进行铸造，才干满意对产品规格和质量的要求，一起对产品的表面精度也提出了更高的要求。蒸汽锤已不能习惯。从20世纪50年代开端，瑞典、英国、德国、美国、日本等国接连选用快锻压机，不只行程次数高，还完成尺度精度操控和辅佐工序机械化，以及与铸造操作机联合铸造。习惯了较大高合金钢锭型快速铸造变形要求，并可取得高精度的锻件，进步了成材率和出产率。因而，在20世纪70年代后期，快锻压机得到了广泛的运用。例如1967年5月在瑞典乌得霍尔姆公司(Uddehlm-aktiebolag)的哈格福尔斯(Hagfors)工厂安装了一台联邦德国德马克液压设备制作公司规划和制作的30MN快锻液压机，首要产品是铸造高合金钢、东西钢、不锈钢、特殊合金的180～850mm方坯、200～900mm的圆坯和1850mm宽的板坯。质料为重1～45t，直径400～1900mm的钢锭;直径为600～1000mm，长达4500mm的电渣重熔钢锭和扁锭。在同一时期，奥地利和联邦德国还开展了一种机械传动和液压传动的径向铸造的精锻机。用于特殊钢出产的卧式精锻机，能够把钢锭锻成高精度的方、圆或扁形棒材或轴类件，并能削减后部工序的加工余量。精锻机铸造，锻件处于两向压应力状况下，可防止表面裂纹;其高速变形发生的热量能抵消热辐射散热量，可在一火内将钢锭锻至制品，因而较快锻压机更合适高合金钢的铸造。一般，精锻机的出产率、产品成材率较快锻压机可得到进一步进步，但其锭型断面受锤头开口度的约束。近几年，快锻压机和精锻机的联合作业，在国外的特殊钢厂受到重视，这样能够发挥快锻压机大锭开坯和精锻机一火成材的特色，出产大型轴类锻件。我国从1980年前后建造安装了20～25MN的快锻压机和3.4～14MN精锻机，如某钢厂在1986年建成具有20MN快锻压机和10MN精锻机的现代化的锻钢车间，使我国特殊钢出产技能到达世界先进水平。20世纪70年代奥地利的出产技能和机器制作有限公司(简称GFM)又将精锻工艺开展成精锻一轧制工艺，直接将连铸小方坯锻轧成棒材，具有占地小，出资少的长处。规划规划与产品计划锻钢车间规划规划一般为年产值20000～100000t。产品计划应区别不同种类产品的代表钢种、断面形状、规格规划、交货状况及产品标准等要求。锻钢车间的产种类类以锻材为主，还可承当部分高合金钢轧钢用坯和部分特殊钢锻件出产任务。一般产品按钢种可分为碳素结构钢、合金结构钢、碳素东西钢、合金东西钢(包含模具钢)、弹簧钢、轴承钢、高速钢、不锈钢，有些车间还有高温合金、钛合金或精细合金等。锻材断面以方、圆、扁形为主，规格规划为80～500mm锻件有饼材、环件、模块及旋转对称轴等种类。这些都要依据市场需求来断定。供应轧制坯的钢种、规格、产值按轧钢车间的要求断定。工艺流程挑选工艺流程依据出产的钢种规格和用户对产品的要求进行挑选。 锻钢基本出产工艺流程见图1。         单重2t以上的钢锭，应考虑热送。某些钢种冷送钢锭在炼钢车间要先进行扒皮。供轧坯铸造缓冷后，需经砂轮扒皮或酸洗(或抛丸)部分整理表面缺点，然后送轧钢车间。锻材可按其钢种断定工艺流程。碳素、合金结构钢的锻材可由钢锭一火锻到制品;高合金东西钢、不锈钢和高速钢的锻材一般需经开坯、酸洗及整理表面缺点后，再加热铸造成材。冷加工锻材锻后一般要进行退火，下降硬度和细化晶粒。依据用户要求，有的锻材要求切断面和倒角或粗加工后交货。锻件锻后多进行退火处理。退火锻件须进行外观尺度、无损探伤和低倍安排的查验，有的要进行机械性能和高倍安排查验。对归纳力学性能指标要求较高的锻件，在粗加工后，还需进行调质处理，之后再进行力学性能、低倍断口和高倍安排查验。设备挑选 首要有锻压设备、加热炉、热处理炉和精整设备等。 锻压设备特殊钢厂选用的锻压设备有蒸汽自在锻锤(以下简称蒸汽锤)、快速自在铸造液压机(以下简称快锻压机)和精锻机。蒸汽锤因为结构简略、报价低廉，仍可选用。但5t蒸汽锤因为噪音和轰动较大，已趋向筛选;3t蒸汽锤合适出产小型薄板坯;一火锻材可安排两台3t或2t蒸汽锤进行联合作业出产。30MN快锻压机以出产锻件为主;16MN～20MN快锻压机适于高合金钢锭的开坯，出产特殊钢锻材以及模块、饼材、环件、阶梯轴等锻件。8MN快锻压机以高合金钢锭开坯和出产锻材为主。10MN精锻机可将直径小于550mm的圆锭或八角锭在一火内直接铸造成材;8MN精锻机可将直径小于.400mm的圆锭或坯直接铸造成材;5MN精锻机多用于轴类件的铸造出产;有芯棒设备的精锻机能够出产空心轴、厚壁管等产品。与锻压设备配套的机械设备有铸造操作机、钢锭反转小车、换砧设备等。锻压设备公称才能及其数量是依据车间产品计划和锻压设备的出产率来挑选的。即依据产种类类、钢种、规格规划及其铸造比要求先断定锭型、锻压工艺计划、锻压设备及其公称才能;然后依据产品产值、锻压设备出产率，核算锻压设备需求的年总工作台时，再按下列公式断定锻压设备台数： 式N为核算需求的锻压设备台数;t为锻压设备年总工作台时数，h;T为每台锻压设备年时基数，6500h;η为设备负荷率，%;N1为选用锻压设备台数。设备负荷率：蒸汽锤一般为80%～85%，至少不低于60%;铸造液压机一般为70%～83%，至少不低于60%;精锻机一般为80%～85%，至少不低于65%。蒸汽锤、快锻压机和精锻机出产才能实例如表。多火铸造时，可增设室式加热炉与接连加热炉合作运用。12.5MN的快锻液压机和10MN以上的精锻机，以装备环形炉为宜。为满意少量大规格锻件的出产，应装备1～2座车底式加热炉。快锻液压机出产有多火铸造时，还应装备室式加热炉。选用2t以上钢锭为质料时，车间要设置车底式预热炉，使运来的热钢锭及时入炉保温，也可做冷钢锭的预热。加热炉炉外机械设备首要有推钢机、出钢机、运锭车和有(无)轨装出料机等。        热处理设备依据产品的热处理工艺和用户要求挑选。一般选用车底式热处理炉，其台车长度按锻件的长度考虑，台车宽度一般为1.5～2m，台车长度一般为4～11m。台车面积可按下式核算： 式中F为热处理台车总面积，m2;1.1为重复处理系数;Q为全年锻材热处理量，t;7700为热处理炉年工作时刻，h;f为热处理炉出产率，一般取50～75kg/(m2•h)。热处理台车总面积断定后，依据出产需求选定车底式热处理炉的尺度和座数。 精整设备有酸洗、抛丸整理、缺点修磨设备。选用酸洗或抛丸的办法整理锻材表面氧化铁皮，露出其缺点，以便进一步修磨整理。因为抛丸机出产率很高，又无废酸污水处理问题，已逐步替代酸洗。方、圆、扁形钢的扒皮整理多选用砂轮修磨机，也有选用车床的。锻材内部缺点查看一般选用超声波探伤机。有棒材、方板坯和饼材超声波探伤机。 锻材的试样切开和定尺切开一般选用圆锯机和带锯机。此外，应设置压力矫直机，以便对热处理后呈现曲折的棒材进行矫直。车间吊车的起分量首要是依据车间出产吊运成垛锻件或缓冷箱需求和设备检修需求来断定的。快锻压机和精锻机车间吊车起分量要考虑检修最大锻机部件的起吊分量;锻锤车间吊车起分量首要考虑铸造操作机的起吊分量。锻压工段吊车选用重级工作制，其他工段为中级工作制。每台吊车服务规划为40～50m。车间组成及安置锻钢车间由质料、铸造、热处理、精整、制品、东西机修等部分组成。单一的锻钢车间可和辅佐车间相邻安置。关于有两个以上的锻钢车间，可分隔安置，并考虑质料、制品寄存、后部工序的共用性。如某锻钢车间的厂房安置，其质料的运入和制品的运出，各工序之间的运转疏通，锻压设备和加热炉的安置紧凑合理。首要工段和辅佐工段相距很近，物料活动互不搅扰。这可削减辅佐作业时刻，有利于多火高合金钢的铸造。两台以上压机考虑可独自作业又可联合作业。 某厂工艺平面安置见图2首要技能经济指标锻钢车间规划规划一般为年产值20000～100000t(其间锻材产值大约占72%，锻坯产值大约占28%)。钢种不同的产品钢锭消耗量也不同。碳素结构钢、碳素东西钢、合金结构钢锻坯的吨产品钢锭消耗量一般大约为1200kg/t，锻材的吨产品钢锭消耗量一般大约为1230kg/t;弹簧钢、滚珠轴承钢、不锈钢、合金东西钢锻坯的吨产品钢锭消耗量一般大约为1240kg/t;锻材的吨产品钢锭消耗量一般大约为1350kg/t;高速钢、高温合金锻坯的吨产品钢锭消耗量一般大约为1360kg/t，锻材的吨产品钢锭消耗量一般大约为1430kg/t;锻件的吨产品钢锭消耗量一般大约为1500kg/t。锻钢的吨产品耗电量一般大约为250kw•h/t;吨产品燃料消耗量一般大约为18000MJ/t;吨产品耗汽量蒸汽锤一般大约为3700kg/t;吨产品耗水量一般大约为20000kg/t;锻钢车间出产工人的年产值一般大约为80t/(a•人)。

摘要：淮钢生产碳素、合金结构钢、锚链钢、轴承钢、齿轮钢及低合金高强度钢生产流程为80 t转炉-90 t LF-100 t RH-喂线-Φ380～Φ600mm圆坯CC工艺。中间包容量40 t，自动控制弧形管式结晶器液面，喷水+气雾2次冷却，M-EMS+F-EMS电磁搅拌，连铸机拉速0.3～0.8m/min，年生产能力120万t圆铸坯。文中介绍中间包、结晶器、电磁搅拌、二次冷却的设备特点和相关工艺的优化和圆坯冶金质量的改善。 关键词 特殊钢 大型圆坯 连铸 装备 特点 工艺实践 江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司转炉特殊钢大圆坯连铸机是从达涅利公司引进，于2006年12月投产，主要生产钢种为优质碳素结构钢、合金结构钢、锚链钢、轴承钢、齿轮钢及低合金高强度钢等，生产初期存在的主要缺陷为铸坯芯部裂纹和外部纵裂。为提高和改进大圆坯的质量，对连铸设备、生产工艺进行研究，并采取针对性的改进措施，使大圆坯的内部、外部质量缺陷得到有效控制和改善。 1 工艺流程和设备参数 炼钢厂生产特钢的工艺流程为80 t转炉冶炼→90 t LF精炼→100 tRH真空处理→喂线进行夹杂变性→大圆坯连铸。大圆坯连铸机主要技术参数见表1。 表1 大圆坯连铸机主要技术参数 Table 1 Main technical parameters of large round bloom项目参数机型DANIELI-2BLC1406连铸机流数/流6弧半径R/m14矫直半径/mm19/34铸坯断面直径/mm380、450、500、600流间距/mm1 700中间包容量/t40液位高度/mm800结晶器型式弧型管式铜管长度/mm780锥度双锥度结晶器液面控制自动（Cs 137）保护渣加渣方式自动振动装置液压振动行程/mm0～20振动频率/opm25～250二次冷却喷水＋气雾冷却电磁搅拌M-EMS＋F-EMS拉速范围/（m·min-1）0.3～0.8年设计能力/万t1202 主要工艺装备与技术特点 连铸机由DANIELI公司负责工艺设计和关键设备的详细设计，关键设备和技术从DANIELI公司引进。中冶京城公司负责工厂设计和部分设备的详细转化设计。主要设备有：钢包回转台旋转驱动装置、电动机械塞棒自动控制系统、结晶器、结晶器液位检测系统、结晶器电磁搅拌器、二次喷淋与气-水控制调节系统、末端电磁搅拌器、液压振动装置、拉矫机驱动装置与液压缸、火焰切割系统等。 2.1 钢包回转台 钢包回转台形状为H蝶形，在两个相互独立的钢包回转台臂上有钢包提升、下降装置，钢包提升行程为600mm。安装可提升臂的优点是便于钢包与中间包之间的长水口保护浇注操作;控制、调节长水口的插入中间包钢水液面的深度;钢包水口不能自动打开时，便于钢包工烧氧引流。 2.2 中间包 中间包整体结构形状为三角形，该形状在中间包本体受热膨胀后可防止耐火材料附着在中间包本体上。内部设置挡渣坝、挡渣墙及水口稳流装置，确保中间包内合理的钢水流场(温度场、夹杂物上浮与分布场)。在中间包钢水注入点的两侧设置两个溢流口，其高度为850mm，便于放渣、换渣操作，稳定和控制中间包覆盖剂的冶金效果;控制中间包的渣层厚，减少中间包钢水被污染的程度，提高连铸坯的洁净度。 2.3 电动机械塞棒系统 电动机械塞棒系统用于调节和控制中间包水口钢流，实现钢水自动浇注。开浇操作既可以由操作工手动完成，也可在操作工控制下由自动化系统完成。自动开浇通过顺序开启和关闭中间包水口完成，结晶器液位控制系统同时控制塞棒和拉矫机同步，一段时间后拉矫机按预定加速度运转、浇速达到预定值。自动浇注状态下，从液位控制系统接收到的信号经PLC处理后反馈到塞棒组件的控制电机上，浇注时浇速保持不变，通过塞棒控制结晶器钢水液面。 2.4 结晶器和足辊 管式结晶器在设计上考虑避免铜管因高温作用而产生永久性变形。否则，结晶器管变形后会造成其寿命明显缩短，并对铸坯产生较深的振痕和形状缺陷。为防止变形，高温度作用下的铜管严格被限制在只能沿其纵轴上自由膨胀。 铜管与水套间隙保持在3.25mm，保证水缝内的高速水流以降低铜管温度，避免产生水沸腾。同时，在足够水压作用下，可防止铜管壁温度过高会造成严重结垢，影响铜管的传热效果。 结晶器底部设有两排足辊，调节范围±2.5mm，足辊的作用是引导引锭杆进出结晶器，可以避免引锭杆划伤铜管，减少铜管磨损和降低浇注条件变化对铸坯质量造成的影响。同时，可提高铜管拉钢量，提高铸机作业率。 2.5 液压振动台 振动台安装在冷却室外的铸机弧形半径的外侧，便于维修人员日常点检、维修和检修。振动通过液压缸完成，液压缸配有位置传感器，用以控制振动行程，其形成和波形在浇注期间可根据所浇钢种的技术参数而自动地改变。其位置传感器分辨率为0.005mm，响应时间为0.45ms。DANIELI液压振动技术可以在浇注过程中修改振动频率、振动行程和振动模式以获得最佳的表面质量。实际振动曲线与理想曲线重叠，误差很小，高频、小振幅的振动参数，以保证凝固壳的充分润滑，减少振痕深度和裂纹的产生，获得稳定、良好的铸坯表面质量。 2.6 结晶器电磁搅拌系统 由DANLIELIROTELEC公司设计制造的M-EMS为外置式，搅拌器线圈为3相、2极、低频旋转式，其供电电源为低频、逆变式变频器，提供了极好的搅拌器无功功率补偿，控制电流大小、电流频率和输出电流正弧波形。最大电流每相550A，低频。输入功率LV，3相，50 Hz，最大，135 kVA(130 kW)。 使用结晶器M-EMS改善铸坯表面质量的作用主要在于： (1)钢水旋转产生的向心力可以除去凝固前沿的夹杂物。夹杂物上浮到弯月面中心可以防止进入凝固壳内，减少表面和次表面的夹杂物数量并且其沿钢坯中心断面分布更加均匀。 (2)由于结晶器壁上的钢渣漂到弯月面中心并被收集起来，因此可防止钢渣粘接。 (3)由于钢水运动除去凝固前沿的气泡，使次表面区域的气泡、针孔、气孔显著减少。 2.7 末端电磁搅拌系统 在固定扇形段距结晶器液面8.5～9.0m位置处安装了F-EMS，搅拌线圈3相、2极、旋转连续/交替式，供电电源为逆变式变频器，提供了极好的搅拌器无功功率补偿，最大电流每相1 100A，低频。 2.8 二冷气雾冷却 二冷区域分为4个独立的冷却区域，每个区域由二极自动化系统单独控制。根据所浇注的圆坯的规格、拉速和钢种的不同，使用不同的冷却区域。表2为大圆坯连铸机二冷区域参数。 表2 大圆坯连铸机二冷区域工艺参数 Table 2 Process parameters of large round bloom caster at secondary coolingzone项目冷却段长度/mm喷嘴形式喷嘴只数最大水压/MPa气压/MPa1区300水2×80.6-2区1 400气-水6×40.60.203区2 000气-水6×40.60.204区2 000气-水6×40.60.203 生产、质量情况与改进 3.1 生产钢种 目前生产钢种主要有优质碳素结构钢，代表钢号S48C、50Mn、45、20、20G、STPG370、B、JS20、IS35、JS45、CL60;合金结构钢，代表钢号为40Cr、20CrMnTi、42CrMo、42CrMo4V、4130X、12Cr1MoVG、15CrMoG、25MnG、20MnG、St52.0、37Mn5、20Mn2、28Mn2、CM690、ASTMA350 LF-2、ASTMA105、S355K2H;轴承钢，代表钢号为GCr15、CCr15SiMn;低合金高强度结构钢，代表钢号为16Mn、Q345D、Q345E、S355NL等。连铸圆坯主要用于生产无缝钢管、环锻件和锻造齿轮坯、轴类件、法兰件、锚链扣件附件及其它机械零件等。 3.2 铸坯质量 按YB/T4149-2006和外方的保证值对Φ380、Φ450、Φ500、Φ600 mm四个规格的圆坯进行检验，结果分别如下： (1)铸坯尺寸公差 生产的3种规格铸坯实物尺寸按外方的保证值要求进行控制，具体见表3。铸坯尺寸公差控制较好，达到保证值要求。 表3 大圆坯规格控制范围和实测值 Table 3 Control range and measured value of size of large round bloom圆坯直径/mm直径公差/%不圆度/%弯曲度长度公差/mm单位弯曲度/（mm·m-1）6 m长最大弯曲值/mm保证值±1.25≤1.5≤5250～＋50Φ380－0.16～0.570.30～0.601.3～3.023＋（6～50）Φ450－0.13～0.510.30～0.551.2～2.822＋（1～50）Φ500－0.10～0.420.25～0.451.2～2.622＋（7～50）Φ600－0.15～0.410.22～0.431.0～2.921＋（9～50）(2)铸坯表面质量 按外方的保证值要求批判铸坯实物表面质量情况见表4。 表4 大圆坯实物表面质量 Table 4 Surface quality of large round bloom规格/mm表面无缺陷区比例/%主要缺陷特征保证值≥98%-Φ38098.3表面纵裂与渣沟、渣坑Φ45099.1渣沟、渣坑Φ50099.5渣坑Φ60099.2振痕深铸坯表面质量总体情况比较好，主要存在与保护渣和冷却相关的渣沟、渣坑和开裂问题。 (3)铸坯低倍组织 按YB/T4149-2006中附录A连铸圆管坯低倍组织缺陷评级图检查铸坯低倍组织，见表5。 表5 大圆坯低倍组织/级 Table 5 Macrostructure of large round bloom/rating圆坯规格/mm中心疏松缩孔裂纹皮下气泡中心中间皮下Φ3800.5～1.50～4.00～3.00～1.50～1.00～1.0Φ4501.0～2.50～3.00～2.00～1.500Φ5001.0～2.50～2.50000Φ6001.0～3.00～2.50000铸坯低倍质量总体情况较好，98%以上铸坯低倍无缺陷。但发现少量钢种的铸坯低倍存在皮下裂纹和芯部裂纹缺陷。 3.3 存在问题分析与改进 3.3.1 保护渣改进 出现的渣沟存在两种情况： (1)直条渣沟，沿拉坯方向延伸，时断时续; (2)螺旋渣沟，与拉坯方向成一定夹角。 铸坯存在的渣沟综合反应出铸坯在结晶器中存在冷却不均匀性问题，保护渣的熔化、润滑、结晶等性能需要进一步优化。为此，会同保护渣生产厂家，对保护渣性能开展相关研究、改进、调整工作，按钢种、断面确定了8种系列保护渣，以适用该厂大圆坯连铸生产的需要。 3.3.2 二冷喷嘴与布置的改进 根据铸坯表面开裂和皮下裂纹特征分析，主要是二冷冷却不均问题造成的。对外方提供的喷嘴和国产转化的喷嘴测试，确认外方提供的喷嘴和国产转化的喷嘴存在： (1)使用喷嘴实际喷射角小于设计要求，两个喷嘴之间的铸坯部位存在无水覆盖死区，该区域铸坯坯壳薄、强度低，在热应力作用下容易出现开裂; (2)喷嘴流量选型大，水压低，雾化效果变差; (3)水流密度分布不对称，见表6. 表6 喷嘴气雾测试结果 Table 6 Measured results of fine spraying of nozzle喷嘴型号喷射角/°流量/（L·min-1）水流密度分布测试值偏差测试值偏差1PM.021.30.21（国产转化）49－111.87＋4%基本对称1PM.021.30.40（国产转化）51－92.87＋20%不对称1PM.021.30.21（外方提供）55－51.83＋2%基本对称1PM.021.30.40（外方提供）56－42.72＋14%基本对称在现有喷嘴布置不改变的情况下，对喷嘴型号重新选型，改进前后的喷嘴参数见表7。喷嘴改进后，喷嘴雾化效果良好，冷却均匀性明显得到改善，铸坯外裂与皮下裂纹问题得到消除。 表7 改进前后喷嘴参数对比 Table 7 Comparison of parameters of fine spraying nozzle before and afterimprovement喷嘴布置改进前改进后型号流量/（L·min-1）喷射角/°型号流量/（L·min-1）喷射角/°二区1PM.021.30.402.460D40206-04900-70510-BR2.0070三区1PM.021.30.211.560D40206-04900-70440-BR1.2570四区1PM.021.30.211.560D40206-04900-70400-BR1.0070外方设计喷嘴布置为内外弧和两侧交叉垂直的4个方向喷水冷却，在客观上也造成了铸坯冷却不均问题。为了改善冷却问题，有必要将原4个方向冷却增加到6个方向冷却，对喷嘴布置方式重新调整。 3.3.3 连铸钢水温度的控制 对存在芯部裂纹的CM690、Q345E等高Mn、高Al钢种炉号进行统计分析，主要为中间包前两炉，其过热度控制比较高。产生芯部裂纹的主要原因有： (1)该类钢种铝含量比较高，钢水流动性比较差，生产班组为避免出现中间包水口絮瘤问题，人为高控开浇炉和中间包第二炉钢水过热度; (2)在高过热度情况下，采取降低拉速操作，连铸二冷比水量相对较大，铸坯表面温度低，而凝固末端的芯部钢水仍然是高温区域，内外温差梯度较大，中心部位处于高温脆性区域，在热应力的作用下产生了芯部裂纹。 3.3.4 末端电磁搅拌参数的优化 在外方调试设备期间，按其提供的末端电磁搅拌参数生产45、25Mn钢，铸坯低倍存在白亮带问题。为了消除白亮带缺陷，针对不同钢种对连铸的配水、过热度、拉速和末端电磁搅拌等工艺参数进行综合、系统地优化，最终消除了较宽、较重的白亮带缺陷。 4 缺陷 (1)淮钢引进DANIELI公司的特殊钢大圆坯连铸机工艺装备性能优良，产品质量满足保证值要求。 (2)保护渣造成的圆坯渣沟问题，通过改进保护渣性能完全得到消除。根据不同钢种和断面建立相应保护渣采购标准体系，以满足特殊钢大圆坯连铸生产和保证产品质量的要求。 (3)大圆坯存在的外部开裂和皮下裂纹与使用的喷嘴参数变化与布置方式有关，通过对喷嘴重新选型、改进，铸坯冷却均匀性得到改善，消除了铸坯外裂缺陷。 (4)为消除白亮带问题，所开展的相关连铸工艺参数优化工作是有效可行的，此项工作还需要进一步细化。