连铸技术发展现状

连铸技术发展现状（精选9篇）

连铸技术发展现状 篇1

1 前言

连铸取代模铸是钢铁工艺的三大变革之一。连铸生产主要工业流程为:钢包———中间包———结晶器———二次冷却———拉坯矫直———切割———铸坯———压后轧制。相对而言简化了铸坯生产的工艺流程, 省去模铸工艺中脱模、整模、钢锭均匀加热和开坯工序。但其依然存在高能耗和设备投资较大的问题。当今世界能源日益紧张, 为进一步降低能耗, 提高钢铁产品质量, 对材料的加工成形技术提出了更高的要求, 因而发展出了近终形连铸技术。薄板坯连铸和薄带连铸是两种主要的近终形连铸技术。

2 薄板坯连铸

世界最早的工业用薄板坯连铸机组有SMS公司开发, 目前世界上有25条CSP生产线, 产量已占世界各类薄板坯连铸工艺的60%, 产品质量也迅速提高。我国是世界上薄板坯连铸生产能力最大的国家, 已投产的薄板坯铸造生产线有13条, 连铸机27流, 年生产能力3500万吨以上, 占世界同类型连铸产能的30%以上。

2.1 薄板坯连铸CSP的工艺概况

CSP工艺是德国SMS公司研发的薄板坯连铸连轧技术, 全称为紧凑式带钢生产技术 (compact strip production) 。主要工业流程为, 电炉或转炉———精炼炉———薄板坯连铸机———加热或均热炉———热连轧机———层流冷却———卷取机。机组总长度为350m以上, 生产能力为2*106吨每台。可生产钢种为超低碳钢、低碳钢、中碳钢, 低合金结构钢等。立弯式连铸机, 漏斗型结晶器是该工艺的关键技术。生产的铸坯厚度一般在45~70mm。该工艺推广应用极为迅速, 已在美国、德国、韩国、西班牙、中国等国建立了多条生产线。第二代技术以德国蒂森生产线为代表。

SMS的CSP以立弯型连铸机生产线最多, 经验比较丰富, 技术完善, 操作可靠, 维护方便, 但厂方较高。受其冶金长度的限制, 拉速不可能在提高, 单线138.8万吨产量已达极限。

2.2 薄板坯连铸技发展的方向

近年来, 结晶器技术, 液心压下技术, 结晶器钢水电磁制动技术, 结晶器液面控制技术, 浸入式水口技术, 结晶器保护渣的改进这六大方面技术的进步对品种结构的开发和改善发挥了巨大的推动作用。

薄板坯连铸技术的发展方向为:

1) 提高生产能力。每条生产线的能力提高到100~200万吨每台或200~250万吨每台 (二流) 。

2) 连铸坯厚度趋向于采用中等厚度。坯厚变化的原理主要是为了改善结晶器区域的浇铸条件, 优化浸入式水口, 提高生产率及改善铸坯质量。从生产实践看, 采用漏斗形结晶器的工艺坯厚可约为70~90m m。

3) 扩大生产钢种。除低、中碳钢, 高强度低合金钢外, 铁素体不锈钢, 低硅钢都可以。

3 薄带连续铸轧

薄板坯连续铸轧是将薄板坯铸造与热轧连续进行, 即金属凝体在连铸机结晶器中凝固成薄板坯后, 再在后连续的连轧机上连续轧成板材, 其实质铸造与轧钢是两道独立的工序。不同于薄板坯连续铸轧, 薄带连续铸轧是直接将金属熔体“轧制”成带材, 这种工艺特点是结晶器为两个带水冷系统的旋转铸轧辊, 熔体是在其辊缝间完成凝固和热轧两个过程。这种工艺从根本上改变了传统钢材生产方法, 取消了连铸、粗轧、热轧及相关的加热切头等一系列工序, 将凝固成型, 铸造与轧制这两个工序合二为一, 大幅地缩短了钢铁材料的生产工艺流程, 具有降低成本, 节约能耗等一系列有点。

连续铸轧工艺已广泛应用于有色金属的生产中, 但是生产钢铁材料还只是处于试生产阶段。其主要困但是钢铁材料的熔点高, 控制铸轧过程稳定性的操作参数范围窄, 边部质量控制与侧封难度大, 铸轧过程中钢铁材料的传热、凝固过程比有色金属更复杂。

3.1 双辊薄带连铸技术的工艺特点

双辊薄带厚度一般为1~6mm, 厚度薄是其最基本特点, 同时其冷却凝固速度和拉坯速度比其他工艺高出几十到上百倍。该工艺冶金长度短且不需要保护渣。辊子 (结晶器) 与凝固带钢之间无相对运动与摩擦。由于双辊薄带工艺凝固冷却速度快, 在凝固过程中杂质元素来不及偏析, 不会对薄带质量产生严重影响。实验中发现双辊间液态金属在压力和环流作用下, 使得糊状区中的有序结构破坏, 溶质元素的分布弥散化, 起到细化晶粒的作用。在铸轧过程中有反偏析现象, 可能产生特殊性能的产品。

3.2 薄带连铸技术发展存在的问题

尽管近几十年来, 双辊薄带连续铸轧技术取得了许多突破, 但依然处于试生产阶段, 要到达全面工业化生产要求, 还有许多问题要解决。

1) 钢液氧化问题。钢带直接浇铸过程中, 钢水氧化较为严重。

2) 铸轧过程的控制问题。铸轧系统和浇注过程控制的参数范围窄, 控制技术需进一步发展才能满足大规模工业化要求。

3) 侧封问题。侧封板结构、材料对带边质量有很大影响。

4) 产品质量问题。由于浇注速度快, 可能产生各种缺陷, 产品质量难以控制。

4 结语

薄板坯连铸技术经历了几十年的发展已在全世界范围内广泛使用, 产生了巨大的经济效益, 而薄带连铸技术发展的十几年间, 各大国也竞相投入其基础研究, 建立了多条试生产线。近终形连铸技术取代传统连铸技术日益明显, 减少了设备投资及能耗。在资源日益紧张的今天, 大力发展低能耗、高质量的生产工艺及设备是当务之急, 因此政府和企业应加大近终形连铸技术的研究和应用。

参考文献

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连铸技术发展现状 篇2

1.2基本理论和计算 1.2.1计算和设计公式

1.2.1.1坯壳厚度及液芯长度 1.2.1.2拉速 1.2.1.3振动 1.2.1.4温度

1.2.1.5结晶器的散热 1.2.1.6二次冷却

1.2.1.7热坯长度的确定 1.2.1.8收缩

1.2电磁搅拌

1.2.1结晶器电磁搅拌 1.2.2末端电磁搅拌

1.3安全

1.3.1不能开浇（！）1.3.2禁止连续浇注 1.3.3中包停浇

1.3.4怎样区分钢水和钢渣 1.4中包包衬

1.4.1可应用的工作层

1.4.2中包和侵入式水口的预热 1.4.3塞棒浇注的中包预热

1.5拉浇前设备的前提准备 1.5.1结晶器的准备 1.5.2引锭杆的准备 1.5.3送引锭 1.5.4封引锭

1.5.5推荐使用的封引锭方式（1802）1.5.6开浇前大包中包的操作步骤

1.6开浇

1.6.1开浇的前提条件 1.6.2火切机控制板 1.6.3大包开浇

1.6.4大包长水口的操作 1.6.5塞棒浇注的手动开浇 1.6.6自动开浇 1.7连铸工艺 1.7.1更换大包 1.7.2快换中间包

1.8停浇

1.9质量控制/质量保证 1.9.1间接检验方法 1.9.2直接检验方法 1.9.3表面检验 1.9.4内部缺陷检验 1.9.5取样和检验 1.9.6中包前取样 1.9.7中包测温 1.9.8中包取样 1.9.9铸坯取样

1.9.10冶金缺陷-铸坯缺陷-原因/纠正方法 1.9.11表面缺陷 1.9.12内部缺陷

1、连铸 1.1概述

钢水由液态转变为固态是在连铸进行的，其产品被称为小方坯、大方坯或板坯

精炼后，吊车将大包吊在大包旋转台的支撑臂上，盖上大包盖，将大包放在大包回转台上后，将其旋转至浇注位。

预热好的中间包车（大于1000度）从预热位开至浇住位，将预热好的侵入式水口与结晶器对中并插入。同时使用长水口操作机构将通有氩气保护的大包长水口靠近大包滑动机构，之后，打开大包滑动水口，钢水从大包注入至中间包，中包填液时间即从大包开浇至打开塞棒的时间不应超过2分钟。

中间包向结晶器注入钢水上是通过安装在中间包内的塞棒来控制的，中间包支持在中间包车上。

开浇前，先起动结晶器振动台和液位控制系统。人工加保护渣，结晶器安装于平台上，通过振动机构完成上下运动。安装在结晶器末端的足辊对刚出结晶器的热坯导向作用。

足辊后的导向辊是固定的，将铸坯导入固定半径的弧线中。

置于弧形末端的拉矫机将铸坯由恒定半径的弧形矫直为水平。

挤压辊安装于拉矫机下方，以支撑、拉戈引锭杠和铸坯，汽水喷淋用来冷却铸坯及调节冷却强度。喷淋室在铸坯铸坯导向周围与之成为一体，在喷淋室形成的蒸汽由排蒸汽机抽到空气中。在不需要引锭杠导向时，由脱引锭辊将引锭脱开，并送自引锭杆辊道上。其上装有引锭杆存放装置，将引锭杆从开浇后至下次开浇前，存放于其上。铸坯由火切机切成定尺。在辊道末端装有可移动档板，将铸坯停下。拉浇结束时，低速拉尾坯，高速矫直。尾坯由尾坯处理装置切尾送走。当最后一支坯移至输出辊道，引锭杆由存放引锭杆装置落至辊道上，送入铸坯导向辊至结晶器下方将引锭头对中送入结晶器。封引锭杆准备下一浇次。1.2基本原理和计算 1.2.1计算和设计公式

1.2.1.1坯壳厚度及液芯长度

液芯长度由坯壳成长常数和凝固时间所决定的，此常数可看作一个数值，在凝固区增大。坯壳凝固厚度“S”的计算公式如下： S=K*/t 固态坯壳 S（mm）凝固常数

K（mm/min1/2）凝固时间=L/VC t（min）凝固长度 Vc（m/min）拉速

现在铸坯任一点的坯壳厚度都可计算。

凝固常数是由拉浇的钢种所决定的，以确定冶金长度，数值如下： K=27mm/min1/2 K=26mm/min1/2 1．2．1．2拉速

最大拉速由冶金长度（从结晶器液位至铸坯凝固的连铸长度）计算公式如下： VC MAX=LM/tsolid D/2=K*/tsolid Tsolid=（D/2K）2 VCMAX=Lm*（k/s）2=LM*（2*K/D）2 其中：

K（mm/ min1/2）——凝固系数 Vcmax*(m/min)-----最大拉速 D（mm）——————热坯厚度

Lm（M）——————液芯长度，也称“冶金长度” Tsolid（min）————铸坯全部凝固的时间 不能超过最大可用拉速（由冶金长度估算出的）；否则铸坯内的液芯长度会超出铸坯支撑长度而导致鼓肚。

举例：Lm=27m K=26mm/min1/2 D=220mm VCMAX=27*（2*26*220）2=1.51m/min 在实际生产中,根据要求的拉速时间、化学成分、铸坯性能及中间包温度采用比较低的拉速。1．2．1．3振动

振动的速度，频率乃至振幅对铸件的表面性能及外形有着重要的影响。

避免坯壳粘在结晶器壁上，振动装置是密不可少的。振动参数（振幅、频率、负滑脱）影响着振痕的深度、间距、保护渣的消耗及坯壳的成长。振动的平均速度，公式如下： Ｖｏ＝２＊ｈ＊ｆ ｈ（ｍ）——振幅

ｆ（ｍｉｎ－１）——频率

Ｖｏ（ｍ／ｍｉｎ）——平均振动速度

振动速度理论上应比拉速高３０～４０％，即：Ｖｏ＝１.3to1.4＊Vc 1.2.1.4 温度

拉浇温度对凝固过程有着相当大的影响,因此其对铸坯质量有着紧密的关系,过高的拉浇温度导致铸坯质量差(中心疏松、晶粒组织粗大、大量的树枝晶、应力裂纹等)且增加漏钢的危险，过热度应为10~35度之间。过热度增高会导致铸坯厚度变薄，这样由于坯壳很薄，拉应力增大，大大增加了粘壳的危险，而导致漏钢的危险增加。

过热度超过45~60度（不同钢种而不同），必须停止拉浇。过低的过热度会使钢水在侵入式水口中结死，大包钢水的温度应根据工艺要求在二次冶炼中确定下来。

不当的过热度对铸坯质量的影响； *过热度过高--纵向裂纹

--深度的中间裂纹和中心分层--极重的偏析 *过热度过低--水口结死

下面是对应生产顺序的相关温度： 大包温度（Tl），为开浇前在大包内的钢水温度。中包温度（Tt），为中包内钢水温度。液相线温度（Tlid），为分钢种开始凝固的温度。计算液相线温度的公式： °C（液相线）=1.5366-X%C-Y% 合金 %C X =0.025 90 0.026-0.05 82 0.06-0.10 86 0.11-0.50 88.4 0.51-0.60 86.1 0.61-0.70 84.2 0.71-0.80 83.2 0.81-1.00 82.3

合金元素 含量范围% Y Si 0-3 8 Mn 0-1.5 5 P 0-0.7 30 S 0-0.08 25 Cr 0-18 1.5 Ni 0-9 4 Cu 0-0.3 5 Mo 0-0.3 2 V 0-1 2 W-18%at0.66%C 1 As 0-0.5 14 Sn 0-0.03 10 O* 0-0.03 80 N* 0-0.03 90 H* 0-? 1.300 Ti 17 Al 5,1 Co 1,7 *=预估的

1.2.1.5结晶器散热

从结晶器带走热量的过程及热传导形式,描述如下: *凝固的坯壳间钢水的对流.*通过坯壳的热传导.*坯壳与铜板/铜管表面(保护渣气隙)的接触.*结晶器铜板/铜管的热传导.*通过结晶器铜板/铜管与水套间冷却水的对流.最重要的温降发生在结晶器铜板/铜管与坯壳的热传导,见图1:

结晶器冷却的几个重要参数: *拉速: 拉速增快,铸坯与铜板/铜管,接触的长度增加.*保护渣: 熔化的保护渣填充在铜板/铜管与坯壳之间,有助于散热.*结晶器的几何尺寸: 改变结晶器倒锥度提高散热强度.*结晶器冷却: 通常为避免形成气泡,结晶器冷却水必须达到一定流量,水的粘度比水更重要,计算水的流量及压力参见连铸机供应商提供的操作手册.1.2.1.6二冷水

二冷水的冷却强度由连铸机内铸坯的表面温度,拉浇的钢种及拉速决定的,二冷区所有的凝固常数在 K=26mm/min1/2-28 mm/min1/2之间,取决于钢种及二冷水量,为了得到满意的浇注组织,几个冷却水段的冷却水量是单独调节的。气雾冷却由于铸坯的冶金冷却，使用这种形式的喷嘴可得到较宽范围的水量调节，但必须达到下面的平衡：铸坯不能过冷（避免表面缺陷），设备不能过热（以避免辊子及轴承的损坏）。对流量，压力及喷嘴型式的要求，参加连铸机供应商提供的操作手册。1.2.1.6热坯长度的确定

计算 热坯长度的公式如下: Lhot=Lcold*X+S Lhot(mm)----热坯长度,其值应在长度测量装置上调节 Lcold(mm)----冷却后的铸坯长度(约+20℃)S(mm)------切缝宽度(因火切机及质量的不同而不同)X(1)-------收缩因子,考虑铸坯从切割机至冷坯的收缩值,是铸坯在切割辊上温度的函数及铸件成分的函数.铸坯在切割辊道上的平均温度(整个断面的平均温度)约在900℃,冷坯是在+20℃的室温上测的.计算热坯长度,必须知道收拾因子,收缩因子为一常量X=1.013.用于所生产的铸坯.如生产钢种扩大到合金钢,收缩因子可随之修改.C钢:X=1.013 举例: 铸坯长度=8000mm(冷坯)质量:St37---收缩率=1.013 Lhot= Lcold*X+切缝---=8000mm*1.013+8mm Lhot=8112mm 1.2.1.8收缩 1.2.1.8.1概述

连铸在固相线温度下的热收缩对质量有特别的影响,一些铸坯表面的缺陷及生产中遇到的一些现象都是由于不同的C含量的钢种其收缩特性不同引起的.C含量为0.09%~0.16%的钢种(包晶范围)对表面及内部裂纹表面粗糙、扭曲变形、拉漏比C含量低于或高于这个范围的钢种更为敏感。

研究表明0.09%~0.16%的钢种通过结晶器的热流量最小，且结晶器与坯壳之间的摩擦力也较低。

以上观察到的现象归因于包晶反应而引起铸坯收缩量增大及机械应力提高。δ/γ相变

在固相线温度以下恒定的温度区间内，铁碳合金的收缩量是C含量的函数。

C含量的0.09%~0.16%的热收缩量增加，相应的体积缩小（密度增大）是与δ/γ相变相关联的。

δ/γ相变只发生在铸坯上特定的一段，由于收缩不均匀，以及钢水静压力引起的除热应变外的弹性应变、粘弹性应变、使机械应力增强。在连铸生产中，收缩及应力的成长都是由于拉浇过程中各种因素复杂的相互作用（温度梯度、坯壳成长速度）以及钢的材质特性的结果。

就VOEST-ALPINE STAHL产品，经验表面：收缩率取1.013满足计算的要求,分析表明收缩率对其影响微小.1.3电磁搅拌

1.3.1结晶器电磁搅拌

M-EMS(结晶器电磁搅拌)对铸件的内部和表面质量有着积极的作用,由于能量消耗较高(约3Kwh/t),EMS主要在浇注高品质的特钢中使用.特殊情况:包晶钢!(C含量为0.09~0.16%)经验表明,调节M-EMS的参数(主要是电流),可提高生产和冶炼的效果.M-EMS放于结晶器装配下放更适合于使用保护渣和侵入式水口的形式.使用建议的M-EMS参数设置时,特别观察弯月面的情况,以确保弯月面的情况,以确保弯月面无大的搅动.如弯月面波动过大过侵入式水口侵蚀,必须逐渐减少电流,(如25A)直到满意为止.结晶器断面超过200mm2及结晶器壁>20mm的情况,建议选用2~2.5Hz的频率.如结晶器断面小于200mm2及结晶器壁<15mm的情况,建议选用4Hz的频率.为了方便操作,如果最大电流为400A,或接近400A(390A),也可选用固定的频率4.0Hz,注:范围由C含量来确定)!分钢种设置M-EMS参数,举例: 表1所示根据C含量的不同而设置的电流: M-EMS的频率应调节到2~4.5HZ之间(根据不同的断面尺寸,如小断面高频率,大断面低频率).表1 C含量 M-EMS(A)<0.25 150 0.26~0.45 250-400 0.46~0.60 350~400 >0.60 >400 注意:为了避免注流钢水时卷渣,侵入式水口必须保证最小插入深度(如建议插入深度80~140mm).1.3.2末端电磁搅拌

使用末端电磁搅拌只对高碳钢或MnCr含量高(>1%)的钢种有意义.注:为使末端电磁搅拌达到最优效果, 末端电磁搅拌中心应置于铸坯内液芯50mm处!如出现”白亮带”,强度通过下面方法可控制: *增加M-EMS的电流.*减少F-EMS的电流.*调节反转周期见表3===特别是用于低C钢.*降低拉速(也就是缩短液芯长度).表2所示F-EMS电流与C含量的函数关系.F-EMS的频率应调节至17.0~20.0Hz之间.C含量(%)F-EMS频率(A)<0.25-0.26~0.45 250 0.46~0.60 300 >0.60 350-400 周期(正反向)(sec.)小断面 大断面 5~8 8~12 表2 建议最小拉速应使F-EMS达到最佳效果。180*180末端搅拌 K-因子为26 拉速（m/min）冶金长度（m）在F-EMS处的实际液芯（mm）名义液芯（mm）1.0 12 58 >50 1.1 13.2 64 1.16 13.9 68 1.2 14.4 69 1.3 15.6 73 1.4 16.8 77 300*300末端搅拌 K-因子为26 拉速（m/min）冶金长度（m）在F-EMS处的实际液芯（mm）名义液芯（mm）0.4 13.3 34 >50 0.45 15 49 0.5 16.6 62 0.55 18.3 73 0.6 20 83 1.4安全

1.4.1不能拉浇(！)*无结晶器冷却水 *无二冷水 *无振动

*无润滑(油或保护渣)1.4.2禁止继续拉浇

*结晶器冷却水为事故状态 *结晶器冷却水温差Δt>12℃ *结晶器冷却水事故水箱未满

*发现大包或中包即将穿包(大包或中包车呈红斑)*中包弯月面低于300mm *铸坯停留超过4分钟 *拉速过快 *中包温度过高 1.4.3中包停浇

在大包停浇后,大包工必须立即通知P3工留心敞开浇注的钢流或是塞棒浇注应注意弯月面.原因:防止渣流入结晶器而导致漏钢甚至停浇.1.4.4钢和渣的区分

*当钢水从黄蓝或黄绿(在于眼镜繁荣颜色)变为深黄色时.*当钢流由强度到分流时.*持钢棒快速从钢流中挑出些渣,如溅起许多小的火花,那多是钢;如果钢流穿过钢棒轻轻掠过,那是渣.*如果是塞棒浇注,其弯月面搅动挺大,注意只是在由钢转换为渣时!*一下渣立即停浇(最好稍稍提前一点).*中包停浇时,大包工应用钢棒(勿用管子)测几次钢水液位,这样也可以知道,中包是否有渣,有多少.1.5中包包衬

连铸工艺中对钢的质量、成本及产品的安全都有严格的要求,对此领域中使用的耐材产品有更高的要求,对中包包衬耐材主要以下几个部分: *隔热层 *永久层 *工作层

隔热层是由陶瓷纤维或高铝砖制成位于永久层之间.两种不同形式的永久层: *永久层为耐火砖或高铝砖

永久层的缺点是每个中间包都需要特殊形状的砖,其连接处比较薄,使用后,永久层表面的砖磨损不均匀,特别是接缝处变大.表面的不均匀及宽的接缝,使钢壳粘在永久层上.一旦钢壳剥落永久层就遭到破坏.*永久层砖的另一缺点是,中包容积增大及复杂后,其成本及安装时间延长.*永久层为高铝,低水泥,低湿气的浇注料: 这种浇注料在各温度段都有绝好的机械强度,及耐热冲击抗力.因其为低水泥浇注料避免了接触反映.高机械强度的化合物以及少量的粘接剂大大提高了此种包衬的中包使用寿命.低水泥的浇注料制成单体无接缝的包衬,消除了用砖砌所存在的接缝问题,使用低水泥浇注料使永久层的安装更方便,更快,且中包寿命增至1500炉.1.5.1可应用的工作层 下面是几种工作层的制法: *板式包衬

*用喷枪喷涂的包衬 *喷雾式喷涂的包衬 *干粉中包衬

*板式包衬,最初使用于1974年,其为高绝热,低密度可更换的预制板.这项工艺使用冷中间包开浇成为现实,是中包准备的一次革命.早期的板式包衬为硅质板后来发展为可预热的镁质板,这样既满足了板坯的连铸开浇的要求,又利用了板式包衬的优点.可预热板式包衬消除了预热是工作层碎落的可能,另外,还比喷枪喷涂或砌砖的形式有以下优点: *中间包冷热均可用 *增加了绝热性能 *良好的抗碎裂性能 *延长一个浇次的寿命

*提高中间包使用率,缩短周转周期

制作时的一个缺点,特别是大的中包,需要大量的劳动

80年代初期,开始喷雾包衬系统,其于喷枪包衬不同的重要之处为在喷补料中增加纤维,这不仅降低其密度和成本,而且便于干燥提高了储热性能.同时这种工艺在制作厚的包衬时比喷枪补更加容易控制,这种包衬可以预热也可以冷包没有问题.其成品的决热特性比起板式包衬更加受欢迎.喷雾喷包衬的主要优点为包衬的喷补与中包的几何形状无关.此工艺只需要短的时间准备,相对劳动强度低,喷补材料可自动由机器人制作,以后的劳动需求更低.此工艺与其它湿的工艺相比主要缺点为:在使用前要进行干燥.干粉中包衬,于1986年左右提出,此工艺与前面提到的工艺不同之处为采用干粉形式,干粉包衬利用松脂在相对温度较低(约200℃)的条件下的粘合力而制成的.粉剂准备好后将一模型置于中包内,将干粉灌入中间包永久层与模型之间.这种特制的模型要求能均匀传递中包热量,防止中包中间包钢板的移动和扭曲变形,对可否振动的要求取决于使用的产品.这种工艺的优点 *中包周转快 *劳动量低 *良好的脱膜性

*对永久层有良好的保护作用

*干净精致的工作层(使非金属夹杂容易上浮)比起湿的工艺其主要的优点为减少了必要的热循环周期 采用哪一种包衬不同的钢厂根据各自的因素来确定如下: *中包大小 *连浇炉数 *钢水清洁度 *费用 *是否容易脱壳

*周转周期的重要性和中包利用率 *现有设备和包衬制度

*钢水质量的要求,低H,低C *使用人工或自动方式 1.5.2中包及水口预热

1.5.2.1塞棒浇注的中包预热 *中包必须干燥清洁 *将中包包盖置平

*预热时间预计为60~90min.*加热前安装好水口==如是单体水口,必须先安装水口.*将载有中包的中包车开至结晶器上方对中(必须关上塞棒)*返回加热位调节预热烧嘴 *将塞棒打开约40mm *计划开浇前,启动加热(从上端)加热时间不超过90min,不少于60min(参见耐火材料供应商提供的加热曲线)*加热温度为1000℃~1300℃之间.*水口预热30~60min,时间长短取决于烧咀质量

*大包到站后检查大包滑动水口油缸及液压系统工作是否正常 1.6拉浇前设备的前提准备 1.6.1结晶器的准备

开浇前必须检查下面的前提准备,必须完成下面各项准备工作 *铜管无损伤,如划痕或不均匀磨损 *足辊如有不均匀磨损必须更换 *结晶器冷却水准备完毕

*结晶器足辊段喷淋水准备完毕,检查喷淋方式

*结晶器可见部位无水,不得有水渗入结晶器内,结晶器铜管必须干燥 *结晶器罩固定于结晶器上 *结晶器液位检测系统准备完毕

如为新上的结晶器,必须增加以下检查项目 *结晶器液位控制系统装入准备就绪 *结晶器冷却套内充满水,无空气 *只能使用检查过调整过的结晶器

*固定结晶器于振动台上的螺栓必须拧紧 *润滑软管联接完毕

*冷却介质的连接处紧固(在振动台架与结晶器间无泄露)*结晶器足辊至扇形段的第一辊的过度段检查,调整.1.6.2引锭杆准备 正确安装引锭杆

引锭杆,特别是引锭头插入结晶器前必须检查是否清洁

必须认真检查引锭头部与热坯接触的部位,如表面有损伤(划痕裂纹等)应送检查(点焊或点磨)应按维护手册进行接头处加油动作检查.1.6.3送引锭 下面的前提准备,自动系统无法检测只能目测: *引锭杆准备是否完毕

*拉矫机上辊是否在”UP”位

*有无检修任务或检修在拉矫机区和导向区 *检查调整引锭杆压力为正常

目视及电气检测前提条件全部满足后,可以开始送引锭 1.6.4封引锭

封引锭操作步骤如下: 铜板与引锭头一圈的缝隙用密封绳封闭,并用小钢棒手动压紧.注意:必须将引锭杆头部与结晶器中心尽可能对正.另外,密封绳和引锭杆头上撒一层金属屑.所有封引锭材料必须是干燥无锈的(铁锈中含氧！),封完引锭头,振动台,拉浇机和喷淋水直到开浇时候才启动(通常电气联锁).在等大包时候,结晶器上需要盖一钢板保护其不被破坏,否则所封好的引锭头破坏后,必须重新封.1.6.4.1推荐使用的封引锭杆方式(180*180)举例 第一步==引锭杆于结晶器的位置 引锭杆插入深度不超过100mm(!)原因: *必须为钢水流出足够的空间,这样结晶器添液时,会给水口额外的预热作用.*更多的空间可以延长结晶器的添液时间,使其连接更好.*使开浇时在紧急情况下更加安全,例如:发生结流.第二步==用棉绳密封引顶头

小心地将棉绳捣入引顶头与结晶器缝内,以防止损坏结晶器镀层,确保结晶器的使用寿命.第三步==撒铁屑

*铁屑必须干燥无油的金属制品.*将铁屑均匀地撒在引顶头上,以防止钢液损坏引顶头.*所用的铁屑确保能将引顶头与热坯快速简单的分开.第四步==放置钩子

所用的钩子确保引顶头与热坯的连接安全可靠.另外兼备冷钢的作用,其传热效果极好.第五步==放入冷钢(弹簧)冷钢有以下优点: *这种紧密的排布确保了在需要冷钢的位置有冷钢,并且保证侵入式水口足够多的插入深度,例如:4孔水口.*这种形式和设计是高效的(冷钢直径小,接触面积大)这种冷钢在经过结晶器下口时不会掉落(有时会发生在螺纹钢形式上)而导致阻塞.*钢水良好的渗透性保证与引顶杆连接牢固.1.6.5开浇前大包中包的操作步骤

钢水应该准时到站,并且化学成分正确,恰当均匀的温度.大包由其上的行车吊至大包回转台.大包一到回转台,立即将悬挂在旁边的大包滑动油缸连于大包上,其具体的位置在吊架上调节.接上滑动水口后,准备将大包转到浇注位.在将大包转到浇注位之前应该关掉中包及水口预热,并开走中包车.中包车到位浇注位后应该按供应商提供的手册所述方法操作结晶器液位自动控制系统.中包对中后,将必备工具(如挑渣棒等)置于结晶器盖板旁.中包车至浇注位后,称重装置置0位,只显示中包包内的钢水重量.中包在浇注位对中时应该将长水口垂直接到滑动水口上.1.7开浇

2.1.7.1开浇的前提条件

如前面章节所述,开浇前必须进行各种准备工作.除以前提到的,还必须考虑以下的工作: *是否选定钢种? *结晶器冷却水是否工作,流量是否正确? *是否选定振幅? *中心润滑泵是否启动? *排蒸汽风机是否启动? *检查水,油,气的压力流量和温度 *二次冷却水冷却曲线是否选定? *大包回转台是否准备就绪? *中包车是否准备就绪? *振动台是否准备就绪? *拉矫机是否准备就绪? *事故水是否准备就绪? *结晶器液位控制是否为自动方式? *是否选定起步拉速? 1.7.1.1火切机控制板 *是否检查所有显示灯? *进行空试车

*火切机移至起始位.*所有的拉矫机,辊道驱动方式是否为自动? *横移机和冷床是否为自动方式? *所以设备准备就绪才可以开浇.此信号由电气系统通报,详细操作参见电气手册.通常,只用几流生产,其拉浇时间延长.这可能导致钢水结流和连浇节奏跟不上的问题.必须确认当结晶器冷却水打开后结晶器铜板上无水垢.1.7.2 大包开浇

大包开浇前,每一流必须在操作状态且应满足”ready to cast”条件.不管是手动开浇还是自动开浇,下面的设备有其独立的自动/手动操作方式: *振动台(前面提过)*喷淋水 *拉矫机

当浇注状态为初始状态或操作工将拉矫方式由手动改为自动时,以上功能缺省状态为自动方式.如没有钢水流下,操作工应该关闭滑动水口然后再次打开,如仍无钢水流出,那么必须打开滑动水口烧氧.烧氧前,将长水口移开.中包钢液位一超过长水口下口就应加保护剂.如必须烧氧,在大包注入初期就将长水口置于钢流外.二次装长水口之前中包钢水必须加满一半.如果大包滑动水口为人工操作,不能将滑动水口全部关死,以防止结流.必须提前清理掉大包滑动水口的积聚物.安装长水口时,将大包水口关掉,为减少结流的危险,关闭水口的时间应尽量短.中间包内的钢水的液面至少为200mm,以防止”涡流的效应”.中包的钢水必须覆盖为黑色.1.7.2.1大包长水口的操作 1.7.2.1.1长水口的固定

当大包转到中包上方的浇注位时候,将长水口连到滑动水口的收集水口上.1.7.2.1.拆长水口

从大包滑动水口上拆长水口前必须关闭滑动水口.降低大包长水口的操纵机构,如果长水口安装在收集水口上,那么前后左右地摇动操纵臂,直到将水口拆下.注意:活动操作臂时候要小心,不要损坏长水口和收集水口的陶瓷咀.1.7.3塞棒浇注的手动开浇 *中包烘烤到位 *预选:Manual方式

*将预备好的保护渣和推杆置于结晶器面板上 *设定结晶器自动液位控制的设定值(约75%)*将拉速设定到最大拉速的70% *同时将大包吊入大包回转台 *插入大包滑动水口油缸

*打开结晶器液位自动控制的放射源 *同时,水口必须已经预热了约30分钟 *关闭预热装置 *将中包移至浇注位

*在OS-1上将开关打为”casting”位

*在OS-1上每一流”Ready-to-cast”灯亮.如果一流的灯闪烁.用OS-2,确定故障原因,如果是次要的可以忽视的问题,可以继续开浇,如果问题严重,必须先解决掉.*连接大包长水口

*在结晶器上方对中中间包

*打开大包,如不自开,那么打开大包后直到中包钢水超过一半时再连长水口.*中包填满一半后,开浇(手动).中包降至水口低于正常液位50mm.*在约30_40秒内,注流2-3次将结晶器注满

*当液面达到检测范围,加入足量的保护渣(先加开浇保护渣,然后按钢种加特殊的保护渣),到达检测范围后关塞棒.*发出”strand start”指令.铸坯以最大拉速的70%的速度起步.拉浇工采用塞棒杠杆控制液位.*如果拉浇工将各流控制得好,即设定值和实际值相符,可尝试转至自动方式.拉浇工简便地拉下事故开关打开拉浇杠,脱开塞棒油缸上的旁路连接,检查OS-1,是否发生转换(可通过检查automatic on和实际值与设定值)!*不要忘记连续地加足够量的保护渣

*如果结晶器自动液位控制不正常(波动太大),那么立即转至手动拉浇.因为拉浇工在结晶器中的视野有限,应通过观察实际液位和设定液位来操作.1.7.4自动开浇 *中包预热好 *在OS-1预选:automatic(结晶器液位设定值应该为75%)*将拉速设定为最大拉速的70% *同时大包吊入大包回转台 *插入大包滑动水口油缸

*打开结晶器液位自动控制的放射源 *中包开至浇注位

*在OS-1上将开关打为”casting”位

*在OS-1上每一流”Ready-to-cast”灯亮.如果一流的灯闪烁.用OS-2,确定故障原因,如果是次要的可以忽视的问题,可以继续开浇,如果问题严重,必须先解决掉.*连接大包长水口

*在结晶器上方对中中间包

*自动”on”(白灯)闪,且结晶器液位控制的”actual value”指示为零

*大包浇注启动,如不行,移开长水口,打开大包烧氧,不加长水口继续浇注,直到结晶器浇注成功

*中包填满一半,立即启动”start casting”---即按下自动开浇按钮 注意: *开浇时应从中包外侧开始,既从离冲击区最远的一流开始,以避免开浇结死.*塞棒自动地打开2.3次,直到结晶器液位控制的actual value indicator显示第一个波动 *液面到达弯月面检测范围后,立即加入足量的保护渣(先加开浇保护渣,然后根据钢种不同加特殊保护渣),到达检测范围后,关塞棒

*等待约20秒后,以最大拉速的70%速度自动起步,自动方式采用控制塞棒机构的油缸来控制流量

*如果自动方式控制的很好,即实际值与设定值相符,拉浇工不要忘了不断地加足量的保护渣!*如结晶器液位控制工作不正常(波动太大),那么立即转至手动拉浇.因拉浇工结晶器中的视野很有限,应该通过观察实际液位和设定液位来操作 *如果每流自动控制.则”automatic”灯亮

*同时中包测温.如果温度控制得好,即高出液相线温度35度,应达到最高拉速(分断面和钢种)*这时候,铸坯到达脱引锭区,即操作工必须加倍小心,如果脱引锭失败,这一流必须停下来 *通常铸坯会自动停下来

*直到用事故切割将铸坯和引锭杆脱开,再重新开浇,为了安全起见,建议手动开浇,成功后再转自动,详细内容见”手动开浇” 1.8连铸工艺

1.8.1更换大包（连浇）在大包即将结束时，根据当前浇注情况确定二级机系统，计算出大包倒空时间计划下一包起吊时间。

当上一包还在浇注时，下一包钢水应放到回转台上。下一包在上一包倒空前6-10min到站。在连铸平台上所有的工作必须在很短的时间—5min内完成（例如：连滑动水口，观察从长水口中流出的渣，操作滑动水口，操作长水口操纵机构等）。

另外，实际停浇时间可能要比估算的提前（例如，估算的钢水重量和渣子重量的误差）。超过10min，大包等待时间就太长了，导致温度损失过多及有可能使大包内的钢水温度分层。另外，烧氧次数增加也延长大包等待时间。更换大包操作步骤如下：

停浇前5分钟，观察中包冲击区（长水口附近）的钢水。如大包下渣，立即关闭滑动水口。因为长时间的连浇中渣量是增长的，非金属夹渣物也要积聚，所以必须将中包渣控制为最少。不主张除渣到溢流箱中，因为这样会减少事故溢流的空间。在停浇第一炉时，中包液位准许升到溢流位附近，这样： *在更换大包时，中包包内的钢水可起一个缓冲作用 *在没有新钢水下来的期间，中包钢水温度损失为最少

关闭大包滑动水口后，将长水口移开---将滑动水口油缸拆下。旋转大包回转台，将新包旋入浇注位。

用氧枪清洁大包长水口，特别是收集水口相连的密封面。如长水口被损坏，必须更换一只新的。

清理/更换后，将长水口连接在新包的滑动水口上，压紧。连接大包滑动水口油缸。大包开浇过程与前面所述《大包开浇》过程相同。重要的是要尽可能缩短无钢流注入中包的时间。更换大包时间过程长导致：

*中包钢水减少，这样使拉速降低，继而导致拉浇时间的问题或质量的问题。*降低钢水温度，这意味着水口有结死的危险，特别同时降低拉速（减少通流量）

更换大包的时间通常控制在2-3min内，但如果大包自开有问题的话（如：烧氧）可能要延长一些。

由于中包浇完第一炉钢的时间问题比较高（有利于减少温降），连接下一包钢水的大包温度可以比第一包低10度。

打开下一大包后，10~15min中包测一次温度。以确保新旧混合的钢生产完，测的只是新包钢水的温度。

检查确信滑动水口关闭，滑动水口油缸拆下，旧包由行车从回转台上吊走。在同一浇次中只换大包而未换中包，只生产同一钢种。连浇中换钢种会在铸坯形成混合区域，既不属于上一钢种也不属于后一钢种，如果钢种区别很大混合区差别很大。1.8.2快换中包

长时间的连浇需要换中包,同时也伴随着大包的更换.更换中包之所以叫”快换”,是指换包后可继续拉浇,新来的钢水直接浇入现有的钢水上.因此,每一流都必须停下来,开走旧中包,新中包和大包开过来重新开浇.由于耐材(工作层座砖长水口)的使用寿命有限,所以快换是必要的.拉浇时快速换中包,节约了重新启动时间限制了切头切尾坯子的数量.增加有效拉浇时间,提高收得率.连浇同一钢种通常无混钢种现场.如果连浇不同的钢种,必须使用钢种分离片(分离蓝)每次快换中包都存在一定的危险,这也可通过操作工的经验和良好的钢水来弥补.在进行首次快换中包之前,连铸人员必须在一块配合过做几回试验.重要的是尽可能减少快换时间,使热坯停留时间减为最短.原因: *在停留时铸坯收缩脱离结晶器铜板

*如果铸坯与结晶器的缝隙增大,钢水有可能从缝隙中流过结晶器,导致漏钢.因此,热坯停留时间不超过4min.如超过的话,拉浇必须停止.进行快换中包,必须满足下面的条件: *下一中包在中包预热站预热好后并全部准备完毕

*混合浇注时连接器(分钢种的分离蓝)必须准备在结晶器的旁边.*下一中包吊到大包回转台上准备开浇 *快换中包同时也换大包,为了更好地控制温度,作为第一包新包的温度必须高一些快换中包的步骤如下: *在下令停浇前,立即加入保护渣.*保护渣使下面的铸坯热量不散发掉 *尽可能同时将各流关掉,停拉矫机 *停掉二冷水或设为最小值 *旋转大包回转台 *旧中包开走

*将分离钢种的连结器放入结晶器钢液中(如图).检查连接器放置在结晶器内的位置是否正确 *将新中包开至浇注位 *新中包于浇注位 *开浇,步骤同前所述 1.9停浇

正常的计划停浇应提前做好准备。步骤如下：

检测到渣时，应该按前面所述，立即将大包水口关闭。操作工在铸坯操作控制板上选择停浇状态。

关闭大包钢水液面到达前所述液位（约200min），立即停浇。通常中间包外侧的铸坯先拉，因其在中包内温度较低。此时，先拉哪一流也受其他一些因素的影响。如下： *结死 *结流 *优化切割

为得到最大的收得率，中包尽快浇注完。另一方面，应避免将渣子浇入结晶器中。停浇时，钢水液位不低于200mm。通常是在尾坯停止拉浇后停浇。

其间，操作方式转为清空设备（参见后面的功能描述）

尾坯不必喷水冷却。等待一段时间，按电气手册中描述的那样按下需要的按钮，重新启动连铸。

结束拉浇但不停连铸也是有可能的。过程如下：

将铸坯拉出后，按电气手册所描述的那样，初始化所需的操作方式。按此程序，应将拉速减至约名义值的70%，以便在铸坯上部凝固。当拉矫机停止后，喷淋水设为最小值。

对尾坯全部设备都对其跟踪，包括拉矫机，火切机。各设备按尾坯撤离其工作区的顺序停车（结晶器、振动台、二冷水、排蒸汽系统等）。注意：尾坯必须被切除，直到中心无缩孔。1.10 质量控制/质量保证

根据钢种各自的特性和要求，相关钢种的质量标准列于表中。

根据拉浇观察到的及发货条件、检验条件、成品货半成品，应进行下述的检验。1.10.1间接检验方法 间接检验方法 间接检验包括拉浇时进行观察和对连铸相关方面的测定.连铸相关问题 对质量的影响 *长水口注流

*(大包----中间包)C *中包液位 CCDLTO *塞棒 C *中包内钢水温度 SLMSC *保护渣 CEO *结晶器内的钢流 CDL *拉速 CDSM *铸坯表面温度 TE 其中: *C-----高倍和低倍的纯净度 *CD-----分布的非金属夹杂 *S------偏析 *L------纵裂 *T------横裂 *E------角裂纹 *M------中心裂纹 *SC-----皮下气泡 *O------振痕

正确调节以下方面: 可避免: *铸坯导向辊缝 STMSC *铸坯导向调节 TESC *挤压辊压力 STMSC *结晶器倒锥度 LTE *铸坯与结晶器间的摩擦 LT漏钢 1.10.2直接检验 1.10.2.1检验表面

没有一种检验方法可将所有的表面缺陷同时检验出来的,所以需要进行几种不同的检验.要把严重缺陷的产品(S)----在铸坯表面、肉眼可见的与轻微缺陷的产品（L）----除非表面处理后才看清楚的区分开来。VOEST-ALPINE设计出一种特殊的设备，用来酸洗半成品并测出振痕的侧面图。通常使用涡流、激光、红外线等检测方法检测。1.10.2.2内部缺陷的检测

检验铸坯内部缺陷,非特殊情况一般采用硫印,深度酸蚀,组织酸蚀,用切面评估法检验内部质量.检验

角裂 边裂 星裂 低倍夹渣 针孔 气泡 振痕 其它缺陷,如:溢钢,渣坑,双浇 检验方法 横向 纵向 横向 纵向 目检

铸坯表面: S S S S S * S yes 酸洗表面 L+S L+S L+S L+S L+S * * * L+S yes 剥皮检验 S S L+S L+S L+S yes yes yes yes

塔形: S* S* L+S L+S S yes yes yes 涡流检测 L*+S L*+S L*+S L*+S L*+S 激光红外线检测等:

L*+S

L*+S

L*+S

L*+S

L*+S 振痕简图: L+S *在一定条件下评估

检验

偏析 皮下气泡 低倍组织 箸状夹渣 低倍夹渣 检验方法 S C-Mn 裂纹偏析带2)无偏析3)硫印(断面)R R * R* * 4)*

组织酸蚀(纵向和圆面)R R* yes R R * yes 切面评估(剪切火切)

* yes yes

振痕 气泡 yes 角样

蓝幛弯月检验(小断面)

* * * * 特殊成分分析 yes yes

2)例如:弯曲挤压或皮下裂纹 3)如:中心线裂纹 4)如:脱铝低碳钢

R 根据内部标准图评估 * 在一定条件下评估 1.10.3取样及检验 1.10.3.1入中包前取样

包括所有至大包到连铸平台,为确定温度合乎和钢水化学成分的样.基于上面的化学成分可计算出相应炉号的液相线温度.在大包处理站的EMF测温取样(CELO+样)装置使镇静钢脱S成为可能.1.10.3.2中包测温

在拉浇过程中要测几次温度.温度应为液相线上20~30度;当C含量<0.06%,高出液相线30~40度,但如果钢水C含量>0.5,则只高出液相线15~20度.1.10.3.3中包取样

取化学成分样及后面的EMF测温样.开浇后(即过热度消散掉)5-10min取样.1.10.3.4铸坯取样

无检验表面质量的样相反,所有的铸坯在准备热送前或喷沙前都应检验,无论是否打磨或清理,只有经过酸洗才使表面得到大面积处理.除了对切面的评估外应切下300mm长的铸坯.从这一断面上经过酸蚀硫印可取下(碟形样,角样,纵向样)各种样,角样只在高应力铸坯上取.对于高品质的钢种,例如:100Cr6推荐采用以下步骤:每炉取两个样: &第一炉

从外侧一流的第二根坯子取一个样 从里侧一流的第二根坯子上取一个样 &第二炉至倒数的第二炉

从外侧一流的中间一根坯上取一个样 从里侧一流的中间一根坯上取一个样 &最后一炉

从外侧一流倒数第2根坯子上取一个样 从里侧一流倒数第2根坯子上取一个样 注意:如果铸坯送缓冷其取样规则是一样的

对普遍和低等级钢种的建议:每一浇次至少取一样 &第一炉:从2或5流,第二根坯上取一个样.1.10.3.5冶炼缺陷----铸坯缺陷----原因/纠正方法

许多生产条件都会影响产品质量.同时,也要考虑生产工艺和各种质量要求引起如下所列缺陷.根据目前我们的知识和经验,提出一些补救措施.特别是以下参数会引起冶金缺陷: *连铸机大小 *拉浇温度 *拉速 *保护拉浇 *结晶器参数 *振动频率 *振幅

*保护渣/润滑油 *冷却 *铸坯导向

缺陷主要分为两类: *表面缺陷 *内部缺陷

1.10.4.1表面缺陷

生产过程中出现的表面缺陷必须尽早检查到,即: 当铸坯在输出辊道上和后部精整能量回收区.在所有的表面缺陷中,裂纹发生的最多,其被空气氧化后构成很严重的质量问题.在后续热扎中也不能焊合,所以直到扎成材也不能消除.表面裂纹造成材质疏松,可能成为废品,次品及需要大量的表面清理作业.如发生表面裂纹,必须检查相应一流的铸坯导向和结晶器.下面的表面缺陷祥述于后面的章节中: *纵向角裂 *横向角裂 *横向裂纹 *纵向裂纹 *星裂 *振痕 *皮下气泡 *低倍夹渣 *重接 *横向凹陷 *菱形变形 *鼓肚,凹陷

1.10.4.1.1纵向角裂 缺陷/起源的描述: 一般易发生在结晶器下方,由于在角部或靠近角部坯壳成长不充分并形成黑痕.原因 纠正措施 由于结晶器倒锥度不够在角部形成缝隙 改变结晶器倒锥度 结晶器底部极度磨损 更换结晶器 结晶器角部有间隙 更换结晶器 中包温度过高 降低拉速 拉速过高 降低拉速

C含量在包晶区间其S,P高 如可能的话,改变化学成分 1.10.4.1.2横向角裂 缺陷/起源的描述: 极易发生在小断面铸坯结晶器底部,二冷水区,拉伸矫直区,由拉应力引起的.原因 纠正措施

由于倒锥度过大,引起结晶器角部摩擦力过大 改变结晶器倒锥度 角部冷却强度过大 减少角部水量 二冷区温度梯度过大 减少二冷水量

结晶器保护渣/润滑油不足 改变保护渣/增加润滑油加入量 不规则振动 改变振动的运动

短时间溢钢 停浇此流----清理溢钢 结晶器扇形段不准 校弧 矫直温度过低 至少900度

合金元素增加裂纹敏感 如可能的话,改变化学成分 1.10.4.1.3横向裂纹 缺陷/起源的描述: 特别容易发生于小断面裂纹敏感的钢种,由于结晶器底部,二冷水区,拉矫区的拉伸应力而造成的,横向裂纹经常在热坯上就可以发现.原因 纠正措施

由于倒锥度不当,引起摩擦力过大 改变结晶器倒锥度 结晶器表面缺陷 更换结晶器

保护渣/润滑油量不足 改变保护渣/增加润滑油加入量 不规则振动 改变振动台振动

短时间溢钢 停浇此流----清理溢钢 二冷区温度梯度过大 减少二冷水量 纵向拉应力 检查校正弧度 矫直温度过低 至少900度

合金元素增加裂纹敏感 如可能的话,改变化学成分 1.10.4.1.4纵向裂纹 缺陷/起源的描述: 随着张力强度的波动,这些短裂纹常伴有轻微的表面凹陷,常发生于二冷区的上部,在热坯上就可以检测出.原因 纠正措施 拉速过快 降低拉速 拉浇温度过高 降低拉速

保护渣/润滑油量不足 改变保护渣/增加润滑油加入量 结晶器倒锥度不够,结晶器表面缺陷 更换结晶器 变化的振动/拉速 保持稳定值

二冷水温度梯度太大 减少冷却水量 纵向拉应力 检查校正弧度

合金元素增加裂纹敏感性 如有可能改变化学成分 1.10.4.1.4星裂 缺陷/起源的描述: 发生在结晶器底部的坯壳上,只能通过火焰轻度清理,打磨或酸洗后才能检测出,小断面尺寸很少发生.原因 纠正措施

结晶器底部极度磨损 更换结晶器 结晶器镀Cr层磨掉 更换结晶器

保护渣/润滑油量不足 改变保护渣/增加润滑油加入量 由于温度的变化而产生热应力 保持稳定的拉速和水量 二冷水太强 减少二冷水量

由于弧度不当而产生的机械应力 检查校正弧度

1.10.4.1.5异常的振痕 缺陷/起源的描述: 主要的表面裂纹起源于结晶器顶部,深度的振痕会导致横裂,浅的振痕发生翻皮,轻轻地角磨后就可检查测出.原因 纠正措施 振幅太大 提高频率

保护渣/润滑油量不足 改变保护渣/增加润滑油加入量 结晶器角部有裂纹 更换结晶器

悬壳 改变保护渣/增加润滑油加入量,防止短时间溢钢;避免液面急剧升降.1.10.4.1.6皮下气泡 缺陷/起源的描述: 一种主要的表面缺陷,发生在结晶器内.多数为体积小,气体活性高的,只通过表面清理就可以检测出,间距0.5~3mm不规则分布,圆形的,球形的或椭圆形的,最大为皮下5mm.也包括细孔,针孔.原因 纠正措施

脱氧或脱气不足 干燥合金元素

潮湿的保护渣/润滑油 使用干燥的保护渣/无水润滑油

弯月面的扰动 提高脱氧效率，降低通氩量，增加水口侵入深度 水口插入深度太深，通氩距离太远 抬高中包 耐材潮湿 更好地干燥中间包 拉浇温度太高 降低拉速或停浇

1.10.4.1.7低倍夹渣 缺陷/起源的描述: 主要的表面缺陷，主要的发生在结晶器内，拉浇之初，更换中包之后和拉浇结束时，尺寸为5-10mm，深度为10mm，轻微的表面清理后即可检测到。原因 纠正措施

保护渣不合适（粘度，流动性及熔点不对）更换保护渣 保护渣/润滑受潮 干燥保护渣，使用无水润滑油 耐材过度磨损 更换中包包衬

弯月面的扰动 增强脱氧效果，降低氩气量，增加水口侵入深度 拉浇温度过低 增加拉速，更换大包

Mn硅酸盐的凝结物 检查Mn/Si比，使用EMS

1.10.4.1.8重接 缺陷/起源的描述: 与振痕类似，多数发生在弯月面区域内夹渣聚集处，深度可达5mm裂纹形状。严重的重接在热坯上可见。原因 纠正措施 振幅太大 增快频率 液位波动 保持液位稳定

水口侵入深度不足或不正确 调节中包高度 拉速变化极快 保持拉速恒定 1.10.4.1.9横向凹陷 缺陷/起源的描述: 与重接类似，发生在结晶器内，大多数情况下都各有不同，在热坯上就克检测出来，凹痕长度达到50mm，深度达到10mm，在同一水平上。原因 纠正措施

拉速变化大 保持拉速稳定

浇注液位变化太大 保持弯月面液位恒定

1.10.4.1.10菱形 缺陷/起源的描述: 易发于小断面铸坯的包晶或高碳钢，起源于结晶器内或二冷区内。原因 纠正措施

两相邻结晶器壁的冷却强度不同 更换结晶器

由于变形在二冷区产生拉伸应力 仔细调节结晶器足辊以限制拉应力 结晶器过冷 增加Δ-T，增加拉速 偏心浇注 对中注流中心

1.10.4.1.11鼓肚 缺陷/起源的描述: 发生在铸坯支撑区域，特别是大断面铸坯，严重的鼓肚（凹陷）会导致内部缺陷（角裂）原因 纠正措施

铸坯支撑段太短 增长铸坯支撑的长度

相对于坯壳的厚度，支撑辊间距太大 缩短辊间距，或增加支撑辊 拉速太快 降低拉速 拉浇温度太高 降低拉速 偏心浇注 对中注流中心 拉矫机压力过大 降低压力

1.10.4.1.12凹陷

纵向凹陷宽5-20mm，深度达到4mm长度为几米，由于保护渣粘度太大，发生在弯月面区，由于保护渣产生分离的效果，形成二层薄的球子晶会在二冷区引起凹陷，张力和内部裂纹。火焰清理会使内部裂纹开裂。原因 纠正措施

保护渣不当 更换保护渣

弯月面内扰动 提高脱氧效果，减少通氩量，增加水口深度 偏心浇注 对中注流中心

1.10.4.2.1内部缺陷

如果是严重的内部缺陷，通常在火切机就应检验出来，如较重的分层，夹渣，偏析。通常是在取样后检测出来的。

发生较频繁的内部缺陷是内裂，中心偏析，氧化物夹杂和中心疏松。这些缺陷的原因为材料，拉浇工艺和设备。特别是凝固条件会产生很多缺陷。

凝固组织的描述：

球状边缘区细结晶体是由结晶器的热吸收而形成的。

柱状树枝晶区是由局部冷却到凝固点以下而形成的，晶体沿着温降的方向成长。晶体的宽度受二冷水量和中包过热度的影响。球状心部区域在过冷区形成，由于铸坯中心低温降而产生的。如果无此区可能是过热度太高而且是对柱状晶敏感的钢种。

钢中的杂质和离析物被推向树枝晶的前沿并形成结晶体的晶核。我们对下列部分内部缺陷进行说明： *中间裂纹 *角裂

*三角点裂纹 *中心裂纹 *对角线裂纹 *挤压裂纹 *弯曲矫直裂纹 *冷裂

*近表面偏析线 *缩孔和中心疏松 *中心偏析 *非金属夹渣

1.10.4.2.2中间裂纹 缺陷/起源描述：

位于表面和铸坯中心的中间，起源于二冷区后的区域。出现率受钢种的化学成分的影响。如果二冷区过冷和铸坯回热，拉浇温度高产生裂纹。原因 纠正措施

二冷水过强 减少二冷水量 拉速太低 拉高拉速

结晶器过冷 提高Δ-T，提高拉速

坯壳回热 检查二冷水的分配，检查可能堵塞的喷嘴

结晶器倒锥度不足 检查结晶器倒锥度，检查结晶器的磨损情况 钢种对裂纹敏感 如有可能，改变化学成分

1.10.4.2.3角裂

缺陷/起源描述：如果在结晶器内有较大的菱形或二冷区有鼓肚，在二相区脆弱的树枝状凝固组织在靠近角部形成裂纹，多发于大断面铸坯上。原因 纠正措施

相对于坯壳厚度支撑辊间距太大 缩短间距，降低拉速 支撑辊太短 增长支撑辊长度，降低拉速

结晶器倒锥度不足 改变倒锥度，检查结晶器磨损情况 相邻两边冷却强度不同 检查结晶器几何形状 偏心注流 对中注流中心

1.10.4.2.4三角点裂纹 缺陷/起源描述：

发生与凝固前沿相遇区，由于鼓肚产生拉伸应力而引起的，同时也产生窄边偏析。原因 纠正措施

铸坯支撑太短 增加铸坯支撑长度，降低拉速

相对于坯壳厚度支撑辊间距太大 缩短辊间距，增加辊子，降低拉速

Mn含量太高（Mn最大为0.9%，Mn/S比最小为30/1）如有可能改变化学成分

1.10.4.2.5中心裂纹 缺陷/起源描述：

中心裂纹在凝固前沿由分层,(H)裂及许多铸坯中心树枝不规则二冷缩孔所构成.原因 纠正措施

由凝固末期温度梯度过高,在相邻之间形成收缩和张力 减少二冷水量或增快拉速

缩孔由于成分分离后,从树枝晶间或松散的晶体聚集处的偏析成分而形成的 拉浇温度太高 液芯末端的辊子偏斜 检查辊子对正

1.10.4.2.5对角线裂纹 缺陷/起源描述：

特别多见于小断面铸坯,经常发生于菱形的小方坯,在钝形边上,起源结晶器,或二冷区,裂纹的长度取决于应力的强度和间距.原因 纠正措施

相邻两边冷却强度不同 检查结晶器冷却

倒锥度不足 更换结晶器,检查结晶器磨损情况 拉速太低 提高拉速

结晶器内过冷 提高ΔT,提高拉速

坯壳回热 检查二冷水的分布,检查可能堵塞的喷嘴

1.10.4.2.5挤压裂纹 缺陷/起源描述：

如液芯在变形区较粗时,挤压裂纹为垂直铸坯轴心线的方向.如液芯在变形区较细时,其为平行压辊轴线方向,大多数裂纹被残余钢水填充(=压力裂纹)原因 纠正措施

输送辊不对正 检查辊子对中情况 挤压辊处的变形太大 降低液压缸压力

1.10.4.2.6弯曲矫直裂纹 缺陷/起源描述：

频发于铸坯有张力的两侧,顺着铸坯中心的方向,经常发生于铸坯底侧(连铸外侧),当在弯曲的应力和内弧的矫直应力超过坯壳的塑变后面产生弯曲矫直裂纹.原因 纠正措施

辊子移位 检查设备对中

矫直温度太低(应大于850度)提高拉速,在快换中包时停掉二冷水

1.10.4.2.7冷裂 缺陷/起源描述：

发生在结晶器内靠近铸坯的表面,或是在二冷区,铸坯中心,大多数情况与铸坯同向.原因 纠正措施

倒锥度不足 更换结晶器,检查结晶器磨损情况 拉速太低 提高拉速

结晶器内过冷 提高ΔT,提高拉速 二冷水过强 减少冷却水量

1.10.4.2.7靠近表面的偏析线 缺陷/起源描述：

三角点裂纹和冷却裂纹由于被偏析残余钢水填充而形成偏析线,由于漂浮的作用夹渣也能在内部上方形成偏析线.原因 纠正措施

拉浇温度过低 提高拉速/更换大包 拉浇温度过高 降低拉速/使用EMS 弯月面扰动严重 提高钢水脱氧能力,减少通氩量,增加水口侵入深度

论连铸关键设备再制造技术 篇3

我国的钢铁产业正在飞快的发展着, 连铸产业的生产是这当中非常重要的一个环节, 其生产模式也应该想办法寻求最大的经济效益, 在降低环境污染与原材料的消耗的基础上采用一种更加现代化的生产和管理手段来改变钢铁企业的现状, 那么, 对于连铸设备再造的巨大投资, 钢铁

企业要给予播出, 因为只有铸造设备的性能优良才能够保证生产的稳定以及产品质量的优越, 所以对于各种与连铸相关的核心设备都应该实现其使用的高效与性能的长寿。

1 我国连铸设备存在的问题

目前我国的连铸设备环境都不十分好, 钢铁生产企业要加大对设备维修的费用, 以实现连铸生产运营的顺利实施。另一方面, 我国连铸生产运营的主要成本就是连铸设备的维护资金, 钢铁制造企业应该运用先进的管理和设计方法, 尤其是再制造工程体系的先进表面技术的运用, 这些对于连铸设备的再制造的生命周期和设备的技术创新都有很重要的实际意义, 不仅可以降低钢铁企业的成本投入, 从而降低了能源的消耗, 还能够降低连铸生产中造成的环境污染, 连铸设备的再造技术可以节能剪裁, 并把固体垃圾进行处理, 降低了污染, 还实现了废物再利用, 无不为企业创造了更大的价值。与此同时, 钢铁企业一定要注重效率的提高, 可以通过减少设备维修费用和停机的时间, 由此可见, 现代钢铁企业的发展方向正是再制造系统工程应该具有的功能方向, 连铸设备已经越来越为现代化的钢铁技术发挥其必要的功能。所以, 我国钢铁企业一定要意识到连铸设备再制造的重要意义, 并且学会运用连铸生产的现代化的管理和运营模式, 使我国钢铁企业的生产更好的运行。下面本文就介绍连铸设备再制造的核心技术:连铸结晶器铜板和连铸辊的维护。

2 连铸结晶器铜板再制造

2.1 连铸结晶器铜板的失效情况分析

连铸结晶器的工作环境具有如下特点:坯壳与铜板间的持续大摩擦力、高温氧化、钢液的化学与电化学腐蚀、各种渣氛的化学与电化学腐蚀、钢水静压力、钢水热量的传导。概括的讲连铸结晶器的工况是高温、高腐蚀、高磨损、高热通量的“四高”恶劣环境。在这样的工况条件下, 结晶器铜板会产生下面几种失效形式, 铜板表面磨损、铜板表面划伤、铜板表面腐蚀、铜板表面热裂纹、铜板扇形变形。

2.2 连铸结晶器的结构设计

在连铸结晶器的再制造过程中, 并非应用最好的表面涂层就能够提高产品寿命。铜板变形、热裂纹、铜板异常磨损等问题并不能依靠单一的涂镀层优化解决。因此, 在继续推进结晶器铜板涂镀层材料开发和改善的同时, 必须综合考虑结晶器的整体优化。运用有限元解析技术对结晶器铜板结构和服役条件进行分析和研究, 从而对结晶器进行各种优化设计, 包括结晶器的冷却结构、结晶器的锥度、连铸生产工艺参数、结晶器铜板涂层的形式规格等, 不仅可以解决结晶器铜板在使用过程中产生的各类问题, 也优化了生产工艺。并且, 对连铸工况和铜板结构进行了信息收集并做热解析分析, 分析发现铜板的钢液面处温度过高, 高出正常温度40℃。提出修改铜板水槽结构以降低铜板温度的方案, 并采用解析技术进行详细设计和预验证, 最终经过冷却结构优化设计的结晶器钢液面处温度降低, 裂纹和剥落现象消失, 结晶器寿命提高了很多。

但是, 铜板的角部也会伴随着出现一些问题, 比如由于周围环境温度过高引起铜板角部的密封圈烧焦停机。久而久之就会缩短其使用的寿命, 给连铸设备再制造带来更大的损失, 针对这样的问题, 我们可以先对铜板背板角部安放冷却水槽, 然后再重新设计连铸结晶器的具体结构, 想办法实现铸胚在结晶期内的换冷, 这样不仅能够达到铜板角部密封件的冷却, 还可以防止铸胚的角部产生裂痕, 有效的防止了密封件因烧焦而下线, 这样的技术创新可以使结晶器的寿命提高很多倍。

3 连铸辊再制造技术

3.1 连铸辊的失效

连铸辊之所以在钢铁生产中经常发生失效现象, 主要是因为其工作时间过长, 造成机体过热, 严重就形成了腐蚀和损坏, 另外, 连铸辊不断的和其内部的高温铸胚接触, 由于工作过程中会出现机械受热不均, 在整个辊子上长时间出现冷热循环的攻击, 并且连铸辊还同时受到静压力和板坯鼓肚力的交变机械应力的作用, 在此作用下连铸辊难免不会发生高温氧化, 与此同时连铸辊上部的喷水部分还会由于生产原料电离出的氢离子和氟离子生成的氢氟酸造成腐蚀, 再加之工作过程中的机械力很大, 铸胚表面的铁皮也会产生很大的磨损情况。

3.2 处理连铸辊表面的技术

连铸辊再制造技术中的表面处理技术的核心莫过于堆焊技术的灵活运用, 钢铁企业在生产过程中一定要能够灵活、高效的运用堆焊技术, 将其的优越性能发挥到最大, 给钢铁制造企业带来更大的经济效益, 如何让堆焊技术的低稀释率运用得更好是目前我国连铸辊堆焊技术的最重要的研究内容。下面介绍一些连铸辊的堆焊工艺, 主要有明弧焊、丝极埋弧焊和带极埋弧焊, 其中明弧焊堆焊前不需要加热连铸辊, 堆焊使所需的热量也比较小, 这样就不用再额外的做退火处理了, 所以堆焊技术使连铸辊形变量小, 从另一方面分析, 堆焊层又有含氮元素的材料, 使得其有很好的抗磨损和抗腐蚀的能力, 但是明弧焊焊丝具有的缺陷就是成本较高, 这对于我国的中小型钢铁企业连铸设备再制造的生产带来的较大的困难, 我国也应该对这方面加大投入, 加强扶持, 促进经济的持续和钢铁企业的发展。如果用埋弧焊焊丝替代明弧焊焊丝技术也可以在一定程度上解决成本过高的问题, 此法已经在我国广泛地应用于实际生产中, 不仅成本降低很多, 产品的生产质量也不会受到影响。

3.3 连铸辊的结构设计

要想提高连铸辊的整体使用寿命就应该在制造的过程中优化其结构设计, 运用良好的表面处理技术和适宜的辊体结构可以达到更好的效果, 这里要强调的是连铸辊中心的冷却孔要是设计呈扇形就不会有很好的冷却效果, 这里推荐采用近外壁冷却辊技术, 就是把新制辊芯需要堆焊修复的连铸辊辊芯表面安装冷却水螺旋槽, 最后套上辊套, 实现这种新型的连铸辊的结构设计可以提高产品的生产质量和器械的使用寿命, 还大幅度提高了连铸机的作业率。

4 结语

综上所述, 我国的连铸设备再制造技术虽然仍然存在着一些问题, 但是我国的钢铁企业正在逐步的完善其技术, 并进行技术创新, 其中的再制造工程尤其需要注重设备的使用寿命, 以及节能、降耗和循环利用功能。事实上, 任何一种技术的创新都属于再制造技术的发展基础, 经过我国多年的实践经验表明, 钢铁企业可以运用现代化的管理水平和连铸设备再制造系统工程的运用, 提高产品的生产质量和连铸设备的附加值, 尽在大限度的提高企业的经济效益和社会效益, 连铸设备的再制造技术可以实现钢铁发展企业向着绿色、高效的方向健康的发展下去。

参考文献

[1]蔡开科.连铸结晶器[M].北京:冶金工业出版社, 2008, (12) .

[2]侯峰岩, 谭兴海, 蒋丽敏, 等.连铸结晶器表面电镀技术的应用进展[J].表面技术, 2007, 36 (3) :61-63.

连铸岗位安全技术操作规程 篇4

一、准备

1、摆槽砌筑一侧靠严、塞好，所有接缝处抹泥。

2、摆槽角度要求头板距滑件距离不小于100mm，尾部不影响开车。

3、中间包对中前必须清扫干净，水口用泥必须加玻璃水无杂质、硬块，不准用铁器砸水口。

4、水口下的深度不能过深或过浅与坐砖水平最好。

5、30小时罐检查好滑块对中情况，试好液压枪位。

6、引锭杆上距结晶器上口500或700的位置（根据机型选择）用引锭尺量好，杆偏的写清原因，到位后适当往下拉一点。

7、引锭推手完好，石棉绳略有湿度，注意外派斜面及角部塞实，放上适当的小废钢，本着不能脱钩、不包引锭头的原则。

8、对完中准备堵流时用石棉绳松紧适度，引流沙烘干后填入水口镁质层一齐即可。

9、检查P3操作箱主控室内的指令及指令灯是否允许浇注。

10、检查大小洋钱是否正常、撬棍、引流管自动加油、捞渣棍等准备工作是否就绪。

11、30小时罐烘烤3小时，12小时罐烘烤2小时，生产品种钢特殊要求的根据罐的实际情况酌情延时1小时。

12、滑块及定径水口用丙烷烘烤。

13、烘烤中间包时冲击板处加板烘烤。(煤气烘烤必须一人操作，一人监护)

14、引流之前检查所有易燃易爆物体远离作业区。

二、生产：

1、引流时不准戴手套，不准抓节头处及漏氧处。

2、注流进入结晶器距上口200mm高时打摆槽、捞渣，坯壳厚度15mm左右时开始起步，大约30秒左右启浇注。

3、拉速调至1.8m/min左右，液面降至300mm时打开摆槽浇注、给油，不准大拉速。

4、观察铸坯在二冷内的喷进、走向、抖动情况及时调整。

5、操作中不准交谈，离开浇注位不准离的过远，不准私自处理浇注，有事情喊人。

6、大、小氧枪引流或处理事故后，灭火后关氧，轻拿轻放，防止伤人。

7、捞渣棍的使用、动作要照看好他人防止伤人。

8、生产中事故不走，3分钟后必须打缩孔，7分钟后必须堵流，如具备重接条件可以重接，否则必须拉下去。

9、漏钢不准从接，必须拉下去，防止损坏设备。

10、生产中及停机、停流仔细检查振动系统、二冷系统。

11、事故堵流时本着稳、准、快的原则。

12、液面控制在距结晶器上口100mm左右，平稳给定拉速。

13、结晶器后上法兰盖严禁生产，生产中必须把结晶器挡渣板挡好，渣子严禁往护罩里磕。

14、生产中观察中间包的使用情况、大面及包底要仔细观察，异常情况组织烤中间包，防止漏包事故。

15、生产中及事故转包时防护好铁轨、中间包车，不能影响中间包车底开动。东西两侧备好2个事故渣盘。

16、结晶器报警必须停流把坯子在最短时间内拉出结晶器。上法兰漏水、渗水不准生产、强行浇注。

17、必须穿戴好浇注镜及浇注靴，劳保着装适合高温、防水等特殊的环境。

18、煤气、丙烷的检查必须用明火，随身携带报警器。

19、油品、可燃及易爆物品必须远离火源、高温区，并有警示标记。

大包工安全技术操作规程

1、检查好钢包回转台机构的运行情况，准备好覆盖剂和小废钢及备用测温枪的使用、检查。

2、检查坯斗子链子、夹子、绳子的焊口，连接及其他安全隐患。

3、压把子备用两个，测温枪备用一只，3m长粗的螺纹钢5根，斗内小废钢使用快没时，提前捡出，吊斗子指挥天车吊运新废钢。

4、加坯子只允许加一支，其他用小废钢调温。

5、大包浇注完必须全流下渣，全部关严，低温或紊流时不准使中间包液面过高，至少留300的距离。

6、测温、取样极小废钢防护好面部眼睛，用流槽引入液面中。

7、每次打包必须先检查滑件松紧，及时带流，防止喷溅。

8、120方每米降低10度，开流5分钟之前加入防护好吊环路线不准走人。

9、大包开机温度1640～1670℃（冬季及结晶器温度高的钢种必须取上线）；中间包生产中控制：

前期1540～1550℃；中期后期1520～1545℃，根据钢种的结晶器温度适当调整温度。

10、液面操作不得低于500mm，冲击板位置，每个班相应移位，延长冲击板浇注时间。

11、开流后液面升至200 mm高时方可加入稻壳升温。

12、确保排渣口畅通，每班排渣一次，渣子不准超过100 mm高。

13、认真记录好过程记录，随时填写按时上报，取样时严格执行5分钟、10分钟各取一个的原则，严禁取假样。

14、换罐及停机必须把中间包钢水降至100～200 mm之间。

15、大包开浇前必须将大包盖加好方可开流。

16、禁止加潮湿、带油的冷坯及废钢加入时通知周围人员闪开。

17、排渣及操作中严禁中间包冒漾事故，转包时提前通知周围人员闪开。一、三十小时缶操作规程：

1、必须满缶操作，高温也不能低于半缶，及时冷钢调温，从严考核大包工。

2、连不上、液面低记清原因、液面高度、多次冲击、对缶要专人监护（大包引流松件，造成液面低）。

3、15小时开始专人监护，用偶头试，如冒火证明缶底过热或暗红，及时通知调度室停机，如红的特别严重，认可回炉也不能造成漏缶（20小时更注意）。

4、如机长为了本班利益强干，或监护不到造成漏缶，机班长处以5000元罚款或停职。

二、液压快换操作规程：

首先熟悉液压枪使用，准备时用枪空试水口是否位置正常，7小时换水口，水口上抹油放正，清理滑件前后残渣，液压枪两面靠严端平，换水口时中包液面温度低一些，最佳范围（1545～1530℃）取决于钢水流动性，二次烧枪换水口时必须等钢水有足够的温度能把水口周围的冷钢化掉，才可换水口。

三、取切片：第一炉浇完，第二炉开包，取第一炉切片（切片薄厚均匀30—50 mm，写清炉号），掉队坯写炉号，钢种必须清楚。

四、煤气烤缶操作规程：

1、使用前需认真检查装置与液压缸联结螺丝是否正常，液压缸是否漏钢，焊气与配风阀门位置及风机是否能正常启动，用明火检查煤气有无漏点，通知调度，做好记录。

2、用包盖升降按纽操作装置上、下升降转换时按停止按纽，每次使用必须试一次上升极限。配风阀门关是顺时针，开是逆时针，风机可用按纽直接操作启动、停止。

3、在使用过程中出现异常情况可按急停按纽，然后找有关人员处理，如想恢复使用将急停按纽盖顺时针旋转180°即可恢复操作。

大包转台气动马达安全技术操作规程

1、必须确保大包转台转臂周围无障碍物。

2、使用前必须确保转台变频器停电。

3、按转台转臂箭头所指查清方向，保证转臂旋转不超过270度，避免铰断电缆线。

4、保证每次停机正反向试车。

5、操作时一人负责监护，一人负责操作，保持联系，确认无误后，打开气路阀门，将操作杆向南拉为逆时针旋转，向北推为顺时针旋转，中间位为停止位。

6、停用时关断气路阀门，锁定拉杆。

侵入式水口安全技术操作规程

一、水口必须长时间在炉中烘烤至暗红方可使用。

二、水口套上后必须垂直，不准偏斜，否则易在结晶器中挂钢或局部侵蚀造成断漏。

三、套侵入水口时，液面正常控制（不降液面），下口先侵入液面，沿着滑道平移接上下滑块，挂好挂钩，配重，调节好居中位置，液面平稳后添加保护渣。

四、套上侵入式水口后，注意观察水口周围是否结冷钢，及时处理。

五、添加保护渣本着少、勤、匀的原则，渣圈形成时挑出，出坯壳时渣圈明亮，注意调整，及时采取措施。

六、浇注过程中，严格执行液面距上口80mm以下的制度，注意浇注中有散流、断流现象，控制好液面的稳定性，波动时不准添加保护渣。

七、浇注中突发性摆槽时，注意打缩孔，把保护渣捞净或待其熔化后方可重接。

八、更换侵入式水口时，必须待保护渣熔化后方可摘掉长水口，注意长水口中可能存有钢水，以免烫伤。

九、中间包的温度接近下限时，浇钢工注意观察好振频及拉速，必要时摘掉侵入式水口，防止结流。

配水安全技术操作规程

1、认真检查在线及上线的结晶器铜管的磨损及足辊水环喷孔、喷嘴有无堵塞，水条及位置喷淋情况、漏点等细节。

2、生产前及生产中检查结晶器报警及各种配水的压力流量。

3、停流、停机时足辊水嘴全部卸掉冲水清理。每班涮洗过滤网一次。

4、冬季换下的结晶器放倒排水，下线结晶器杂物清净后掉下。

5、冬季不生产停流时必须放适应的水，确保二冷水不冻。

6、配水制度：总原则是由强至弱，一次递减。①保护浇注及普碳钢生产时，采用弱冷方式供水。②低合金钢种采用强冷方式。

7、生产中铸坯不走时，必须在最短时间关水。

8、在线清理水嘴及处理事故时必须堵两个流方可进入二冷室。

9、停机、停流进入二冷时同上、下的维修，请人员配合好，上面以下面为主，严禁掉杂物及重物防止伤人。

连铸中包钢水连续测温技术的应用 篇5

连铸要求中包钢水的温度合适、稳定、均匀, 中包钢水温度的波动将导致连铸坯质量的波动。温度过低将会出现钢水冷凝、中包水口堵塞、连铸停浇, 恶化铸坯表面质量;温度过高会使铸坯柱状晶发达, 促进中心偏析、疏松和裂纹等缺陷发生, 同时会加剧钢水二次氧化及对钢包包衬、水口耐火材料的熔损, 从而污染钢水。此外, 钢水温度过高, 只能采用低拉速浇注, 将降低生产率。

武钢一炼钢1#连铸机是武钢上世纪90年代末建成投产的方坯连铸机。采取一机五流形式, 浇铸断面从最小210mm×210mm至最大250mm×280mm, 浇铸半径准10.3m。

二、人工热电偶测温方式

目前, 国内很多钢厂仍在采用人工一次性消耗型快速偶头间断测量中包钢水温度, 每炉钢测量3~5次。测量时, 将测温偶头插入中包液面以下。这种操作易引起中包液面翻腾, 产生粉尘, 存在钢花飞溅伤人的危险。此外这种测温受偶头质量及人员素质的影响, 测温数据极不稳定。由于这种测量方式属于间断性测温, 不能及时、准确地反映中包内钢水的实际温度及变化, 对提高铸坯质量、降低漏钢率、稳定连铸操作、提高拉速等存在极为不良的影响。

三、中包钢水连续测温装置

随着冶金装备技术的发展, 中包钢水连续测温技术的应用可以弥补快速偶头测温方式的不足。连铸机中包自动连续测温装置通过PLC控制液压马达、液压油缸、活塞连杆来操纵机械手伸入中间包的钢液中, 属于接触式测温装置类型。连续测温装置主要由测温部分、机械部分和液压控制三大部分组成。

1. 测温部分

测温部分由测温元件、测温探测器、信号传输线、信号处理器及冷却风系统等构成。测温元件插入钢水中起温度传感器作用。测温元件发出的信号由探测器接受, 探测器将热辐射信号转换成电信号, 再由信号传输线传至信号处理器。信号处理器由供电、输入输出、显示、数据处理系统等构成, 信号处理器接受由测温探头发出的电信号, 经过处理后计算出被测钢水温度, 并由数字显示器显示被测温度。

2. 机械部分

机械部分主要由旋转液压马达、升降油缸、伸缩油缸、机械臂、连杆以及测温装置组成 (见图1) 。其中旋转液压马达负责左右方向的驱动, 升降油缸负责上下方向的驱动, 伸缩油缸负责前后方向的驱动。实际应用中, 该测温设备是通过PLC控制一套液压设备操纵机械手完成自动连续测温。首先操纵液压马达将机械手旋转至中包上方, 然后操纵伸缩油缸将测温装置进行对位, 最后操纵升降油缸将机械手落下, 使测温热电偶通过中包盖上的测温孔插入中间包内进行测温。

3. 液压控制部分

液压控制部分又分成3个阀组 (图2) , 阀组1为升降阀组, 由1台换向阀、1台液压锁和2台单向节流阀组成, 其中换向阀用于控制油缸运动方向, 液压锁用于油缸定位, 单向节流阀用于控制油缸运动速度;阀组2为伸缩阀组, 由1台换向阀和2台单向节流阀组成, 其中换向阀与单向节流阀的功能与阀组1相同;阀组3为旋转阀组, 由1台换向阀和2台单向节流阀组成, 各台阀的功能与阀组1、2相同。系统压力油源通过1台截止阀接自铸机主液压站高压系统, 工作压力20MPa。系统回油通过单向阀与主液压站回油管道接通。

四、连续测温技术的应用效果

(1) 中包钢水连续测温系统能准确地监测中包钢水温度和变化趋势, 便于及时采取措施, 防止钢水温度偏高或偏低, 提高铸机的作业率。

(2) 可以随时掌握中包钢水温度的变化规律, 据此向前道工序如炼钢、精炼提出更合理的工艺参数, 有助于产品质量的提高。

(3) 可使过热度下降以获得更宽的等轴晶区, 同时减轻铸坯的中心偏析现象, 有效地避免疏松、缩孔、裂纹等缺陷, 提高钢材的质量。

(4) 过热度降低还可提高铸坯产量。

(5) 为实现连铸过程闭环实时控制钢水的浇铸温度, 为调节二冷区的冷却强度提供了温度检测保证, 为连铸生产过程自动化奠定了基础。

(6) 降低了劳动强度, 改善了劳动环境。

五、结语

武钢一炼钢中包钢水连续测温系统操作简便, 测温准确, 安全可靠, 对稳定铸机的拉速控制、减少铸机漏钢, 提高连铸产量和铸坯质量均有促进作用。

参考文献

[1]张贺全.黑体空腔式中间包钢水连续测温技术的实践与应用[J].中国高新技术企业, 2010, (10) .

方圆坯连铸关键工艺技术研究 篇6

现在对合金钢的生产以及具有较高强度的无缝钢管的制造都需要运用到方圆坯的生产工艺, 主要包括转炉冶炼、炉外精炼、真空脱气以及方圆坯连铸等步骤。这些产品对质量的要求较高, 因其连铸的面积较小, 故在进行浇灌、冷却时容易发生表面断裂等现象, 故定制科学、合理的铸造工艺, 解决其会发生的断裂等方面的问题是生产高质量方圆坯的关键步骤。本文将选取已投产的方圆坯连铸机作为研究对象, 对方圆坯连铸关键工艺技术进行探究, 现报告如下。

1 方圆坯连铸关键技术研究

提高钢水可浇性关键技术研究:因为需要铸造的方圆坯断面较小, 浇铸的内径也小, 因此在对其进行浇铸是需要将水口的开度尽量放低。就目前的绝大部分方圆坯的组成而言其中含有不少的铝, 这将对浇铸产生不利影响, 更加难以保证钢水的可浇性。容易使得钢水流出, 从而导致水口出现阻塞等断流现象。

1.1 钢水变流原因分析

钢水出现变流主要是因为水口发生阻塞引起的, 这主要由于水口出现粘结物从而引发阻塞, 这种粘结物的成分中主要含Al2O3 (具体成分见表1) 。因此, 阻塞水口主要是由于原材料中的Al2O3等含在其中从而使在浇灌时粘结在其内壁, 引发阻塞。

%

1.2 钢水变流控制技术

对于阻塞水口的Al2O3来说, 可以通过以下技术将其进行控制, 即:避免转炉冶炼“深吹”, 出钢碳≥0.05%;优化脱氧工艺, 保证吹氩时间≥8min;使用白渣技术, 将钢铁中的包渣的氧化性进行有效降低。若是在钢种中要求含有铝的, 需要通过前置钢中铝的含量对其进行有效的控制。在之后的连铸工艺上, 应尽可能的不配加铝, 在整个过程中需要时刻扬按照保护浇铸的原则操作, 可以适当的将铸机的拉速进行调高。

1.3 钢水变流控制效果

在严格按照上述工艺执行后, 流次断浇的概率由原来因水口阻塞引发的12.9%下降到了低于2%。单中包连浇炉数由原来的平均4~5炉提高到8~10炉。

2 提高铸坯表面质量关键技术研究

2.1 结晶器冷却工艺研究

2.1.1 结晶器冷却制度的确定

一般方圆坯的连铸拉速均较高, 在结晶器的区域之内铸坯冷却所需要的时间较短, 并且圆坯对于冷却的均匀性的要求较高, 故在对结晶器进行设计冷却制度时需要确保结晶器的坯壳厚度适当, 同时还需要保证其较为均匀, 因此在对其设计时需要时刻注意冷却水的速度以及水量, 具体见表2。

2.1.2 结晶器冷却制度的应用效果

(1) 结晶器热流分布。从方圆坯连铸机的结晶器的热流分布情况来看, 可将结晶器的热流控制在1700k W/m2以下, 这样可以使得坯体在进行冷却时其在结晶器中可实行均匀的要求, 从而减少铸坯的表面发生缺陷的概率。 (2) 结晶器区域凝固坯壳厚度分布。对结晶器的坯壳厚度进行观察, 发现在连铸时结晶器中的坯壳在浇铸时坯体较为均匀, 其在结晶器的出口处厚度可以实行有17到18mm厚, 满足要求。故研究制定的结晶器冷却制度能够促进结晶器内初生坯壳厚度均一且稳定的生长, 可以有效的降低因为坯体厚度不均匀而导致坯体出现表明断裂等现象, 提高铸坯的整体质量。

2.2 连铸保护渣技术研究

2.2.1 保护渣理化性能设计

为了确保方圆坯可以将拉速进行提高, 以及确保结晶器可以达到较大的锥度, 需要保证机器的润滑度足够高, 这就需要使用到的保护渣粘度和熔点都较低, 粘度≤0.5Pa·s, 熔点≤1200℃。将保护渣的碱性进行适当的提高可以起到使结晶器能够有均匀传热的特性, 一般碱度选择在0.90~1.20的保护渣最为适宜。由于圆坯的制作工艺要求要高于方坯, 故在选择保护渣是其碱度、熔点以及粘度都要比方坯高一些。根据上述原则, 方坯和圆坯的保护渣具体成分见表3。

2.2.2 保护渣使用效果

(1) 结晶器内熔化状况。无论是方坯还是圆坯, 其保护渣在结晶器当中一般都有非常好的流动性以及铺展性, 其熔化的较为均匀, 这使得方坯以及圆坯可以实行正常生产制造。 (2) 液渣层厚度和消耗量。对方坯以及圆坯的保护渣的液渣厚度进行观察, 发现当工作的拉速在1.20到1.69m/min时, 其厚度将控制在9到12mm之间, 这样可以使结晶器里不出现漏钢或是卷渣等现象, 这样操作将会使保护渣的消耗量上升, 同时起到润滑结晶器壁与坯壳的作用。

2.3 提高铸坯表面质量整体应用效果

2.3.1 铸坯表面质量

方圆坯的表面质量得到提高, 其无缺陷率可达到98.95%和98.13%, 具体见表4。

2.3.2 铸机拉速

通过采用合理的结晶器冷却制度和保护渣, 铸机拉速平均提高了0.3~0.4m/min, 见表5。

2.3.3 漏钢率

在经过以上的相应措施后, 铸机的拉速得到了稳步的提高, 并且铸机的漏钢率也得到了显著的降低, 从以前的每月平均漏5次到现在的每月平均漏0.5次。

3 小结

对于方圆坯的连铸工艺, 因其连铸的面积较小, 故在进行浇灌、冷却时容易发生表面断裂等现象, 为了能够有效的解决此类问题, 本文认为可以通过确定结晶器冷却制度、合理使用保护渣、有效提高铸机拉速等对此现象进行改进, 以实现减少方圆坯表面质量的缺陷率。

摘要：在合金钢的生产以及具有较高强度的无缝钢管的制造中, 均需运用到方圆坯的生产工艺, 主要包括转炉冶炼、炉外精炼、真空脱气以及方圆坯连铸等步骤。这些产品对质量的要求较高, 因其连铸的面积较小, 故在进行浇灌、冷却时容易发生表面断裂等现象, 为了能够有效的解决此类问题, 本文对方圆坯连铸关键工艺技术进行相关的研究, 主要包括提高钢水可浇性、结晶器冷却工艺等方面。

关键词：方圆坯连铸,连铸工艺,表面质量,内部质量

参考文献

[1]Zhang Jian, Chen Dengfu, Long Mujun, et al.Secondary cooling technology for casting of hypo-peritectic steels[C]//The Minerals, Metals&Materials Society 2010.Seattle, USA:2010 (10) :535-541.

[2]温良英, 张健, 陈登福等.低合金高强度钢连铸二冷制度优化及试验[J].重庆大学学报 (自然科学版) , 2008, 31 (9) :1008-1011.

板坯连铸技术的自动化控制研究 篇7

1 板坯连铸技术

所谓的板坯连铸技术, 是一种应用于钢铁铸件中的技术, 也被称为连续铸钢。简单地说就是将融化的高温铁水浇铸到有固定形状、有规格尺寸的模具中, 使其连续不断地浇铸成型的生产过程。

连铸技术的优越性： (1) 提高了钢铁的综合成材率, 使材料损耗比例减小; (2) 降低能源消耗量; (3) 生产出的产品质量高, 均匀; (4) 更容易实现机械自动化; (5) 占地面积小, 生产周期快, 吨坯成本低。这些优越性, 成功地在钢铁工业中应用, 使整个钢铁工业发生了极大的变化。

2 板坯连铸机的种类

板坯连铸技术的提高主要是表现在连铸机的快速发展方面。板坯连铸机具有技术难度高、结构复杂多变、工艺卓越精湛的特点, 这些特点使其在整个连铸技术的发展中占有一定的地位。连铸机按照不同的标准有着不同的分类, 下面就分类做以简单的说明：

(1) 按连铸机的机型分类：有立式的、水平式的、轮带式的等; (2) 按连铸机的功能分类：浇铸板坯式、浇铸方坯式、板方坯复合式等; (3) 按连铸机使用钢种分类：特殊钢连铸机、不锈钢板坯连铸机、合金钢板坯连铸机等; (4) 按断面形状分类：板坯连铸机、方坯连铸机、圆坯连铸机等。

3 连铸技术的发展历程

连续浇铸液体金属的概念起源于100多年前的德国。随后, 其他国家就陆续进行了研究和试验。国际能源危机的发生, 促进了连续铸钢技术的快速发展。连铸技术发展到今天, 共经历了五个阶段。

第一阶段：20世纪50年代, 连铸技术开始应用于钢铁工业。这个阶段, 连铸机基本为方坯立式单流型, 连铸技术在当时虽然应用于生产, 但生产规模小, 生产水平低, 发展速度慢。典型代表为：1951年, 苏联建成了世界第一台不锈钢板坯连铸机。

第二阶段：20世纪60年代, 弧型连铸机出现了, 这样的机器加快了连铸技术的步伐, 提高了生产率, 降低了投资费用, 并利于安装。典型代表为：1960年中国设计并建造的弧型连铸机。

第三阶段：20世纪70年代各种规格的浇铸断面的连铸机面世。改善了产品质量, 扩大了生产品种, 提高了作业率, 减少故障率。典型代表：1977年, 美国投产的世界上最宽的板坯连铸机。

第四阶段：20世纪80年代以来, 钢铁工业中的连铸机在各个方面都有所提高和改善, 在这个阶段, 人们的意识逐步提高, 关心的角度有了变化, 比如钢水的纯净度、防氧化措施以及连铸操作人员的水平和自动化水平。比较有代表性的连铸机为直弧型连铸机。

第五阶段：20世纪90年代, 出现了高效化的连铸机。他们的主要特点是：高质量、高产量、高效率、高可靠性、高机械化和自动化。

4 自动化控制程序在板坯连铸技术中的应用

近年来, 随着科学的进步, 技术的提高, 计算机技术越来越广泛地应用于连铸生产中。在钢铁工业的生产过程中, 连铸中的模铸是一项劳动强度大, 劳动环境恶劣的工序, 能将这部分解脱出来, 实现自动化, 是一个质的飞跃。目前, 根据连铸本身设备的特点和工艺的流程, 已经实现了机械自动化, 它将电气、仪表、计算机集合成一体, 使连铸生产的控制达到了很高的标准, 这样不但节省了人力、物力、财力, 更提高了劳动生产率。

接下来, 以一个较为关注的问题为例, 进行板坯连铸技术的自动化控制程序说明：常见的板坯连铸控制系统分为常规控制系统和技术控制系统, 而自动化控制程序较多应用于以控制板坯的生产质量为核心的技术控制系统。一般这样的系统由液压振动系统、液压远程调整系统、液面自动控制系统、粘钢检测系统等组成。它们之间独立运行, 同时又相互联系, 从而实现提高板坯质量的最终目的。

4.1 液压振动系统

液压振动系统是使用两个液压缸以正弦曲线或者不对称曲线来驱动结晶器的震动。它操纵液压振动器PC, 使用可编程控制器进行电子控制元件的震动频率、振幅等参数的修改, 将现场的所有输入、输出设备都通过模拟的、离散的I/O卡连接到控制器上, 来自铸流PLC的输入端与硬线连接起来, 这样不但可以从二级计算机得到指令, 更能为其提供信息。控制器是一个完全独立的控制器, 它控制了液压缸的闭环位置, 并通过U S B将其与PC相连。倘若PC运行产生问题或者故障, 在控制器的供电没有问题的情况下, 则控制器和振动器就不会受到PC的影响, 而继续运行。

4.2 液压远程调整系统

液压远程调节系统, 也称为在线调宽系统, 它是用于改变结晶器宽度和锥度的系统。其工作原理如下：两个矩形宽面和两个矩形窄面组成一个液压远程调节结晶器。它的形状是靠夹紧弹簧来维持的, 使宽面靠近窄面, 形成一个矩形的外墙。液压远程调节系统是由PLC来操作和控制的, 它通过给二级计算机发送信息, 以及将信息反馈到传感器和电磁阀来进行控制系统与操作站的通信。

4.3 液面自动控制系统

这个系统是通过使用中间包塞棒来控制液体的位置和流向的。它主要由液位控制PLC和可编程控制器来操作和控制, 也可以从铸流P L C和二级PC接收指示并提供信息。

5 结语

总之, 将机械自动化引入到板坯连铸生产中, 可以改善连铸机本身的特性, 使连铸机更智能、更方便、更可控。这样的技术再配以成套的设备, 就会大大地提高连铸板坯质量, 提高生产率, 提高金属回收率, 降低生产成本, 使节能发挥到极致。

参考文献

[1]张建立, 王长松, 樊厉.奥钢联板坯连铸过程控制系统升级改造的研究[J].冶金能源, 2006, 25 (2) :55.

[2]陈志新, 王亚慧, 阎瑾.结晶器振动偏移和相位差的在线检测与计算方法[J].测控技术, 2000, 19 (12) :14.

连铸机基础工程施工技术 篇8

江苏淮钢”十五”技改项目二期炼钢连铸主厂房的连铸机基础工程位于25～30线/A1～D轴之间, 长99.75 m, 宽55 m, 地面以下基础深为-5.1 m, 局部最深-7.62 m, 地面以上最高处为大包回转台, 设计标高为+13.554 m, 整个工程分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区, 其中Ⅳ区由两部分组成。各区段之间以伸缩缝为界限进行划分, 整个工程为钢筋混凝土结构 (混凝土总量为 5 156 m3, 钢筋总量为531 t) 其中Ⅰ区包括连铸机基础, 大包回转台, 控制室等工程。连铸机底板之间设三道冲渣沟, 底板以2%的坡度与之相连, 以利于底板冲洗的铁渣等污水从冲渣沟流入旋流井, 其他区段主要由钢筋砼底槽及设备基础组成, 本工程的特点是混凝土量大, 预埋螺栓及螺栓盒的数量多, 精度要求高。

1施工工艺流程

施工工艺流程如下:

测量定位、放灰线→Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ区土方开挖→Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ区垫层支模、垫层砼浇铸→Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ区-4.00 m底板钢筋、模板混凝土→Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ区-4.00 m至±0.00设备基础墙、板、柱、梁、钢筋、模板、混凝土→Ⅰ区±4.060 m, 钢筋、模板、混凝土→Ⅰ区+8.060 m至+13.554 m大包转台施工→测量定位、放灰线→Ⅳ区土方开挖→Ⅳ区垫层砼→Ⅳ区底板、钢筋、模板、混凝土→Ⅳ区设备基础墙体及柱墩、钢筋、模板、混凝土。

2钢筋工程

2.1钢筋加工

(1) 在现场设置钢筋加工车间、原材料及成品钢筋堆场, 工程上所有钢筋均在车间加工, 运至现场绑扎。

(2) 钢筋车间按制作计划将钢筋加工成半成品, 分类编号堆放并挂牌标识, 防止不同品种钢筋混在一起, 便于发放和领料。钢筋运到现场要及时吊运到使用部位, 暂时不用的半成品严禁运到现场妨碍文明施工和安全生产。

(3) 钢筋加工的形状、尺寸均符合设计要求;所有的钢筋表面应洁净、无损伤、无局部曲折、无油渍、铁锈等;有弯钩时, 应符合有关规范要求, 各弯曲部位不得有裂纹。

2.2钢筋绑扎

工艺流程:清理垫层→弹出钢筋位置线→绑扎底板下层筋→放置马凳→绑扎上层横向筋→绑扎上层纵向筋→焊接支撑筋。

(1) 绑扎钢筋前应先把垫层清理干净, 不得有杂物, 然后弹好底板钢筋的位置和上部结构位置线, 再小心摆放底板钢筋。

(2) 底板钢筋绑扎完后再绑扎短柱钢筋。先立带有直钩支撑于基础底板网片上的立筋, 并绑扎一定数量的水平箍筋, 使其稳固后再绑扎其余钢筋。

(3) 连铸机工程由于预留洞、预留孔多, 且形状不规则, 钢筋变化多等特点, 因此在现场施工过程中编制了详细的钢筋下料单, 同时现场指导钢筋绑扎。

(4) 钢筋绑扎后应随即垫好垫块, 在浇筑混凝土时, 由专人看管钢筋并负责调整。

3模板工程

3.1模板体系

(1) 连铸机基础模板体系采用普通组合钢模, Φ48 mm×4.0 mm钢管脚手架做为支撑体系。预埋螺栓盒采用15 mm厚木胶合板进行拼装。

(2) 对于连铸机这样复杂 (预埋管、预留洞、孔较多而且标高不一) 的结构模板体系要求模板构造简单, 装拆方便, 便于利用钢筋的绑扎、安装以及砼的浇筑和养护等工艺要求:须具有足够的强度、刚度和稳定性, 能可靠的承受新浇筑砼的重量和侧压力以及在施工过程中产生的施工荷载。同时模板加固体系的好坏直接影响结构的外观质量, 形象结构的评优。

(3) 拆模后应将模板表面附着的砼浆等清理干净, 变形的模板应予以修复, 重新刷好脱模剂方可使用。

3.2模板支设

模板支设前, 对钢筋的规格、数量、种类及预留孔洞、预埋螺栓等进行全面的检查验收, 同时收集材料自重及施工重量进行合理的力学验算, 使体系满足强度、刚度和稳定性的要求后, 方可支设模板, 基础侧模采用钢管做抱箍, 500 mm×500 mm密排钢管斜撑加固。

3.3走道安装及脚手架搭设

脚手架采用Φ48 mm×3.5 mm钢管搭设, 走道板采用 (长×宽×厚=2 800 mm×300 mm×5mm) 竹架板。保证每块竹架板必须同时搁在3根横杆上, 绝对禁止出现探头板。走道板支架应与模板体系相互分离, 保证不影响模板体系的强度、刚度和稳定性。

3.4模板拆除

混凝土强度能满足其表面及棱角不因拆除模板而损坏时方可拆除 (混凝土强度≥1.5 N/mm2) , 在拆除模板过程中切忌猛撬砸及强拉等破坏混凝土外观质量的方法。同时遵循先装先拆后装后拆的原则, 保证模板不因拆除程序不合理导致整体跨塌, 造成不必要的损失。

4混凝土工程

4.1混凝土浇筑设备

连铸机工程混凝土总量5 156 m3, 为防止基础底板等大体积混凝土出现冷缝, 保证混凝土连续供应, 这部分混凝土的浇筑采用分段分层的方式进行, 每层浇筑时间应小于其初凝时间。施工前应对混凝土供应能力进行测算:根据结构的平面尺寸、环境温度、试配的混凝土初凝时间| (3.5 h) 按厚度300 mm分层, 40 m进行分段计算出基础底板每层最大浇筑量为40 m×0.3 m×17.5 m=210 m3, (其中一次浇筑量最大的为连铸机Ⅱ区底板, 板长44.714 m, 宽17.5 m, 厚0.9 m, 另加冲渣沟的混凝土, 其混凝土总量为806m3) 每小时最低浇筑量为60 m3, 而本工程投入的2座全自动搅拌站生产能力为120 m3/h, 运到现场能达到80 m3/h可满足现场需要。4台HIW604型搅拌车运输混凝土, 2台IPF-8513汽车泵输送混凝土, 5台ZN50振动棒振捣。

4.2防止温度裂缝措施

(1) 采用复合硅酸盐水泥减少水化热和配合比试配时在满足设计强度的情况下尽量减少水化热。

(2) 混凝土浇筑前用木抹打磨实, 初凝后用铁抹二次收光闭合表面收缩裂缝, 并及时覆盖一层塑料薄膜或彩条布, 在上面加草带保温。冬天室外温度较低, 可在侧模内衬25 mm层塑料泡沫保温板一层保温。混凝土中心温度与表面温度差在15 ℃以下时, 才能将保温层拆除。

(3) 基础底板面积较大, 在垫层上刮一道石粉, 再铺两层油毡, 减少地基对混凝土的阻力系数实现减少温度应力。

(4) 设置测温点进行现场温度监测, 根据本工程的实际情况, 选择代表性的位置分布测温点, 分布在混凝土底部、中部、及表面, 底部及表面的测温仪距混凝土表面300 mm。测温采用电子测温仪, 并对所测数据进行分析处理。混凝土浇筑完毕后开始测温, 1～5 d每2～4 h测一次, 6～10 d每4～8 h测一次, 10～15 d每12～24 h测一次, 严格控制混凝土内外温差不超过25 °C, 直到混凝土温降至10 °C以下。测温点的布置及安装测温点的布置以所测砼浇筑体平面对称轴的半条轴线为测温区 (长方体可取较短的对称轴线) , 以测温区内测点呈平面布置。测点的数量和位置可根据砼浇筑块体内温度场的分布情况决定。测温的要求:一般来说, 基础平面半条对称轴线上的测点不少于4处, 沿砼厚度方向每一点的测点数量一般应设置3点。每一处测温孔的做法见图1。

4. 3支墩混凝土的浇筑

(1) 砼下料时, 应沿螺栓 (螺栓盒) 周围对称下料, 严禁砼直接冲击固定架、预埋螺栓和模板, 振捣时, 不可随意挪动钢筋, 振动棒不得直接接触模板、螺栓固定架和预埋螺栓, 防止模板变形和预埋螺栓偏位。

(2) 使用高频插入式振捣棒振捣混凝土, 振捣棒要垂直插入, 快插慢拔, 插点交措均匀布置, 移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍, 插点要均匀排列, 按顺序逐点移动, 不得遗漏。在振捣上一层混凝土时, 应插入下一层5 cm, 以消除两层间的接缝, 同时在振捣上层混凝土时以表面呈水平并出现水泥浆及不再出现气泡, 不再明显沉落为度, 振捣时间过短, 混凝土不易振实, 如果时间过长, 则容易引起离析。

(3) 要安排专人跟班检查钢筋, 巡察模板及支撑体系是否出现松动或变形, 特别是预埋螺栓位置的准确性, 出现异常情况应及时采取对应措施。同时派专人负责砼的养护。并采用草袋覆盖、浇水养护, 浇水的时间间隔和养护期限符合规范的规定。

4.4施工缝的留设

第一区段底板应一次成型, 不留施工缝。区段与区段之间设施工缝, 底板、墙板中间设钢板止水带。底板与墙体交接处施工缝留在墙体上, 距底板混凝土面300 mm, 设一条100 mm高的凸缝。

5预埋螺栓 (波纹管) 施工

(1) 预埋螺栓安装前要求准备充分, 包括在当地寻找具备一定规模的加工厂家, 进行外委加工;为确保预埋螺栓的安装精度, 便于钢结构和设备的安装, 采用固定架进行预埋螺栓的安装;安装前对螺栓型号、数量、螺纹的完整性、螺帽等进行核查、验收, 并分类堆放、保管。

(2) 预埋螺栓主要集中在连铸机IV区, 螺栓量比较大, 比较重, 每组螺栓约2.0 t, 且均采用人工安装, 难度大、精度高, 要求安装偏差≤2 mm, 要求固定架上横梁标高控制必须精确, 固定架杆件之间焊接必须可靠, 使之能形成一个稳固的体系;且每根预埋螺栓必须在两个方向校正偏差、标高、位置、垂直度对角线偏差都应经过初步调整并初步固定, 以及二次校正、调整, 无误后进行最终固定。

(3) 穿筋和绑扎过程中必须小心, 防止碰撞固定架或预埋螺栓;绑扎好的钢筋必须与螺栓固定架和预埋螺栓完全脱开, 使螺栓固定架和预埋螺栓形成独立的体系, 确保预埋螺栓的安装精度。钢筋绑扎完毕后, 还需要对预埋螺栓进行全面复测, 符合设计要求和规范规定后才能进行混凝土的浇筑。

(4) 混凝土浇筑前, 对预埋螺栓螺纹部分进行包裹, 防止砼浇筑时造成螺栓损坏。砼应沿螺栓周围对称下料, 避免混凝土直接冲击固定架和预埋螺栓, 振捣时严禁振动接触固定架和预埋螺栓, 以免造成预埋螺栓的偏位或变形。浇筑过程中应安排专人看护, 发现异常及时处理。混凝土终凝后, 拆除上部的定位木方, 但注意不得损伤丝扣。然后将轴线投测基础面, 将标高预埋螺栓上, 逐根检查并填好记录, 以便交安。清除检查合格后, 用钢丝刷将预埋螺栓上附着的砼浮浆清除干净, 在丝扣上抹上黄油, 并用特制塑料套另以保护, 以防止丝扣生锈的损坏, 影响安装。

(5) 螺栓安装工艺流程如下所示:

①埋设固定架的埋件;②加工焊接固定架立柱;③测轴线、标高;④预埋螺栓初步定位;⑤套上部定位钢板;⑥钢筋绑扎;⑦模板安装;⑧预埋螺栓检查、调整。

(6) 预埋螺栓安装示意图见图2。

(7) 螺栓盒 (预埋波纹管) 的加固安装如图3所示, 要求其加固体系与模板加固独立, 成为独立体系, 浇筑混凝土不影响螺栓盒 (预埋波纹管) 的加固, 浇筑混凝土时应对称下料, 严禁砼直接击螺栓盒固定体系, 不可随意挪动钢筋, 振动棒不得直接接触模板、螺栓盒 (预埋波纹管) 固定体系, 防止模板变形和螺栓合盒偏位。

(2) 立面

6结束语

(1) 混凝土养护采用内散外蓄综合养护措施, 可有效降低混凝土的温升值, 缩短养护周期, 像连铸机II区底板这样的大体积混凝土浇筑尤其适用。

(2) 大体积混凝土在泵送过程中要求砂石配比良好, 碎石最大粒径与输送管径之比宜为1:3, 砂率宜为40%～45%, 水灰比宜为0.50～0.55, 塌落度要求120～160 mm。

(3) 大体积混凝土产生的裂缝的形式和种类比较多, 且比较复杂, 因此要分析混凝土的材料、配合比、养护条件、和易性、钢筋的配筋率的大小及混凝土浇筑时的环境温度等。

(4) 螺栓固定体系要与模板加固体系分离, 防止浇筑混凝土是由于混凝土的侧压力使其整体偏移。

(5) 螺栓盒 (预埋波纹管) 周边浇筑混凝土时应对称下料, 严禁砼直接冲击螺栓盒固定体系, 不可随意挪动钢筋, 振动棒不得直接接触模板、螺栓盒 (预埋波纹管) 固定体系, 防止模板变形和螺栓合盒偏位。

连铸机基础施工, 由于在过程中认真进行实施、跟踪、检查, 通过对大体积砼浇筑, 成型和预埋螺栓孔洞安装加固, 采取了有效的技术措施, 获得了良好的回应;砼浇筑成型后内实外光, 棱角分明, 预埋螺栓及孔洞在交付设备安装时一次验收合格通过, 各项检测值均符合规范要求, 受到业主和外商一致好评。

摘要：介绍了连铸机基础大体积砼浇筑、成型及设备预埋螺栓、预留孔洞安装加固施工。

连铸技术发展现状 篇9

一、方坯高效连铸技术优化

1. 高效结晶器技术

在高速浇铸条件下, 由于拉速提高后使得结晶器铜壁内凝固坯壳厚度减薄, 坯壳与结晶器铜壁之间摩擦力增大, 引起漏钢事故增加。因此要求结晶器具有高冷却强度且导热均匀, 保证结晶器铜管出口坯壳具有足够强度且厚度均匀, 使其能够承受钢水静压力, 以避免漏钢。通过对结晶器铜管长度、结晶器冷却水强度、结晶器铜管倒锥度关键技术优化设计, 有效提高了结晶器传热效率。

(1) 适当延长结晶器铜管长度

在高速浇铸条件下, 拉速增加, 钢水在结晶器铜管内停留时间缩短, 单位重量钢水带走的潜热减少, 凝固坯壳厚度减薄。作为一次冷却, 在相同拉速下结晶器铜管越长, 出结晶器铜管坯壳越厚, 浇铸安全性越好。因此要求延长坯壳在结晶器铜壁内的有效冷却长度和时间, 设计上适当延长结晶器铜管长度, 增加坯壳凝固时间, 目前高效结晶器铜管长度一般设计在900~1000mm。

(2) 提高结晶器冷却水强度

目前连铸生产普遍采用水缝管式结晶器结构, 为适应高拉速下结晶器铜壁内热流的增加, 改善结晶器传热效果, 确保结晶器铜管出口具有足够的坯壳厚度, 要求提高结晶器冷却水强度, 主要在水质、水温度、水流速、水缝基本参数方面优化设计。

(1) 水质:软水p H=7~8, 硬度小于1°Dh。如结晶器铜管冷面结水垢, 高热阻引起铜管温度升高, 导致铜管变形。

(2) 水温度:进水温度低于40℃, 进出水温差为6~10℃, 最大也不能超过12℃。进出水温差稳定, 利于坯壳均匀生长。

(3) 水流速:方坯结晶器冷却水流速在9~12m/s, 水压必须控制在0.5~0.66MPa, 提高水压可加大流速, 利于高拉速, 防止铜管变形。

(4) 水缝:高效连铸采用高精度窄水缝设计, 水缝宽度一般取3.5~4mm, 窄水缝能提高冷却水的流速, 高精度水缝可改善水流的均匀性。

为保证结晶器水缝精度, 采用挤压成型铜水套、爆炸成型水套, 其内腔尺寸和形状精度高, 保证冷却水流速均匀。另外结晶器水套的制造和安装精度直接影响水缝均匀性, 避免由此导致的水缝尺寸不一致, 造成结晶器铜管周边冷却不均, 影响铸坯质量。

(3) 设计合理的结晶器铜管倒锥度, 减少气隙热阻影响

拉速提高后, 结晶器铜管内腔几何形状应适应铸坯的凝固收缩规律, 使铸坯与结晶器铜壁始终尽可能良好接触, 抑制气隙产生, 传热增加且均匀稳定, 角部坯壳能和中部坯壳一样均匀生长。设计连续锥度或多锥度结晶器铜管能满足这些要求, 如抛物线型锥度结晶器、钻石型结晶器、凸型结晶器、曲面结晶器等高效结晶器, 均能减小坯壳与结晶器铜壁之间的气隙热阻, 尤其是减小角部气隙热阻, 增加传热效率, 显著提高拉速。倒锥度根据浇铸钢种的收缩系数确定, 对于不同钢种、不同断面, 应有不同的倒锥度。

2. 高精度结晶器振动技术

高效连铸振动装置通过提高振动精度实现高效率, 其优化设计主要包括振动机构硬件及振动形式、振动工艺参数软件两方面。

板簧式结晶器振动机构有半板簧、全板簧类型, 由于是无轴承的振动机构, 基本无磨损, 具有使用性能稳定、运动精度高、寿命长等优点, 适于高效连铸生产使用。

在高速浇铸条件下, 为了保证结晶器铜壁内初生坯壳不因摩擦力增大而破坏以及保证保护渣的良好填充性和足够消耗量, 要求结晶器振动形式具备的条件是:正滑脱时间稍长些及结晶器上升时, 坯壳与结晶器铜壁之间的相对速度小些, 即上升速度稍慢些。对于非正弦波振动方式, 在结晶器振动过程中, 上升运动比下降运动时间长, 即具有较长的正滑脱时间, 结晶器振动速度与拉速之差较小, 坯壳与结晶器铜壁的摩擦有所减轻, 并且可使液态保护渣膜向出口方向扩展, 有利于保护渣向结晶器铜壁与凝固坯壳之间缝隙的渗透, 从而改善润滑效果, 提高铸坯质量, 因此非正弦波振动更适合高拉速连铸。

非正弦波振动方式是通过液压或电动机械伺服驱动振动机构实现的, 液压振动驱动装置具有可在线调整振幅、振频、波形等功能, 振动精度高, 稳定性更好, 同时可提高铸坯的质量, 振动装置寿命长, 故障率低。电动机械伺服驱动采用电机变频来改变结晶器振动的频率, 成本较低, 均可实现高频、小振幅振动。

目前高效连铸中的高精度振动装置, 采用板簧式结晶器振动机构, 其驱动装置通过液压或电动机械伺服驱动实现非正弦波振动方式, 振动精度比较高, 生产实践中应用效果显著。

3. 结晶器钢水液面控制技术

在高速浇铸条件下, 拉速越高, 结晶器液面波动越大, 容易产生卷渣及夹杂物造成铸坯缺陷, 高拉速连铸要求结晶器钢水液面具有较高的稳定性。使用结晶器液面控制系统, 能保证结晶器内钢水液面稳定保持在预定高度上, 可有效避免结晶器溢流和漏钢, 同时提高连铸机作业率。

现连铸生产上的结晶器钢水液面控制通常使用同位素法, 铯同位素137和射线探测器安装在结晶器的两边, 直接测量钢水的高度值, 测量精确度高, 稳定性好, 目前结晶器钢水液面控制技术可使液面稳定在±3mm。

结晶器钢水液面高度设计原则:液面距结晶器铜管顶端距离在80~120mm之间, 距离过小使结品器铜管顶部应力较大, 距离过大使坯壳在结晶器铜壁内停留时间变短。

4. 高效结晶器保护渣技术

在高速浇铸条件下, 由于拉速提高使得结晶器保护渣用量相对减少, 使坯壳与结晶器铜壁之间发生粘结, 导致漏钢的可能性增加。因此要求使用新型保护渣, 即高效连铸结晶器选择的保护渣与高拉速相适用, 应具有低黏度、低熔点、高熔化速度和良好的吸收夹杂物性能, 具体特性以下。

(1) 在高拉速或拉速变化较大时, 能保持足够的消耗量, 避免发生粘结漏钢。

(2) 结晶器铜壁与坯壳之间渣膜厚度适宜、分布均匀, 以降低结晶器摩擦力, 且散热均匀。

(3) 具有适当的熔渣层厚度, 防止高拉速时熔渣供应不足。

(4) 要有良好的溶解、吸收夹杂物能力, 且吸收夹杂物后物理性能稳定。

选择高效连铸结晶器保护渣的关键是在高速浇铸时确保保护渣的消耗量, 提高结晶器铜壁润滑性能, 使凝固坯壳均匀生成, 保证高质量铸坯。

5. 高效结晶器电磁搅拌技术

在高效浇铸条件下, 高速的钢流干扰结晶器液面稳定性, 加剧保护渣卷入皮下, 又能将钢中夹杂物被钢流带入较深的液相穴内, 恶化钢的清洁性。高效连铸生产中普遍应用结晶器电磁搅拌技术, 有助于提高钢水的纯净度, 减少偏析、缩孔, 改善铸坯凝固结构, 提高铸坯的表面质量和内部质量, 利于提高拉速。其安装位置的设计原则是在保护浇铸方式条件下, 通常搅拌器铁芯上缘距离铜管上缘约300~450mm。

6. 多点矫直技术

在高效连铸中, 高拉速铸坯的液芯长度很长, 需要采用带液芯矫直, 此时铸坯在两相区界面处坯壳的强度和允许的变形率极低。如采用低效浇铸的一点弯曲矫直容易产生裂纹, 采用多点矫直可以把集中一点的应变量分散到多个点完成, 将矫直点的变形率控制在允许范围之内, 消除了铸坯产生内裂的可能性, 提高铸坯质量。高效连铸普遍应用多点矫直技术, 采用多点矫直机实现连铸高效率。

通过对上述关键技术的优化设计与应用, 成功对首钢等多家钢厂方坯连铸机进行了高效化改造, 有效提高了连铸生产效率, 同时优化了连铸生产结构。

二、结论

第一, 方坯高效连铸关键技术包括高效结晶器、高精度结晶器振动装置、结晶器钢水液面控制、高效结晶器保护渣、结晶器电磁搅拌及多点矫直技术。其中高效结晶器是高效连铸的核心技术。

第二, 通过对方坯高效连铸关键技术的优化设计, 实现连铸高拉速, 成功实现方坯连铸机高效化改造。

摘要：通过分析方坯连铸高拉速特点, 对方坯高效连铸关键技术进行优化设计, 成功实现了首钢等多家钢厂方坯连铸机的高效化改造。

关键词：方坯,高效连铸,高拉速,关键技术,优化设计

参考文献

[1]干勇.现代连续铸钢实用手册[M].北京:冶金工业出版社, 2010.

[2]中国冶金报社.连续铸钢500问[M].北京:冶金工业出版社, 2004.