第一篇：切實(shí)推進(jìn)板坯連鑄裝備制造技術(shù)范文

切實(shí)推進(jìn)板坯連鑄裝備制造技術(shù)

創(chuàng)新進(jìn)步,適應(yīng)高端板材生產(chǎn)需要

北京首鋼機(jī)電有限公司

在國(guó)家〝十一.五〞期間,首鋼機(jī)電公司得益于我國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展, 得益于首鋼搬遷和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整,在發(fā)展高端裝備制造業(yè)中取得了很大的成果;特別是以高水平的板坯連鑄機(jī)為代表的成套冶金設(shè)備,與國(guó)際著名公司合作生產(chǎn)了15套機(jī)組,在消化吸收引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上自主集成了6套機(jī)組,制造工藝技術(shù)取得了一批創(chuàng)新成果;我們生產(chǎn)的高水平的板坯連鑄機(jī)分別用于首鋼、包鋼、漣鋼、武鋼、承鋼和鄂鋼等重點(diǎn)工程,設(shè)備的產(chǎn)能達(dá)到4800萬(wàn)噸板坯;分別用以生產(chǎn)汽車板、管線鋼、電工鋼、船板、耐候板、容器板、不銹鋼和高強(qiáng)度鋼等高端板卷和寬厚板的生產(chǎn).我們?cè)诎l(fā)展以高水平的板坯連鑄機(jī)為代表的高端成套冶金裝備制造業(yè)中取得的成果,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面.一.學(xué)習(xí)外方企業(yè)管理理念,全面提升綜合能力,以高標(biāo)準(zhǔn)制造每一套板坯連鑄機(jī).自1997年起我公司與德國(guó)西馬克合作生產(chǎn)CSP薄板坯連鑄機(jī)成套設(shè)備,承擔(dān)薄板坯連鑄裝備技術(shù)攻關(guān)起,我們開(kāi)始接受國(guó)外板坯連鑄機(jī)最新技術(shù)成果.由于當(dāng)時(shí)我們的企業(yè)管理,裝備水平,工藝技術(shù)能力,質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),對(duì)現(xiàn)代連鑄裝備的認(rèn)知和傳統(tǒng)觀念與國(guó)際先進(jìn)機(jī)械制造業(yè)存在巨大的差距.在開(kāi)始階段,我們的生產(chǎn)計(jì)劃編制,傳統(tǒng)工藝習(xí)慣,工序和功能檢驗(yàn)到表面質(zhì)量與外方的要求都是很不適應(yīng),特別是許多方面的陳規(guī)陋習(xí)與外方屢屢碰撞,付出了一些教訓(xùn)和代價(jià).我們及時(shí)統(tǒng)一了思想,堅(jiān)決要求各級(jí)干部,工程技術(shù)人員和操作工人無(wú)條件尊重外方圖紙和技術(shù)文件要求和外方代表的意見(jiàn),嚴(yán)格工序過(guò)程;我們選派一批中層干部和管理人員赴西馬克公司接受培訓(xùn)實(shí)習(xí),修訂和強(qiáng)化了企業(yè)組織體系和質(zhì)量保證體系;合作生產(chǎn)的過(guò)程有力的推進(jìn)了企業(yè)進(jìn)步,全面提升了我們的技術(shù)能力,制造工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量.我們與西馬克和達(dá)涅利合作先后為廣州珠鋼、邯鋼、包鋼、馬鋼、漣鋼、本鋼、酒鋼和武鋼制造了15套薄板坯連鑄機(jī)(全國(guó)共建設(shè)了10個(gè)薄板坯連鑄連軋工程,20套薄板坯連鑄機(jī)),以及他們的二期或改造工程.在國(guó)家〝十一.五〞期間,我們與奧鋼聯(lián)、西馬克和達(dá)涅利合作制造了15套常規(guī)板坯和寬厚板坯連鑄機(jī).它們都具備當(dāng)代最新技術(shù)發(fā)展特點(diǎn),其中為首鋼秦皇島4.3m軋機(jī)配套3#連鑄機(jī),400×2400mm寬厚板坯連鑄機(jī)是現(xiàn)今世界最先進(jìn),最重型的板坯連鑄機(jī).這些成果確定了我公司在制造板坯連鑄機(jī)領(lǐng)域里的競(jìng)爭(zhēng)能力和領(lǐng)先地位.二.消化,吸收和掌握先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù),理解和領(lǐng)會(huì)了現(xiàn)代板坯連鑄工藝技術(shù),自主創(chuàng)新和集成,推進(jìn)板坯連鑄機(jī)國(guó)產(chǎn)化.板坯連鑄是高品質(zhì)板帶生產(chǎn)流程里至關(guān)重要的環(huán)節(jié), 新建設(shè)的當(dāng)代最先進(jìn)的板坯連鑄機(jī)的技術(shù)進(jìn)步主要體現(xiàn)在工藝裝備的日益優(yōu)化，機(jī)電液和工藝介質(zhì)的一體化裝備技術(shù)更加成熟，無(wú)缺陷鑄坯的生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)實(shí)用，自動(dòng)化系統(tǒng)和工藝控制水平不斷更新和完善，滿足生產(chǎn)實(shí)際需要的智能操作軟件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用效果顯著。

新設(shè)計(jì)的板坯連鑄結(jié)晶器都采用了緊湊式設(shè)計(jì)，剛性好，可實(shí)現(xiàn)快速更換，水系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)接；在功能上充分完善均勻的坯殼的形成，保證鑄坯良好的內(nèi)在和表面質(zhì)量；把結(jié)晶器液面動(dòng)態(tài)控制在最佳的狀態(tài)，自動(dòng)澆鑄，確保連鑄機(jī)高效運(yùn)行；有效地防止坯殼粘結(jié)或漏鋼的發(fā)生；液壓振動(dòng)可控制振幅，振頻，波形，調(diào)節(jié)非正弦因數(shù)，可優(yōu)化負(fù)滑脫時(shí)間使鑄坯振痕變淺，防止表面裂紋產(chǎn)生，保證鑄坯的表面質(zhì)量。

為了有效地消除板坯的中心疏松和凝固過(guò)程鑄坯中心產(chǎn)生的裂紋，我們制造的板坯連鑄機(jī)都具備動(dòng)態(tài)收縮輥縫——鑄坯凝固末端的輕壓下技術(shù)，在拉坯過(guò)程中根據(jù)鑄坯液相穴的位置的變化，動(dòng)態(tài)地調(diào)整輥縫和輥列的錐度，使凝固末端鑄坯達(dá)到輕壓下。鑄坯在二次冷卻區(qū)既得到最佳的冷卻速率,又防止過(guò)冷卻，保證鑄坯的質(zhì)量；動(dòng)態(tài)控制的冷卻系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)計(jì)算的溫度分布的熱跟蹤模型，確定冷卻的強(qiáng)度和分布，配置冷卻的策略。具有動(dòng)態(tài)軟壓下功能的板坯連鑄機(jī)都采用液壓夾緊扇形段，遠(yuǎn)程調(diào)整輥縫和具有足夠精度和剛度的設(shè)備條件，成熟和可靠的工藝軟件包的支持。液壓遠(yuǎn)程調(diào)整輥縫的鑄坯導(dǎo)向系統(tǒng)極大地支持了連鑄生產(chǎn)和操作的靈活性。

在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化、加工制造、質(zhì)量控制、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和生產(chǎn)保障、備件供應(yīng)、維修和再制造的過(guò)程中我們掌握和積累了許多經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),使我們有能力推進(jìn)板坯連鑄機(jī)的技術(shù)進(jìn)步和國(guó)產(chǎn)化.我們?cè)诩庸ぶ圃爝B鑄輥系和框架中創(chuàng)新設(shè)計(jì)了許多項(xiàng)工藝和工裝有效地保證了加工質(zhì)量,大大提高了加工效率,有效地縮短工期和降低成本,其中授予了4項(xiàng)專利權(quán).我們對(duì)板坯連鑄機(jī)制造材料和配套零部件的選用,堆焊材料和焊劑;軸承、密封、液壓、潤(rùn)滑、冷卻、傳動(dòng)、傳感器和電器等主要配套零部件的供貨商、品質(zhì)和技術(shù)參數(shù)實(shí)行了優(yōu)化,建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,有效地保證了產(chǎn)品質(zhì)量,也最大限度地實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化.我們?cè)趯?shí)踐中積累了許多經(jīng)驗(yàn),增長(zhǎng)了能力,培養(yǎng)了專業(yè)人材,最重要的是我們對(duì)現(xiàn)代板坯連鑄技術(shù)的理解,使我們有能力向用戶、科研單位和工程設(shè)計(jì)公司提供相關(guān)技術(shù)支持,參與工藝裝備設(shè)計(jì)選型和綜合解決方案的討論,分享我們的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)成果,共同推進(jìn)國(guó)內(nèi)板坯連鑄技術(shù)和裝備的進(jìn)步,同時(shí)我們也得到了合同,取得經(jīng)濟(jì)效益.我們?cè)谙找M(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上自主集成和設(shè)計(jì),制造了具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平的板坯連鑄機(jī),其投產(chǎn)后的綜合技術(shù)水平相當(dāng)于國(guó)外設(shè)計(jì)的裝備.同時(shí)我們對(duì)首鋼投產(chǎn)使用的一些板坯連鑄機(jī)部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn),提高了設(shè)備的可靠性和使用的合理性.三.著力企業(yè)技術(shù)進(jìn)步,打造冶金成套裝備核心競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力.首鋼機(jī)電公司打造冶金成套裝備核心競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力,把技術(shù)進(jìn)步放在最先位置,加大了裝備和軟實(shí)力的提升.作為一家冶金重型裝備制造企業(yè),機(jī)床一般比較大型化和通用化,因此對(duì)于板坯連鑄機(jī)加工制造明顯沒(méi)有針對(duì)性,公司調(diào)整了技改方向,短時(shí)間內(nèi)購(gòu)置一批數(shù)控加工機(jī)床,并且采用了高效切削技術(shù),還以技術(shù)帶頭人為命名的工作室,作為創(chuàng)新平臺(tái),綜合了加工工藝,數(shù)控技術(shù),刀具,切削液,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等專業(yè),數(shù)倍提高了加工效率,確保了加工質(zhì)量百分百的合格.CAPP計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)系統(tǒng)投入使用,大為縮短了與國(guó)際先進(jìn)企業(yè)的差距.將產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)信息轉(zhuǎn)換為各種加工制造和生產(chǎn)組織管理信息,起到了機(jī)械制造信息化建設(shè)聯(lián)系設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的紐帶,解決了工藝設(shè)計(jì)效率,標(biāo)準(zhǔn)化和集成問(wèn)題,使我們的企業(yè)的軟實(shí)力得到合作外方的高度重視.堆焊是生產(chǎn)板坯連鑄機(jī)的重要工序,由于我們嚴(yán)格工藝過(guò)程控制,穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量,我們的該生產(chǎn)單元被國(guó)際著名焊接材料公司,英國(guó)Weldclad公司命名為在中國(guó)的示范基地.板坯連鑄機(jī)冷卻水,潤(rùn)滑和液壓管路的裝配工作量很大,往往是制約生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的主要環(huán)節(jié),我們采用了計(jì)算機(jī)三維輔助設(shè)計(jì)和數(shù)控彎管技術(shù),路徑復(fù)雜,空間走向,角度和尺寸極其繁多配管進(jìn)行了精確的預(yù)制,使得配管操作就象汽車生產(chǎn)線一樣簡(jiǎn)單,并達(dá)到美感,可靠的效果.此項(xiàng)技術(shù)得到合作外方高度評(píng)價(jià),這在他們的工廠里也尚未做到.未來(lái)鋼鐵企業(yè)為了滿足高質(zhì)量寬厚鋼板的需求，產(chǎn)品品質(zhì)必需滿足更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)；必然要應(yīng)對(duì)日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)，應(yīng)對(duì)來(lái)自質(zhì)量、成本、效率、環(huán)保、品種和技術(shù)方面的壓力和挑戰(zhàn)；面對(duì)一般板帶生產(chǎn)能力過(guò)剩，高端產(chǎn)品技術(shù)和生產(chǎn)能力仍然短缺的現(xiàn)狀；可以肯定煉鋼-連鑄-軋鋼工藝流程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化的技術(shù)改造，淘汰落后和新的工程建設(shè)將持續(xù)進(jìn)行,對(duì)冶金裝備必然有更高的要求和更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

整合設(shè)計(jì)研究，裝備制造和使用平臺(tái)，鼓勵(lì)支持消化吸收和掌握引進(jìn)技術(shù)，重視總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的二次創(chuàng)新和自主集成，推動(dòng)裝備國(guó)產(chǎn)化、工藝技術(shù)和核心競(jìng)爭(zhēng)力的實(shí)現(xiàn)，我國(guó)高端板坯連鑄與板帶生產(chǎn)的技術(shù)和裝備必定要適應(yīng)這樣的發(fā)展趨勢(shì).

第二篇：高品質(zhì)連鑄坯生產(chǎn)工藝與裝備技術(shù)

高品質(zhì)連鑄坯生產(chǎn)工藝與裝備技術(shù)

【摘要】 對(duì)生產(chǎn)這些高性能品種鋼的鑄坯母材質(zhì)量及尺寸的要求也日益提高，集中體現(xiàn)為鑄坯表面的微缺陷化、鑄坯內(nèi)部的高致密度與均質(zhì)化以及斷面的大型化等特點(diǎn)。

研究背景

近十年來(lái)，隨著我國(guó)交通運(yùn)輸、能源石化、海洋工程、重型機(jī)械、核電、軍工等國(guó)家重點(diǎn)行業(yè)與產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)高品質(zhì)品種鋼的需求量大幅增加。與此同時(shí)，受用途和使用環(huán)境特殊性的影響，對(duì)鋼產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、尺寸規(guī)格等也提出了更高的要求。為此，對(duì)生產(chǎn)這些高性能品種鋼的鑄坯母材質(zhì)量及尺寸的要求也日益提高，集中體現(xiàn)為鑄坯表面的微缺陷化、鑄坯內(nèi)部的高致密度與均質(zhì)化以及斷面的大型化等特點(diǎn)。

我國(guó)鋼鐵工業(yè)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的快速發(fā)展，整體技術(shù)與裝備水平均逐漸邁人世界先進(jìn)行列。值得一提的是，經(jīng)過(guò)近20年的引進(jìn)、消化吸收與再創(chuàng)新，我國(guó)的連鑄技術(shù)與裝備水平更是獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了超過(guò)98%的連鑄比，是當(dāng)前生產(chǎn)高品質(zhì)品種鋼鑄坯母材最主要的工藝。受國(guó)家需求驅(qū)動(dòng)，我國(guó)的品種鋼微合金化技術(shù)和大斷面連鑄坯生產(chǎn)技術(shù)與裝備更是得到了快速發(fā)展，合金體系涉及Nb、V、Ti、B、Ni等，已建成并投產(chǎn)的寬（特）厚板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)線超過(guò)30條、大方坯連鑄機(jī)生產(chǎn)線20余條、?600mm以上大圓坯連鑄生產(chǎn)線20多條，產(chǎn)能超過(guò)1.2億噸，具備了生產(chǎn)高品質(zhì)大規(guī)格品種鋼的能力。正是由于品種鋼微合金化技術(shù)進(jìn)步以及上述寬／大斷面連鑄機(jī)的大規(guī)模投產(chǎn)及其技術(shù)進(jìn)步，一定程度上緩解了我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)依靠進(jìn)口或使用鑄錠來(lái)滿足高品質(zhì)品種鋼軋制需求的局面。

但與此同時(shí)，品種鋼連鑄生產(chǎn)過(guò)程面臨鑄坯裂紋頻發(fā)、內(nèi)部質(zhì)量不理想的困境，特別是隨著連鑄坯斷面的大型化，鑄坯缺陷所帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)尤顯突出，已成為限制高品質(zhì)品種鋼連鑄高效化生產(chǎn)的共性技術(shù)難題。

微合金品種鋼連鑄坯產(chǎn)生角部橫裂紋具有普遍性，開(kāi)發(fā)有效且穩(wěn)定的裂紋控制技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)外冶金工作者研究的熱點(diǎn)。目前，除了鋼水成分控制外，主要是圍繞連鑄工藝與裝備技術(shù)而展開(kāi)，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）優(yōu)化連鑄坯二冷配水工藝，使連鑄坯通過(guò)鑄流矯直區(qū)時(shí)避開(kāi)相應(yīng)鋼種的第三脆性溫度區(qū)。該技術(shù)是目前控制微合金品種鋼連鑄板坯角部橫裂紋缺陷最常用的措施。其包括“熱行”和“冷行”兩條途徑，并以“熱行”路線最為普遍采用。然而，這兩條途徑均以降低連鑄機(jī)扇形段設(shè)備使用壽命為代價(jià)（“熱行”路線須大幅減少連鑄機(jī)矯直段前多個(gè)冷卻區(qū)的冷卻水量，常引發(fā)扇形段鑄輥表面保護(hù)渣與氧化鐵皮燒結(jié)物的黏結(jié)而降低鑄輥的使用壽命；“冷行”路線則將大幅增加鑄坯矯直應(yīng)力，降低扇形段鑄輥軸承及軸承套的使用壽命），且無(wú)法從根本上消除連鑄坯角部橫裂紋產(chǎn)生。

2)使用大倒角結(jié)晶器技術(shù)。使用該技術(shù)可大幅提高鑄坯角部過(guò)矯直的溫度，實(shí)現(xiàn)鑄坯高塑性過(guò)矯直，從而有效控制微合金品種鋼連鑄坯角部裂紋產(chǎn)生。但該技術(shù)使用過(guò)程對(duì)連鑄生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性要求較高，同時(shí)也面臨倒角面附近區(qū)域易產(chǎn)生表面縱裂紋、結(jié)晶器銅板使用壽命低等問(wèn)題。

3)實(shí)施鑄坯二冷足輥段與立彎段垂直區(qū)強(qiáng)冷卻控制技術(shù)，使連鑄坯表層生成一層具有較強(qiáng)抗裂紋能力的組織。但該技術(shù)需要在很小的控制窗口（足輥段與立彎段垂直區(qū)）內(nèi)對(duì)鑄坯實(shí)施較大幅度的快速降溫與升溫控制。一方面，該控冷工藝實(shí)施復(fù)雜，且穩(wěn)定性難以把握；另一方面，目前多數(shù)連鑄機(jī)的高溫區(qū)冷卻能力無(wú)法滿足鑄坯角部的降溫與升溫幅度。目前僅日本新日鐵住金與韓國(guó)浦項(xiàng)等國(guó)際先進(jìn)鋼鐵企業(yè)成功應(yīng)用該技術(shù)。

因此，結(jié)合微合金品種鋼凝固特點(diǎn)與連鑄坯鑄流溫度演工藝，使連鑄坯通過(guò)鑄流矯直區(qū)時(shí)避開(kāi)相應(yīng)鋼種的第三脆性溫度區(qū)。該技術(shù)是目前控制微合金品種鋼連鑄板坯角部橫裂紋缺陷最常用的措施。其包括“熱行”和“冷行”兩條途徑，并以“熱行”路線最為普遍采用。然而，這兩條途徑均以降低連鑄機(jī)扇形段設(shè)備使用壽命為代價(jià)（“熱行”路線須大幅減少連鑄機(jī)矯直段前多個(gè)冷卻區(qū)的冷卻水量，常引發(fā)扇形段鑄輥表面保護(hù)渣與氧化鐵皮燒結(jié)物的黏結(jié)而降低鑄輥的使用壽命；“冷行”路線則將大幅增加鑄坯矯直應(yīng)力，降低扇形段鑄輥軸承及軸承套的使用壽命），且無(wú)法從根本上消除連鑄坯角部橫裂紋產(chǎn)生。

2)使用大倒角結(jié)晶器技術(shù)。使用該技術(shù)可大幅提高鑄坯角部過(guò)矯直的溫度，實(shí)現(xiàn)鑄坯高塑性過(guò)矯直，從而有效控制微合金品種鋼連鑄坯角部裂紋產(chǎn)生。但該技術(shù)使用過(guò)程對(duì)連鑄生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性要求較高，同時(shí)也面臨倒角面附近區(qū)域易產(chǎn)生表面縱裂紋、結(jié)晶器銅板使用壽命低等問(wèn)題。

3)實(shí)施鑄坯二冷足輥段與立彎段垂直區(qū)強(qiáng)冷卻控制技術(shù)，使連鑄坯表層生成一層具有較強(qiáng)抗裂紋能力的組織。但該技術(shù)需要在很小的控制窗口（足輥段與立彎段垂直區(qū)）內(nèi)對(duì)鑄坯實(shí)施較大幅度的快速降溫與升溫控制。一方面，該控冷工藝實(shí)施復(fù)雜，且穩(wěn)定性難以把握；另一方面，目前多數(shù)連鑄機(jī)的高溫區(qū)冷卻能力無(wú)法滿足鑄坯角部的降溫與升溫幅度。目前僅日本新日鐵住金與韓國(guó)浦項(xiàng)等國(guó)際先進(jìn)鋼鐵企業(yè)成功應(yīng)用該技術(shù)。

因此，結(jié)合微合金品種鋼凝固特點(diǎn)與連鑄坯鑄流溫度演變規(guī)律，深入研究微合金品種鋼連鑄坯裂紋產(chǎn)生的本質(zhì)原因，開(kāi)發(fā)可實(shí)現(xiàn)鑄坯表層組織強(qiáng)化、從根本上消除裂紋產(chǎn)生的微合金品種鋼連鑄坯角部橫裂紋控制技術(shù)成為關(guān)鍵。

連鑄坯中心偏析與疏松是由于鑄坯凝固過(guò)程中鋼液選分結(jié)晶特性和凝固收縮特性所導(dǎo)致的固有缺陷，嚴(yán)重影響最終鋼產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命，制約著高端品種鋼的生產(chǎn)。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，主要依靠?jī)?yōu)化連鑄坯二冷工藝并對(duì)連鑄坯施加外場(chǎng)作用（凝固末端壓下、末端電磁攪拌），以解決鑄坯內(nèi)部偏析與疏松問(wèn)題。這些技術(shù)對(duì)于較小斷面或常規(guī)斷面連鑄坯生產(chǎn)較為有效，而對(duì)于寬（特）厚板坯、大方（圓）坯等寬／大斷面連鑄坯而言，其澆鑄速度較低、冷卻強(qiáng)度較弱，鑄坯凝固速率大大降低，同時(shí)隨著斷面的增寬加厚，其內(nèi)部冷卻條件明顯惡化，凝固組織中柱狀晶發(fā)達(dá)，枝晶間富含溶質(zhì)偏析元素的殘余鋼液流動(dòng)趨于平衡，導(dǎo)致鑄坯偏析、疏松和縮孔缺陷愈加嚴(yán)重。使用常規(guī)技術(shù)手段，尚無(wú)法有效實(shí)現(xiàn)寬／大斷面連鑄坯的高致密、均質(zhì)化生產(chǎn)，具體原因主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1)由于鑄坯加厚引起的變形抗力與變形量增大，鑄坯增寬引起的溶質(zhì)非均勻擴(kuò)散與分布趨勢(shì)加劇，傳統(tǒng)的輕壓下工藝已無(wú)法有效、穩(wěn)定控制液芯變形，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)凝固末端擠壓排除富集溶質(zhì)的鋼液和有效補(bǔ)償凝固收縮的目的。

2)近年來(lái)研究者提出了以日本住友金屬CPSS等為代表的大壓下技術(shù)，即通過(guò)增大凝固終點(diǎn)的壓下量達(dá)到消除中心偏析與疏松、提高鑄坯致密度的目的。然而，在大壓下量實(shí)施過(guò)程中，兩相區(qū)坯殼變形、凝固傳熱、溶質(zhì)微觀偏析、溶質(zhì)宏觀擴(kuò)散、裂紋擴(kuò)展等行為更加復(fù)雜多變，各行為之間的相互影響作用愈加突顯，目前現(xiàn)有研究方法與傳統(tǒng)輕壓下工藝?yán)碚撘央y以指導(dǎo)壓下參數(shù)設(shè)計(jì)，只能依靠反復(fù)的工業(yè)試驗(yàn)進(jìn)行不斷的優(yōu)化和調(diào)試，從而嚴(yán)重制約壓下工藝的實(shí)施效果和穩(wěn)定性。

3)連鑄坯凝固末端電磁攪拌技術(shù)。該技術(shù)實(shí)施需依靠準(zhǔn)確的攪拌工藝為基礎(chǔ)。目前由于對(duì)大斷面連鑄坯凝固行為認(rèn)識(shí)不充分，無(wú)法準(zhǔn)確描述非穩(wěn)定凝固條件下的鑄坯兩相區(qū)凝固、流動(dòng)和溶質(zhì)傳輸行為。與此同時(shí)，隨著坯殼厚度的增加，目前電磁攪拌能力與攪拌模式不足以驅(qū)動(dòng)鋼液的流動(dòng)，從而嚴(yán)重影響連鑄坯偏析和疏松的控制效果與穩(wěn)定性。

為此，針對(duì)當(dāng)前鋼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷升級(jí)、產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提高的形勢(shì)，開(kāi)發(fā)高致密度、均質(zhì)化的寬（特）厚板坯、大斷面方（圓）坯連鑄生產(chǎn)新工藝與裝備技術(shù)顯得十分重要而迫切。

東北大學(xué)朱苗勇教授及其研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期圍繞高品質(zhì)連鑄坯生產(chǎn)工藝與裝備技術(shù)開(kāi)展研究，先后承擔(dān)和完成了國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、國(guó)家科技支撐計(jì)劃、國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃以及企業(yè)重大合作開(kāi)發(fā)等數(shù)十項(xiàng)課題，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利30余項(xiàng)，獲省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)7項(xiàng)。在連鑄坯裂紋控制方面，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)近年的研究，揭示了產(chǎn)生微合金品種鋼連鑄坯表面裂紋的本質(zhì)機(jī)理，開(kāi)發(fā)形成了有效消除微合金品種鋼連鑄坯角部裂紋的全曲面錐度結(jié)晶器與鑄坯二冷高溫區(qū)表層組織控冷相結(jié)合的裂紋控制裝備與工藝技術(shù)。在連鑄坯偏析與疏松控制方面，研究團(tuán)隊(duì)自2003年起就從事鑄坯凝固末端壓下工藝與裝備技術(shù)研發(fā)工作，提出了確定壓下工藝關(guān)鍵參數(shù)的理論模型，開(kāi)發(fā)了核心工藝控制模型與系統(tǒng)，并率先實(shí)現(xiàn)了板坯、大方坯凝固末端工藝控制技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化研發(fā)與應(yīng)用，并在寶鋼梅山、攀鋼、天鋼、湘鋼、漣鋼、首鋼、邢鋼等十余家企業(yè)推廣應(yīng)用。目前，針對(duì)高品質(zhì)大斷面連鑄坯生產(chǎn)，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了鑄坯凝固末端重壓下技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)，并率先在大方坯連鑄機(jī)實(shí)施了應(yīng)用，取得了良好的應(yīng)用效果。關(guān)鍵共性技術(shù)內(nèi)容

2.1 微合金鋼連鑄坯表面質(zhì)量控制工藝與裝備技術(shù)

微合金品種鋼連鑄坯凝固過(guò)程中，鋼中的Nb、V、Ti以及B等微合金元素極易與鋼中的C、N等元素結(jié)合，生成碳化物、氮化物以及碳氮化物。受傳統(tǒng)連鑄生產(chǎn)過(guò)程鑄坯初凝行為及控冷工藝的限制，這些微合金碳氮化物主要以鏈狀形式于鑄坯角部表層組織晶界大量析出，從而極大弱化了其晶界的強(qiáng)度；與此同時(shí)，鑄坯在后續(xù)凝固過(guò)程中，同樣受不合理冷卻模式的影響，膜狀或網(wǎng)狀先共析鐵素體優(yōu)先在鑄坯角部奧氏體晶界生成。受奧氏體與鐵素體軟硬相間應(yīng)力分配作用（鐵素體強(qiáng)度僅約為奧氏體強(qiáng)度1/4），鑄坯在彎曲和矯直過(guò)程的應(yīng)力極易在晶界鐵素體組織內(nèi)集中。受這些因素共同作用，微合金品種鋼的連鑄坯角部頻繁發(fā)生微橫裂紋缺陷?；谠摫举|(zhì)機(jī)理，要控制裂紋的產(chǎn)生，關(guān)鍵是要消除微合金碳氮化物以及先共析鐵素體膜在奧氏體晶界的形成。為此，需進(jìn)行如下關(guān)鍵技術(shù)研究。

1)不同微合金種類及成分下碳氮化物析出行為研究。不同種類微合金元素與鋼中C、N元素的結(jié)合能力不同，且析出物的晶界與晶內(nèi)析出溫度、析出種類均不盡相同。需根據(jù)鋼中微合金元素的種類、鋼的成分，建立不同成分體系及含量下微合金碳氮化物在不同鋼組織相（奧氏體與鐵素體）及位置（晶內(nèi)、晶界）的析出熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)模型，明確與成分體系相對(duì)應(yīng)的微合金元素碳氮化物在不同鋼組織相及其不同位置的析出溫度區(qū)及析出控制動(dòng)力學(xué)條件。

2)初凝坯殼角部快冷卻細(xì)晶化控制技術(shù)開(kāi)發(fā)。研究結(jié)晶器內(nèi)初凝坯殼凝固熱／力學(xué)行為，設(shè)計(jì)最佳的全曲面錐度結(jié)晶器銅板補(bǔ)償量與冷卻結(jié)構(gòu)，并揭示不同錐度補(bǔ)償量和冷卻結(jié)構(gòu)下坯殼角部熱歷程與晶粒生長(zhǎng)規(guī)律，為開(kāi)發(fā)有效實(shí)施結(jié)晶器內(nèi)鑄坯角部超快冷卻、細(xì)化晶粒的全曲面錐度結(jié)晶器技術(shù)與工藝提供設(shè)計(jì)參數(shù)指導(dǎo)，確保鑄坯角部一次凝固形成細(xì)小的奧氏體晶粒，并大幅降低鑄坯角部溫度，也減輕了連鑄二冷高溫區(qū)為強(qiáng)化鑄坯表層的組織而進(jìn)行控冷的負(fù)擔(dān)。同時(shí)，通過(guò)鑄坯角部在初凝期的快速冷卻，抑制微合金碳氮化物在其奧氏體晶界生成。

3)鑄坯二冷高溫區(qū)表層組織強(qiáng)化控冷裝備與工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)?；谌驽F度結(jié)晶器技術(shù)，揭示鑄坯二冷足輥段與立彎段溫度演變規(guī)律，開(kāi)發(fā)確保鑄坯角部局部快速冷卻、大回溫強(qiáng)化鑄坯二冷高溫區(qū)表層組織的智能控冷噴淋裝置與配水工藝，實(shí)現(xiàn)鑄坯表層組織的進(jìn)一步細(xì)化。與此同時(shí)，通過(guò)鑄坯高溫區(qū)角部局部快速冷卻，進(jìn)一步抑制鑄坯晶界碳氮化物與先共析鐵素體膜生成，有效實(shí)現(xiàn)鑄坯角部表層組織自身強(qiáng)化。

4)微合金品種鋼鑄坯表面裂紋控制技術(shù)的工業(yè)實(shí)施。結(jié)合企業(yè)微合金品種鋼成分體系、連鑄機(jī)裝備特點(diǎn)、鑄坯在鑄流內(nèi)的溫度演變規(guī)律，開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命、可在線調(diào)寬、穩(wěn)定化的全曲面錐度結(jié)晶器及其角部快速冷卻工藝、鑄坯鑄流高溫區(qū)角部表層組織強(qiáng)化的智能控冷裝備與工藝，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)微合金品種鋼的高效化、穩(wěn)定化生產(chǎn)。2.2 高致密度、均質(zhì)化寬／大斷面連鑄坯生產(chǎn)工藝與裝備

針對(duì)寬／大斷面連鑄坯生產(chǎn)，采用傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)二冷配水優(yōu)化工藝、鑄坯凝固末端動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)，較難實(shí)現(xiàn)其高致密度、均質(zhì)化生產(chǎn)。而解決該技術(shù)難題最為行之有效的方法是協(xié)同采用鑄坯凝固末端重壓下技術(shù)與鑄坯凝固末端電磁攪拌技術(shù)。然而，由于難以準(zhǔn)確描述大壓下量實(shí)施過(guò)程中輥壓力、熱應(yīng)力、矯直力、拉坯阻力等內(nèi)外力共同作用下的凝固坯殼與兩相區(qū)的動(dòng)態(tài)變形行為，及其與溶質(zhì)宏微觀偏析、溶質(zhì)宏觀擴(kuò)散、裂紋擴(kuò)展之間的相互作用關(guān)系，嚴(yán)重制約了凝固末端重壓下工藝的實(shí)施可靠性與穩(wěn)定性。同時(shí)，由于暫無(wú)法準(zhǔn)確描述非穩(wěn)定凝固條件下的鑄坯兩相區(qū)凝固、流動(dòng)和溶質(zhì)傳輸行為，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大斷面連鑄坯凝固末端電磁攪拌工藝的穩(wěn)定投用。因此，需要從理論研究、工藝開(kāi)發(fā)、裝備控制技術(shù)開(kāi)發(fā)等幾方面開(kāi)展研究工作，真正解決凝固末端重壓下工藝的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)該工藝的穩(wěn)定、有效投用。1)工藝?yán)碚撗芯糠矫妫航上鄥^(qū)變形與溶質(zhì)偏析宏微觀多尺度多場(chǎng)耦合計(jì)算模擬，實(shí)現(xiàn)坯殼變形、凝固傳熱、溶質(zhì)宏觀傳輸、溶質(zhì)微觀偏析與相變的順序耦合計(jì)算。全面考慮寬／大斷面連鑄坯生產(chǎn)過(guò)程傳熱、流動(dòng)和凝固現(xiàn)象，進(jìn)而研究連鑄工藝參數(shù)和外場(chǎng)（重壓下、電磁攪拌、鼓肚力等）作用下寬／大斷面連鑄坯坯殼與兩相區(qū)變形行為。與此同時(shí)，建立考慮固相演變移動(dòng)、夾雜物析出與多元合金交互作用的微觀組織模型，揭示寬／大斷面連鑄坯凝固組織演變機(jī)理，全面解釋重壓下工藝與電磁攪拌工藝對(duì)寬／大斷面連鑄坯中心偏析與疏松的改善效果，以及凝固組織的均質(zhì)化控制效果。

2)工藝控制技術(shù)開(kāi)發(fā)方面：合理、有效的工藝控制技術(shù)是實(shí)施重壓下工藝的關(guān)鍵。在理論研究酌基礎(chǔ)上，針對(duì)寬（特）厚板坯／，大斷面方（圓）坯連鑄機(jī)的具體特點(diǎn)，系統(tǒng)研究并開(kāi)發(fā)形成一系列適用于寬／大斷面連鑄坯的凝固末端壓下工藝控制技術(shù)模型，如基于扇形段／拉矯機(jī)壓力實(shí)時(shí)反饋的凝固末端檢測(cè)技術(shù)；消除寬／特厚板連鑄坯非均勻凝固導(dǎo)致橫截面距窄面1/8-1/4區(qū)域中心偏析與疏松的寬／特厚板壓下區(qū)間控制技術(shù)；基于凝固補(bǔ)縮原理與坯殼變形量在線檢測(cè)的壓下率／壓下量參數(shù)在線控制技術(shù)；確保鑄坯在拉坯方向與寬向上溫度的平滑、合理過(guò)渡的多維動(dòng)態(tài)冷卻控制技術(shù)；用于有效混勻兩相區(qū)溶質(zhì)偏析鋼液、提高等軸晶率的凝固末端電磁攪拌技術(shù)；為避免壓下工藝調(diào)整過(guò)程中鑄坯寬展不均而導(dǎo)致“楔型坯”的鑄坯寬度的均勻調(diào)控工藝等。

3)裝備控制技術(shù)開(kāi)發(fā)方面：穩(wěn)定、準(zhǔn)確的裝備控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)凝固末端重壓下工藝的保障。針對(duì)寬（特）厚板、大斷面方（圓）坯連鑄機(jī)的具體特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)以熱坯作為量尺的輥縫在線標(biāo)定技術(shù)，消除高溫與扇形段／拉矯機(jī)結(jié)構(gòu)變形所引起的輥縫誤差，同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中輥縫的在線標(biāo)定；開(kāi)發(fā)有效控制鑄坯延展變形，提高表面壓下量向固液界面?zhèn)鬟f效率的“堆鋼”壓下控制技術(shù)，顯著提高工藝實(shí)施效果；開(kāi)發(fā)漸變曲率凸型輥壓下技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄坯液芯的有效擠壓，在提高壓下效率的同時(shí)降低鑄坯表面裂紋發(fā)生率；基于全曲面錐度結(jié)晶器／全曲面斜倒角結(jié)晶器，降低壓下過(guò)程已凝固坯殼的變形抗力，保證液芯的有效壓下。研究技術(shù)路線與實(shí)施方案

3.1 微合金鋼連鑄坯表面裂紋控制研究

1)利用數(shù)值模擬計(jì)算與在線測(cè)溫相結(jié)合技術(shù)，研究鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)與二冷鑄流內(nèi)的凝固熱／力學(xué)行為，為全曲面錐度結(jié)晶器技術(shù)開(kāi)發(fā)與鑄坯二冷高溫區(qū)表層組織強(qiáng)化控冷裝備與工藝開(kāi)發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

2)建立不同類型析出物在不同鋼組織相及其位置的析出熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)理論模型，并結(jié)合重熔凝固技術(shù)、透射電鏡等檢測(cè)手段，揭示鑄坯不同冷卻熱歷程下、不同鋼組織相及位置微合金碳氮化物析出行為規(guī)律，確定具體成分微合金品種鋼連鑄坯晶界析出控制的關(guān)鍵參數(shù)；基于鑄坯二冷溫度場(chǎng)演變規(guī)律，揭示連鑄坯角部不同熱歷程與微合金碳氮化物析出行為下組織晶內(nèi)與晶界的相變行為及演變規(guī)律，綜合開(kāi)發(fā)有效抑制晶界膜狀或網(wǎng)狀先共析鐵素體生成的連鑄二冷配水工藝提供依據(jù)。3)基于上述研究，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況，研究開(kāi)發(fā)連鑄坯表層組織控制的微合金品種鋼角部橫裂紋控制的全曲面錐度結(jié)晶器工藝與裝備技術(shù)、鑄坯二冷高溫區(qū)表層組織強(qiáng)化控冷工藝與裝備技術(shù)，集成開(kāi)發(fā)從根本上強(qiáng)化鑄坯表層組織的微合金品種鋼連鑄坯角部橫裂紋控制技術(shù)。

3.2 寬／大斷面連鑄坯偏析疏松控制研究

受連鑄坯生產(chǎn)過(guò)程高溫特點(diǎn)以及凝固復(fù)雜性限制，目前尚無(wú)法定量描述鑄坯凝固末端壓下過(guò)程中坯殼變形對(duì)溶質(zhì)偏析元素再分配行為的影響規(guī)律，限制了工藝的應(yīng)用效果。對(duì)于寬（特）厚板連鑄坯、大斷面方（圓）坯而言，受其斷面增加影響，鑄坯凝固末端施加較大壓下量（率）所引起的兩相區(qū)的坯殼變形、鋼液流動(dòng)、溶質(zhì)偏析和裂紋擴(kuò)展等現(xiàn)象更為復(fù)雜，涉及現(xiàn)代冶金學(xué)、冶金反應(yīng)工程學(xué)、材料力學(xué)、控制工程等多學(xué)科理論與研究方法，需要理論研究與模擬計(jì)算、高溫物理模擬研究與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究緊密結(jié)合。

凝固末端重壓下工藝開(kāi)發(fā)方面，以數(shù)值仿真為主要研究手段，并采用試驗(yàn)研究和物理模擬方法對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)，準(zhǔn)確描述超大規(guī)格連鑄坯凝固末端壓下過(guò)程鑄坯變形行為、溶質(zhì)偏析行為以及內(nèi)裂紋。產(chǎn)生與擴(kuò)展規(guī)律，最終開(kāi)發(fā)形成寬／大斷面連鑄坯凝固末端壓下工藝。物理模擬研究主要涉及鑄坯高溫物性參數(shù)測(cè)定，同時(shí)模擬具體條件下鑄坯凝固前沿冷速、溫度和受力條件，為數(shù)值仿真計(jì)算提供必要的建模數(shù)據(jù)和校驗(yàn)數(shù)據(jù)。最終，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，全面驗(yàn)證凝固末端重壓下工藝的合理性。

階段研究進(jìn)展

在微合金品種鋼連鑄坯表面裂紋控制方面，現(xiàn)已成功開(kāi)發(fā)出全曲面錐度結(jié)晶器技術(shù)、鑄坯二冷高溫區(qū)表層組織強(qiáng)化控冷裝備與工藝技術(shù)。部分技術(shù)先后在天鋼、寶鋼梅鋼、建龍鋼鐵等企業(yè)投入應(yīng)用，穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)了含Nb與含B微合金品種鋼板坯表面無(wú)缺陷率達(dá)99%以上，效果顯著。在高致密度、均質(zhì)化寬／大斷面連鑄坯生產(chǎn)技術(shù)方面，已開(kāi)發(fā)形成寬厚板坯凝固末端非均勻壓下技術(shù)，并在鑄坯凝固末端重壓下工藝的核心工藝與裝備控制技術(shù)方面取得重要突破，順利開(kāi)發(fā)出扇形段輥縫在線標(biāo)定技術(shù)、基于拉矯機(jī)壓力實(shí)時(shí)反饋的凝固末端檢測(cè)技術(shù)、輥縫在線標(biāo)定技術(shù)、“堆鋼”壓下控制技術(shù)、壓下率／壓下量參數(shù)在線控制技術(shù)、非均勻凝固末端壓下控制技術(shù)等重壓下關(guān)鍵技術(shù)。目前上述技術(shù)已經(jīng)天鋼寬厚板連鑄機(jī)、大連特鋼大方坯連鑄機(jī)投用。所開(kāi)發(fā)的寬厚板坯非均勻凝固末端壓下技術(shù)在天鋼投用后，有效解決了寬厚板連鑄坯橫向1/4區(qū)域偏析嚴(yán)重’的技術(shù)難題，生產(chǎn)高強(qiáng)船板鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼寬厚板連鑄坯中心偏析≤C級(jí)1.O比例達(dá)到96%以上，中心疏松≤1.0級(jí)比例達(dá)到100%。所開(kāi)發(fā)的重壓下技術(shù)確保了大連特鋼軸承鋼GCr15、礦山鋼572C、礦山鋼LTB-6等高碳合金鋼連鑄坯及軋材質(zhì)量改善明顯，其中軋制棒材中心疏松從2.0-2.5級(jí)降至1.5級(jí)以內(nèi)。使用重壓下技術(shù)前后軋材低倍質(zhì)量對(duì)比照片如圖1所示。

研究計(jì)劃

在上述原有相關(guān)技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)上，計(jì)劃使用4年時(shí)間完成高品質(zhì)連鑄坯生產(chǎn)工藝與裝備技術(shù)開(kāi)發(fā)。

◆2014年，完成全曲面錐度結(jié)晶器現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)并開(kāi)發(fā)出鑄坯二冷高溫區(qū)表層組織強(qiáng)化控冷裝備與工藝技術(shù)，初步集成開(kāi)發(fā)出有效控制微合金品種鋼板坯角部裂紋新技術(shù)；獲得重工藝、設(shè)備參數(shù)對(duì)鑄坯變形行為的影響，開(kāi)發(fā)大斷面連鑄方坯凝固末端重壓下工藝方案并進(jìn)行初步現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究。

◆2015年，微合金品種鋼鑄坯表面裂紋控制裝備與工藝集成技術(shù)在2家以上企業(yè)得到應(yīng)用，解決全曲面錐度結(jié)晶器技術(shù)實(shí)際應(yīng)用所面臨的多鋼種和在線調(diào)寬等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)企業(yè)含Nb、B等寬厚板坯微合金鋼的角部橫裂紋率≤1.0%，表面無(wú)清理率≥99.5%；進(jìn)一步完善大斷面方坯連鑄坯末端重壓下關(guān)鍵工藝與裝備控制技術(shù)，研究形成避免寬（特）厚板、大斷面方（圓）坯凝固末端壓下實(shí)施過(guò)程中內(nèi)裂紋形成及擴(kuò)展的重壓下限定準(zhǔn)則，并在2家企業(yè)得到應(yīng)用。

◆2016年，全面推廣微合金品種鋼表面質(zhì)量控制技術(shù)；在寬／特厚板生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用實(shí)施寬／特厚板連鑄坯凝固末端重壓下工藝方案，實(shí)現(xiàn)典型品種鋼連鑄坯偏析和疏松的有效控制。

◆2017年，進(jìn)一步完善理論、工藝與控制技術(shù)研究體系，在國(guó)內(nèi)3家以上企業(yè)推廣大斷面方坯、寬／特厚板坯凝固末端重壓下工藝與控制技術(shù)，全面提高鑄坯致密度與均質(zhì)化。預(yù)期效果

通過(guò)上述高品質(zhì)連鑄坯生產(chǎn)工藝與裝備技術(shù)開(kāi)發(fā)，有望實(shí)現(xiàn)從根本上消除微合金品種鋼連鑄坯角部表面橫裂紋頻發(fā)現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)我國(guó)微合金品種鋼連鑄坯的表面無(wú)缺陷化生產(chǎn)的目標(biāo)。通過(guò)鑄坯凝固末端重壓下技術(shù)開(kāi)發(fā)，有望最終開(kāi)發(fā)形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的寬／大斷面連鑄坯凝固末端重壓下技術(shù)，全面實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)工程機(jī)械用鋼、高強(qiáng)橋梁鋼、高強(qiáng)船板鋼、高級(jí)別管線鋼、新一代重軌鋼與火車車軸鋼等高附加值鋼種的高致密度、均質(zhì)化連鑄坯生產(chǎn)，全面解決寬／大斷面連鑄坯中心偏析與疏松及內(nèi)裂紋缺陷嚴(yán)重的共性技術(shù)難題。

第三篇：裝備制造技術(shù)雜志

《裝備制造技術(shù)》征稿QQ1043257745

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ISSN1672—545X，國(guó)內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào)：CN45—1320/TH。系中國(guó)學(xué)術(shù)期刊綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)源刊、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）全文收錄期刊、中國(guó)核心期刊（遴選）數(shù)據(jù)庫(kù)收錄期刊、廣西機(jī)械工程學(xué)會(huì)會(huì)刊。誠(chéng)廣大讀者的厚愛(ài)，本刊決定從2006年8月份起由季刊改為雙月刊，2007年1月份起正式改為月刊，頁(yè)碼也由原來(lái)的64頁(yè)改為128頁(yè)。全新打造的《裝備制造技術(shù)》雜志將會(huì)更豐富、容量更大、更受讀者歡迎。

主要欄目有設(shè)計(jì)與計(jì)算、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、工藝與工裝、管理與改革、專論與綜述、經(jīng)驗(yàn)與創(chuàng)新、信息與動(dòng)態(tài)、電氣技術(shù)與自動(dòng)化、設(shè)備管理與維修、試驗(yàn)與研究、標(biāo)準(zhǔn)化、新產(chǎn)品新技術(shù)、新工藝新材料等欄目。

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第四篇：連鑄技術(shù)手冊(cè)

1、連鑄 1.1概述

1.2基本理論和計(jì)算 1.2.1計(jì)算和設(shè)計(jì)公式

1.2.1.1坯殼厚度及液芯長(zhǎng)度 1.2.1.2拉速 1.2.1.3振動(dòng) 1.2.1.4溫度

1.2.1.5結(jié)晶器的散熱 1.2.1.6二次冷卻

1.2.1.7熱坯長(zhǎng)度的確定 1.2.1.8收縮

1.2電磁攪拌

1.2.1結(jié)晶器電磁攪拌 1.2.2末端電磁攪拌

1.3安全

1.3.1不能開(kāi)澆（?。?.3.2禁止連續(xù)澆注 1.3.3中包停澆

1.3.4怎樣區(qū)分鋼水和鋼渣 1.4中包包襯

1.4.1可應(yīng)用的工作層

1.4.2中包和侵入式水口的預(yù)熱 1.4.3塞棒澆注的中包預(yù)熱

1.5拉澆前設(shè)備的前提準(zhǔn)備 1.5.1結(jié)晶器的準(zhǔn)備 1.5.2引錠桿的準(zhǔn)備 1.5.3送引錠 1.5.4封引錠

1.5.5推薦使用的封引錠方式（1802）1.5.6開(kāi)澆前大包中包的操作步驟

1.6開(kāi)澆

1.6.1開(kāi)澆的前提條件 1.6.2火切機(jī)控制板 1.6.3大包開(kāi)澆

1.6.4大包長(zhǎng)水口的操作 1.6.5塞棒澆注的手動(dòng)開(kāi)澆 1.6.6自動(dòng)開(kāi)澆 1.7連鑄工藝 1.7.1更換大包 1.7.2快換中間包

1.8停澆

1.9質(zhì)量控制/質(zhì)量保證 1.9.1間接檢驗(yàn)方法 1.9.2直接檢驗(yàn)方法 1.9.3表面檢驗(yàn) 1.9.4內(nèi)部缺陷檢驗(yàn) 1.9.5取樣和檢驗(yàn) 1.9.6中包前取樣 1.9.7中包測(cè)溫 1.9.8中包取樣 1.9.9鑄坯取樣

1.9.10冶金缺陷-鑄坯缺陷-原因/糾正方法 1.9.11表面缺陷 1.9.12內(nèi)部缺陷

1、連鑄 1.1概述

鋼水由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)是在連鑄進(jìn)行的，其產(chǎn)品被稱為小方坯、大方坯或板坯

精煉后，吊車將大包吊在大包旋轉(zhuǎn)臺(tái)的支撐臂上，蓋上大包蓋，將大包放在大包回轉(zhuǎn)臺(tái)上后，將其旋轉(zhuǎn)至澆注位。

預(yù)熱好的中間包車（大于1000度）從預(yù)熱位開(kāi)至澆住位，將預(yù)熱好的侵入式水口與結(jié)晶器對(duì)中并插入。同時(shí)使用長(zhǎng)水口操作機(jī)構(gòu)將通有氬氣保護(hù)的大包長(zhǎng)水口靠近大包滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，之后，打開(kāi)大包滑動(dòng)水口，鋼水從大包注入至中間包，中包填液時(shí)間即從大包開(kāi)澆至打開(kāi)塞棒的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)2分鐘。

中間包向結(jié)晶器注入鋼水上是通過(guò)安裝在中間包內(nèi)的塞棒來(lái)控制的，中間包支持在中間包車上。

開(kāi)澆前，先起動(dòng)結(jié)晶器振動(dòng)臺(tái)和液位控制系統(tǒng)。人工加保護(hù)渣，結(jié)晶器安裝于平臺(tái)上，通過(guò)振動(dòng)機(jī)構(gòu)完成上下運(yùn)動(dòng)。安裝在結(jié)晶器末端的足輥對(duì)剛出結(jié)晶器的熱坯導(dǎo)向作用。

足輥后的導(dǎo)向輥是固定的，將鑄坯導(dǎo)入固定半徑的弧線中。

置于弧形末端的拉矯機(jī)將鑄坯由恒定半徑的弧形矯直為水平。

擠壓輥安裝于拉矯機(jī)下方，以支撐、拉戈引錠杠和鑄坯，汽水噴淋用來(lái)冷卻鑄坯及調(diào)節(jié)冷卻強(qiáng)度。噴淋室在鑄坯鑄坯導(dǎo)向周圍與之成為一體，在噴淋室形成的蒸汽由排蒸汽機(jī)抽到空氣中。在不需要引錠杠導(dǎo)向時(shí)，由脫引錠輥將引錠脫開(kāi)，并送自引錠桿輥道上。其上裝有引錠桿存放裝置，將引錠桿從開(kāi)澆后至下次開(kāi)澆前，存放于其上。鑄坯由火切機(jī)切成定尺。在輥道末端裝有可移動(dòng)檔板，將鑄坯停下。拉澆結(jié)束時(shí)，低速拉尾坯，高速矯直。尾坯由尾坯處理裝置切尾送走。當(dāng)最后一支坯移至輸出輥道，引錠桿由存放引錠桿裝置落至輥道上，送入鑄坯導(dǎo)向輥至結(jié)晶器下方將引錠頭對(duì)中送入結(jié)晶器。封引錠桿準(zhǔn)備下一澆次。1.2基本原理和計(jì)算 1.2.1計(jì)算和設(shè)計(jì)公式

1.2.1.1坯殼厚度及液芯長(zhǎng)度

液芯長(zhǎng)度由坯殼成長(zhǎng)常數(shù)和凝固時(shí)間所決定的，此常數(shù)可看作一個(gè)數(shù)值，在凝固區(qū)增大。坯殼凝固厚度“S”的計(jì)算公式如下： S=K*/t 固態(tài)坯殼 S（mm）凝固常數(shù)

K（mm/min1/2）凝固時(shí)間=L/VC t（min）凝固長(zhǎng)度 Vc（m/min）拉速

現(xiàn)在鑄坯任一點(diǎn)的坯殼厚度都可計(jì)算。

凝固常數(shù)是由拉澆的鋼種所決定的，以確定冶金長(zhǎng)度，數(shù)值如下： K=27mm/min1/2 K=26mm/min1/2 1．2．1．2拉速

最大拉速由冶金長(zhǎng)度（從結(jié)晶器液位至鑄坯凝固的連鑄長(zhǎng)度）計(jì)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）——凝固系數(shù) Vcmax*(m/min)-----最大拉速 D（mm）——————熱坯厚度

Lm（M）——————液芯長(zhǎng)度，也稱“冶金長(zhǎng)度” Tsolid（min）————鑄坯全部凝固的時(shí)間 不能超過(guò)最大可用拉速（由冶金長(zhǎng)度估算出的）；否則鑄坯內(nèi)的液芯長(zhǎng)度會(huì)超出鑄坯支撐長(zhǎng)度而導(dǎo)致鼓肚。

舉例：Lm=27m K=26mm/min1/2 D=220mm VCMAX=27*（2*26*220）2=1.51m/min 在實(shí)際生產(chǎn)中,根據(jù)要求的拉速時(shí)間、化學(xué)成分、鑄坯性能及中間包溫度采用比較低的拉速。1．2．1．3振動(dòng)

振動(dòng)的速度，頻率乃至振幅對(duì)鑄件的表面性能及外形有著重要的影響。

避免坯殼粘在結(jié)晶器壁上，振動(dòng)裝置是密不可少的。振動(dòng)參數(shù)（振幅、頻率、負(fù)滑脫）影響著振痕的深度、間距、保護(hù)渣的消耗及坯殼的成長(zhǎng)。振動(dòng)的平均速度，公式如下： Ｖｏ＝２＊ｈ＊ｆ ｈ（ｍ）——振幅

ｆ（ｍｉｎ－１）——頻率

Ｖｏ（ｍ／ｍｉｎ）——平均振動(dòng)速度

振動(dòng)速度理論上應(yīng)比拉速高３０～４０％，即：Ｖｏ＝１.3to1.4＊Vc 1.2.1.4 溫度

拉澆溫度對(duì)凝固過(guò)程有著相當(dāng)大的影響,因此其對(duì)鑄坯質(zhì)量有著緊密的關(guān)系,過(guò)高的拉澆溫度導(dǎo)致鑄坯質(zhì)量差(中心疏松、晶粒組織粗大、大量的樹(shù)枝晶、應(yīng)力裂紋等)且增加漏鋼的危險(xiǎn)，過(guò)熱度應(yīng)為10~35度之間。過(guò)熱度增高會(huì)導(dǎo)致鑄坯厚度變薄，這樣由于坯殼很薄，拉應(yīng)力增大，大大增加了粘殼的危險(xiǎn)，而導(dǎo)致漏鋼的危險(xiǎn)增加。

過(guò)熱度超過(guò)45~60度（不同鋼種而不同），必須停止拉澆。過(guò)低的過(guò)熱度會(huì)使鋼水在侵入式水口中結(jié)死，大包鋼水的溫度應(yīng)根據(jù)工藝要求在二次冶煉中確定下來(lái)。

不當(dāng)?shù)倪^(guò)熱度對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響； *過(guò)熱度過(guò)高--縱向裂紋

--深度的中間裂紋和中心分層--極重的偏析 *過(guò)熱度過(guò)低--水口結(jié)死

下面是對(duì)應(yīng)生產(chǎn)順序的相關(guān)溫度： 大包溫度（Tl），為開(kāi)澆前在大包內(nèi)的鋼水溫度。中包溫度（Tt），為中包內(nèi)鋼水溫度。液相線溫度（Tlid），為分鋼種開(kāi)始凝固的溫度。計(jì)算液相線溫度的公式： °C（液相線）=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 含量范圍% 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 *=預(yù)估的

1.2.1.5結(jié)晶器散熱

從結(jié)晶器帶走熱量的過(guò)程及熱傳導(dǎo)形式,描述如下: *凝固的坯殼間鋼水的對(duì)流.*通過(guò)坯殼的熱傳導(dǎo).*坯殼與銅板/銅管表面(保護(hù)渣氣隙)的接觸.*結(jié)晶器銅板/銅管的熱傳導(dǎo).*通過(guò)結(jié)晶器銅板/銅管與水套間冷卻水的對(duì)流.最重要的溫降發(fā)生在結(jié)晶器銅板/銅管與坯殼的熱傳導(dǎo),見(jiàn)圖1:

結(jié)晶器冷卻的幾個(gè)重要參數(shù): *拉速: 拉速增快,鑄坯與銅板/銅管,接觸的長(zhǎng)度增加.*保護(hù)渣: 熔化的保護(hù)渣填充在銅板/銅管與坯殼之間,有助于散熱.*結(jié)晶器的幾何尺寸: 改變結(jié)晶器倒錐度提高散熱強(qiáng)度.*結(jié)晶器冷卻: 通常為避免形成氣泡,結(jié)晶器冷卻水必須達(dá)到一定流量,水的粘度比水更重要,計(jì)算水的流量及壓力參見(jiàn)連鑄機(jī)供應(yīng)商提供的操作手冊(cè).1.2.1.6二冷水

二冷水的冷卻強(qiáng)度由連鑄機(jī)內(nèi)鑄坯的表面溫度,拉澆的鋼種及拉速?zèng)Q定的,二冷區(qū)所有的凝固常數(shù)在 K=26mm/min1/2-28 mm/min1/2之間,取決于鋼種及二冷水量,為了得到滿意的澆注組織,幾個(gè)冷卻水段的冷卻水量是單獨(dú)調(diào)節(jié)的。氣霧冷卻由于鑄坯的冶金冷卻，使用這種形式的噴嘴可得到較寬范圍的水量調(diào)節(jié)，但必須達(dá)到下面的平衡：鑄坯不能過(guò)冷（避免表面缺陷），設(shè)備不能過(guò)熱（以避免輥?zhàn)蛹拜S承的損壞）。對(duì)流量，壓力及噴嘴型式的要求，參加連鑄機(jī)供應(yīng)商提供的操作手冊(cè)。1.2.1.6熱坯長(zhǎng)度的確定

計(jì)算 熱坯長(zhǎng)度的公式如下: Lhot=Lcold*X+S Lhot(mm)----熱坯長(zhǎng)度,其值應(yīng)在長(zhǎng)度測(cè)量裝置上調(diào)節(jié) Lcold(mm)----冷卻后的鑄坯長(zhǎng)度(約+20℃)S(mm)------切縫寬度(因火切機(jī)及質(zhì)量的不同而不同)X(1)-------收縮因子,考慮鑄坯從切割機(jī)至冷坯的收縮值,是鑄坯在切割輥上溫度的函數(shù)及鑄件成分的函數(shù).鑄坯在切割輥道上的平均溫度(整個(gè)斷面的平均溫度)約在900℃,冷坯是在+20℃的室溫上測(cè)的.計(jì)算熱坯長(zhǎng)度,必須知道收拾因子,收縮因子為一常量X=1.013.用于所生產(chǎn)的鑄坯.如生產(chǎn)鋼種擴(kuò)大到合金鋼,收縮因子可隨之修改.C鋼:X=1.013 舉例: 鑄坯長(zhǎng)度=8000mm(冷坯)質(zhì)量:St37---收縮率=1.013 Lhot= Lcold*X+切縫---=8000mm*1.013+8mm Lhot=8112mm 1.2.1.8收縮 1.2.1.8.1概述

連鑄在固相線溫度下的熱收縮對(duì)質(zhì)量有特別的影響,一些鑄坯表面的缺陷及生產(chǎn)中遇到的一些現(xiàn)象都是由于不同的C含量的鋼種其收縮特性不同引起的.C含量為0.09%~0.16%的鋼種(包晶范圍)對(duì)表面及內(nèi)部裂紋表面粗糙、扭曲變形、拉漏比C含量低于或高于這個(gè)范圍的鋼種更為敏感。

研究表明0.09%~0.16%的鋼種通過(guò)結(jié)晶器的熱流量最小，且結(jié)晶器與坯殼之間的摩擦力也較低。

以上觀察到的現(xiàn)象歸因于包晶反應(yīng)而引起鑄坯收縮量增大及機(jī)械應(yīng)力提高。δ/γ相變

在固相線溫度以下恒定的溫度區(qū)間內(nèi)，鐵碳合金的收縮量是C含量的函數(shù)。

C含量的0.09%~0.16%的熱收縮量增加，相應(yīng)的體積縮?。芏仍龃螅┦桥cδ/γ相變相關(guān)聯(lián)的。

δ/γ相變只發(fā)生在鑄坯上特定的一段，由于收縮不均勻，以及鋼水靜壓力引起的除熱應(yīng)變外的彈性應(yīng)變、粘彈性應(yīng)變、使機(jī)械應(yīng)力增強(qiáng)。在連鑄生產(chǎn)中，收縮及應(yīng)力的成長(zhǎng)都是由于拉澆過(guò)程中各種因素復(fù)雜的相互作用（溫度梯度、坯殼成長(zhǎng)速度）以及鋼的材質(zhì)特性的結(jié)果。

就VOEST-ALPINE STAHL產(chǎn)品，經(jīng)驗(yàn)表面：收縮率取1.013滿足計(jì)算的要求,分析表明收縮率對(duì)其影響微小.1.3電磁攪拌

1.3.1結(jié)晶器電磁攪拌

M-EMS(結(jié)晶器電磁攪拌)對(duì)鑄件的內(nèi)部和表面質(zhì)量有著積極的作用,由于能量消耗較高(約3Kwh/t),EMS主要在澆注高品質(zhì)的特鋼中使用.特殊情況:包晶鋼!(C含量為0.09~0.16%)經(jīng)驗(yàn)表明,調(diào)節(jié)M-EMS的參數(shù)(主要是電流),可提高生產(chǎn)和冶煉的效果.M-EMS放于結(jié)晶器裝配下放更適合于使用保護(hù)渣和侵入式水口的形式.使用建議的M-EMS參數(shù)設(shè)置時(shí),特別觀察彎月面的情況,以確保彎月面的情況,以確保彎月面無(wú)大的攪動(dòng).如彎月面波動(dòng)過(guò)大過(guò)侵入式水口侵蝕,必須逐漸減少電流,(如25A)直到滿意為止.結(jié)晶器斷面超過(guò)200mm2及結(jié)晶器壁>20mm的情況,建議選用2~2.5Hz的頻率.如結(jié)晶器斷面小于200mm2及結(jié)晶器壁<15mm的情況,建議選用4Hz的頻率.為了方便操作,如果最大電流為400A,或接近400A(390A),也可選用固定的頻率4.0Hz,注:范圍由C含量來(lái)確定)!分鋼種設(shè)置M-EMS參數(shù),舉例: 表1所示根據(jù)C含量的不同而設(shè)置的電流: M-EMS的頻率應(yīng)調(diào)節(jié)到2~4.5HZ之間(根據(jù)不同的斷面尺寸,如小斷面高頻率,大斷面低頻率).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:為了避免注流鋼水時(shí)卷渣,侵入式水口必須保證最小插入深度(如建議插入深度80~140mm).1.3.2末端電磁攪拌

使用末端電磁攪拌只對(duì)高碳鋼或MnCr含量高(>1%)的鋼種有意義.注:為使末端電磁攪拌達(dá)到最優(yōu)效果, 末端電磁攪拌中心應(yīng)置于鑄坯內(nèi)液芯50mm處!如出現(xiàn)”白亮帶”,強(qiáng)度通過(guò)下面方法可控制: *增加M-EMS的電流.*減少F-EMS的電流.*調(diào)節(jié)反轉(zhuǎn)周期見(jiàn)表3===特別是用于低C鋼.*降低拉速(也就是縮短液芯長(zhǎng)度).表2所示F-EMS電流與C含量的函數(shù)關(guān)系.F-EMS的頻率應(yīng)調(diào)節(jié)至17.0~20.0Hz之間.C含量(%)F-EMS頻率(A)<0.25-0.26~0.45 250 0.46~0.60 300 >0.60 350-400 周期(正反向)(sec.)小斷面 大斷面 5~8 8~12 表2 建議最小拉速應(yīng)使F-EMS達(dá)到最佳效果。180*180末端攪拌 K-因子為26 拉速（m/min）冶金長(zhǎng)度（m）在F-EMS處的實(shí)際液芯（mm）名義液芯（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末端攪拌 K-因子為26 拉速（m/min）冶金長(zhǎng)度（m）在F-EMS處的實(shí)際液芯（mm）名義液芯（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不能拉澆(！)*無(wú)結(jié)晶器冷卻水 *無(wú)二冷水 *無(wú)振動(dòng)

*無(wú)潤(rùn)滑(油或保護(hù)渣)1.4.2禁止繼續(xù)拉澆

*結(jié)晶器冷卻水為事故狀態(tài) *結(jié)晶器冷卻水溫差Δt>12℃ *結(jié)晶器冷卻水事故水箱未滿

*發(fā)現(xiàn)大包或中包即將穿包(大包或中包車呈紅斑)*中包彎月面低于300mm *鑄坯停留超過(guò)4分鐘 *拉速過(guò)快 *中包溫度過(guò)高 1.4.3中包停澆

在大包停澆后,大包工必須立即通知P3工留心敞開(kāi)澆注的鋼流或是塞棒澆注應(yīng)注意彎月面.原因:防止渣流入結(jié)晶器而導(dǎo)致漏鋼甚至停澆.1.4.4鋼和渣的區(qū)分

*當(dāng)鋼水從黃藍(lán)或黃綠(在于眼鏡繁榮顏色)變?yōu)樯铧S色時(shí).*當(dāng)鋼流由強(qiáng)度到分流時(shí).*持鋼棒快速?gòu)匿摿髦刑舫鲂┰?如濺起許多小的火花,那多是鋼;如果鋼流穿過(guò)鋼棒輕輕掠過(guò),那是渣.*如果是塞棒澆注,其彎月面攪動(dòng)挺大,注意只是在由鋼轉(zhuǎn)換為渣時(shí)!*一下渣立即停澆(最好稍稍提前一點(diǎn)).*中包停澆時(shí),大包工應(yīng)用鋼棒(勿用管子)測(cè)幾次鋼水液位,這樣也可以知道,中包是否有渣,有多少.1.5中包包襯

連鑄工藝中對(duì)鋼的質(zhì)量、成本及產(chǎn)品的安全都有嚴(yán)格的要求,對(duì)此領(lǐng)域中使用的耐材產(chǎn)品有更高的要求,對(duì)中包包襯耐材主要以下幾個(gè)部分: *隔熱層 *永久層 *工作層

隔熱層是由陶瓷纖維或高鋁磚制成位于永久層之間.兩種不同形式的永久層: *永久層為耐火磚或高鋁磚

永久層的缺點(diǎn)是每個(gè)中間包都需要特殊形狀的磚,其連接處比較薄,使用后,永久層表面的磚磨損不均勻,特別是接縫處變大.表面的不均勻及寬的接縫,使鋼殼粘在永久層上.一旦鋼殼剝落永久層就遭到破壞.*永久層磚的另一缺點(diǎn)是,中包容積增大及復(fù)雜后,其成本及安裝時(shí)間延長(zhǎng).*永久層為高鋁,低水泥,低濕氣的澆注料: 這種澆注料在各溫度段都有絕好的機(jī)械強(qiáng)度,及耐熱沖擊抗力.因其為低水泥澆注料避免了接觸反映.高機(jī)械強(qiáng)度的化合物以及少量的粘接劑大大提高了此種包襯的中包使用壽命.低水泥的澆注料制成單體無(wú)接縫的包襯,消除了用磚砌所存在的接縫問(wèn)題,使用低水泥澆注料使永久層的安裝更方便,更快,且中包壽命增至1500爐.1.5.1可應(yīng)用的工作層 下面是幾種工作層的制法: *板式包襯

*用噴槍噴涂的包襯 *噴霧式噴涂的包襯 *干粉中包襯

*板式包襯,最初使用于1974年,其為高絕熱,低密度可更換的預(yù)制板.這項(xiàng)工藝使用冷中間包開(kāi)澆成為現(xiàn)實(shí),是中包準(zhǔn)備的一次革命.早期的板式包襯為硅質(zhì)板后來(lái)發(fā)展為可預(yù)熱的鎂質(zhì)板,這樣既滿足了板坯的連鑄開(kāi)澆的要求,又利用了板式包襯的優(yōu)點(diǎn).可預(yù)熱板式包襯消除了預(yù)熱是工作層碎落的可能,另外,還比噴槍噴涂或砌磚的形式有以下優(yōu)點(diǎn): *中間包冷熱均可用 *增加了絕熱性能 *良好的抗碎裂性能 *延長(zhǎng)一個(gè)澆次的壽命

*提高中間包使用率,縮短周轉(zhuǎn)周期

制作時(shí)的一個(gè)缺點(diǎn),特別是大的中包,需要大量的勞動(dòng)

80年代初期,開(kāi)始噴霧包襯系統(tǒng),其于噴槍包襯不同的重要之處為在噴補(bǔ)料中增加纖維,這不僅降低其密度和成本,而且便于干燥提高了儲(chǔ)熱性能.同時(shí)這種工藝在制作厚的包襯時(shí)比噴槍補(bǔ)更加容易控制,這種包襯可以預(yù)熱也可以冷包沒(méi)有問(wèn)題.其成品的決熱特性比起板式包襯更加受歡迎.噴霧噴包襯的主要優(yōu)點(diǎn)為包襯的噴補(bǔ)與中包的幾何形狀無(wú)關(guān).此工藝只需要短的時(shí)間準(zhǔn)備,相對(duì)勞動(dòng)強(qiáng)度低,噴補(bǔ)材料可自動(dòng)由機(jī)器人制作,以后的勞動(dòng)需求更低.此工藝與其它濕的工藝相比主要缺點(diǎn)為:在使用前要進(jìn)行干燥.干粉中包襯,于1986年左右提出,此工藝與前面提到的工藝不同之處為采用干粉形式,干粉包襯利用松脂在相對(duì)溫度較低(約200℃)的條件下的粘合力而制成的.粉劑準(zhǔn)備好后將一模型置于中包內(nèi),將干粉灌入中間包永久層與模型之間.這種特制的模型要求能均勻傳遞中包熱量,防止中包中間包鋼板的移動(dòng)和扭曲變形,對(duì)可否振動(dòng)的要求取決于使用的產(chǎn)品.這種工藝的優(yōu)點(diǎn) *中包周轉(zhuǎn)快 *勞動(dòng)量低 *良好的脫膜性

*對(duì)永久層有良好的保護(hù)作用

*干凈精致的工作層(使非金屬夾雜容易上浮)比起濕的工藝其主要的優(yōu)點(diǎn)為減少了必要的熱循環(huán)周期 采用哪一種包襯不同的鋼廠根據(jù)各自的因素來(lái)確定如下: *中包大小 *連澆爐數(shù) *鋼水清潔度 *費(fèi)用 *是否容易脫殼

*周轉(zhuǎn)周期的重要性和中包利用率 *現(xiàn)有設(shè)備和包襯制度

*鋼水質(zhì)量的要求,低H,低C *使用人工或自動(dòng)方式 1.5.2中包及水口預(yù)熱

1.5.2.1塞棒澆注的中包預(yù)熱 *中包必須干燥清潔 *將中包包蓋置平

*預(yù)熱時(shí)間預(yù)計(jì)為60~90min.*加熱前安裝好水口==如是單體水口,必須先安裝水口.*將載有中包的中包車開(kāi)至結(jié)晶器上方對(duì)中(必須關(guān)上塞棒)*返回加熱位調(diào)節(jié)預(yù)熱燒嘴 *將塞棒打開(kāi)約40mm *計(jì)劃開(kāi)澆前,啟動(dòng)加熱(從上端)加熱時(shí)間不超過(guò)90min,不少于60min(參見(jiàn)耐火材料供應(yīng)商提供的加熱曲線)*加熱溫度為1000℃~1300℃之間.*水口預(yù)熱30~60min,時(shí)間長(zhǎng)短取決于燒咀質(zhì)量

*大包到站后檢查大包滑動(dòng)水口油缸及液壓系統(tǒng)工作是否正常 1.6拉澆前設(shè)備的前提準(zhǔn)備 1.6.1結(jié)晶器的準(zhǔn)備

開(kāi)澆前必須檢查下面的前提準(zhǔn)備,必須完成下面各項(xiàng)準(zhǔn)備工作 *銅管無(wú)損傷,如劃痕或不均勻磨損 *足輥如有不均勻磨損必須更換 *結(jié)晶器冷卻水準(zhǔn)備完畢

*結(jié)晶器足輥段噴淋水準(zhǔn)備完畢,檢查噴淋方式

*結(jié)晶器可見(jiàn)部位無(wú)水,不得有水滲入結(jié)晶器內(nèi),結(jié)晶器銅管必須干燥 *結(jié)晶器罩固定于結(jié)晶器上 *結(jié)晶器液位檢測(cè)系統(tǒng)準(zhǔn)備完畢

如為新上的結(jié)晶器,必須增加以下檢查項(xiàng)目 *結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)裝入準(zhǔn)備就緒 *結(jié)晶器冷卻套內(nèi)充滿水,無(wú)空氣 *只能使用檢查過(guò)調(diào)整過(guò)的結(jié)晶器

*固定結(jié)晶器于振動(dòng)臺(tái)上的螺栓必須擰緊 *潤(rùn)滑軟管聯(lián)接完畢

*冷卻介質(zhì)的連接處緊固(在振動(dòng)臺(tái)架與結(jié)晶器間無(wú)泄露)*結(jié)晶器足輥至扇形段的第一輥的過(guò)度段檢查,調(diào)整.1.6.2引錠桿準(zhǔn)備 正確安裝引錠桿

引錠桿,特別是引錠頭插入結(jié)晶器前必須檢查是否清潔

必須認(rèn)真檢查引錠頭部與熱坯接觸的部位,如表面有損傷(劃痕裂紋等)應(yīng)送檢查(點(diǎn)焊或點(diǎn)磨)應(yīng)按維護(hù)手冊(cè)進(jìn)行接頭處加油動(dòng)作檢查.1.6.3送引錠 下面的前提準(zhǔn)備,自動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法檢測(cè)只能目測(cè): *引錠桿準(zhǔn)備是否完畢

*拉矯機(jī)上輥是否在”UP”位

*有無(wú)檢修任務(wù)或檢修在拉矯機(jī)區(qū)和導(dǎo)向區(qū) *檢查調(diào)整引錠桿壓力為正常

目視及電氣檢測(cè)前提條件全部滿足后,可以開(kāi)始送引錠 1.6.4封引錠

封引錠操作步驟如下: 銅板與引錠頭一圈的縫隙用密封繩封閉,并用小鋼棒手動(dòng)壓緊.注意:必須將引錠桿頭部與結(jié)晶器中心盡可能對(duì)正.另外,密封繩和引錠桿頭上撒一層金屬屑.所有封引錠材料必須是干燥無(wú)銹的(鐵銹中含氧！),封完引錠頭,振動(dòng)臺(tái),拉澆機(jī)和噴淋水直到開(kāi)澆時(shí)候才啟動(dòng)(通常電氣聯(lián)鎖).在等大包時(shí)候,結(jié)晶器上需要蓋一鋼板保護(hù)其不被破壞,否則所封好的引錠頭破壞后,必須重新封.1.6.4.1推薦使用的封引錠桿方式(180*180)舉例 第一步==引錠桿于結(jié)晶器的位置 引錠桿插入深度不超過(guò)100mm(!)原因: *必須為鋼水流出足夠的空間,這樣結(jié)晶器添液時(shí),會(huì)給水口額外的預(yù)熱作用.*更多的空間可以延長(zhǎng)結(jié)晶器的添液時(shí)間,使其連接更好.*使開(kāi)澆時(shí)在緊急情況下更加安全,例如:發(fā)生結(jié)流.第二步==用棉繩密封引頂頭

小心地將棉繩搗入引頂頭與結(jié)晶器縫內(nèi),以防止損壞結(jié)晶器鍍層,確保結(jié)晶器的使用壽命.第三步==撒鐵屑

*鐵屑必須干燥無(wú)油的金屬制品.*將鐵屑均勻地撒在引頂頭上,以防止鋼液損壞引頂頭.*所用的鐵屑確保能將引頂頭與熱坯快速簡(jiǎn)單的分開(kāi).第四步==放置鉤子

所用的鉤子確保引頂頭與熱坯的連接安全可靠.另外兼?zhèn)淅滗摰淖饔?其傳熱效果極好.第五步==放入冷鋼(彈簧)冷鋼有以下優(yōu)點(diǎn): *這種緊密的排布確保了在需要冷鋼的位置有冷鋼,并且保證侵入式水口足夠多的插入深度,例如:4孔水口.*這種形式和設(shè)計(jì)是高效的(冷鋼直徑小,接觸面積大)這種冷鋼在經(jīng)過(guò)結(jié)晶器下口時(shí)不會(huì)掉落(有時(shí)會(huì)發(fā)生在螺紋鋼形式上)而導(dǎo)致阻塞.*鋼水良好的滲透性保證與引頂桿連接牢固.1.6.5開(kāi)澆前大包中包的操作步驟

鋼水應(yīng)該準(zhǔn)時(shí)到站,并且化學(xué)成分正確,恰當(dāng)均勻的溫度.大包由其上的行車吊至大包回轉(zhuǎn)臺(tái).大包一到回轉(zhuǎn)臺(tái),立即將懸掛在旁邊的大包滑動(dòng)油缸連于大包上,其具體的位置在吊架上調(diào)節(jié).接上滑動(dòng)水口后,準(zhǔn)備將大包轉(zhuǎn)到澆注位.在將大包轉(zhuǎn)到澆注位之前應(yīng)該關(guān)掉中包及水口預(yù)熱,并開(kāi)走中包車.中包車到位澆注位后應(yīng)該按供應(yīng)商提供的手冊(cè)所述方法操作結(jié)晶器液位自動(dòng)控制系統(tǒng).中包對(duì)中后,將必備工具(如挑渣棒等)置于結(jié)晶器蓋板旁.中包車至澆注位后,稱重裝置置0位,只顯示中包包內(nèi)的鋼水重量.中包在澆注位對(duì)中時(shí)應(yīng)該將長(zhǎng)水口垂直接到滑動(dòng)水口上.1.7開(kāi)澆

2.1.7.1開(kāi)澆的前提條件

如前面章節(jié)所述,開(kāi)澆前必須進(jìn)行各種準(zhǔn)備工作.除以前提到的,還必須考慮以下的工作: *是否選定鋼種? *結(jié)晶器冷卻水是否工作,流量是否正確? *是否選定振幅? *中心潤(rùn)滑泵是否啟動(dòng)? *排蒸汽風(fēng)機(jī)是否啟動(dòng)? *檢查水,油,氣的壓力流量和溫度 *二次冷卻水冷卻曲線是否選定? *大包回轉(zhuǎn)臺(tái)是否準(zhǔn)備就緒? *中包車是否準(zhǔn)備就緒? *振動(dòng)臺(tái)是否準(zhǔn)備就緒? *拉矯機(jī)是否準(zhǔn)備就緒? *事故水是否準(zhǔn)備就緒? *結(jié)晶器液位控制是否為自動(dòng)方式? *是否選定起步拉速? 1.7.1.1火切機(jī)控制板 *是否檢查所有顯示燈? *進(jìn)行空試車

*火切機(jī)移至起始位.*所有的拉矯機(jī),輥道驅(qū)動(dòng)方式是否為自動(dòng)? *橫移機(jī)和冷床是否為自動(dòng)方式? *所以設(shè)備準(zhǔn)備就緒才可以開(kāi)澆.此信號(hào)由電氣系統(tǒng)通報(bào),詳細(xì)操作參見(jiàn)電氣手冊(cè).通常,只用幾流生產(chǎn),其拉澆時(shí)間延長(zhǎng).這可能導(dǎo)致鋼水結(jié)流和連澆節(jié)奏跟不上的問(wèn)題.必須確認(rèn)當(dāng)結(jié)晶器冷卻水打開(kāi)后結(jié)晶器銅板上無(wú)水垢.1.7.2 大包開(kāi)澆

大包開(kāi)澆前,每一流必須在操作狀態(tài)且應(yīng)滿足”ready to cast”條件.不管是手動(dòng)開(kāi)澆還是自動(dòng)開(kāi)澆,下面的設(shè)備有其獨(dú)立的自動(dòng)/手動(dòng)操作方式: *振動(dòng)臺(tái)(前面提過(guò))*噴淋水 *拉矯機(jī)

當(dāng)澆注狀態(tài)為初始狀態(tài)或操作工將拉矯方式由手動(dòng)改為自動(dòng)時(shí),以上功能缺省狀態(tài)為自動(dòng)方式.如沒(méi)有鋼水流下,操作工應(yīng)該關(guān)閉滑動(dòng)水口然后再次打開(kāi),如仍無(wú)鋼水流出,那么必須打開(kāi)滑動(dòng)水口燒氧.燒氧前,將長(zhǎng)水口移開(kāi).中包鋼液位一超過(guò)長(zhǎng)水口下口就應(yīng)加保護(hù)劑.如必須燒氧,在大包注入初期就將長(zhǎng)水口置于鋼流外.二次裝長(zhǎng)水口之前中包鋼水必須加滿一半.如果大包滑動(dòng)水口為人工操作,不能將滑動(dòng)水口全部關(guān)死,以防止結(jié)流.必須提前清理掉大包滑動(dòng)水口的積聚物.安裝長(zhǎng)水口時(shí),將大包水口關(guān)掉,為減少結(jié)流的危險(xiǎn),關(guān)閉水口的時(shí)間應(yīng)盡量短.中間包內(nèi)的鋼水的液面至少為200mm,以防止”渦流的效應(yīng)”.中包的鋼水必須覆蓋為黑色.1.7.2.1大包長(zhǎng)水口的操作 1.7.2.1.1長(zhǎng)水口的固定

當(dāng)大包轉(zhuǎn)到中包上方的澆注位時(shí)候,將長(zhǎng)水口連到滑動(dòng)水口的收集水口上.1.7.2.1.拆長(zhǎng)水口

從大包滑動(dòng)水口上拆長(zhǎng)水口前必須關(guān)閉滑動(dòng)水口.降低大包長(zhǎng)水口的操縱機(jī)構(gòu),如果長(zhǎng)水口安裝在收集水口上,那么前后左右地?fù)u動(dòng)操縱臂,直到將水口拆下.注意:活動(dòng)操作臂時(shí)候要小心,不要損壞長(zhǎng)水口和收集水口的陶瓷咀.1.7.3塞棒澆注的手動(dòng)開(kāi)澆 *中包烘烤到位 *預(yù)選:Manual方式

*將預(yù)備好的保護(hù)渣和推桿置于結(jié)晶器面板上 *設(shè)定結(jié)晶器自動(dòng)液位控制的設(shè)定值(約75%)*將拉速設(shè)定到最大拉速的70% *同時(shí)將大包吊入大包回轉(zhuǎn)臺(tái) *插入大包滑動(dòng)水口油缸

*打開(kāi)結(jié)晶器液位自動(dòng)控制的放射源 *同時(shí),水口必須已經(jīng)預(yù)熱了約30分鐘 *關(guān)閉預(yù)熱裝置 *將中包移至澆注位

*在OS-1上將開(kāi)關(guān)打?yàn)椤眂asting”位

*在OS-1上每一流”Ready-to-cast”燈亮.如果一流的燈閃爍.用OS-2,確定故障原因,如果是次要的可以忽視的問(wèn)題,可以繼續(xù)開(kāi)澆,如果問(wèn)題嚴(yán)重,必須先解決掉.*連接大包長(zhǎng)水口

*在結(jié)晶器上方對(duì)中中間包

*打開(kāi)大包,如不自開(kāi),那么打開(kāi)大包后直到中包鋼水超過(guò)一半時(shí)再連長(zhǎng)水口.*中包填滿一半后,開(kāi)澆(手動(dòng)).中包降至水口低于正常液位50mm.*在約30_40秒內(nèi),注流2-3次將結(jié)晶器注滿

*當(dāng)液面達(dá)到檢測(cè)范圍,加入足量的保護(hù)渣(先加開(kāi)澆保護(hù)渣,然后按鋼種加特殊的保護(hù)渣),到達(dá)檢測(cè)范圍后關(guān)塞棒.*發(fā)出”strand start”指令.鑄坯以最大拉速的70%的速度起步.拉澆工采用塞棒杠桿控制液位.*如果拉澆工將各流控制得好,即設(shè)定值和實(shí)際值相符,可嘗試轉(zhuǎn)至自動(dòng)方式.拉澆工簡(jiǎn)便地拉下事故開(kāi)關(guān)打開(kāi)拉澆杠,脫開(kāi)塞棒油缸上的旁路連接,檢查OS-1,是否發(fā)生轉(zhuǎn)換(可通過(guò)檢查automatic on和實(shí)際值與設(shè)定值)!*不要忘記連續(xù)地加足夠量的保護(hù)渣

*如果結(jié)晶器自動(dòng)液位控制不正常(波動(dòng)太大),那么立即轉(zhuǎn)至手動(dòng)拉澆.因?yàn)槔瓭补ぴ诮Y(jié)晶器中的視野有限,應(yīng)通過(guò)觀察實(shí)際液位和設(shè)定液位來(lái)操作.1.7.4自動(dòng)開(kāi)澆 *中包預(yù)熱好 *在OS-1預(yù)選:automatic(結(jié)晶器液位設(shè)定值應(yīng)該為75%)*將拉速設(shè)定為最大拉速的70% *同時(shí)大包吊入大包回轉(zhuǎn)臺(tái) *插入大包滑動(dòng)水口油缸

*打開(kāi)結(jié)晶器液位自動(dòng)控制的放射源 *中包開(kāi)至澆注位

*在OS-1上將開(kāi)關(guān)打?yàn)椤眂asting”位

*在OS-1上每一流”Ready-to-cast”燈亮.如果一流的燈閃爍.用OS-2,確定故障原因,如果是次要的可以忽視的問(wèn)題,可以繼續(xù)開(kāi)澆,如果問(wèn)題嚴(yán)重,必須先解決掉.*連接大包長(zhǎng)水口

*在結(jié)晶器上方對(duì)中中間包

*自動(dòng)”on”(白燈)閃,且結(jié)晶器液位控制的”actual value”指示為零

*大包澆注啟動(dòng),如不行,移開(kāi)長(zhǎng)水口,打開(kāi)大包燒氧,不加長(zhǎng)水口繼續(xù)澆注,直到結(jié)晶器澆注成功

*中包填滿一半,立即啟動(dòng)”start casting”---即按下自動(dòng)開(kāi)澆按鈕 注意: *開(kāi)澆時(shí)應(yīng)從中包外側(cè)開(kāi)始,既從離沖擊區(qū)最遠(yuǎn)的一流開(kāi)始,以避免開(kāi)澆結(jié)死.*塞棒自動(dòng)地打開(kāi)2.3次,直到結(jié)晶器液位控制的actual value indicator顯示第一個(gè)波動(dòng) *液面到達(dá)彎月面檢測(cè)范圍后,立即加入足量的保護(hù)渣(先加開(kāi)澆保護(hù)渣,然后根據(jù)鋼種不同加特殊保護(hù)渣),到達(dá)檢測(cè)范圍后,關(guān)塞棒

*等待約20秒后,以最大拉速的70%速度自動(dòng)起步,自動(dòng)方式采用控制塞棒機(jī)構(gòu)的油缸來(lái)控制流量

*如果自動(dòng)方式控制的很好,即實(shí)際值與設(shè)定值相符,拉澆工不要忘了不斷地加足量的保護(hù)渣!*如結(jié)晶器液位控制工作不正常(波動(dòng)太大),那么立即轉(zhuǎn)至手動(dòng)拉澆.因拉澆工結(jié)晶器中的視野很有限,應(yīng)該通過(guò)觀察實(shí)際液位和設(shè)定液位來(lái)操作 *如果每流自動(dòng)控制.則”automatic”燈亮

*同時(shí)中包測(cè)溫.如果溫度控制得好,即高出液相線溫度35度,應(yīng)達(dá)到最高拉速(分?jǐn)嗝婧弯摲N)*這時(shí)候,鑄坯到達(dá)脫引錠區(qū),即操作工必須加倍小心,如果脫引錠失敗,這一流必須停下來(lái) *通常鑄坯會(huì)自動(dòng)停下來(lái)

*直到用事故切割將鑄坯和引錠桿脫開(kāi),再重新開(kāi)澆,為了安全起見(jiàn),建議手動(dòng)開(kāi)澆,成功后再轉(zhuǎn)自動(dòng),詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)”手動(dòng)開(kāi)澆” 1.8連鑄工藝

1.8.1更換大包（連澆）在大包即將結(jié)束時(shí)，根據(jù)當(dāng)前澆注情況確定二級(jí)機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算出大包倒空時(shí)間計(jì)劃下一包起吊時(shí)間。

當(dāng)上一包還在澆注時(shí)，下一包鋼水應(yīng)放到回轉(zhuǎn)臺(tái)上。下一包在上一包倒空前6-10min到站。在連鑄平臺(tái)上所有的工作必須在很短的時(shí)間—5min內(nèi)完成（例如：連滑動(dòng)水口，觀察從長(zhǎng)水口中流出的渣，操作滑動(dòng)水口，操作長(zhǎng)水口操縱機(jī)構(gòu)等）。

另外，實(shí)際停澆時(shí)間可能要比估算的提前（例如，估算的鋼水重量和渣子重量的誤差）。超過(guò)10min，大包等待時(shí)間就太長(zhǎng)了，導(dǎo)致溫度損失過(guò)多及有可能使大包內(nèi)的鋼水溫度分層。另外，燒氧次數(shù)增加也延長(zhǎng)大包等待時(shí)間。更換大包操作步驟如下：

停澆前5分鐘，觀察中包沖擊區(qū)（長(zhǎng)水口附近）的鋼水。如大包下渣，立即關(guān)閉滑動(dòng)水口。因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的連澆中渣量是增長(zhǎng)的，非金屬夾渣物也要積聚，所以必須將中包渣控制為最少。不主張除渣到溢流箱中，因?yàn)檫@樣會(huì)減少事故溢流的空間。在停澆第一爐時(shí)，中包液位準(zhǔn)許升到溢流位附近，這樣： *在更換大包時(shí)，中包包內(nèi)的鋼水可起一個(gè)緩沖作用 *在沒(méi)有新鋼水下來(lái)的期間，中包鋼水溫度損失為最少

關(guān)閉大包滑動(dòng)水口后，將長(zhǎng)水口移開(kāi)---將滑動(dòng)水口油缸拆下。旋轉(zhuǎn)大包回轉(zhuǎn)臺(tái)，將新包旋入澆注位。

用氧槍清潔大包長(zhǎng)水口，特別是收集水口相連的密封面。如長(zhǎng)水口被損壞，必須更換一只新的。

清理/更換后，將長(zhǎng)水口連接在新包的滑動(dòng)水口上，壓緊。連接大包滑動(dòng)水口油缸。大包開(kāi)澆過(guò)程與前面所述《大包開(kāi)澆》過(guò)程相同。重要的是要盡可能縮短無(wú)鋼流注入中包的時(shí)間。更換大包時(shí)間過(guò)程長(zhǎng)導(dǎo)致：

*中包鋼水減少，這樣使拉速降低，繼而導(dǎo)致拉澆時(shí)間的問(wèn)題或質(zhì)量的問(wèn)題。*降低鋼水溫度，這意味著水口有結(jié)死的危險(xiǎn)，特別同時(shí)降低拉速（減少通流量）

更換大包的時(shí)間通?？刂圃?-3min內(nèi)，但如果大包自開(kāi)有問(wèn)題的話（如：燒氧）可能要延長(zhǎng)一些。

由于中包澆完第一爐鋼的時(shí)間問(wèn)題比較高（有利于減少溫降），連接下一包鋼水的大包溫度可以比第一包低10度。

打開(kāi)下一大包后，10~15min中包測(cè)一次溫度。以確保新舊混合的鋼生產(chǎn)完，測(cè)的只是新包鋼水的溫度。

檢查確信滑動(dòng)水口關(guān)閉，滑動(dòng)水口油缸拆下，舊包由行車從回轉(zhuǎn)臺(tái)上吊走。在同一澆次中只換大包而未換中包，只生產(chǎn)同一鋼種。連澆中換鋼種會(huì)在鑄坯形成混合區(qū)域，既不屬于上一鋼種也不屬于后一鋼種，如果鋼種區(qū)別很大混合區(qū)差別很大。1.8.2快換中包

長(zhǎng)時(shí)間的連澆需要換中包,同時(shí)也伴隨著大包的更換.更換中包之所以叫”快換”,是指換包后可繼續(xù)拉澆,新來(lái)的鋼水直接澆入現(xiàn)有的鋼水上.因此,每一流都必須停下來(lái),開(kāi)走舊中包,新中包和大包開(kāi)過(guò)來(lái)重新開(kāi)澆.由于耐材(工作層座磚長(zhǎng)水口)的使用壽命有限,所以快換是必要的.拉澆時(shí)快速換中包,節(jié)約了重新啟動(dòng)時(shí)間限制了切頭切尾坯子的數(shù)量.增加有效拉澆時(shí)間,提高收得率.連澆同一鋼種通常無(wú)混鋼種現(xiàn)場(chǎng).如果連澆不同的鋼種,必須使用鋼種分離片(分離藍(lán))每次快換中包都存在一定的危險(xiǎn),這也可通過(guò)操作工的經(jīng)驗(yàn)和良好的鋼水來(lái)彌補(bǔ).在進(jìn)行首次快換中包之前,連鑄人員必須在一塊配合過(guò)做幾回試驗(yàn).重要的是盡可能減少快換時(shí)間,使熱坯停留時(shí)間減為最短.原因: *在停留時(shí)鑄坯收縮脫離結(jié)晶器銅板

*如果鑄坯與結(jié)晶器的縫隙增大,鋼水有可能從縫隙中流過(guò)結(jié)晶器,導(dǎo)致漏鋼.因此,熱坯停留時(shí)間不超過(guò)4min.如超過(guò)的話,拉澆必須停止.進(jìn)行快換中包,必須滿足下面的條件: *下一中包在中包預(yù)熱站預(yù)熱好后并全部準(zhǔn)備完畢

*混合澆注時(shí)連接器(分鋼種的分離藍(lán))必須準(zhǔn)備在結(jié)晶器的旁邊.*下一中包吊到大包回轉(zhuǎn)臺(tái)上準(zhǔn)備開(kāi)澆 *快換中包同時(shí)也換大包,為了更好地控制溫度,作為第一包新包的溫度必須高一些快換中包的步驟如下: *在下令停澆前,立即加入保護(hù)渣.*保護(hù)渣使下面的鑄坯熱量不散發(fā)掉 *盡可能同時(shí)將各流關(guān)掉,停拉矯機(jī) *停掉二冷水或設(shè)為最小值 *旋轉(zhuǎn)大包回轉(zhuǎn)臺(tái) *舊中包開(kāi)走

*將分離鋼種的連結(jié)器放入結(jié)晶器鋼液中(如圖).檢查連接器放置在結(jié)晶器內(nèi)的位置是否正確 *將新中包開(kāi)至澆注位 *新中包于澆注位 *開(kāi)澆,步驟同前所述 1.9停澆

正常的計(jì)劃停澆應(yīng)提前做好準(zhǔn)備。步驟如下：

檢測(cè)到渣時(shí)，應(yīng)該按前面所述，立即將大包水口關(guān)閉。操作工在鑄坯操作控制板上選擇停澆狀態(tài)。

關(guān)閉大包鋼水液面到達(dá)前所述液位（約200min），立即停澆。通常中間包外側(cè)的鑄坯先拉，因其在中包內(nèi)溫度較低。此時(shí)，先拉哪一流也受其他一些因素的影響。如下： *結(jié)死 *結(jié)流 *優(yōu)化切割

為得到最大的收得率，中包盡快澆注完。另一方面，應(yīng)避免將渣子澆入結(jié)晶器中。停澆時(shí)，鋼水液位不低于200mm。通常是在尾坯停止拉澆后停澆。

其間，操作方式轉(zhuǎn)為清空設(shè)備（參見(jiàn)后面的功能描述）

尾坯不必噴水冷卻。等待一段時(shí)間，按電氣手冊(cè)中描述的那樣按下需要的按鈕，重新啟動(dòng)連鑄。

結(jié)束拉澆但不停連鑄也是有可能的。過(guò)程如下：

將鑄坯拉出后，按電氣手冊(cè)所描述的那樣，初始化所需的操作方式。按此程序，應(yīng)將拉速減至約名義值的70%，以便在鑄坯上部凝固。當(dāng)拉矯機(jī)停止后，噴淋水設(shè)為最小值。

對(duì)尾坯全部設(shè)備都對(duì)其跟蹤，包括拉矯機(jī)，火切機(jī)。各設(shè)備按尾坯撤離其工作區(qū)的順序停車（結(jié)晶器、振動(dòng)臺(tái)、二冷水、排蒸汽系統(tǒng)等）。注意：尾坯必須被切除，直到中心無(wú)縮孔。1.10 質(zhì)量控制/質(zhì)量保證

根據(jù)鋼種各自的特性和要求，相關(guān)鋼種的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)列于表中。

根據(jù)拉澆觀察到的及發(fā)貨條件、檢驗(yàn)條件、成品貨半成品，應(yīng)進(jìn)行下述的檢驗(yàn)。1.10.1間接檢驗(yàn)方法 間接檢驗(yàn)方法 間接檢驗(yàn)包括拉澆時(shí)進(jìn)行觀察和對(duì)連鑄相關(guān)方面的測(cè)定.連鑄相關(guān)問(wèn)題 對(duì)質(zhì)量的影響 *長(zhǎng)水口注流

*(大包----中間包)C *中包液位 CCDLTO *塞棒 C *中包內(nèi)鋼水溫度 SLMSC *保護(hù)渣 CEO *結(jié)晶器內(nèi)的鋼流 CDL *拉速 CDSM *鑄坯表面溫度 TE 其中: *C-----高倍和低倍的純凈度 *CD-----分布的非金屬夾雜 *S------偏析 *L------縱裂 *T------橫裂 *E------角裂紋 *M------中心裂紋 *SC-----皮下氣泡 *O------振痕

正確調(diào)節(jié)以下方面: 可避免: *鑄坯導(dǎo)向輥縫 STMSC *鑄坯導(dǎo)向調(diào)節(jié) TESC *擠壓輥壓力 STMSC *結(jié)晶器倒錐度 LTE *鑄坯與結(jié)晶器間的摩擦 LT漏鋼 1.10.2直接檢驗(yàn) 1.10.2.1檢驗(yàn)表面

沒(méi)有一種檢驗(yàn)方法可將所有的表面缺陷同時(shí)檢驗(yàn)出來(lái)的,所以需要進(jìn)行幾種不同的檢驗(yàn).要把嚴(yán)重缺陷的產(chǎn)品(S)----在鑄坯表面、肉眼可見(jiàn)的與輕微缺陷的產(chǎn)品（L）----除非表面處理后才看清楚的區(qū)分開(kāi)來(lái)。VOEST-ALPINE設(shè)計(jì)出一種特殊的設(shè)備，用來(lái)酸洗半成品并測(cè)出振痕的側(cè)面圖。通常使用渦流、激光、紅外線等檢測(cè)方法檢測(cè)。1.10.2.2內(nèi)部缺陷的檢測(cè)

檢驗(yàn)鑄坯內(nèi)部缺陷,非特殊情況一般采用硫印,深度酸蝕,組織酸蝕,用切面評(píng)估法檢驗(yàn)內(nèi)部質(zhì)量.檢驗(yàn)

角裂 邊裂 星裂 低倍夾渣 針孔 氣泡 振痕 其它缺陷,如:溢鋼,渣坑,雙澆 檢驗(yàn)方法 橫向 縱向 橫向 縱向 目檢

鑄坯表面: S S S S S * S yes 酸洗表面 L+S L+S L+S L+S L+S * * * L+S yes 剝皮檢驗(yàn) S S L+S L+S L+S yes yes yes yes

塔形: S* S* L+S L+S S yes yes yes 渦流檢測(cè) L*+S L*+S L*+S L*+S L*+S 激光紅外線檢測(cè)等:

L*+S

L*+S

L*+S

L*+S

L*+S 振痕簡(jiǎn)圖: L+S *在一定條件下評(píng)估

檢驗(yàn)

偏析 皮下氣泡 低倍組織 箸狀?yuàn)A渣 低倍夾渣 檢驗(yàn)方法 S C-Mn 裂紋偏析帶2)無(wú)偏析3)硫印(斷面)R R * R* * 4)*

組織酸蝕(縱向和圓面)R R* yes R R * yes 切面評(píng)估(剪切火切)

* yes yes

振痕 氣泡 yes 角樣

藍(lán)幛彎月檢驗(yàn)(小斷面)

* * * * 特殊成分分析 yes yes

2)例如:彎曲擠壓或皮下裂紋 3)如:中心線裂紋 4)如:脫鋁低碳鋼

R 根據(jù)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)圖評(píng)估 * 在一定條件下評(píng)估 1.10.3取樣及檢驗(yàn) 1.10.3.1入中包前取樣

包括所有至大包到連鑄平臺(tái),為確定溫度合乎和鋼水化學(xué)成分的樣.基于上面的化學(xué)成分可計(jì)算出相應(yīng)爐號(hào)的液相線溫度.在大包處理站的EMF測(cè)溫取樣(CELO+樣)裝置使鎮(zhèn)靜鋼脫S成為可能.1.10.3.2中包測(cè)溫

在拉澆過(guò)程中要測(cè)幾次溫度.溫度應(yīng)為液相線上20~30度;當(dāng)C含量<0.06%,高出液相線30~40度,但如果鋼水C含量>0.5,則只高出液相線15~20度.1.10.3.3中包取樣

取化學(xué)成分樣及后面的EMF測(cè)溫樣.開(kāi)澆后(即過(guò)熱度消散掉)5-10min取樣.1.10.3.4鑄坯取樣

無(wú)檢驗(yàn)表面質(zhì)量的樣相反,所有的鑄坯在準(zhǔn)備熱送前或噴沙前都應(yīng)檢驗(yàn),無(wú)論是否打磨或清理,只有經(jīng)過(guò)酸洗才使表面得到大面積處理.除了對(duì)切面的評(píng)估外應(yīng)切下300mm長(zhǎng)的鑄坯.從這一斷面上經(jīng)過(guò)酸蝕硫印可取下(碟形樣,角樣,縱向樣)各種樣,角樣只在高應(yīng)力鑄坯上取.對(duì)于高品質(zhì)的鋼種,例如:100Cr6推薦采用以下步驟:每爐取兩個(gè)樣: &第一爐

從外側(cè)一流的第二根坯子取一個(gè)樣 從里側(cè)一流的第二根坯子上取一個(gè)樣 &第二爐至倒數(shù)的第二爐

從外側(cè)一流的中間一根坯上取一個(gè)樣 從里側(cè)一流的中間一根坯上取一個(gè)樣 &最后一爐

從外側(cè)一流倒數(shù)第2根坯子上取一個(gè)樣 從里側(cè)一流倒數(shù)第2根坯子上取一個(gè)樣 注意:如果鑄坯送緩冷其取樣規(guī)則是一樣的

對(duì)普遍和低等級(jí)鋼種的建議:每一澆次至少取一樣 &第一爐:從2或5流,第二根坯上取一個(gè)樣.1.10.3.5冶煉缺陷----鑄坯缺陷----原因/糾正方法

許多生產(chǎn)條件都會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量.同時(shí),也要考慮生產(chǎn)工藝和各種質(zhì)量要求引起如下所列缺陷.根據(jù)目前我們的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),提出一些補(bǔ)救措施.特別是以下參數(shù)會(huì)引起冶金缺陷: *連鑄機(jī)大小 *拉澆溫度 *拉速 *保護(hù)拉澆 *結(jié)晶器參數(shù) *振動(dòng)頻率 *振幅

*保護(hù)渣/潤(rùn)滑油 *冷卻 *鑄坯導(dǎo)向

缺陷主要分為兩類: *表面缺陷 *內(nèi)部缺陷

1.10.4.1表面缺陷

生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的表面缺陷必須盡早檢查到,即: 當(dāng)鑄坯在輸出輥道上和后部精整能量回收區(qū).在所有的表面缺陷中,裂紋發(fā)生的最多,其被空氣氧化后構(gòu)成很嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題.在后續(xù)熱扎中也不能焊合,所以直到扎成材也不能消除.表面裂紋造成材質(zhì)疏松,可能成為廢品,次品及需要大量的表面清理作業(yè).如發(fā)生表面裂紋,必須檢查相應(yīng)一流的鑄坯導(dǎo)向和結(jié)晶器.下面的表面缺陷祥述于后面的章節(jié)中: *縱向角裂 *橫向角裂 *橫向裂紋 *縱向裂紋 *星裂 *振痕 *皮下氣泡 *低倍夾渣 *重接 *橫向凹陷 *菱形變形 *鼓肚,凹陷

1.10.4.1.1縱向角裂 缺陷/起源的描述: 一般易發(fā)生在結(jié)晶器下方,由于在角部或靠近角部坯殼成長(zhǎng)不充分并形成黑痕.原因 糾正措施 由于結(jié)晶器倒錐度不夠在角部形成縫隙 改變結(jié)晶器倒錐度 結(jié)晶器底部極度磨損 更換結(jié)晶器 結(jié)晶器角部有間隙 更換結(jié)晶器 中包溫度過(guò)高 降低拉速 拉速過(guò)高 降低拉速

C含量在包晶區(qū)間其S,P高 如可能的話,改變化學(xué)成分 1.10.4.1.2橫向角裂 缺陷/起源的描述: 極易發(fā)生在小斷面鑄坯結(jié)晶器底部,二冷水區(qū),拉伸矯直區(qū),由拉應(yīng)力引起的.原因 糾正措施

由于倒錐度過(guò)大,引起結(jié)晶器角部摩擦力過(guò)大 改變結(jié)晶器倒錐度 角部冷卻強(qiáng)度過(guò)大 減少角部水量 二冷區(qū)溫度梯度過(guò)大 減少二冷水量

結(jié)晶器保護(hù)渣/潤(rùn)滑油不足 改變保護(hù)渣/增加潤(rùn)滑油加入量 不規(guī)則振動(dòng) 改變振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)

短時(shí)間溢鋼 停澆此流----清理溢鋼 結(jié)晶器扇形段不準(zhǔn) ?；?矯直溫度過(guò)低 至少900度

合金元素增加裂紋敏感 如可能的話,改變化學(xué)成分 1.10.4.1.3橫向裂紋 缺陷/起源的描述: 特別容易發(fā)生于小斷面裂紋敏感的鋼種,由于結(jié)晶器底部,二冷水區(qū),拉矯區(qū)的拉伸應(yīng)力而造成的,橫向裂紋經(jīng)常在熱坯上就可以發(fā)現(xiàn).原因 糾正措施

由于倒錐度不當(dāng),引起摩擦力過(guò)大 改變結(jié)晶器倒錐度 結(jié)晶器表面缺陷 更換結(jié)晶器

保護(hù)渣/潤(rùn)滑油量不足 改變保護(hù)渣/增加潤(rùn)滑油加入量 不規(guī)則振動(dòng) 改變振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)

短時(shí)間溢鋼 停澆此流----清理溢鋼 二冷區(qū)溫度梯度過(guò)大 減少二冷水量 縱向拉應(yīng)力 檢查校正弧度 矯直溫度過(guò)低 至少900度

合金元素增加裂紋敏感 如可能的話,改變化學(xué)成分 1.10.4.1.4縱向裂紋 缺陷/起源的描述: 隨著張力強(qiáng)度的波動(dòng),這些短裂紋常伴有輕微的表面凹陷,常發(fā)生于二冷區(qū)的上部,在熱坯上就可以檢測(cè)出.原因 糾正措施 拉速過(guò)快 降低拉速 拉澆溫度過(guò)高 降低拉速

保護(hù)渣/潤(rùn)滑油量不足 改變保護(hù)渣/增加潤(rùn)滑油加入量 結(jié)晶器倒錐度不夠,結(jié)晶器表面缺陷 更換結(jié)晶器 變化的振動(dòng)/拉速 保持穩(wěn)定值

二冷水溫度梯度太大 減少冷卻水量 縱向拉應(yīng)力 檢查校正弧度

合金元素增加裂紋敏感性 如有可能改變化學(xué)成分 1.10.4.1.4星裂 缺陷/起源的描述: 發(fā)生在結(jié)晶器底部的坯殼上,只能通過(guò)火焰輕度清理,打磨或酸洗后才能檢測(cè)出,小斷面尺寸很少發(fā)生.原因 糾正措施

結(jié)晶器底部極度磨損 更換結(jié)晶器 結(jié)晶器鍍Cr層磨掉 更換結(jié)晶器

保護(hù)渣/潤(rùn)滑油量不足 改變保護(hù)渣/增加潤(rùn)滑油加入量 由于溫度的變化而產(chǎn)生熱應(yīng)力 保持穩(wěn)定的拉速和水量 二冷水太強(qiáng) 減少二冷水量

由于弧度不當(dāng)而產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力 檢查校正弧度

1.10.4.1.5異常的振痕 缺陷/起源的描述: 主要的表面裂紋起源于結(jié)晶器頂部,深度的振痕會(huì)導(dǎo)致橫裂,淺的振痕發(fā)生翻皮,輕輕地角磨后就可檢查測(cè)出.原因 糾正措施 振幅太大 提高頻率

保護(hù)渣/潤(rùn)滑油量不足 改變保護(hù)渣/增加潤(rùn)滑油加入量 結(jié)晶器角部有裂紋 更換結(jié)晶器

懸殼 改變保護(hù)渣/增加潤(rùn)滑油加入量,防止短時(shí)間溢鋼;避免液面急劇升降.1.10.4.1.6皮下氣泡 缺陷/起源的描述: 一種主要的表面缺陷,發(fā)生在結(jié)晶器內(nèi).多數(shù)為體積小,氣體活性高的,只通過(guò)表面清理就可以檢測(cè)出,間距0.5~3mm不規(guī)則分布,圓形的,球形的或橢圓形的,最大為皮下5mm.也包括細(xì)孔,針孔.原因 糾正措施

脫氧或脫氣不足 干燥合金元素

潮濕的保護(hù)渣/潤(rùn)滑油 使用干燥的保護(hù)渣/無(wú)水潤(rùn)滑油

彎月面的擾動(dòng) 提高脫氧效率，降低通氬量，增加水口侵入深度 水口插入深度太深，通氬距離太遠(yuǎn) 抬高中包 耐材潮濕 更好地干燥中間包 拉澆溫度太高 降低拉速或停澆

1.10.4.1.7低倍夾渣 缺陷/起源的描述: 主要的表面缺陷，主要的發(fā)生在結(jié)晶器內(nèi)，拉澆之初，更換中包之后和拉澆結(jié)束時(shí)，尺寸為5-10mm，深度為10mm，輕微的表面清理后即可檢測(cè)到。原因 糾正措施

保護(hù)渣不合適（粘度，流動(dòng)性及熔點(diǎn)不對(duì)）更換保護(hù)渣 保護(hù)渣/潤(rùn)滑受潮 干燥保護(hù)渣，使用無(wú)水潤(rùn)滑油 耐材過(guò)度磨損 更換中包包襯

彎月面的擾動(dòng) 增強(qiáng)脫氧效果，降低氬氣量，增加水口侵入深度 拉澆溫度過(guò)低 增加拉速，更換大包

Mn硅酸鹽的凝結(jié)物 檢查Mn/Si比，使用EMS

1.10.4.1.8重接 缺陷/起源的描述: 與振痕類似，多數(shù)發(fā)生在彎月面區(qū)域內(nèi)夾渣聚集處，深度可達(dá)5mm裂紋形狀。嚴(yán)重的重接在熱坯上可見(jiàn)。原因 糾正措施 振幅太大 增快頻率 液位波動(dòng) 保持液位穩(wěn)定

水口侵入深度不足或不正確 調(diào)節(jié)中包高度 拉速變化極快 保持拉速恒定 1.10.4.1.9橫向凹陷 缺陷/起源的描述: 與重接類似，發(fā)生在結(jié)晶器內(nèi)，大多數(shù)情況下都各有不同，在熱坯上就克檢測(cè)出來(lái)，凹痕長(zhǎng)度達(dá)到50mm，深度達(dá)到10mm，在同一水平上。原因 糾正措施

拉速變化大 保持拉速穩(wěn)定

澆注液位變化太大 保持彎月面液位恒定

1.10.4.1.10菱形 缺陷/起源的描述: 易發(fā)于小斷面鑄坯的包晶或高碳鋼，起源于結(jié)晶器內(nèi)或二冷區(qū)內(nèi)。原因 糾正措施

兩相鄰結(jié)晶器壁的冷卻強(qiáng)度不同 更換結(jié)晶器

由于變形在二冷區(qū)產(chǎn)生拉伸應(yīng)力 仔細(xì)調(diào)節(jié)結(jié)晶器足輥以限制拉應(yīng)力 結(jié)晶器過(guò)冷 增加Δ-T，增加拉速 偏心澆注 對(duì)中注流中心

1.10.4.1.11鼓肚 缺陷/起源的描述: 發(fā)生在鑄坯支撐區(qū)域，特別是大斷面鑄坯，嚴(yán)重的鼓肚（凹陷）會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部缺陷（角裂）原因 糾正措施

鑄坯支撐段太短 增長(zhǎng)鑄坯支撐的長(zhǎng)度

相對(duì)于坯殼的厚度，支撐輥間距太大 縮短輥間距，或增加支撐輥 拉速太快 降低拉速 拉澆溫度太高 降低拉速 偏心澆注 對(duì)中注流中心 拉矯機(jī)壓力過(guò)大 降低壓力

1.10.4.1.12凹陷

縱向凹陷寬5-20mm，深度達(dá)到4mm長(zhǎng)度為幾米，由于保護(hù)渣粘度太大，發(fā)生在彎月面區(qū)，由于保護(hù)渣產(chǎn)生分離的效果，形成二層薄的球子晶會(huì)在二冷區(qū)引起凹陷，張力和內(nèi)部裂紋?；鹧媲謇頃?huì)使內(nèi)部裂紋開(kāi)裂。原因 糾正措施

保護(hù)渣不當(dāng) 更換保護(hù)渣

彎月面內(nèi)擾動(dòng) 提高脫氧效果，減少通氬量，增加水口深度 偏心澆注 對(duì)中注流中心

1.10.4.2.1內(nèi)部缺陷

如果是嚴(yán)重的內(nèi)部缺陷，通常在火切機(jī)就應(yīng)檢驗(yàn)出來(lái)，如較重的分層，夾渣，偏析。通常是在取樣后檢測(cè)出來(lái)的。

發(fā)生較頻繁的內(nèi)部缺陷是內(nèi)裂，中心偏析，氧化物夾雜和中心疏松。這些缺陷的原因?yàn)椴牧希瓭补に嚭驮O(shè)備。特別是凝固條件會(huì)產(chǎn)生很多缺陷。

凝固組織的描述：

球狀邊緣區(qū)細(xì)結(jié)晶體是由結(jié)晶器的熱吸收而形成的。

柱狀樹(shù)枝晶區(qū)是由局部冷卻到凝固點(diǎn)以下而形成的，晶體沿著溫降的方向成長(zhǎng)。晶體的寬度受二冷水量和中包過(guò)熱度的影響。球狀心部區(qū)域在過(guò)冷區(qū)形成，由于鑄坯中心低溫降而產(chǎn)生的。如果無(wú)此區(qū)可能是過(guò)熱度太高而且是對(duì)柱狀晶敏感的鋼種。

鋼中的雜質(zhì)和離析物被推向樹(shù)枝晶的前沿并形成結(jié)晶體的晶核。我們對(duì)下列部分內(nèi)部缺陷進(jìn)行說(shuō)明： *中間裂紋 *角裂

*三角點(diǎn)裂紋 *中心裂紋 *對(duì)角線裂紋 *擠壓裂紋 *彎曲矯直裂紋 *冷裂

*近表面偏析線 *縮孔和中心疏松 *中心偏析 *非金屬夾渣

1.10.4.2.2中間裂紋 缺陷/起源描述：

位于表面和鑄坯中心的中間，起源于二冷區(qū)后的區(qū)域。出現(xiàn)率受鋼種的化學(xué)成分的影響。如果二冷區(qū)過(guò)冷和鑄坯回?zé)?，拉澆溫度高產(chǎn)生裂紋。原因 糾正措施

二冷水過(guò)強(qiáng) 減少二冷水量 拉速太低 拉高拉速

結(jié)晶器過(guò)冷 提高Δ-T，提高拉速

坯殼回?zé)?檢查二冷水的分配，檢查可能堵塞的噴嘴

結(jié)晶器倒錐度不足 檢查結(jié)晶器倒錐度，檢查結(jié)晶器的磨損情況 鋼種對(duì)裂紋敏感 如有可能，改變化學(xué)成分

1.10.4.2.3角裂

缺陷/起源描述：如果在結(jié)晶器內(nèi)有較大的菱形或二冷區(qū)有鼓肚，在二相區(qū)脆弱的樹(shù)枝狀凝固組織在靠近角部形成裂紋，多發(fā)于大斷面鑄坯上。原因 糾正措施

相對(duì)于坯殼厚度支撐輥間距太大 縮短間距，降低拉速 支撐輥太短 增長(zhǎng)支撐輥長(zhǎng)度，降低拉速

結(jié)晶器倒錐度不足 改變倒錐度，檢查結(jié)晶器磨損情況 相鄰兩邊冷卻強(qiáng)度不同 檢查結(jié)晶器幾何形狀 偏心注流 對(duì)中注流中心

1.10.4.2.4三角點(diǎn)裂紋 缺陷/起源描述：

發(fā)生與凝固前沿相遇區(qū)，由于鼓肚產(chǎn)生拉伸應(yīng)力而引起的，同時(shí)也產(chǎn)生窄邊偏析。原因 糾正措施

鑄坯支撐太短 增加鑄坯支撐長(zhǎng)度，降低拉速

相對(duì)于坯殼厚度支撐輥間距太大 縮短輥間距，增加輥?zhàn)?，降低拉?/p>

Mn含量太高（Mn最大為0.9%，Mn/S比最小為30/1）如有可能改變化學(xué)成分

1.10.4.2.5中心裂紋 缺陷/起源描述：

中心裂紋在凝固前沿由分層,(H)裂及許多鑄坯中心樹(shù)枝不規(guī)則二冷縮孔所構(gòu)成.原因 糾正措施

由凝固末期溫度梯度過(guò)高,在相鄰之間形成收縮和張力 減少二冷水量或增快拉速

縮孔由于成分分離后,從樹(shù)枝晶間或松散的晶體聚集處的偏析成分而形成的 拉澆溫度太高 液芯末端的輥?zhàn)悠?檢查輥?zhàn)訉?duì)正

1.10.4.2.5對(duì)角線裂紋 缺陷/起源描述：

特別多見(jiàn)于小斷面鑄坯,經(jīng)常發(fā)生于菱形的小方坯,在鈍形邊上,起源結(jié)晶器,或二冷區(qū),裂紋的長(zhǎng)度取決于應(yīng)力的強(qiáng)度和間距.原因 糾正措施

相鄰兩邊冷卻強(qiáng)度不同 檢查結(jié)晶器冷卻

倒錐度不足 更換結(jié)晶器,檢查結(jié)晶器磨損情況 拉速太低 提高拉速

結(jié)晶器內(nèi)過(guò)冷 提高ΔT,提高拉速

坯殼回?zé)?檢查二冷水的分布,檢查可能堵塞的噴嘴

1.10.4.2.5擠壓裂紋 缺陷/起源描述：

如液芯在變形區(qū)較粗時(shí),擠壓裂紋為垂直鑄坯軸心線的方向.如液芯在變形區(qū)較細(xì)時(shí),其為平行壓輥軸線方向,大多數(shù)裂紋被殘余鋼水填充(=壓力裂紋)原因 糾正措施

輸送輥不對(duì)正 檢查輥?zhàn)訉?duì)中情況 擠壓輥處的變形太大 降低液壓缸壓力

1.10.4.2.6彎曲矯直裂紋 缺陷/起源描述：

頻發(fā)于鑄坯有張力的兩側(cè),順著鑄坯中心的方向,經(jīng)常發(fā)生于鑄坯底側(cè)(連鑄外側(cè)),當(dāng)在彎曲的應(yīng)力和內(nèi)弧的矯直應(yīng)力超過(guò)坯殼的塑變后面產(chǎn)生彎曲矯直裂紋.原因 糾正措施

輥?zhàn)右莆?檢查設(shè)備對(duì)中

矯直溫度太低(應(yīng)大于850度)提高拉速,在快換中包時(shí)停掉二冷水

1.10.4.2.7冷裂 缺陷/起源描述：

發(fā)生在結(jié)晶器內(nèi)靠近鑄坯的表面,或是在二冷區(qū),鑄坯中心,大多數(shù)情況與鑄坯同向.原因 糾正措施

倒錐度不足 更換結(jié)晶器,檢查結(jié)晶器磨損情況 拉速太低 提高拉速

結(jié)晶器內(nèi)過(guò)冷 提高ΔT,提高拉速 二冷水過(guò)強(qiáng) 減少冷卻水量

1.10.4.2.7靠近表面的偏析線 缺陷/起源描述：

三角點(diǎn)裂紋和冷卻裂紋由于被偏析殘余鋼水填充而形成偏析線,由于漂浮的作用夾渣也能在內(nèi)部上方形成偏析線.原因 糾正措施

拉澆溫度過(guò)低 提高拉速/更換大包 拉澆溫度過(guò)高 降低拉速/使用EMS 彎月面擾動(dòng)嚴(yán)重 提高鋼水脫氧能力,減少通氬量,增加水口侵入深度

中包工作層耐材不好 更換材料,中包不滿一半不開(kāi)澆,保持中包液位不低于200mm.

第五篇：板坯連鑄系統(tǒng)中PLC控制功能與技術(shù)實(shí)現(xiàn)論文

板坯連鑄系統(tǒng)簡(jiǎn)介

以板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)為分級(jí)依據(jù)，可以把板坯連鑄系統(tǒng)分為基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)以及過(guò)程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩級(jí)系統(tǒng)，其中一級(jí)為自動(dòng)化系統(tǒng)，是運(yùn)行基礎(chǔ)；二級(jí)帶有部分管理功能。基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)是一套完整的電/儀一體化系統(tǒng)，在系統(tǒng)運(yùn)行中起著非常重要的作用，它能夠完成各工藝裝置的順序控制以及相關(guān)操作，可以對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，還可以對(duì)工藝參數(shù)與設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行顯示與預(yù)警，對(duì)工藝流程進(jìn)行監(jiān)控。另外，其還有通信功能。過(guò)程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有質(zhì)量跟蹤、參數(shù)設(shè)定以及鑄機(jī)的模型計(jì)算的功能。除此之外，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)配置問(wèn)題，通過(guò) PLC 與上位機(jī)之間的信息轉(zhuǎn)換與以太網(wǎng)相連接，利用 TCP/IP 協(xié)議完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。板坯連鑄系統(tǒng)中 PLC 控制功能說(shuō)明

2.1 大包回轉(zhuǎn)臺(tái)及中間罐車控制

一方面，對(duì)裝有合格鋼水的鋼水包，一般要通過(guò)行車的吊運(yùn)運(yùn)至大包回轉(zhuǎn)臺(tái)的鋼包臂上，此時(shí)包臂會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)到澆注位置等待澆鑄。

另一方面，提前預(yù)熱好的中間罐通過(guò)中間罐車運(yùn)送至結(jié)晶器的上方，此時(shí)中間罐會(huì)下降以完成對(duì)中就位；在準(zhǔn)備工作完成后，鋼水罐開(kāi)始下降，到達(dá)指定位置后就要手動(dòng)開(kāi)啟滑動(dòng)水口，隨之鋼水就會(huì)通過(guò)長(zhǎng)水口流入中間罐，等到中間罐內(nèi)的鋼水質(zhì)量達(dá)到指定要求后就需要人工開(kāi)啟中間罐塞棒，這時(shí)鋼水就會(huì)通過(guò)侵入式水口流入結(jié)晶器內(nèi)，從而完成這一工序。

2.2 送引錠、脫引錠控制

（1）送引錠：當(dāng)送引錠指令發(fā)出后，引錠桿存放小車會(huì)向下反轉(zhuǎn)運(yùn)行，當(dāng)引錠桿到達(dá)切割后輥道位置時(shí)四個(gè)對(duì)中缸將開(kāi)始進(jìn)行對(duì)中，隨之切割前、切割下、切割后輥道自動(dòng)運(yùn)行，將引錠桿送至水平扇形段內(nèi)。當(dāng)引錠桿尾部離開(kāi) 2# 光電管時(shí)，切割后輥道就會(huì)停止運(yùn)行，當(dāng)其到達(dá) 1# 光電管時(shí)，切割下及切割前輥道就會(huì)停止運(yùn)行，隨之輥道就會(huì)以 5 米/分的速度在扇形段內(nèi)運(yùn)行，與此同時(shí)解碼器也開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行跟蹤記錄，最后將引錠桿送入結(jié)晶器下口。（2）脫引錠：當(dāng)引錠桿從扇形段出來(lái)達(dá)到 1# 光電管時(shí)，引錠頭就會(huì)與鑄坯分離，當(dāng)引錠桿到達(dá) 2# 光電管時(shí)切割后輥道就會(huì)停止，隨之引錠桿被移出。

2.3 火焰切割機(jī)自動(dòng)切割控制

在自動(dòng)狀態(tài)下，紅外定尺系統(tǒng)會(huì)給火焰切割機(jī)的 PLC 發(fā)出信號(hào)，火焰切割機(jī)只有在接收到信號(hào)時(shí)才會(huì)進(jìn)行工作。首先，火焰切割機(jī)會(huì)先進(jìn)行預(yù)壓緊，與此同時(shí)切割槍開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)切割槍運(yùn)轉(zhuǎn)至鑄坯邊緣時(shí)，預(yù)煤氣閥以及熱氧閥就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)；當(dāng)其運(yùn)轉(zhuǎn)到之前紅外定尺系統(tǒng)所檢測(cè)的定尺距離后，火焰切割機(jī)的壓頭開(kāi)始下壓隨之切割氧與?；蜷_(kāi)，進(jìn)行切割工作。當(dāng)切割槍到達(dá)切割下輥道邊緣時(shí)，切下輥就會(huì)開(kāi)始向下方擺動(dòng)，一直等到切割槍離開(kāi)切下輥，其才能夠向上擺回到原位。

2.4 輸送輥道及推鋼機(jī)控制

輸送輥道系統(tǒng)是由移載下線輥道、切割后輥道、切割下輥道以及切割前輥道這四道工序組成。在輸送輥道系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中主要有五個(gè)具體步驟：（1）火焰切割機(jī)在對(duì)鋼坯切割完畢后發(fā)出切割完畢信號(hào)，隨之切割后輥道開(kāi)始正轉(zhuǎn)；（2）在 2# 光電管檢測(cè)到鑄坯的情況下，移載下線輥道開(kāi)始運(yùn)作；（3）當(dāng)鑄坯尾部離開(kāi) 2# 光電管時(shí)，之前運(yùn)轉(zhuǎn)的切割后輥道停止運(yùn)作；（4）在 3# 光電管檢測(cè)到鑄坯的情況下，之前運(yùn)行的移載下線輥道就會(huì)停止運(yùn)作；（5）下線輥道運(yùn)行停止時(shí)說(shuō)明鑄坯已成型，再利用推鋼機(jī)把鑄坯轉(zhuǎn)移到冷床上進(jìn)行冷卻。

這樣就可以科學(xué)的對(duì)鑄坯進(jìn)行生產(chǎn)。板坯連鑄系統(tǒng)中 PLC 控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

3.1 變頻調(diào)速控制技術(shù)

在現(xiàn)代板坯連鑄系統(tǒng)中，變頻調(diào)速控制技術(shù)已在各個(gè)設(shè)備中廣泛應(yīng)用；主要包括推鋼機(jī)、火焰切割機(jī)、輸送輥道、扇形段輥道、結(jié)晶器振動(dòng)、中間罐車以及大包回轉(zhuǎn)臺(tái)等。一般來(lái)說(shuō)，PLC 是通過(guò) Re－mote I/O Scanner 通訊方式來(lái)把控制命令傳輸給變頻器的，與此同時(shí)，變頻器也將其實(shí)時(shí)狀態(tài)反饋給 PLC 系統(tǒng)。另外，控制程序主要借助 MOV 指令來(lái)把速度、正反轉(zhuǎn)以及啟動(dòng)停止命令以信息的形式傳送給變頻器，然后利用變頻器的變頻調(diào)速功能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。

3.2 鑄流自動(dòng)跟蹤技術(shù)

鑄流自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)主要是利用物理上的光電轉(zhuǎn)換原理進(jìn)行工作的，通過(guò)增量式編碼器來(lái)完成自動(dòng)跟蹤。增量式編碼器可以直接利用光電轉(zhuǎn)換原理來(lái)輸出 A、B 以及 Z 相三組方波脈沖；其中，A、B兩組方波脈沖的相位差為 90°，所以能夠比較方便的判斷出旋轉(zhuǎn)方向；與此不同的 Z 相每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖，所以其常應(yīng)用與對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)的科學(xué)準(zhǔn)確定位。增量式編碼器的技術(shù)含量較高，其平均壽命可達(dá)幾萬(wàn)小時(shí)以上，而且其構(gòu)造原理較為簡(jiǎn)單，抗干擾的能力較強(qiáng)，有較高的可靠性，比較適用于長(zhǎng)距離的傳輸。一般來(lái)說(shuō)，A-B 增量型編碼器多安裝在扇行段驅(qū)動(dòng)輥的電機(jī)上，鑄流 PLC 依據(jù)增量式編碼器發(fā)送的脈沖數(shù)來(lái)自動(dòng)計(jì)算并完成澆注模式、送引錠模式下的鑄坯測(cè)長(zhǎng)、電力測(cè)速以及二冷區(qū)配水等全自動(dòng)控制。

3.3 大包下渣檢測(cè)技術(shù)

大包下渣檢測(cè)技術(shù)是用于檢測(cè)包內(nèi)鋼水含渣量的一項(xiàng)技術(shù)。這個(gè)系統(tǒng)主要通過(guò)高度自動(dòng)化、智能化的平衡補(bǔ)償技術(shù)并比較鋼渣與鋼水導(dǎo)電率來(lái)檢測(cè)鋼渣在鋼水中的含量，其中還要用到電磁感應(yīng)的物理原理來(lái)對(duì)含量進(jìn)行檢測(cè)，然后會(huì)通過(guò)聲光報(bào)警的方式提醒相關(guān)操作者及時(shí)發(fā)出大包水口關(guān)閉信號(hào)或自己手動(dòng)關(guān)閉大包滑動(dòng)水口，以此來(lái)控制大中包中鋼水的鋼渣含量，進(jìn)而提高鋼水的清潔度，提升其質(zhì)量；除此之外，還有效避免了繁瑣的除渣工作，也可以提高鋼坯質(zhì)量。

3.4 液面自動(dòng)控制技術(shù)

液面自動(dòng)控制是通過(guò)渦流傳感器來(lái)對(duì)拉坯及澆鋼的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)的一項(xiàng)技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，渦流傳感器具有連續(xù)測(cè)量結(jié)晶器鋼水液面的功能，它可以輸出一系列模擬數(shù)據(jù)，一般包括隨液面高度線性變化的電壓以及電流，再把信息傳送給液面調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以此完成對(duì)拉坯以及澆鋼速度的自動(dòng)控制，使鋼水液面得以穩(wěn)定在預(yù)定高度。這樣一來(lái)，就可以有效的提高連鑄機(jī)的工作效率，提升其工作質(zhì)量，防止溢鋼及漏鋼事故的發(fā)生，對(duì)鋼坯的質(zhì)量進(jìn)行有效的保證。

3.5 紅外定尺技術(shù)

所謂的紅外定尺即是通過(guò)紅外攝像的方式對(duì)鋼坯進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)識(shí)別。利用紅外攝像設(shè)備對(duì)紅熱鋼坯進(jìn)行遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)成像，將所成圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字化信息，然后傳送給 CPU，再利用 CPU 的計(jì)算與模糊識(shí)別功能對(duì)數(shù)字化信息進(jìn)行相關(guān)計(jì)算與識(shí)別處理，再按照提前設(shè)定的定尺長(zhǎng)度向 PLC 傳送切割切割信號(hào)，使 PLC 控制火焰切割機(jī)對(duì)鋼坯進(jìn)行切割。這個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)含量較高，一般具備操作維護(hù)簡(jiǎn)單、控制精度高以及檢測(cè)可靠的特點(diǎn)，在鋼坯處理中發(fā)揮非常重要的作用。結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在板坯連鑄系統(tǒng)之中 PLC 控制的應(yīng)用，對(duì)于準(zhǔn)確、快速控制的實(shí)現(xiàn)，連鑄自動(dòng)化水平、鑄坯質(zhì)量與產(chǎn)量的提高具有非常重要的作用，而且能夠降低能源消耗，降低機(jī)械故障的停機(jī)率，使得鑄機(jī)的作業(yè)率得以有效提高，除此之外，還大大改善了工作環(huán)境，提高了工人的工作效率。因此，PLC 控制系統(tǒng)在板坯連鑄系統(tǒng)之中值得推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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