第一篇：連鑄檢測(cè)和控制八大技術(shù)（定稿）

連鑄檢測(cè)和控制八大技術(shù)

連鑄的特點(diǎn)之一是易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。實(shí)行自動(dòng)化的目的在于改善操作人員的工作環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，減少人為因素對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的干擾，保證連鑄生產(chǎn)和鑄坯質(zhì)量的穩(wěn)定，優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)計(jì)劃，從而降低成本。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，冶金自動(dòng)化裝備技術(shù)的可*性、實(shí)用性、可操作性和可維護(hù)性都得到極大的改善，不斷提高的性能價(jià)格比使冶金自動(dòng)化裝備技術(shù)得到快速推廣應(yīng)用。目前，連鑄自動(dòng)化系統(tǒng)基本上包括信息級(jí)、生產(chǎn)管理級(jí)、過(guò)程控制級(jí)和設(shè)備控制級(jí)。信息級(jí)的主要功能是搜集、統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)供管理人員研究和作出決策；生產(chǎn)管理級(jí)主要是對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行管理和實(shí)施，指揮過(guò)程計(jì)算機(jī)執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)；過(guò)程控制級(jí)接收設(shè)備控制級(jí)提供的各類數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)，指導(dǎo)和優(yōu)化設(shè)備控制過(guò)程；設(shè)備控制級(jí)指揮現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備(如塞棒、滑動(dòng)水口、拉矯機(jī)、切割設(shè)備等)按照工藝要求完成相應(yīng)的生產(chǎn)操作。其中，設(shè)備控制級(jí)和過(guò)程控制級(jí)自動(dòng)化最為關(guān)鍵，直接關(guān)系到連鑄機(jī)生產(chǎn)是否順暢和連鑄坯的質(zhì)量。目前，在國(guó)內(nèi)外連鑄機(jī)上已成功應(yīng)用的檢測(cè)和控制的自動(dòng)化技術(shù)主要包括以下幾種： 1．鋼流夾渣檢測(cè)技術(shù)

當(dāng)大包到中間包的長(zhǎng)水口或中間 包到結(jié)晶器的浸入式水口中央帶渣子時(shí)，表明大包或中間包中的鋼水即將澆完，需盡快關(guān)閉水口，否則鋼渣會(huì)進(jìn)入中間包或結(jié)晶器中。目前，常用的夾渣檢測(cè)裝置有光導(dǎo)纖維式和電磁感應(yīng)式。檢測(cè)裝置可與塞棒或滑動(dòng)水口的控制裝置形成閉環(huán)控制，當(dāng)檢測(cè)到下渣信號(hào)自動(dòng)關(guān)閉水口，防止渣子進(jìn)入中間包或結(jié)晶器。2．中間包連續(xù)測(cè)溫

測(cè)定中間包內(nèi)鋼水溫度的傳統(tǒng)方法是操作人員將快速測(cè)溫?zé)犭娕疾迦酥虚g包鋼液中，由二次儀表顯示溫度。熱電偶為一次性使用，一般每爐測(cè)溫3至5次。如果采用中間包加熱技術(shù)，加熱過(guò)程中需隨時(shí)監(jiān)測(cè)中間包內(nèi)鋼液溫度，則連續(xù)測(cè)溫裝置更是必不可少。目前，比較常用的中間包連續(xù)測(cè)溫裝置是使用帶有保護(hù)套管的熱電偶，保護(hù)套管的作用是避免熱電偶與鋼液接觸。熱電偶式連續(xù)測(cè)溫的原理較為簡(jiǎn)單，關(guān)鍵的問(wèn)題是如何提高保護(hù)套管的使用壽命和縮短響應(yīng)時(shí)間。國(guó)外較為成熟的中間包連續(xù)測(cè)溫裝置的保護(hù)套管的使用壽命可達(dá)幾百小時(shí)。國(guó)內(nèi)有少量連鑄機(jī)采用國(guó)產(chǎn)的中間包連續(xù)測(cè)溫裝置，使用性能基本滿足中間包測(cè)溫要求。3．結(jié)晶器液面檢測(cè)與自動(dòng)控制

結(jié)晶器液面波動(dòng)會(huì)使保護(hù)渣卷入鋼液中，引起鑄坯的質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致漏鋼或溢鋼。結(jié)晶器液面檢測(cè)主要有同位素式、電磁式、電渦流式、激光式、熱電偶式、超聲波式、工業(yè)電視法等。其中，同位素式液面檢測(cè)技術(shù)最為成熟、可*，在生產(chǎn)中采用較多。液面自動(dòng)控制的方式大致可分為三種類型：一是通過(guò)控制塞棒升降高度來(lái)調(diào)節(jié)流入結(jié)晶器內(nèi)鋼液流量；二是通過(guò)控制拉坯速度使結(jié)晶器內(nèi)鋼水量保持恒定；三是前兩種構(gòu)成的復(fù)合型。4．結(jié)晶器熱流監(jiān)測(cè)與漏鋼預(yù)報(bào)技術(shù)

在連鑄生產(chǎn)中，漏鋼是一種災(zāi)難性的事故，不僅使連鑄生產(chǎn)中斷，增加維修工作量，而且常常損壞機(jī)械設(shè)備。粘結(jié)漏鋼是連鑄中出現(xiàn)最為頻繁的一種漏鋼事故。為了預(yù)報(bào)由粘結(jié)引起的漏鋼，國(guó)內(nèi)外根據(jù)粘結(jié)漏鋼形成機(jī)理開(kāi)發(fā)了漏鋼預(yù)報(bào)裝置。當(dāng)出現(xiàn)粘結(jié)性漏鋼時(shí)，粘結(jié)處銅板的溫度升高。根據(jù)這一特點(diǎn)，在結(jié)晶器銅板上安裝幾排熱電偶，將熱電偶測(cè)得的溫度值輸入計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)根據(jù)有關(guān)的工藝參數(shù)按一定的邏輯進(jìn)行處理，對(duì)漏鋼進(jìn)行預(yù)報(bào)。根據(jù)漏鋼的危險(xiǎn)程度不同，可采取降低拉速或暫時(shí)停澆的措施，待漏鋼危險(xiǎn)消除后恢復(fù)正常拉速。采用熱流監(jiān)測(cè)與漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)可大大降低漏鋼頻率。比利時(shí)的Sidmar鋼廠板坯連鑄機(jī)自1991年安裝了結(jié)晶器熱流監(jiān)測(cè)與漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)后，粘結(jié)漏鋼由每年的14次降低為1次。此外，熱流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還能夠根據(jù)結(jié)晶器內(nèi)熱流狀況預(yù)報(bào)縱裂發(fā)生的可能性以及發(fā)生的位置。同時(shí)，因?yàn)楸Ｗo(hù)渣的性能影響結(jié)晶器的熱流，故熱流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所收集的熱流數(shù)據(jù)可用來(lái)比較保護(hù)渣的性能，為選擇合適的保護(hù)渣提供依據(jù)。

5．二冷水自動(dòng)控制

同一臺(tái)連鑄機(jī)在開(kāi)澆、澆鑄不同鋼種以及拉速變化時(shí)需要及時(shí)對(duì)二冷水量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。早期連鑄采用手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門來(lái)改變二冷水量，人為因素影響很大，在改變拉速時(shí)往往來(lái)不及調(diào)整，造成鑄坯冷卻不均勻。二冷水的自動(dòng)控制方法主要可分為靜態(tài)控制法和動(dòng)態(tài)控制法兩類。靜態(tài)控制法一般是利用數(shù)學(xué)模型，根據(jù)所澆鑄的斷面、鋼種、拉速、過(guò)熱度等連鑄工藝條件計(jì)算冷卻水量，將計(jì)算的二冷水?dāng)?shù)據(jù)表存入計(jì)算機(jī)中，在生產(chǎn)工藝條件變化時(shí)計(jì)算機(jī)按存入的數(shù)據(jù)找出合適的二冷水控制量，調(diào)整二冷強(qiáng)度。靜態(tài)控制法是目前廣泛采用的二冷水控制方法，在穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)基本能夠滿足要求。根據(jù)二冷區(qū)鑄坯的實(shí)際情況及時(shí)改變二冷水的控制方法為動(dòng)態(tài)控制。目前能夠測(cè)得的鑄坯溫度僅為表面溫度，如果能夠準(zhǔn)確測(cè)得鑄坯的表面溫度，則可根據(jù)表面溫度對(duì)二冷水及時(shí)調(diào)整。但是，鑄坯表面覆蓋的一層氧化鐵皮、水膜以及二冷區(qū)存在的大量水蒸氣嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中根據(jù)實(shí)測(cè)的鑄坯表面溫度進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制的方法很少被采用。比較可行的方法是進(jìn)行溫度推算控制法。溫度推算控制法的思路是將鑄坯整個(gè)長(zhǎng)度分成許多小段，根據(jù)鑄坯凝固傳熱數(shù)學(xué)模型每隔一定時(shí)間(例如20秒)計(jì)算出每一小段的溫度，然后與預(yù)先設(shè)定的鑄坯所要求的最佳溫度相比較，根據(jù)比較結(jié)果給出最合適的冷卻水量。在二十世紀(jì)80年代中后期，歐洲、日本以及美國(guó)的一些先進(jìn)的連鑄機(jī)已逐步采用二冷動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)。我國(guó)現(xiàn)有的大部分鑄機(jī)采用靜態(tài)控制法控制二冷水量，引進(jìn)的現(xiàn)代化板坯連鑄機(jī)、薄板坯連鑄機(jī)等一般采用溫度推算動(dòng)態(tài)控制法進(jìn)行二冷水的調(diào)節(jié)。

6．鑄坯表面缺陷自動(dòng)檢測(cè)

連鑄坯的表面缺陷直接影響軋制成品的表面質(zhì)量，熱裝熱送或直接軋制工藝要求鑄坯進(jìn)加熱爐或均熱爐必須無(wú)缺陷。因此，必須進(jìn)行表面質(zhì)量在線檢測(cè)，將有缺陷的鑄坯篩選出來(lái)進(jìn)一步清理，缺陷嚴(yán)重的要判廢。目前，比較成熟的檢測(cè)方法有光學(xué)檢測(cè)法和渦流檢測(cè)法。光學(xué)檢測(cè)法是用攝像機(jī)獲取鑄坯表面的圖像，圖像經(jīng)過(guò)處理后，去掉振痕及凹凸不平等信號(hào)，只留下裂紋信號(hào)在顯示器上顯示，經(jīng)縮小比例后在打印機(jī)上打印出圖形，打印紙的速度與鑄坯同步。操作人員觀察打印結(jié)果對(duì)鑄坯表面質(zhì)量做出判斷，決定切割尺寸并決定是否可直接熱送。當(dāng)裂紋大于預(yù)定值時(shí)，應(yīng)調(diào)整切割長(zhǎng)度，將該部分切除，盡可能增加收得率。渦流檢測(cè)法利用鑄坯有缺陷部位的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率產(chǎn)生變化的原理來(lái)檢測(cè)鑄坯的表面缺陷。

第二篇：連鑄檢測(cè)和控制八大技術(shù)

連鑄檢測(cè)和控制八大技術(shù)

連鑄的特點(diǎn)之一是易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。實(shí)行自動(dòng)化的目的在于改善操作人員的工作環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，減少人為因素對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的干擾，保證連鑄生產(chǎn)和鑄坯質(zhì)量的穩(wěn)定，優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)計(jì)劃，從而降低成本。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，冶金自動(dòng)化裝備技術(shù)的可靠性、實(shí)用性、可操作性和可維護(hù)性都得到極大的改善，不斷提高的性能價(jià)格比使冶金自動(dòng)化裝備技術(shù)得到快速推廣應(yīng)用。

目前，連鑄自動(dòng)化系統(tǒng)基本上包括信息級(jí)、生產(chǎn)管理級(jí)、過(guò)程控制級(jí)和設(shè)備控制級(jí)。信息級(jí)的主要功能是搜集、統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)供管理人員研究和作出決策；生產(chǎn)管理級(jí)主要是對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行管理和實(shí)施，指揮過(guò)程計(jì)算機(jī)執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)；過(guò)程控制級(jí)接收設(shè)備控制級(jí)提供的各類數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)，指導(dǎo)和優(yōu)化設(shè)備控制過(guò)程；設(shè)備控制級(jí)指揮現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備(如塞棒、滑動(dòng)水口、拉矯機(jī)、切割設(shè)備等)按照工藝要求完成相應(yīng)的生產(chǎn)操作。其中，設(shè)備控制級(jí)和過(guò)程控制級(jí)自動(dòng)化最為關(guān)鍵，直接關(guān)系到連鑄機(jī)生產(chǎn)是否順暢和連鑄坯的質(zhì)量。目前，在國(guó)內(nèi)外連鑄機(jī)上已成功應(yīng)用的檢測(cè)和控制的自動(dòng)化技術(shù)主要包括以下幾種：

1．鋼流夾渣檢測(cè)技術(shù)

當(dāng)大包到中間包的長(zhǎng)水口或中間包到結(jié)晶器的浸入式水口中央帶渣子時(shí)，表明大包或中間包中的鋼水即將澆完，需盡快關(guān)閉水口，否則鋼渣會(huì)進(jìn)入中間包或結(jié)晶器中。目前，常用的夾渣檢測(cè)裝置有光導(dǎo)纖維式和電磁感應(yīng)式。檢測(cè)裝置可與塞棒或滑動(dòng)水口的控制裝置形成閉環(huán)控制，當(dāng)檢測(cè)到下渣信號(hào)自動(dòng)關(guān)閉水口，防止渣子進(jìn)入中間包或結(jié)晶器。

2．中間包連續(xù)測(cè)溫

測(cè)定中間包內(nèi)鋼水溫度的傳統(tǒng)方法是操作人員將快速測(cè)溫?zé)犭娕疾迦酥虚g包鋼液中，由二次儀表顯示溫度。熱電偶為一次性使用，一般每爐測(cè)溫3至5次。如果采用中間包加熱技術(shù)，加熱過(guò)程中需隨時(shí)監(jiān)測(cè)中間包內(nèi)鋼液溫度，則連續(xù)測(cè)溫裝置更是必不可少。目前，比較常用的中間包連續(xù)測(cè)溫裝置是使用帶有保護(hù)套管的熱電偶，保護(hù)套管的作用是避免熱電偶與鋼液接觸。熱電偶式連續(xù)測(cè)溫的原理較為簡(jiǎn)單，關(guān)鍵的問(wèn)題是如何提高保護(hù)套管的使用壽命和縮短響應(yīng)時(shí)間。國(guó)外較為成熟的中間包連續(xù)測(cè)溫裝置的保護(hù)套管的使用壽命可達(dá)幾百小時(shí)。國(guó)內(nèi)有少量連鑄機(jī)采用國(guó)產(chǎn)的中間包連續(xù)測(cè)溫裝置，使用性能基本滿足中間包測(cè)溫要求。

3．結(jié)晶器液面檢測(cè)與自動(dòng)控制

結(jié)晶器液面波動(dòng)會(huì)使保護(hù)渣卷入鋼液中，引起鑄坯的質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致漏鋼或溢鋼。結(jié)晶器液面檢測(cè)主要有同位素式、電磁式、電渦流式、激光式、熱電偶式、超聲波式、工業(yè)電視法等。其中，同位素式液面檢測(cè)技術(shù)最為成熟、可靠，在生產(chǎn)中采用較多。液面自動(dòng)控制的方式大致可分為三種類型：一是通過(guò)控制塞棒升降高度來(lái)調(diào)節(jié)流入結(jié)晶器內(nèi)鋼液流量；二是通過(guò)控制拉坯速度使結(jié)晶器內(nèi)鋼水量保持恒定；三是前兩種構(gòu)成的復(fù)合型。

4．結(jié)晶器熱流監(jiān)測(cè)與漏鋼預(yù)報(bào)技術(shù)

在連鑄生產(chǎn)中，漏鋼是一種災(zāi)難性的事故，不僅使連鑄生產(chǎn)中斷，增加維修工作量，而且常常損壞機(jī)械設(shè)備。粘結(jié)漏鋼是連鑄中出現(xiàn)最為頻繁的一種漏鋼事故。為了預(yù)報(bào)由粘結(jié)引起的漏鋼，國(guó)內(nèi)外根據(jù)粘結(jié)漏鋼形成機(jī)理開(kāi)發(fā)了漏鋼預(yù)報(bào)裝置。當(dāng)出現(xiàn)粘結(jié)性漏鋼時(shí)，粘結(jié)處銅板的溫度升高。根據(jù)這一特點(diǎn)，在結(jié)晶器銅板上安裝幾排熱電偶，將熱電偶測(cè)得的溫度值輸入計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)根據(jù)有關(guān)的工藝參數(shù)按一定的邏輯進(jìn)行處理，對(duì)漏鋼進(jìn)行預(yù)報(bào)。根據(jù)漏鋼的危險(xiǎn)程度不同，可采取降低拉速或暫時(shí)停澆的措施，待漏鋼危險(xiǎn)消除后恢復(fù)正常拉速。采用熱流監(jiān)測(cè)與漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)可大大降低漏鋼頻率。比利時(shí)的Sidmar鋼廠板坯連鑄機(jī)自1991年安裝了結(jié)晶器熱流監(jiān)測(cè)與漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)后，粘結(jié)漏鋼由每年的14次降低為1次。此外，熱流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還能夠根據(jù)結(jié)晶器內(nèi)熱流狀況預(yù)報(bào)縱裂發(fā)生的可能性以及發(fā)生的位置。同時(shí)，因?yàn)楸Ｗo(hù)渣的性能影響結(jié)晶器的熱流，故熱流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所收集的熱流數(shù)據(jù)可用來(lái)比較保護(hù)渣的性能，為選擇合適的保護(hù)渣提供依據(jù)。

5．二冷水自動(dòng)控制

同一臺(tái)連鑄機(jī)在開(kāi)澆、澆鑄不同鋼種以及拉速變化時(shí)需要及時(shí)對(duì)二冷水量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。早期連鑄采用手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門來(lái)改變二冷水量，人為因素影響很大，在改變拉速時(shí)往往來(lái)不及調(diào)整，造成鑄坯冷卻不均勻。二冷水的自動(dòng)控制方法主要可分為靜態(tài)控制法和動(dòng)態(tài)控制法兩類。靜態(tài)控制法一般是利用數(shù)學(xué)模型，根據(jù)所澆鑄的斷面、鋼種、拉速、過(guò)熱度等連鑄工藝條件計(jì)算冷卻水量，將計(jì)算的二冷水?dāng)?shù)據(jù)表存入計(jì)算機(jī)中，在生產(chǎn)工藝條件變化時(shí)計(jì)算機(jī)按存入的數(shù)據(jù)找出合適的二冷水控制量，調(diào)整二冷強(qiáng)度。靜態(tài)控制法是目前廣泛采用的二冷水控制方法，在穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)基本能夠滿足要求。根據(jù)二冷區(qū)鑄坯的實(shí)際情況及時(shí)改變二冷水的控制方法為動(dòng)態(tài)控制。目前能夠測(cè)得的鑄坯溫度僅為表面溫度，如果能夠準(zhǔn)確測(cè)得鑄坯的表面溫度，則可根據(jù)表面溫度對(duì)二冷水及時(shí)調(diào)整。但是，鑄坯表面覆蓋的一層氧化鐵皮、水膜以及二冷區(qū)存在的大量水蒸氣嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中根據(jù)實(shí)測(cè)的鑄坯表面溫度進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制的方法很少被采用。比較可行的方法是進(jìn)行溫度推算控制法。溫度推算控制法的思路是將鑄坯整個(gè)長(zhǎng)度分成許多小段，根據(jù)鑄坯凝固傳熱數(shù)學(xué)模型每隔一定時(shí)間(例如20秒)計(jì)算出每一小段的溫度，然后與預(yù)先設(shè)定的鑄坯所要求的最佳溫度相比較，根據(jù)比較結(jié)果給出最合適的冷卻水量。在二十世紀(jì)80年代中后期，歐洲、日本以及美國(guó)的一些先進(jìn)的連鑄機(jī)已逐步采用二冷動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)。我國(guó)現(xiàn)有的大部分鑄機(jī)采用靜態(tài)控制法控制二冷水量，引進(jìn)的現(xiàn)代化板坯連鑄機(jī)、薄板坯連鑄機(jī)等一般采用溫度推算動(dòng)態(tài)控制法進(jìn)行二冷水的調(diào)節(jié)。

6．鑄坯表面缺陷自動(dòng)檢測(cè) 連鑄坯的表面缺陷直接影響軋制成品的表面質(zhì)量，熱裝熱送或直接軋制工藝要求鑄坯進(jìn)加熱爐或均熱爐必須無(wú)缺陷。因此，必須進(jìn)行表面質(zhì)量在線檢測(cè)，將有缺陷的鑄坯篩選出來(lái)進(jìn)一步清理，缺陷嚴(yán)重的要判廢。目前，比較成熟的檢測(cè)方法有光學(xué)檢測(cè)法和渦流檢測(cè)法。光學(xué)檢測(cè)法是用攝像機(jī)獲取鑄坯表面的圖像，圖像經(jīng)過(guò)處理后，去掉振痕及凹凸不平等信號(hào)，只留下裂紋信號(hào)在顯示器上顯示，經(jīng)縮小比例后在打印機(jī)上打印出圖形，打印紙的速度與鑄坯同步。操作人員觀察打印結(jié)果對(duì)鑄坯表面質(zhì)量做出判斷，決定切割尺寸并決定是否可直接熱送。當(dāng)裂紋大于預(yù)定值時(shí)，應(yīng)調(diào)整切割長(zhǎng)度，將該部分切除，盡可能增加收得率。渦流檢測(cè)法利用鑄坯有缺陷部位的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率產(chǎn)生變化的原理來(lái)檢測(cè)鑄坯的表面缺陷。

7．鑄坯質(zhì)量跟蹤與判定

鑄坯質(zhì)量跟蹤與判定系統(tǒng)是對(duì)所有可能影響鑄坯質(zhì)量的大量工藝參數(shù)進(jìn)行收集與整理，得到不同鋼種、不同質(zhì)量要求的各種產(chǎn)品的工藝數(shù)據(jù)的合理控制范圍，將這些參數(shù)編制成數(shù)學(xué)模型存入計(jì)算機(jī)中。生產(chǎn)時(shí)計(jì)算機(jī)對(duì)澆鑄過(guò)程的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行跟蹤，根據(jù)一定的規(guī)則(即從生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)歸納出來(lái)的工藝參數(shù)與質(zhì)量的關(guān)系)給出鑄坯的質(zhì)量指標(biāo)，與生產(chǎn)要求的合理范圍進(jìn)行對(duì)比，給出產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)。在鑄坯被切割時(shí)，可以在鑄機(jī)上打出標(biāo)記，操作人員可以根據(jù)這些信息對(duì)鑄坯進(jìn)一步處理。

8．動(dòng)態(tài)輕壓下控制

輕壓下是在線改變鑄坯厚度、提高內(nèi)部質(zhì)量的有效手段，主要用于現(xiàn)代化的薄板坯連鑄中。帶輕壓下功能的扇形段的壓下過(guò)程由液壓缸來(lái)完成，對(duì)液壓缸的控制非常復(fù)雜，需要計(jì)算機(jī)根據(jù)鋼種、拉速、澆鑄溫度、二冷強(qiáng)度等工藝參數(shù)計(jì)算出最佳的壓下位置以及每個(gè)液壓缸開(kāi)始?jí)合碌臅r(shí)間、壓下的速度。目前，國(guó)內(nèi)薄板坯連鑄機(jī)動(dòng)態(tài)輕壓下的設(shè)備及控制系統(tǒng)均全套引進(jìn)。總體上講，我國(guó)的連鑄自動(dòng)化水平與歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)落后。發(fā)達(dá)國(guó)家的連鑄機(jī)正朝著全自動(dòng)、智能化、無(wú)人澆鑄的方向發(fā)展。連鑄機(jī)的操作人員越來(lái)越少。例如，奧鋼聯(lián)林茨廠1997年投產(chǎn)的年產(chǎn)量為120萬(wàn)噸的單流板坯連鑄機(jī)只有5名操作人員(同類鑄機(jī)為9人)和兩個(gè)操作站(一般為5個(gè))。開(kāi)澆、鋼包和保護(hù)渣等操作、溫度測(cè)量、機(jī)械手取樣、缺陷分析、結(jié)晶器液面控制、中間包浸入式水口的更換、漏鋼預(yù)報(bào)、火焰切割、打印標(biāo)記機(jī)的操作等所有運(yùn)行區(qū)域的操作都自動(dòng)運(yùn)行。國(guó)內(nèi)除了少數(shù)引進(jìn)和近年來(lái)新建的連鑄機(jī)自動(dòng)化水平較高以外，其它連鑄機(jī)基本靠常規(guī)儀表和一般電氣設(shè)備進(jìn)行控制，計(jì)算機(jī)控制的項(xiàng)目較少，很多靠手動(dòng)控制。從普及的程度來(lái)看，二冷自動(dòng)配水已為國(guó)內(nèi)大多數(shù)鑄機(jī)所采用，其次為結(jié)晶器液面檢測(cè)與自動(dòng)控制。近年來(lái)，已有少數(shù)連鑄機(jī)采用中間包連續(xù)測(cè)溫技術(shù)，但其它如鋼流夾渣檢測(cè)、結(jié)晶器熱流監(jiān)測(cè)與漏鋼預(yù)報(bào)、鑄坯表面缺陷自動(dòng)檢測(cè)、鑄坯質(zhì)量跟蹤與判定系統(tǒng)等則很少被采用。從總體趨勢(shì)看，連鑄機(jī)的產(chǎn)量越來(lái)越高，鑄坯質(zhì)量也越來(lái)越好，但連鑄機(jī)的操作人員卻越來(lái)越少，這是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的必然結(jié)果。因此，如何提高連鑄機(jī)的自動(dòng)化水平是擺在國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)面前的一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。

第三篇：0005 連鑄檢測(cè)和控制八大技術(shù)

連鑄檢測(cè)和控制八大技術(shù)

連鑄檢測(cè)和控制八大技術(shù)

連鑄的特點(diǎn)之一是易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。實(shí)行自動(dòng)化的目的在于改善操作人員的工作環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，減少人為因素對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的干擾，保證連鑄生產(chǎn)和鑄坯質(zhì)量的穩(wěn)定，優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)計(jì)劃，從而降低成本。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，冶金自動(dòng)化裝備技術(shù)的可靠性、實(shí)用性、可操作性和可維護(hù)性都得到極大的改善，不斷提高的性能價(jià)格比使冶金自動(dòng)化裝備技術(shù)得到快速推廣應(yīng)用。目前，連鑄自動(dòng)化系統(tǒng)基本上包括信息級(jí)、生產(chǎn)管理級(jí)、過(guò)程控制級(jí)和設(shè)備控制級(jí)。信息級(jí)的主要功能是搜集、統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)供管理人員研究和作出決策；生產(chǎn)管理級(jí)主要是對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行管理和實(shí)施，指揮過(guò)程計(jì)算機(jī)執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)；過(guò)程控制級(jí)接收設(shè)備控制級(jí)提供的各類數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)，指導(dǎo)和優(yōu)化設(shè)備控制過(guò)程；設(shè)備控制級(jí)指揮現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備(如塞棒、滑動(dòng)水口、拉矯機(jī)、切割設(shè)備等)按照工藝要求完成相應(yīng)的生產(chǎn)操作。其中，設(shè)備控制級(jí)和過(guò)程控制級(jí)自動(dòng)化最為關(guān)鍵，直接關(guān)系到連鑄機(jī)生產(chǎn)是否順暢和連鑄坯的質(zhì)量。目前，在國(guó)內(nèi)外連鑄機(jī)上已成功應(yīng)用的檢測(cè)和控制的自動(dòng)化技術(shù)主要包括以下幾種：

1．鋼流夾渣檢測(cè)技術(shù)當(dāng)大包到中間包的長(zhǎng)水口或中間包到結(jié)晶器的浸入式水口中央帶渣子時(shí)，表明大包或中間包中的鋼水即將澆完，需盡快關(guān)閉水口，否則鋼渣會(huì)進(jìn)入中間包或結(jié)晶器中。目前，常用的夾渣檢測(cè)裝置有光導(dǎo)纖維式和電磁感應(yīng)式。檢測(cè)裝置可與塞棒或滑動(dòng)水口的控制裝置形成閉環(huán)控制，當(dāng)檢測(cè)到下渣信號(hào)自動(dòng)關(guān)閉水口，防止渣子進(jìn)入中間包或結(jié)晶器。

2．中間包連續(xù)測(cè)溫測(cè)定中間包內(nèi)鋼水溫度的傳統(tǒng)方法是操作人員將快速測(cè)溫?zé)犭娕疾迦酥虚g包鋼液中，由二次儀表顯示溫度。熱電偶為一次性使用，一般每爐測(cè)溫3至5次。如果采用中間包加熱技術(shù)，加熱過(guò)程中需隨時(shí)監(jiān)測(cè)中間包內(nèi)鋼液溫度，則連續(xù)測(cè)溫裝置更是必不可少。目前，比較常用的中間包連續(xù)測(cè)溫裝置是使用帶有保護(hù)套管的熱電偶，保護(hù)套管的作用是避免熱電偶與鋼液接觸。熱電偶式連續(xù)測(cè)溫的原理較為簡(jiǎn)單，關(guān)鍵的問(wèn)題是如何提高保護(hù)套管的使用壽命和縮短響應(yīng)時(shí)間。國(guó)外較為成熟的中間包連續(xù)測(cè)溫裝置的保護(hù)套管的使用壽命可達(dá)幾百小時(shí)。國(guó)內(nèi)有少量連鑄機(jī)采用國(guó)產(chǎn)的中間包連續(xù)測(cè)溫裝置，使用性能基本滿足中間包測(cè)溫要求。

3．結(jié)晶器液面檢測(cè)與自動(dòng)控制結(jié)晶器液面波動(dòng)會(huì)使保護(hù)渣卷入鋼液中，引起鑄坯的質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致漏鋼或溢鋼。結(jié)晶器液面檢測(cè)主要有同位素式、電磁式、電渦流式、激光式、熱電偶式、超聲波式、工業(yè)電視法等。其中，同位素式液面檢測(cè)技術(shù)最為成熟、可靠，在生產(chǎn)中采用較多。液面自動(dòng)控制的方式大致可分為三種類型：一是通過(guò)控制塞棒升降高度來(lái)調(diào)節(jié)流入結(jié)晶器內(nèi)鋼液流量；二是通過(guò)控制拉坯速度使結(jié)晶器內(nèi)鋼水量保持恒定；三是前兩種構(gòu)成的復(fù)合型。

4．結(jié)晶器熱流監(jiān)測(cè)與漏鋼預(yù)報(bào)技術(shù)在連鑄生產(chǎn)中，漏鋼是一種災(zāi)難性的事故，不僅使連鑄生產(chǎn)中斷，增加維修工作量，而且常常損壞機(jī)械設(shè)備。粘結(jié)漏鋼是連鑄中出現(xiàn)最為頻繁的一種漏鋼事故。為了預(yù)報(bào)由粘結(jié)引起的漏鋼，國(guó)內(nèi)外根據(jù)粘結(jié)漏鋼形成機(jī)理開(kāi)發(fā)了漏鋼預(yù)報(bào)裝置。當(dāng)出現(xiàn)粘結(jié)性漏鋼時(shí)，粘結(jié)處銅板的溫度升高。根據(jù)這一特點(diǎn)，在結(jié)晶器銅板上安裝幾排熱電偶，將熱電偶測(cè)得的溫度值輸入計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)根據(jù)有關(guān)的工藝參數(shù)按一定的邏輯進(jìn)行處理，對(duì)漏鋼進(jìn)行預(yù)報(bào)。根據(jù)漏鋼的危險(xiǎn)程度不同，可采取降低拉速或暫時(shí)停澆的措施，待漏鋼危險(xiǎn)消除后恢復(fù)正常拉速。采用熱流監(jiān)測(cè)與漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)可大大降低漏鋼頻率。比利時(shí)的Sidmar鋼廠板坯連鑄機(jī)自1991年安裝了結(jié)晶器熱流監(jiān)測(cè)與漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)后，粘結(jié)漏鋼由每年的14次降低為1次。此外，熱流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還能夠根據(jù)結(jié)晶器內(nèi)熱流狀況預(yù)報(bào)縱裂發(fā)生的可能性以及發(fā)生的位置。同時(shí)，因?yàn)楸Ｗo(hù)渣的性能影響結(jié)晶器的熱流，故熱流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所收集的熱流數(shù)據(jù)可用來(lái)比較保護(hù)渣的性能，為選擇合適的保護(hù)渣提供依據(jù)。

5．二冷水自動(dòng)控制同一臺(tái)連鑄機(jī)在開(kāi)澆、澆鑄不同鋼種以及拉速變化時(shí)需要及時(shí)對(duì)二冷水量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。早期連鑄采用手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門來(lái)改變二冷水量，人為因素影響很大，在改變拉速時(shí)往往來(lái)不及調(diào)整，造成鑄坯冷卻不均勻。二冷水的自動(dòng)控制方法主要可分為靜態(tài)控制法和動(dòng)態(tài)控制法兩類。靜態(tài)控制法一般是利用數(shù)學(xué)模型，根據(jù)所澆鑄的斷面、鋼種、拉速、過(guò)熱度等連鑄工藝條件計(jì)算冷卻水量，將計(jì)算的二冷水?dāng)?shù)據(jù)表存入計(jì)算機(jī)中，在生產(chǎn)工藝條件變化時(shí)計(jì)算機(jī)按存入的數(shù)據(jù)找出合適的二冷水控制量，調(diào)整二冷強(qiáng)度。靜態(tài)控制法是目前廣泛采用的二冷水控制方法，在穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)基本能夠滿足要求。根據(jù)二冷區(qū)鑄坯的實(shí)際情況及時(shí)改變二冷水的控制方法為動(dòng)態(tài)控制。目前能夠測(cè)得的鑄坯溫度僅為表面溫度，如果能夠準(zhǔn)確測(cè)得鑄坯的表面溫度，則可根據(jù)表面溫度對(duì)二冷水及時(shí)調(diào)整。但是，鑄坯表面覆蓋的一層氧化鐵皮、水膜以及二冷區(qū)存在的大量水蒸氣嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中根據(jù)實(shí)測(cè)的鑄坯表面溫度進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制的方法很少被采用。比較可行的方法是進(jìn)行溫度推算控制法。溫度推算控制法的思路是將鑄坯整個(gè)長(zhǎng)度分成許多小段，根據(jù)鑄坯凝固傳熱數(shù)學(xué)模型每隔一定時(shí)間(例如20秒)計(jì)算出每一小段的溫度，然后與預(yù)先設(shè)定的鑄坯所要求的最佳溫度相比較，根據(jù)比較結(jié)果給出最合適的冷卻水量。在二十世紀(jì)80年代中后期，歐洲、日本以及美國(guó)的一些先進(jìn)的連鑄機(jī)已逐步采用二冷動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)。我國(guó)現(xiàn)有的大部分鑄機(jī)采用靜態(tài)控制法控制二冷水量，引進(jìn)的現(xiàn)代化板坯連鑄機(jī)、薄板坯連鑄機(jī)等一般采用溫度推算動(dòng)態(tài)控制法進(jìn)行二冷水的調(diào)節(jié)。

6．鑄坯表面缺陷自動(dòng)檢測(cè)連鑄坯的表面缺陷直接影響軋制成品的表面質(zhì)量，熱裝熱送或直接軋制工藝要求鑄坯進(jìn)加熱爐或均熱爐必須無(wú)缺陷。因此，必須進(jìn)行表面質(zhì)量在線檢測(cè)，將有缺陷的鑄坯篩選出來(lái)進(jìn)一步清理，缺陷嚴(yán)重的要判廢。目前，比較成熟的檢測(cè)方法有光學(xué)檢測(cè)法和渦流檢測(cè)法。光學(xué)檢測(cè)法是用攝像機(jī)獲取鑄坯表面的圖像，圖像經(jīng)過(guò)處理后，去掉振痕及凹凸不平等信號(hào)，只留下裂紋信號(hào)在顯示器上顯示，經(jīng)縮小比例后在打印機(jī)上打印出圖形，打印紙的速度與鑄坯同步。操作人員觀察打印結(jié)果對(duì)鑄坯表面質(zhì)量做出判斷，決定切割尺寸并決定是否可直接熱送。當(dāng)裂紋大于預(yù)定值時(shí)，應(yīng)調(diào)整切割長(zhǎng)度，將該部分切除，盡可能增加收得率。渦流檢測(cè)法利用鑄坯有缺陷部位的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率產(chǎn)生變化的原理來(lái)檢測(cè)鑄坯的表面缺陷。

7．鑄坯質(zhì)量跟蹤與判定鑄坯質(zhì)量跟蹤與判定系統(tǒng)是對(duì)所有可能影響鑄坯質(zhì)量的大量工藝參數(shù)進(jìn)行收集與整理，得到不同鋼種、不同質(zhì)量要求的各種產(chǎn)品的工藝數(shù)據(jù)的合理控制范圍，將這些參數(shù)編制成數(shù)學(xué)模型存入計(jì)算機(jī)中。生產(chǎn)時(shí)計(jì)算機(jī)對(duì)澆鑄過(guò)程的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行跟蹤，根據(jù)一定的規(guī)則(即從生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)歸納出來(lái)的工藝參數(shù)與質(zhì)量的關(guān)系)給出鑄坯的質(zhì)量指標(biāo)，與生產(chǎn)要求的合理范圍進(jìn)行對(duì)比，給出產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)。在鑄坯被切割時(shí)，可以在鑄機(jī)上打出標(biāo)記，操作人員可以根據(jù)這些信息對(duì)鑄坯進(jìn)一步處理。

8．動(dòng)態(tài)輕壓下控制輕壓下是在線改變鑄坯厚度、提高內(nèi)部質(zhì)量的有效手段，主要用于現(xiàn)代化的薄板坯連鑄中。帶輕壓下功能的扇形段的壓下過(guò)程由液壓缸來(lái)完成，對(duì)液壓缸的控制非常復(fù)雜，需要計(jì)算機(jī)根據(jù)鋼種、拉速、澆鑄溫度、二冷強(qiáng)度等工藝參數(shù)計(jì)算出最佳的壓下位置以及每個(gè)液壓缸開(kāi)始?jí)合碌臅r(shí)間、壓下的速度。目前，國(guó)內(nèi)薄板坯連鑄機(jī)動(dòng)態(tài)輕壓下的設(shè)備及控制系統(tǒng)均全套引進(jìn)。總體上講，我國(guó)的連鑄自動(dòng)化水平與歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)落后。發(fā)達(dá)國(guó)家的連鑄機(jī)正朝著全自動(dòng)、智能化、無(wú)人澆鑄的方向發(fā)展。連鑄機(jī)的操作人員越來(lái)越少。例如，奧鋼聯(lián)林茨廠1997年投產(chǎn)的年產(chǎn)量為120萬(wàn)噸的單流板坯連鑄機(jī)只有5名操作人員(同類鑄機(jī)為9人)和兩個(gè)操作站(一般為5個(gè))。開(kāi)澆、鋼包和保護(hù)渣等操作、溫度測(cè)量、機(jī)械手取樣、缺陷分析、結(jié)晶器液面控制、中間包浸入式水口的更換、漏鋼預(yù)報(bào)、火焰切割、打印標(biāo)記機(jī)的操作等所有運(yùn)行區(qū)域的操作都自動(dòng)運(yùn)行。國(guó)內(nèi)除了少數(shù)引進(jìn)和近年來(lái)新建的連鑄機(jī)自動(dòng)化水平較高以外，其它連鑄機(jī)基本靠常規(guī)儀表和一般電氣設(shè)備進(jìn)行控制，計(jì)算機(jī)控制的項(xiàng)目較少，很多靠手動(dòng)控制。從普及的程度來(lái)看，二冷自動(dòng)配水已為國(guó)內(nèi)大多數(shù)鑄機(jī)所采用，其次為結(jié)晶器液面檢測(cè)與自動(dòng)控制。近年來(lái)，已有少數(shù)連鑄機(jī)采用中間包連續(xù)測(cè)溫技術(shù)，但其它如鋼流夾渣檢測(cè)、結(jié)晶器熱流監(jiān)測(cè)與漏鋼預(yù)報(bào)、鑄坯表面缺陷自動(dòng)檢測(cè)、鑄坯質(zhì)量跟蹤與判定系統(tǒng)等則很少被采用。從總體趨勢(shì)看，連鑄機(jī)的產(chǎn)量越來(lái)越高，鑄坯質(zhì)量也越來(lái)越好，但連鑄機(jī)的操作人員卻越來(lái)越少，這是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的必然結(jié)果。因此，如何提高連鑄機(jī)的自動(dòng)化水平是擺在國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)面前的一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。

第四篇：不銹鋼連鑄技術(shù)與質(zhì)量控制

方坯連鑄不銹鋼技術(shù)與質(zhì)量控制

—特鋼連鑄研討會(huì)論文

方坯連鑄不銹鋼技術(shù)與質(zhì)量控制

寶鋼股份有限公司特殊鋼分公司 陳家昶

上海新中連鑄技術(shù)工程公司 葉 楓 1.前言

不銹鋼的制造技術(shù)已有巨大的發(fā)展，從上世紀(jì)60年代不銹鋼開(kāi)始采用連鑄，到1985年全世界不銹鋼連鑄比已達(dá)70%以上，目前西方工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家不銹鋼生產(chǎn)幾乎100%用連鑄。最近20年來(lái)，世界不銹鋼產(chǎn)量每年以超過(guò)7%的比例增長(zhǎng)，1997年不銹鋼總產(chǎn)量為1650萬(wàn)噸/年，2006年全球不銹鋼產(chǎn)量達(dá)到了2840萬(wàn)噸，較2005年產(chǎn)量上升了16.7%。其中，中國(guó)的不銹鋼產(chǎn)量增加最多，達(dá)到了530萬(wàn)噸，比2005年的產(chǎn)量增加了68%，超過(guò)日本躍居世界第一。新上馬的很多產(chǎn)線釋放出了巨大的能力，中國(guó)的不銹鋼市場(chǎng)和產(chǎn)能前景樂(lè)觀。

我國(guó)不銹鋼的連鑄起步較晚，80年代才開(kāi)始起步。經(jīng)過(guò)這幾年的發(fā)展，我國(guó)的不銹鋼連鑄比提高較快，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大多數(shù)的不銹鋼品種的生產(chǎn)，但不銹鋼連鑄的生產(chǎn)和質(zhì)量控制有一定的難度，在一定程度上制約了我國(guó)不銹鋼連鑄坯的生產(chǎn)。

2.生產(chǎn)工藝和流程

不銹鋼冶煉方法有多種，如EAF單煉法、與AOD結(jié)合的二步法、與轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹及VOD或RH－OB相結(jié)合的三步法等，但目前最有優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用最廣泛的還是EAF＋AOD的二步法，在冶煉超低碳不銹鋼時(shí)，也有較多采用AOD+VOD的雙聯(lián)脫碳工藝。因此，一般常用的工藝流程為：

EAF＋AOD＋（VOD）＋CC（IC）

習(xí)慣上我們把EAF＋AOD稱為兩步法，而EAF＋AOD（或轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹）＋VOD稱為三步法。

電爐冶煉不銹鋼可以選擇采用偏心底（EBT）、槽式（Spout）出鋼和兩種功能都有的雙爐殼設(shè)計(jì)，偏心底爐殼雖然能做到無(wú)渣出鋼，但在出鋼過(guò)程很難實(shí)施鋼渣混沖，影響合金的收得率，而且EBT出鋼口易被堵塞，不銹鋼冷鋼處理困難。因此，在不銹鋼母液生產(chǎn)時(shí)，電爐一般采用槽式出鋼法，它在出鋼過(guò)程鋼渣混沖，能有效提高合金收得率，但同時(shí)也帶來(lái)一個(gè)回磷問(wèn)題，由于不銹鋼的脫磷困難、易回磷，這就對(duì)廢鋼和返回料的選擇使用帶來(lái)了嚴(yán)格的，對(duì)降低配料成本不利。3.不銹鋼連鑄

鑒于不銹鋼鋼種本身的性能特點(diǎn)（鋼水粘度較大，易氧化元素較多、傳熱慢、熱膨脹系數(shù)大等），其連鑄生產(chǎn)的特殊性和難度較大。而且不銹鋼品種較多，其中不乏含Ti、Nb、Cu、S、W等元素，鋼種的裂紋敏感性強(qiáng)、連鑄可澆性較差，對(duì)連鑄工藝的參數(shù)確定和過(guò)程控制要求較高。近幾年來(lái)，隨著連鑄控制技術(shù)和精度的提高，鋼水冶煉的純凈度提高，90％以上的不銹鋼已連鑄成功，但是過(guò)程的不穩(wěn)定性仍然存在。

不銹鋼一般分為鐵素體、奧氏體、馬氏體和雙相不銹鋼等幾類，嚴(yán)格的說(shuō)，這幾類鋼種的凝固性能和組織各不相同，澆注性能也并不一致。總體來(lái)說(shuō)，不銹鋼連鑄工藝可以從以下兩類著手：以Ni為主含有擴(kuò)大奧氏體區(qū)元素（Ni、Mn、N、C）的奧氏體不銹鋼； 以Cr為主含有擴(kuò)大鐵素體區(qū)元素（Cr、Mo、Si、Nb）的鐵素體不銹鋼。特別還要考慮不銹鋼的成份設(shè)計(jì)的裂紋敏感區(qū)，見(jiàn)下圖：

由圖中可以看出，凝固時(shí)新生鐵素體對(duì)裂紋不敏感，②位置的奧氏體對(duì)裂紋敏感、①位置馬氏體的淬火裂紋、③位置奧氏體中的相脆性、④位置鐵素體的蠕變行為等都對(duì)我們的生產(chǎn)凝固工藝提出了挑戰(zhàn)。

不銹鋼方坯連鑄，一般供軋制棒材、卷材、線材和不銹鋼管坯成材。從最終的產(chǎn)品性能來(lái)看，對(duì)方坯連鑄坯的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量要求極高。由于不銹鋼品種多，工藝的適應(yīng)性猶為復(fù)雜，我們就一些共性的問(wèn)題做一下探討。3.1.表面質(zhì)量控制

單就熱膨脹系數(shù)而言，奧氏體鋼的值比碳鋼大（500℃時(shí)大56%，1000℃時(shí)大54%），鐵素體鋼與碳鋼相近。這說(shuō)明奧氏體鋼在結(jié)晶器內(nèi)凝固坯殼會(huì)過(guò)早收縮，更易使坯殼厚度不均勻，容易導(dǎo)致表面凹陷，裂紋等缺陷。而且鋼水中的易氧化元素的夾雜物被連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣吸附后，保護(hù)渣的性能容易惡化，從而影響坯殼與結(jié)晶器銅壁之間的液渣流入，形成不均勻渣膜，加劇了傳熱的不均，對(duì)鑄坯的表面質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞。

以目前的技術(shù)裝備而言，常規(guī)連鑄機(jī)的結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)，對(duì)連鑄坯表面質(zhì)量造成的直接后果就是產(chǎn)生了振痕，振痕是由于結(jié)晶器的周期性振動(dòng)而在鑄錠表面產(chǎn)生的間距均勻有一定深度的橫向皺折。由于振痕的普遍存在，因此在一般情況下，已不將它看成是鑄坯的表面缺陷或者說(shuō)振痕是連鑄坯的本征缺陷；但是，對(duì)連鑄坯表面振痕的研究，發(fā)現(xiàn)伴隨著振痕的產(chǎn)生，皮下往往有磷、錳等合金元素的顯微正偏析，容易導(dǎo)致鑄坯表面產(chǎn)生微小的橫向裂紋，對(duì)后步工序產(chǎn)生不利影響，降低了產(chǎn)品各種物理性能橫向斷面的均勻性。研究表明，振痕是產(chǎn)生表面偏析和裂紋的原因之一。

對(duì)于普通鋼的振痕，通過(guò)熱軋加熱中的氧化，振痕一般不會(huì)對(duì)成品質(zhì)量造成影響；而不銹鋼則不同，由于具有高的抗氧化性，較深的振痕難以在熱軋中完全消除，如果用這種坯料軋制，就會(huì)在軋材表面產(chǎn)生缺陷。因此，不銹鋼連鑄坯的振痕的修磨率很高，有些廠家的不銹鋼連鑄坯的修磨率甚至可達(dá)100％。

控制和減少表面缺陷，減少修磨量和修磨率是不銹鋼降本增效的關(guān)鍵。要做好這方面的工作，主要從結(jié)晶器保護(hù)渣的選取、振動(dòng)參數(shù)的確定和結(jié)晶器銅管錐度的設(shè)計(jì)（包括結(jié)晶器水量控制）等方面著手。

3.1.1 結(jié)晶器保護(hù)渣

連鑄保護(hù)渣在連續(xù)鑄鋼的保護(hù)澆注中具有非常重要的作用，保護(hù)渣的性能取決于澆鑄中的實(shí)際行為，目前衡量保護(hù)渣的標(biāo)準(zhǔn)還是看它實(shí)際使用的效果，對(duì)它的性能優(yōu)化只有一個(gè)宏觀的取向：即提高鑄坯表面質(zhì)量與澆鑄質(zhì)量。不銹鋼保護(hù)渣的研制可以說(shuō)是一個(gè)世界性的難題，由于不銹鋼中含有許多易氧化元素，需要吸收的夾雜物與特鋼相比差別較大，保護(hù)渣性能的設(shè)計(jì)與保持對(duì)表面質(zhì)量來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。奧氏體不銹鋼線具有膨脹系數(shù)大的特點(diǎn)，冷卻過(guò)程中氣隙出現(xiàn)較早，容易產(chǎn)生凹陷等表面缺陷。一般的保護(hù)渣設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)凹陷型和黏附 型的鋼種有兩類不同的設(shè)計(jì)，凹陷型保護(hù)渣的特點(diǎn)是堿度較高（渣液在凝固過(guò)程中有析晶現(xiàn)象，渣的粘度曲線有明顯的拐點(diǎn)）形成的固態(tài)渣膜導(dǎo)熱系數(shù)較低，以降低傳熱速度，改善坯殼的凝固狀況；黏附型保護(hù)渣則通過(guò)低熔點(diǎn)、低堿度（易形成玻璃態(tài)液相渣膜層）的設(shè)計(jì)，以達(dá)到減少摩擦阻力，提高表面質(zhì)量的目的。不銹鋼保護(hù)渣的設(shè)計(jì)一般采用的是前一種方案。這里要說(shuō)明一下，由于不銹鋼的固、液相線較低，因此不銹鋼保護(hù)渣的熔點(diǎn)還是較低的。

不銹鋼的保護(hù)渣耗量一般要大于碳鋼的耗量，這一方面是為了形成均勻的渣膜厚度；另一方面由于渣耗量大，保護(hù)渣的更新速度加快，可以減輕和稀釋被吸附的夾雜物對(duì)保護(hù)渣的污染。在整個(gè)澆鑄過(guò)程中，鋼水彎月面處形成的液渣層要保持足夠的厚度以保證其連續(xù)流人鑄坯與結(jié)晶器之間的氣隙，從而形成有效渣膜，提高傳熱效率與均勻度。而不銹鋼的容易產(chǎn)生表面凹陷的特性，更需要形成均勻有效的渣膜。在這里保護(hù)渣的黏度起了非常重要的作用。

通過(guò)一定的推導(dǎo)，我們可以得到一個(gè)熔渣層厚度與拉速之間的關(guān)系圖如下：

渣膜厚度t t?(2v?1?)2 q=qmelt Fe t?2*qv 拉速v

圖中左邊紅色曲線表示連鑄保護(hù)渣的熔化速率高于保護(hù)渣消耗速率的情況，過(guò)了臨界點(diǎn)右邊藍(lán)色曲線則表示連鑄保護(hù)渣熔化速率低于最大消耗速率的情況。由上所述充分表明，保護(hù)渣黏度與對(duì)整個(gè)生產(chǎn)中的熱傳導(dǎo)性能有著非常密切的關(guān)系。在這里，我們?nèi)匀灰獜?qiáng)調(diào)的是保證穩(wěn)定均勻渣膜對(duì)連鑄坯表面質(zhì)量的提高大有益處，我們?cè)O(shè)計(jì)選用的保護(hù)渣就是要針對(duì)連鑄鋼種的具體情況及拉速水平來(lái)進(jìn)行的。所以在現(xiàn)場(chǎng)澆鑄性能的評(píng)判上，渣耗是一個(gè)很重要的數(shù)據(jù)。

在不銹鋼的結(jié)晶器保護(hù)渣里，還要注意碳質(zhì)材料的添加問(wèn)題。眾所周知，為了控制保護(hù)渣的熔化速度，通常都在保護(hù)渣內(nèi)配入一定量的炭質(zhì)材料（炭黑或石墨等），但是絕大部分的不銹鋼是低碳或超低碳，很容易引起增碳，特別在振 痕部位容易出現(xiàn)碳的正偏析現(xiàn)象；如果不銹鋼表面修磨，一般該種缺陷不會(huì)影響下道工序。但未經(jīng)修磨的鑄坯進(jìn)行軋制時(shí)，情況就不相同，我們?cè)?jīng)檢測(cè)到如下缺陷，在規(guī)格為Φ65的304不銹鋼連鑄管坯上，經(jīng)穿孔酸洗后發(fā)現(xiàn)荒管表面出現(xiàn)螺旋狀缺陷，如下圖：

電子探針面分析結(jié)果表明，荒管缺陷區(qū)域內(nèi)的黑色溝槽中聚集C元素，如下圖：

無(wú)獨(dú)有偶，在一個(gè)低碳不銹鋼連鑄坯橫向低倍的試樣上，對(duì)其中心疏松部位做掃描電鏡時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了碳質(zhì)材料的痕跡，如下圖：

為此，有些要求高的無(wú)碳不銹鋼保護(hù)渣，采用超細(xì)微的金屬粉末取代碳質(zhì)材料，用來(lái)控制保護(hù)渣的熔化速度，所以在保護(hù)渣的選擇上，應(yīng)多方面的考察和試驗(yàn)，才能找到符合不銹鋼各鋼種質(zhì)量要求的保護(hù)渣。

3.1.2結(jié)晶器振動(dòng)

對(duì)振痕的產(chǎn)生機(jī)理長(zhǎng)期以來(lái)一直存在很多理論，如撕裂-愈合機(jī)理、機(jī)械變形機(jī)理、二次彎月面機(jī)理、保護(hù)渣作用機(jī)理等等，但直到今天還沒(méi)有一個(gè)理論能夠完整的解釋所有的現(xiàn)象。不過(guò)有一點(diǎn)目前已達(dá)成了共識(shí)：即振痕的深度主要與負(fù)滑脫時(shí)間、負(fù)滑脫量有關(guān)。因此，研究振動(dòng)參數(shù)控制負(fù)滑脫時(shí)間對(duì)連鑄坯表面質(zhì)量的提高有著非常重要的意義。

早期，負(fù)滑脫時(shí)間一般認(rèn)為在0.5s左右對(duì)防止粘連及順利脫模有利，如果超過(guò)這個(gè)值，就會(huì)影響振痕深度，過(guò)深的振痕會(huì)導(dǎo)致鑄坯表面橫裂紋的產(chǎn)生。但由于目前連鑄設(shè)備與澆鑄水平提高很快，鑄坯與結(jié)晶器的脫模已經(jīng)不再成為主要矛盾，相反隨著連鑄坯表面質(zhì)量要求的提高。目前，已有連鑄機(jī)將負(fù)滑脫時(shí)間控制在0.1s的水平。

由于負(fù)滑脫時(shí)間對(duì)振痕的深度影響較大，為減小振痕的深度，減少負(fù)滑脫時(shí)間是一行之有效的方法，在傳統(tǒng)連鑄過(guò)程中，結(jié)晶器振動(dòng)的模式為正弦振動(dòng)模式，為減小負(fù)滑脫時(shí)間，只有通過(guò)高頻小幅振動(dòng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。但在高頻小幅振動(dòng)條件下，將會(huì)在一定程度上減少保護(hù)渣的消耗，影響保護(hù)渣的流入與渣膜的均勻形成，破壞了初生坯殼和結(jié)晶器壁的潤(rùn)滑，從而增加了表面裂紋甚至拉漏的可能。因此應(yīng)用高頻小幅振動(dòng)減少負(fù)滑脫時(shí)間的措施雖然有效，但仍然存在一定的隱患，應(yīng)用上受到限制。

而在非正弦振動(dòng)條件下，不改變頻率，也能達(dá)到減小負(fù)滑脫時(shí)間的目的，這種情況下，與正弦振動(dòng)模式相比，它的正滑移時(shí)間更長(zhǎng)，振痕的深度也相應(yīng)地降低。目前的液壓振動(dòng)控制設(shè)備，已成為實(shí)現(xiàn)非正弦振動(dòng)的保證。

多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)定證明，采用了非正弦振動(dòng)方式后，結(jié)晶器保護(hù)渣的渣耗量并沒(méi)有因?yàn)樨?fù)滑脫時(shí)間的降低而下降，反而略微有所上升。這在一定程度上證明了保護(hù)渣的液渣基本上是在正滑脫期內(nèi)流入的機(jī)理（目前世界上一直存在有正、負(fù)滑脫時(shí)間流入的兩派爭(zhēng)論，前者以韓國(guó)浦項(xiàng)為代表，后者以S.Takauchi為代表）。而隨著拉速、As值的提高，保護(hù)渣的耗量有降低的趨勢(shì)，因此選取連鑄 保護(hù)渣要以連鑄機(jī)正常工藝的拉速范圍為依據(jù)。

至于振動(dòng)頻率的選擇，按照流體力學(xué)理論，液體表面波動(dòng)存在一個(gè)本征頻率，它與材料本身、斷面、深度、液體表面張力等因素相關(guān)，相關(guān)領(lǐng)域（有色金屬）的研究表明，如果實(shí)際振頻接近系統(tǒng)固有頻率時(shí)，容易產(chǎn)生共振，此時(shí)渣膜通道最大，拉坯阻力最小，鑄坯表面最光滑。雖然這個(gè)工作不見(jiàn)連續(xù)鑄鋼領(lǐng)域報(bào)道，但對(duì)我們選擇合適的振動(dòng)參數(shù)又多了一個(gè)考慮方向。

3.2.連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量

不銹鋼的內(nèi)部質(zhì)量很大程度上取決于鋼種的特性，鋼的凝固行為在一定程度上決定了連鑄坯內(nèi)部的鑄態(tài)組織。根據(jù)加藤等人的研究結(jié)果，根據(jù)含鎳不銹鋼的Cr/Ni當(dāng)量比，在鑄坯凝固過(guò)程中發(fā)生如下相變反應(yīng)：

? Creq/Nieq>2.0：L→L＋δ→δ（α）→δ（α）＋γ

? Creq/Nieq在1.6～1.9：L→L＋δ→L＋δ＋γ→δ（α）＋γ ? Creq/Nieq在1.26～1.46：L→L＋γ→L＋γ＋δ→γ＋δ（α）? Creq/Nieq<1.2: L→L＋γ→γ

一般可以按Cr/Ni當(dāng)量比1.5為界，初晶分別為δ相和γ相。初晶相的差別對(duì)于微觀偏析的程度有著影響，因?yàn)槿苜|(zhì)元素在δ相的擴(kuò)散速度約為在γ相中的100倍。所以初晶為γ相時(shí)，一般存在明顯的微觀偏析。微觀偏析，特別是P、S的偏析和聚集，對(duì)鑄坯裂紋的形成存在著很大的隱患。

因此，鑄坯的低倍組織與鑄坯凝固時(shí)的鑄態(tài)組織存在著一定的區(qū)別，有時(shí)很難復(fù)原分析；對(duì)于上列第4種單相組織相變，做金相的微觀分析還比較容易。不同的不銹鋼鋼種表現(xiàn)出不同的宏觀組織特性，比較典型的方坯低倍組織如下：

a)鐵素體不銹鋼的低倍組織

b)奧氏體不銹鋼的低倍組織

c)雙相不銹鋼的低倍組織

針對(duì)不銹鋼方坯的質(zhì)量要求，由于各種鋼種的差異較大，這里就不詳細(xì)分析了。但通常用來(lái)控制提高內(nèi)部質(zhì)量鑄態(tài)組織要求的是電磁攪拌和二冷控制。

3.2.1．電磁攪拌對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響

對(duì)于不銹鋼，電磁攪拌選用的參數(shù)與特鋼相比變化還是比較大的。下式表示在鋼水中產(chǎn)生感應(yīng)電流與該處磁場(chǎng)作用產(chǎn)生電磁力的大小可用下式表示：

???????f?J?B??(E???B)?B

?上式中：J 為電流密度；

? 為鋼水電導(dǎo)率；

? 為磁場(chǎng)和鋼水相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度速度； ?B 為磁感應(yīng)強(qiáng)度；

?f? 為電磁力；

? 為真空磁導(dǎo)率；

?E 為電場(chǎng)強(qiáng)度。

通過(guò)上式，我們可以認(rèn)為在相同磁場(chǎng)條件下，電磁力的作用取決于材料的電導(dǎo)率水平，通常不銹鋼的電導(dǎo)率略小于特鋼，但相差并不大。而對(duì)于一般的金屬當(dāng)其溫度大于760℃時(shí)以及液態(tài)的鋼水通常都是不導(dǎo)磁的，這方面特鋼和不銹鋼的特點(diǎn)是一致的。

試驗(yàn)證明，作用于鑄坯中心液相的磁感應(yīng)強(qiáng)度B不銹鋼反而要比特鋼強(qiáng)一些，這可能是由于不銹鋼的合金含量高，液芯的粘度較大，運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的阻力也大；其次，由于不銹鋼導(dǎo)熱率低，凝固時(shí)，其柱狀晶生長(zhǎng)傾向，大大地高于一般的特鋼，因此，如果我們?yōu)榱诉_(dá)到相同的電磁攪拌效果，一般說(shuō)來(lái)，對(duì)于不銹鋼無(wú)論是M-MES或F-MES工作電流的設(shè)定應(yīng)高一些。

對(duì)于方坯而言，電磁攪拌的目的在于減少鑄坯的中心疏松和偏析。而對(duì)含N、S等不銹鋼而言，結(jié)晶器電磁攪拌消除皮下氣孔及皮下夾雜的作用也是顯而易見(jiàn)的。

3.2.2 二冷控制的影響

二冷控制應(yīng)該結(jié)合各種鋼種的熱物性參數(shù)而定，我們?nèi)绻霾顭岱治鲣摲N熱物性，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，奧氏體的高溫相變熱流變化比較平緩，相對(duì)高溫的熱裂不敏感，而馬氏體的有兩個(gè)明顯的熱變流峰（谷）值，在對(duì)應(yīng)的溫度區(qū)間，熱裂傾向強(qiáng)烈。一般來(lái)說(shuō)，如果僅以二冷比水量比較，不銹鋼的比水量要低于普碳鋼，而且馬氏體比水量應(yīng)<奧氏體比水量<鐵素體比水量，具體的鋼種因元素的變化還是會(huì)有區(qū)別，這兒就不一一列舉了。

應(yīng)該指出的是在二冷控制這個(gè)環(huán)節(jié)，過(guò)熱度和拉速的匹配更為重要。對(duì)應(yīng)于每個(gè)鋼種的傳熱特性曲線，我們更因注重各區(qū)水量的分配比例，例如對(duì)于馬氏體鋼來(lái)說(shuō)，為了保證鑄坯內(nèi)部的質(zhì)量，必須采用低過(guò)熱度低拉速的工藝，在弱冷條件下，可以適當(dāng)加大上部和下部的水量分配比例，因?yàn)樵诟邷叵碌鸟R氏體強(qiáng)度較好。

4.結(jié)語(yǔ)

目前，隨著連鑄設(shè)備和控制精度的提高，大多數(shù)不銹鋼品種的連鑄生產(chǎn)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)。但是由于用戶產(chǎn)品質(zhì)量要求的提升，每個(gè)不銹鋼的性能或多或少存在著一些差異，因此，在不銹鋼的連鑄生產(chǎn)中，管理者必須認(rèn)真地了解和認(rèn)識(shí)各 不銹鋼種的特性和存在的差異，合理的制定連鑄工藝制度，并結(jié)合質(zhì)量要求對(duì)各種參數(shù)實(shí)施控制；其中，首先應(yīng)該嚴(yán)格設(shè)計(jì)和控制不銹鋼的目標(biāo)成分，減少成分的波動(dòng)范圍，這樣才能夠保證連鑄坯凝固鑄態(tài)組織的穩(wěn)定，以保證連鑄坯的性能和質(zhì)量。

第五篇：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（！）1.3.2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)的體積縮小（密度增大）是與δ/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)間通常控制在2-3min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) 校弧 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。火焰清理會(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)幔瓭矞囟雀弋a(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)樱档屠?/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.