为什么高效连铸特别强调保证浇注钢水温度
2010-03-19 22:02
适宜的钢水温度（不同的钢种有不同的温度要求）可使高效连铸生产获得高质量的铸坯；而钢水过热度提高，钢坯坯壳减薄，钢水易于二次氧化，夹杂物增多，耐材严重冲蚀，易出现较肚、漏钢、柱状晶发达、中心偏析严重、缩孔严重等一系列问题。
高效连铸的生产实践和理论都得出了相同结论，即低温浇铸是提高拉速及改善铸坯质量的重要手段之一。当然，温度低要有界限，温度过低会出现钢水流动性差、水口冻结、夹杂物难以上浮等问题。所以高效连铸特别强调要保证浇注钢水温度；即钢水浇注温度均匀稳定地保证在规定的范围内。
高效连铸机的钢包支撑装置的特点
高效连铸机的钢包支撑无论是回转台还是三包位行走小车，都应该做到换包快捷，易于上水口，易于阻挡下渣，最好能配有耐用的动态称重装置，以适合多炉连浇、保护浇铸等高效连铸的基本要求。
高效连铸机对中间包的要求
（1）中间包容量大，钢水液面深度要保证足够的夹杂物上浮时间。目前，年产60万吨的4机4流高效方坯连铸机中间包容量可达25吨，液面溢流标高900mm。（2）中间包要有最佳温度场及热流分布（通过内腔形状，坝、挡墙等方法获取），以达到各水口之间的温度尽可能的均匀，即外侧水口与内侧水口温度差在±3℃为好。
（3）高效连铸由于连浇炉数高，要求中间包外壳体及底部不变形；炉衬经久耐用，最好是整体喷涂。耐材不易腐蚀脱落污染钢水，尤其水口要经久耐用，最好配置水口快速更换装置。
高效连铸机对中间包车的要求
高效连铸机作业率高，因此要求中间包车的事故率要低。中间包车的升降系统要可靠耐用，升降平稳，以适应保护浇铸的要求。称重装置尤其应可靠，使用寿命长，保证监控中间包液面高度，使中间包液面稳定，波动小，满足高效连铸的需要。
中间包车的横向移动要平稳精确，保证水口与结晶器的准确对位。目前小方坯上多采用高低腿门式中间包车，这种中间包车易于操作，采用液压驱动，更快捷、平稳。
中间包冶金对高效连铸的影响
中间包冶金的概念包括：
（1）净化、洁净钢水的功能。
（2）调节钢水温度，均匀钢水温度。
（3）中间包内可以进行吹氩、喂丝、加热，起到微调成分，调节温度等冶金功能。
中间包冶金对高效连铸是极其重要的过程。在高拉速条件下，中间包冶金在保证钢水的洁净度，钢水温度的均匀性和稳定性，提供最佳成分及其稳定性方面起到
了重要作用。中间包冶金是生产高质量铸坯的重要保障。
常用的中间包加热技术
采用中间包加热可保持最佳过热度浇铸、补充合金微调所需热量。常用的加热技术有：等离子体加热，电感应加热，电渣加热，陶瓷电阻加热。
高效连铸时改善钢水在中间包内的流动状态
高效连铸拉速高，铸坯质量要求高，因此要求中间包钢水液面要平稳，不允许形成表面波（尤其是开浇、浇注末期），不允许钢包注流区形成紊流，以防止卷渣。中间包水口区如果形成附加环流或旋流，钢水会卷入空气或渣子，加重钢水的二次氧化或将渣子卷入钢水，这是不允许的。
高效连铸要求中间包内各部分温度尽可能均匀，特别是各水口的温度差近可能小。因此，高效连铸要求合理设计中间包。在中间包设计之前，必须经过理论计算、实验室内水模试验或低熔点介质流动模型试验，取得相应的数据经转换后做为中间包设计的技术参数。
高效连铸机结晶器设计的主要特点
高效连铸机结晶器设计的原则是：
（1）保证高效率的热传导功能，即冷却强度大，冷却效率高，使铸坯在结晶器内结壳达到足够的厚度。
（2）结晶器的热流强度均匀。热流强度均匀使铸坯坯壳均匀。
（3）拉坯阻力小。
（4）结晶器，特别是铜管寿命长。
目前方坯结晶器主要采用抛物线铜管、精致铜水套技术。结晶器铜管的内腔形状应尽可能与坯壳的凝固特性曲线相吻合，水套应保证足够的尺寸精度，以保证水缝的均匀性。高效连铸机结晶器一般都配有电磁搅拌和液面检测装置。
压力水膜结晶器
压力水膜结晶器是比利时冶金研究中心（CRM）和阿贝德厂（Arbed）联合开发的一种高效结晶器技术。具体做法如下：在结晶器下口固定有四块钢板，水从每块钢板上加工的狭缝喷射出来，钢板与结晶器面成直线放置，并与铸坯表面间留有小间隙，间隙使高速流动着的水充满并形成一层水膜。钢板上的狭缝向下倾斜，使得从中流出来的水能朝下流动。水膜既起强冷作用，又起支撑铸坯作用，这就是压力水膜结晶器。
曲面结晶器
曲面结晶器是中冶连铸开发的一种高效方坯结晶器技术。该技术是从传热角度，根据气隙产生的主要原因，通过对结晶器热变形和小方坯收缩的分析开发出来的。其基本特征如下：该结晶器从轴向看由三部分组成。上口部分轴向和横向具有变化的锥度，且横向中间往外凸；中间部分轴向具有变化锥度，横向为正方形；出口部分轴向和横向具有变化的锥度，横向中间往内凹，以补偿由结晶器热变形和小方坯收缩产生的气隙，并降低出口部角部区域摩擦力，使坯壳在结晶器内均匀、快速生长，从而获得高拉速，改善铸坯质量。
高效方坯连铸机结晶器铜管内腔形状的设计
高效方坯连铸机结晶器铜管内腔形状是根据连铸方坯的凝固特征设计的。主要考虑了两个方面：
一是在弯月面附近，由于热流密度大，热量集中，结晶器铜管受热变形量。
二是铸坯在凝固过程中的坯壳收缩。设计的原则是结晶器铜管内腔形状与凝固坯壳收缩规律相一致，减少气隙热阻。
精制铜水套技术
研究发现方坯连铸结晶器铜管外壁四周的冷却水流速不均匀，会导致结晶器铜管上的一个或多个壁面比其它壁面温度高，引起结晶器铜管热变形，严重影响铸坯质量和连铸生产。因此，水套与结晶器铜管之间的间隙均匀性非常重要，生产中要绝对保证结晶器铜管的外部尺寸和水套的内部尺寸之间保持精密公差。
如水缝为4.8mm，当间隙相差仅lmm就会导致冷却水速变化20%，因此采用窄水缝技术的结晶器，就要配有精度要求非常高的水套。否则还不如采用宽水缝技术的结晶器。另外，通过对水套的研究还发现：在水套与法兰焊接处，由于焊接变形，水套发生鼓肚，使此处冷却水流速局部降低，导致与此对应处的结晶器铜管表面温度显著提高，也影响铸坯质量和连铸生产。
目前，国内使用的水套绝大部分为先数控铣后，再拼装焊接在一起，或经简单分块冲压后再焊接在一起。因此，这类水套并不能保证真正意义上的高效连铸生产。综上所述，要从真正意义上解决高效连铸核心问题，其中之一就是要很好地解决水套内腔形状和尺寸精度控制问题。目前钢厂大量使用的结晶器铜管几乎都是挤压成型技术生产的，铜管内、外形及其尺寸控制已达到很高精度。如果能采用铜管生产技术来生产水套，这个问题就好办了，但前提要解决好用铜管生产技术生产出来的铜水套与水会法兰连接装配问题。因为水套法兰一般为钢件，如果钢与铜焊接在一起又会引起铜水套变形，而且铜与钢的焊接技术也不好掌握。
高效连铸结晶器铜管材质
高效连铸结晶器材质的要求是导热性好，再结晶温度高，抗热疲劳，强度高，耐磨性好，使用寿命长，高效连铸结晶器铜管材质的主要特征是铜管材质上述性能的综合性能最优。
人工附加气隙结晶器
人工附加气隙结晶器是新日本制铁株式会社开发的一种高效方坯结晶嚣技术，又称X－MOLD。传统结晶器中热流量沿结晶器轴向分布极不均匀，在弯月面处最大，在结晶器下部热流量显著下降，这也是传统结晶器难以大幅提高连铸造拉速的障碍。新日本株式会社认为：不能找到弯月面处的大量热流量，并使其向结晶器中下部转移的方法，实现结晶器内热流量沿结晶器轴向分布近似恒定，是解决结晶器高拉速的关键所在。
新日本制铁株式会社采取了二项措施解决上述问题：首先在弯月面附近人为培养人工气隙，使该区域热流；另外，铜管锥度采用抛物线锥度，以提高结晶器中下部热流。培养人工气隙的具体措施是在弯月面区域采取机械加工方法来实现，控制热流的传递。实践证明该种结晶器非常适合品种钢生产。
热顶结晶器
铸坯表面质量很大程度上取决于弯月面处初生坯壳的均匀性，而初生坯壳的均匀
性决定于弯月面处的热流密度和传热的均匀性。热流密度大，初生坯壳增长太快，
会增加振痕深度，同时使坯壳提前收缩，增强了坯壳厚度的不均匀性。局部产生
凹陷，组织粗化，产生明显的裂纹敏感性。为此，在结晶器弯月面区域镶嵌导热
材料，以减少热流密度，延缓坯壳收缩，即热顶结晶器。
试验表明，浇注低碳钢时拉速为1.3m/min，弯月面处的热流密度；普通结晶器
2MMW/m2，热顶结晶器0.5MMW/m2。采用热顶结晶热流减少了75%，振痕减少了
30%，表面质量得到明显改善。
爆炸成型的结晶器铜管
带锥度的结晶器铜管可以采用仿型加工或带内芯和外模的压力成型方法制造，仿
型加工会破坏铜的组织结构，影响使用寿命，加工复杂锥度需要特殊的加工设备，
提高了制造成本。压力成型会产生较大的切头切尾，铜的收得率低。爆炸成型的
结晶器铜管可以制成多锥度及内腔的小园角，尤其有利于报废的旧结晶器得到恢
复。
爆炸成型的结晶器水套
随着高效连续铸造的发展，高效窄缝水套式结晶器在国内外得到了广泛的应用。
窄缝水套式结晶器对导流水套的精度和形式提出了很高的要求。结晶器四侧水逢
的偏差会对水流速带来很大的影响，造成四侧冷却不均匀。加工结晶器水套采用
机加工后焊接以及整体挤压后焊接的方法都难以完全消除焊缝的影响。爆炸成型
的结晶器水套具有无焊缝加工，制造精度高等特点，国外的不锈钢水套多采用爆
炸成型工艺制作。
喷淋式结晶器
喷淋式结晶器是将管式结晶器隔离水缝改为喷淋水冷却，即由喷嘴喷出的喷淋水
直接喷到结晶器铜管上实现冷却。冷却效率高，有较显著的节水效果。喷淋式结
晶器结构简单，对密封要求低，避免了水缝结晶器铜管角部冷却强度不可调、冷
却强度相对较弱、温度分布不均匀等问题。喷淋式结晶器在小方坯连铸机上得到
了广泛的应用。理论上讲，喷淋式结晶器可使用一般的冷却水，但在生产实际中
出现的结垢、喷嘴堵塞等问题导致的事故影响了喷淋式结晶器的使用。
连铸工艺
2010-03-19 22:01
连铸工艺
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1.如何决定浇注速度?
浇注速度代表了连铸机的生产能力，可用吨/小时来表示。也可用拉速(米/分)来表示。从提高连铸机生产率来看，希望浇注速度(拉速)尽可能快。但是浇注速度是受以下因素限制的：第一是连铸机机身长度。从结晶器上口到最后一对矫直辊之间的距离叫机身长度。拉速必须使铸坯在机身长度范围内完全凝固，否则铸坯脱离了夹辊的支撑，内部未凝固的液体就会鼓肚。第二是出结晶器后的凝固壳厚度。坯壳太薄，抵抗不了钢水的静压力，会发生胀破漏钢。
因此，最大拉速必须以保证出结晶器后坯壳有足够的厚度而不拉漏为原则。第三是拉坯力。拉速太高，铸坯壳厚度变薄，液相穴加长，铸坯在辊间距产生鼓肚的地方增多，使拉坯力增加。考虑到上述的限制因素，应选择合适的工作拉速，既能发挥铸机的生产能力，又可以保证良好的铸坯质量。
2.什么叫多炉连浇?
多炉连浇是指上一次引锭杆可连续浇多炉钢水。如果浇一炉钢需要一小时，上一次引锭杆及做好铸前准备工作需要一小时。那么，如果上一次引锭杆能连续浇5炉钢，而准备时间还是一小时。则铸机的作业率就可以大大提高。辅助时间大大减少。连浇炉数越多，说明铸机的利用率就越高,而且金属收得率高，辅助材料消耗减少。据统计，5炉连浇与单炉浇注相比，铸坯产量提高约50％，金属收得率提高约3％，操作费用降低约25％。因此，多炉连浇炉数代表了连铸机的生产水平。
要达到多炉连浇，应当从改进生产设备，做好生产组织管理和防止事故等方面着手。
要保证浇注不中断，应迅速更换钢包和中间包，更换钢包时间不应超过3min，更换中间包时间不应超过lmin。因此，要加强协作，使炼钢炉的出钢频率与连铸机的拉速相适应，使生产有节奏地进行。还要加强设备的维修，严格操作规程，防止设备和人为事故的发生。
3.如何实现多炉连浇?
多炉连浇是一项高难技术。它是连铸设备、工艺、管理水平的综合体现。为实现多炉连浇，已开发了一系列的技术。
(1)采用钢包回转台，实现快速更换钢包，能在1～2min完成。
(2)采用大容量中间包，保证更换钢包时，不降低拉速而提供充足的时间。
(3)结晶器在线调宽技术。过去由于变钢种或断面必须中断浇铸。采用结晶器在线调宽和异钢种浇注技术，可使连浇时间大大延长。据统计，结晶器采用在线调宽，平均连浇9.7炉，而不用调宽为5.5炉。
(4)快速更换中间包和更换浸入式水口技术。
(5)防止水口堵塞技术。如中间包塞杆或浸入式水口吹Ar、钢水钙处理等防止Al2O3在水口聚集。
由于多炉连浇有明显的经济效益。各类连铸机多炉连浇的水平有明显提高。1985年统计，板坯、大方坯、小方坯的平均连浇炉数分别为8、11.2和6.8炉，比70年代有很大进步。
多炉连浇能反映当代连铸机装备、工艺和管理的水平，多炉连浇的世界记录不断涌现。如1991年日本水岛厂板坯连铸机连浇927炉(300tLD)、34天，一次浇坯24.8万吨。4流方坯连铸机连浇1015炉、38天，一次浇坯15万多吨。
4.提高连浇平均炉数的技术措施有哪些?
提高中间包的连浇炉数是提高连铸机生产率、降低操作费用的重要措施。多炉连浇是个综合指标，受多种因素的影响，也代表生产管理的水平。
我们追求的是要稳定地提高平均连浇炉数水平。根据工厂经验，实现多炉连浇的技术措施：
(1)减少连铸机漏钢事故。要防止开浇漏钢、注中漏钢、换中间包、拉尾坯漏钢等。
(2)加强钢包的烘烤保温和周转，使红包出钢率达95％以上。合适的引流砂使水口自开率达90％以上。
(3)改进中间包耐火材料质量，中间包整体塞棒吹氩、防止浸入式水口堵塞，使用Mg—Al 环引发剂提高开浇成功率等技术。
(4)实现快速更换中间包技术。
(5)异钢种多炉连浇技术。
5.连铸时为什么要调节中间包钢水流量?
进行连铸时，中间包操作是重要的一环。能否准确平稳地向结晶器供给钢水，对于防止漏钢事故以及铸坯表面和内部缺陷的产生关系很大。如钢水供给过多，就会发生从结晶器上口溢钢的事故，供给钢水太少，则结晶器内钢液面下降，给操作和铸坯质量带来不利影响。
支配钢水从中间包流出的主要因素是中间包内钢液深度和中间包水口直径。钢液面深度一般为600～700mm。浇注过程中水口侵蚀使直径扩大，或水口堵塞使直径减小，都会对流量带来影响。
中间包钢液面深度对铸坯中夹杂物有很大影响。钢液面太浅，会使中间包表面的渣子卷入结晶器，故深度必须保持在300mm以上。为了增加钢水在中间包内的停留时间，使夹杂物充分上浮，要求钢液深度更大些为好。
6.什么叫“冷”中间包?
连铸用的中间包一般是用耐火砖修砌，工作表面涂上一层耐火泥，然后用煤气烘烤到1100℃左右，用于浇钢。近年来，中间包内衬用一块块的隔热板镶砌，代替耐火砖，使用前不必烘烤，故叫“冷”中间包。
生产实践证明，“冷”中间包有以下优点：省去了烤包，节省了煤气，相当于每吨坯节约5.7kg标准煤；保温性能好，如绝热板中间包浇注3h后，包外壳温度达70℃，而砌砖中间包浇lh，外壳温度达150℃。这样可使出钢温度降低5～10℃，有利于提高转炉寿命；减少了砖缝和耐火材料的侵蚀，有利于提高钢质量；改善劳动条件，减轻劳动强度，中间包绝热板修砌简单，冷却后绝热板粉化，易使残钢和内衬分离，清理十分方便。
7.对连铸中间包有什么要求?
如果直接将钢水从钢包浇入到结晶器内，就会对浇注操作的控制和铸坯质量带来不利影响。因此，必须在钢包与结晶器之间设一个中间容器，接受来自钢包的钢水，然后再以稳定流速浇入结晶器。中间包的作用如下：钢水的储存器，控制注入结晶器的钢水量；钢水的分配器，中间包底装几个水口，实行多流浇铸；钢水的缓冲器，使钢水压力稳定，钢流平稳；钢水清洁器，使钢水在中间包内停留一段时间(如5～l0min)，有利于钢水中夹杂物和混入的渣滴上浮；可以实行多炉连浇，为更换钢包创造条件。
中间包容量一般为钢包容量的20～40％。为提高钢的质量，目前中间包在向大容积深熔池方向发展。如有的板坯连铸中间包容量达90t，钢液深度达1300mm。
8.中间包内钢水流出量是如何控制的?
在浇注过程中，中间包内钢水深度要求稳定在500～700mm。钢水流量的控制方法有敞开式和塞棒式两种：
敞开式在浇小方坯时，采用定径水口，钢水从水口流出不加控制。要求定径水口必须有良好的耐钢水侵蚀性能，以保持在浇铸过程中水口直径不扩大。定径水口材质为氧化锆。
塞棒式采用操纵机构调节中间包塞棒与水口的配合来控制钢流。由于塞棒长时间在钢水中浸泡，容易软化变形，甚至断裂造成事故。为此，现在采用整体成形塞棒，在塞棒中通入压缩空气进行冷却等措施，以提高使用寿命。
鉴于塞棒式水口存在的问题，近年来研制了中间包滑动水口装置。就是用3块滑板，上下两块滑板固定不动，中间加一块活动滑板以控制钢流。实践证明，滑动水口工作安全可靠，寿命较长，能精确控制钢流，有利于实现自动化。
9.中间包的结构和形状有哪些要求?
中间包结构应满足以下要求：力求散热面积小、保温性能好；外形简单，便于砌砖、清包和浇注操作；水口的布置应符合铸坯断面、流数的要求；在长期高温作用下结构稳定可靠。
常用的中间包有长方形、三角形和椭圆形等。中间包外壳一般用12～20mm的钢板焊成。内衬用耐火砖(如粘土砖、高铝砖)砌成。内壁有一定的锥度，以便于清渣和砌砖挤紧。外壳与砖衬之间要铺15mm厚的石棉板，以减少散热。包底部设有一个或多个水口。顶部设有包盖，一是为了保温，二是在浇铸时保护钢包包底，不致过分烘烤而变形。
在浇注之前，应把中间包内清扫干净，内衬必须烘烤到1100℃左右，以避免开浇时水口冻结。
10.什么叫浸人式水口?它的作用是什么?
浸入式水口就是把中间包水口加长，插入到结晶器钢液面下一定的深度，这就把浇注流密封起来了。使用浸入式水口的好处是：隔绝了注流与空气的接触，防止注流冲击到钢液面上的飞溅，杜绝了二次氧化。通过水口形状的选择，可以调整钢水在结晶器内的流动状态，以促进夹杂物的分离，提高钢的质量。可以说结晶器使用浸入式水口保护渣浇注，为连铸技术的发展带来了划时代的进步。
浸入式水口形状主要是指钢流出口角度而言，一般有直孔式、侧孔向上、侧孔向下和箱式等4种。究竟选用哪一种，要根据浇注速度和结晶器断面尺寸来定。
一般认为，浸入式水口保护渣技术只适用于大方坯和板坯连铸，而小于1503150毫米的小方坯，由于断面小，浸入式水口尺寸受到限制，加上拉速快，液面波动大，易造成卷渣，故很难采用这种方法。
11.浇注过程中水口为什么会堵塞?
在连铸过程中，中间包水口和浸入式水口常常发生堵塞现象。轻者要烧氧，重者会使浇注中断停产。水口堵塞常是操作者头痛的问题。
水口堵塞有两个方面的原因：一是水口冻死。这是钢水温度低、水口未烘烤好，钢水冷凝所致。适当提高钢水温度，加强中间包的烘烤就可解决。二是水口内壁有附着的沉积物造成水口狭窄乃至堵塞，浇铝镇静钢时更为严重。
对水口堵塞物的分析发现，堵塞物的主要组成是以Al2O3为主体的带有玻璃相和金属铁的混合物。Al2O3熔点高达2050℃，在钢水中以固体质点存在。钢水中有大量的悬浮的Al2O3夹杂物，而水口内壁上又存在一层熔融的玻璃体，当钢水流经水口时，固体的Al2O3就逐渐沉积在水口壁上。钢水中的Al2O3夹杂来源有4个方面：一是钢水中铝与水口耐火材料发生反应后的产物；二是空气中的氧与钢中的铝发生反应后的产物；三是钢水的脱氧产物；四是钢水温度降低而生成的产物。可以说，水口堵塞是上述4种现象综合作用的结果。
12.防止水口堵塞有哪些措施?
在连铸生产中，为防止中间包水口堵塞，采用以下方法：
(1)选择合适的水口材质，如碳钢、低合金钢用石英水口或锆质水口，含铝钢种用铝碳质水口。
(2)气洗水口：在浸入式水口周围镶入多孔材料，向水口内壁吹入氩气，在钢水与水口壁之间形成一层氩气膜，阻止Al2O3沉积。氩气压力为0.2～0.35kg/cm2，流量为2～12L/min。
(3)中间包塞棒吹氩：在塞棒中心管吹入氩气，把水口内壁的堵塞物冲走。但吹气压力和流量要合适，如流量太大，氩气泡会使结晶器钢水面翻腾，把保护渣卷入到钢水中而使夹杂物增加。
(4)钙处理：Al2O3夹杂在钢水中呈固态、串簇状，是水口堵塞的根源。用变性处理把串簇状的固体Al2O3转变成球形呈液态的铝酸钙就可防止堵水口。为此向钢包内喷吹Si—Ca 粉、喂钙丝，或加Si—Ca合金。
还有水口加热，用CaO质水口和改变水口形状等方法，均对防止水口堵塞有一定效果。但目前广泛使用的是中间包塞棒吹氩和钙处理法。
13.对中间包支承装置有何要求?
在连铸发展初期，中间包是放在固定支座上。为了适应多炉连浇、快速更换中间包，现在一般采用中间包小车。小车放在浇铸平台上。在浇注前，小车载着烘烤好的中间包开到结晶器的上方，使中间包水口对准结晶器中心。当浇注结束或发生事故时，小车能迅速离开浇注位置。
中间包小车的主要性能是：能在浇注平台上行走，运行速度每分钟15～20m；为保证水口与结晶器的对中，可以纵向和横向微调；中间包可以升降，以便装卸浸入式水口；可以迅速更换中间包，换包时间不超过2～3min。
中间包小车是用液压马达驱动行走机构，用液压缸使中间包升降。
14.钢水在结晶器内是如何凝固的?
当高温钢水浇入结晶器，钢水与水冷的铜壁接触，就会迅速凝固形成很薄的初生坯壳。由于钢水静压力的作用，生成的坯壳与铜壁紧贴在一起的，此时钢水热量能迅速传给铜壁，被冷却水带走。
随着凝固的继续进行，坯壳逐渐增厚，坯壳企图收缩离开铜壁，而钢水静压力又把坯壳挤靠到铜壁，这个收缩一挤靠过程反复进行。当坯壳厚度达到能抵抗钢水静压力时，坯壳就脱离铜壁，这样在铜壁与坯壳之间形成了空气缝隙(叫气隙)，增加了传热的阻力，延缓了坯壳厚度的增长。气隙一般是在结晶器下部形成。所以结晶器内钢水凝固放出的热量是通过凝固壳一气隙一铜壁一冷却水导出的。冷却水带走的热量占结晶器总散热量96％左右。
15.结晶器的振动参数有哪些?
结晶器的主要振动参数是振幅和频率。结晶器振动波形、频率和振幅要根据铸坯断面尺寸和浇注速度来合理选择。
结晶器上下振动一次的时间叫振动周期，单位为秒。结晶器每分钟振动次数叫频率，单位是次/分。一般采用30～60次/分。结晶器从最高位置下降到最低位置或从最低位置上升到最高位置所移动的距离，称为行程或振幅，单位为毫米。一般采用10～15mm。一般情况下，频率越高，则振幅越小，可使铸坯表面上的振动波纹较浅，振痕变短，有利于提高铸坯表面质量。因此结晶器采用高频率小振幅是一个发展方向。
16.对结晶器倒锥度的要求是什么?
钢水浇入结晶器，冷却凝固生成坯壳，进而收缩脱离铜壁．形成气隙，使传热减慢，延缓了坯壳生长。为了减少气隙，加速钢水的传热和坯壳生长，通常将结晶器做成下口断面比上口断面小，这称为结晶器的倒锥度。
依钢种不同，倒锥度是不一样的。小方坯结晶器倒锥度取每米0.4～0.9％；对板坯结晶器一般使宽面相互平行，使窄面有每米0.9～1.3％的倒锥度。倒锥度是十分重要的参数。倒锥度过小。可使坯壳过早脱离铜壁产生气隙，降低冷却效果，或使出结晶器的坯壳厚度不够，产生拉漏事故；倒锥度过大，容易导致坯壳与结晶器铜壁之间的挤压力过大，加速了铜壁的磨损。
17.结晶器冷却水的作用是什么?
钢水在结晶器内凝固形成的坯壳所放出的热量主要是冷却水带走的。从结晶器下部进水管进入的水，以高速流过结晶器周围，把热量带走，从上部水管流出。进出水温度差一般为4～8℃，进水压力一般为0.3～0.6MPa。冷却水量一般按结晶器每米周边长每小时耗水100～160m3来确定。
结晶器冷却水量主要是考虑防止漏钢和减少铸坯表面缺陷。水量过大，铸坯会产生裂纹；水量过小，冷却能力不够，会使坯壳太薄造成拉漏。
结晶器内水流速(一般认为6～10m/s)必须保证把铜壁的热量带走，避免热积累而使铜壁温度升高。如果铜壁温度超过100℃，就会有水的沸腾，铜板表面覆盖水气泡，并有水垢沉积，恶化结晶器传热。
结晶器必须使用软水，对水质要求是：总盐含量不大于400mg/L，硫酸盐不大于150mg/L，氯化物不大于50mg/L，硅酸盐不大于40mg/L，悬浮质点不大于50mg/L，碳酸盐硬度不大于1～2°dH，pH值7～8。
18.结晶器内钢水液面为什么要控制?
钢水浇入到结晶器里，为了防止钢水溢出，钢水面必须低于结晶器上口约70～100mm。
在浇注过程中，钢水面波动太大，会卷入渣子，在铸坯表面形成皮下夹渣，影响铸坯质量。经验指出，钢液面波动在±10mm时，就可避免产生皮下夹渣。
结晶器内钢液面的稳定性决定于中间包浇入到结晶器内的钢水量，和从结晶器内拉出的铸坯量的平衡。如果拉速一定时。结晶器钢液面升高，中间包水口可关小些；钢液面太低，中间包水口就可开大一些。如果中间包水口流量一定，结晶器钢液面升高，拉速就应快一些；液面太低，拉速就应慢一些。
连铸生产上，除人工用目测控制钢液面外，还有用同位素钴60、电磁、和红外线光学等自动控制方法。
19.结晶器钢水液面自动控制有哪几种方法?
连铸机结晶器钢水液面自动控制是实现连铸设备自动化的关键环节，测量中间包内或结晶器内钢水的液面高度，通过液面调节系统输出随液面高度线性变化的电压及电流模拟量，来自动控制拉坯速度或控制塞棒的进程，使结晶器内的钢水表面稳定地保持在预定的高度上，达到提高连铸机作业率的目的。
实现结晶器钢水液面的自动控制极大地降低了工人的劳动强度、提高生产效率、提高钢坯的质量和产量、减少溢钢和漏钢事故，提高炼钢企业的管理水平。
结晶器钢水液面自动控制主要有磁浮法、热电偶法、同位素法、红外线法等4种方法，其中磁浮法和热电偶法主要用于板坯连铸，其优点是成本低廉。法国SERT公司推出的红外线方法是对液面的热红外光摄像、再经微计算机作图象处理和分析，并配有直观的图像显示，这是一种新的方法．但在解决油雾遮挡、保护渣影响及捞渣干扰等方面还需不断完善。
同位素法是一种传统的方法，德国Berthold公司及美国KAY—RAY公司生产的钴60同位素液面计是较著名的。80年代初美国研制了新的放射性方法，用同位素铯137替代钴60，使放射水平降低了20多倍，更加保证了使用的安全性。铯同位素和射线探测器放在结晶器的两边，直接测量钢水的高度值，不存在换算误差和干扰误测的现象，减少了数据分析和处理的时间。在这4种方法中，精确度最高、稳定性最好的应属同位素方法，因而在国外应用最多。
我国从60年代就已开始抓连铸机结晶器钢水液面自动控制的国产化，但因种种原因，一直未能投入使用。由衡阳市镭目科技开发公司研制、生产的铯137液面计是我国唯一一种获得冶金部组织在安阳召开现场会推广，并成功地投入长期使用的产品，在许多钢厂替代了早
期引进的德国及美国产品。从现状看，铯137方法占据主要市场，如窍阳、莱芜、成都、重庆、天津、济南、石家庄、通化、长治等钢厂的连铸机均采用这种方法。它对于改变我国大型钢铁企业的生产结构，提高连铸机的技术和自动化水平，实现全连铸有积极的实际意义。
20.连铸结晶器的作用是什么?
结晶器是连铸机的关键部件。它的作用是：
(1)在尽可能高的拉速下，保证出结晶器坯壳厚度，防止拉漏。
(2)铸坯周边厚度要均匀。
钢水在结晶器中的凝固行为对铸坯表面质量和铸机的正常生产有重大影响。故对结晶器有以下要求：
(1)为使钢水迅速凝固，结晶器壁应有良好的导热性和水冷条件。
(2)为使凝固的初生坯壳与结晶器内壁不粘结，摩擦力小，在浇注过程中结晶器应作上下往复运动并加润滑剂。
(3)为使钢坯形状正确，避免因结晶器变形而影响拉坯，结晶器应有足够的刚性。
(4)结晶器的结构要简单，重量要轻。
结晶器是由导热性非常好的铜和铜合金做内衬，外面套有夹套通水冷却。它本身结构分为铜内壁、外套和水槽3部分。
21.对结晶器材质有何要求?
对制作结晶器材质要求是：导热性好、强度高、高温下膨胀小、易于切削加工和表面处理。
在连铸发展的历史上，曾试验过黄铜、低碳钢、铝、不锈钢做结晶器，但均不理想而未推广。
而铜具有很好的导热性，结晶器内壁直接与钢水接触，而另一面与冷却水接触，这样在铜内壁中产生了很大的热应力。测定指出，热应力达到11.5kg/cm2，而铜的屈伏点为7.5～
10kg/cm2，这说明纯铜做结晶器易发生永久变形。为提高结晶器使用寿命，减少铜消耗(0.03～0.05kg/t钢)，都使用铜合金做结晶器。一般纯铜含Cu99.9％；Cu—Ag合金，含Cu 99.8％，含Ag0.1％；Cu—Cr合金含CrO.7％。还有Cu—Zr—Cr合金。据估计70％结晶器是由Cu—Ag 或Cu—Cr合金制造。主要优点是提高了铜再结晶温度(>300℃)，铜板在高温下工作，能保持很高的强度和硬度，提高其使用寿命。
22.如何选择结晶器的基本参数?
结晶器断面：结晶器断面也就是铸坯断面。一种结晶器浇注一个断面，当断面变更时，则要更换结晶器。结晶器断面形状有方形、矩形、长方形、圆形和异形(如工字型)等。
结晶器长度决定于：1)导出的热流强度，以保证出结晶器坯壳厚度，2)拉坯阻力。选择长度的原则应保证出结晶器坯壳厚度的前提下，尽可能选用短结晶器，既可减少铜耗和造价，又可减少拉坯阻力，有利于提高铸坯质量。
试验测定表明，沿结晶器高度从钢水面下约50mm处热流达到最大，然后逐渐降低(图5-1)。这说明凝固壳开始收缩，与铜壁之间产生了气隙，使热阻增加传热减慢，到结晶器高度的一半处，结晶器导出热流变化不大，说明坯壳与铜壁之间气隙已稳定形成。
对于结晶器传热认识的差异，在连铸发展的进程中，人们对结晶器长度的选择有两种趋势，一是长结晶器如1200～1500mm，一是短结晶器，如400㎜。实践证明，结晶器太长太短都不好，现在人们已取得共识，结晶器长度以700mm为宜。为了提高拉速，目前也有把结晶器长度增加到900mm的趋势。
结晶器铜壁厚度：铜壁厚度的选择主要决定结晶器安装使用过程中的刚度和抵抗冷却水压力而不变形，同时也要考虑结晶器修复次数和寿命。
小方坯铜管结晶器壁厚一般为8～15㎜，板坯组合式结晶器铜板厚度包括冷却水槽和有效厚度两部分。螺孔深为15～20mm，冷却水槽尺寸5325㎜，铜板有效厚度约40mm，总厚度为65mm。
23.改善结晶器传热效果应采取哪些措施?
钢水浇注到结晶器，钢水放出的热量要经过凝固坯壳、坯壳一铜壁界面、铜壁，才能传给冷却水，使水温升高把热量带走。理论分析和试验测定指出，在热量传递过程中，坯壳与铜壁之间产生的气隙，是结晶器传热的限制性环节。气隙热阻占了70～90％，而其他热阻是相当小的。因此，改善结晶器传热，就是要减小气隙热阻。影响结晶器传热的因素：
(1)把结晶器做成一定的倒锥度,人为的减少结晶器下部的气隙。但锥度太大，会使拉坯阻力增加，甚至把坯壳拉断。
(2)结晶器使用润滑剂。敞开浇注用菜籽油，在高温下裂化分解为CH化合物，充满气隙，改善传热。结晶器钢水面加保护渣形成液渣层。液渣渗漏到坯壳与铜壁的气隙中，形成均匀渣衣，既起润滑作用又改善了传热。
(3)结晶器冷却强度。冷却强度是指单位时间内通过结晶器水缝中的水量，结晶器冷却水量应保证足够快的带走钢水凝固放出的热量，而在铜壁冷面上无热积累，不使结晶器发生永久变形，起重要作用的是冷却水与铜壁界面的状态，即
—强制对流区：水流速增加，带走热流增大。
—核态沸腾区：铜壁温度接近或超过100℃，铜板表面覆盖水汽泡。
—膜态沸腾区：水产生激烈的沸腾，铜板温度突然升高，结晶器发生变形。
对结晶器来说，应力求得到强制对流传热，避免核沸腾传热，绝对禁止膜沸腾传热，为此：
1)保证结晶器水缝中水流速在6m/s左右，水速过大，结晶器传热并不增大。
2)水缝尺寸应保证水流速为原则，一般为4～6mm。为保证良好的均匀冷却，应保持水缝沿结晶器高度上周边的均匀性。
3)进出水温升以小于10℃为宜。
(4)钢水成分：系统研究表明，结晶器导出热流与钢中[C]存在一个特殊关系。钢中
[C]=0.12％热量最小，结晶器壁温度波动大(100℃)，钢中[C]>0.25％，热流基本保持稳定。
(5)拉速：拉速增加，结晶器导出热流增大，但并不意味着出结晶器坯壳厚度的增加。因为拉速增加，钢水在结晶器停留时间短了，单位重量钢水带走的潜热减少了，因而凝固壳厚度是减薄的。因此拉速增加使拉漏的危险性增大。
(6)钢水过热度：钢水过热度增加，对结晶器热流影响甚微。但过热度增加，高温钢水的对流运动对凝固壳的冲刷加重，如过热度提高10℃，对流运动“吃掉”凝固壳约2mm。因此，浇注温度增大，拉漏的危险性增加。
24.中间包塞杆或浸入式水口吹Ar应注意哪些问题?
通过中间包塞杆或浸入式水口向结晶器吹Ar，其目的是防止Al2O3堵塞水口。但吹Ar时应注意以下几点：
(1)氩气流量大小应以结晶器钢液面不出现较大的翻腾为原则。Ar流量的调节应从大到小到液面翻腾合乎要求为宜。
(2)结晶器液面波动应以小波浪为佳，最佳Ar气量以气泡冒出处为由水口出口处到窄面铜板1/3处为宜。
(3)有的工厂经验指出，Ar流量控制以3～4L/min为宜。对浇低碳铝镇静钢，吹Ar量大一些，而铝一硅镇静钢则吹Ar量小一些。
25.向结晶器加保护渣操作应注意哪些问题?
向结晶器加保护渣应注意：
(1)正常渣的加入应在开浇渣基本消耗之后才加入。
(2)保护渣加入应少、勤、匀。
(3)液面波动时，保护渣加入应在液位上升过程中完成。
(4)保护渣不得加到结晶器角部处。
26.浇注过程中如何监视保护渣熔融状况?
(1)测定液渣层厚度。正常状况应使液渣层厚度保持在8～15mm范围内。如果液渣层太厚(>20㎜)或太薄(<5㎜)应及时调整。
(2)取液渣样倒在铁板上观察其流动性、玻璃化程度和渣子均匀性。
(3)结晶器面上保护渣结块或渣圈应及时掏出。
(4)监视渣粉的消耗。
27.结晶器液位控制应注意哪些问题?
保持结晶器液位稳定是减少漏钢和铸坯获得良好表面质量的关键之一。液位波动大于土10㎜，应判明波动原因，及时采取措施。影响液面波动的因素有：
(1)中间包塞杆或浸入式水口吹Ar量太大；
(2)水口堵塞；
(3)拉速变化太大，造成液面波动过大；
(4)浸入式水口堵塞物严重，造成出水口钢液偏流而引起液面波动。
一般是结晶器液面波动太大时，要适当降低拉速，待液面稳定后，再复原拉速。
28.连铸二次冷却的作用是什么?
在结晶器内仅凝固了20％左右钢水量，还有约80％钢水尚未凝固。从结晶器拉出来的铸坯凝固成一个薄的外壳(8～15㎜)，而中心仍然是高温钢水，边运行边凝固，结果形成一个很长的液相穴。为使铸坯继续凝固，从结晶器出口到拉矫机长度内设置一个喷水冷却区。在二次冷却区设有喷水系统和按弧形排列的一系列夹辊，起支承铸坯和导向作用，使铸坯沿一定弧形轨道运行时，不致产生鼓胀变形。
对二次冷却的要求是：将雾化的水直接喷射到高温铸坯的表面上，加速了热量的传递，使铸坯迅速凝固；铸坯表面纵向和横向温度的分布要尽可能均匀，防止温度突然的变化；铸坯一边走，一边凝固，到达铸机最后一对夹辊之前应完全凝固。在连铸机下部由于钢水静压力大，在二次冷却区必须防止铸坯鼓肚变形。
29.什么叫做二次冷却区的冷却强度?
二次冷却区的冷却强度，一般用比水量来表示。比水量的定义是：在单位时间内消耗的冷却水量与通过二次冷却区的铸坯重量的比值，单位为升/公斤钢。此比值是因钢种、铸坯尺寸、铸机型式不同而变化的。
二次冷却区各段水量分配原则：既要使铸坯散热快，又要防止铸坯内外有过大的温度差而引起热应力，使铸坯产生裂纹。因此，水量应从铸机上部到下部逐渐减少。对弧形铸机，二次冷却区圆弧上半段的内外弧基本上是对称喷水，而在圆弧下半段尤基是进入水平段前后，喷射到内弧表面的冷却水能在铸坯中滚动停留，而喷射到外弧表面上的水会迅速流失，故内外弧应采用不同的喷水量。一般是内弧侧约为外弧侧的二分之一到三分之一。
30.对二次冷却区喷水系统的要求是什么?
二次冷却区喷水装置是由总管、支管和喷嘴等组成。
在二冷区采用喷嘴喷水能使水充分雾化，并具有较高的喷射速度，均匀地喷射到铸坯上。喷嘴虽小，但用量大，故要求结构简单，加工制造容易，便于装卸，成本低。
目前，连铸机上都使用压力喷嘴。喷嘴结构形式有扁喷嘴、圆锥形喷嘴、螺旋形喷嘴等。一般当喷水压力为400～600kpa时，每个喷嘴流量为每分钟3～6L。
喷嘴的布置应以实现铸坯均匀冷却为原则。浇铸板坯时，视板坯宽度布置几个喷嘴(如8～10个)，由于铸坯角部比中间冷却快，故距铸坯侧面50mm左右处不宜直接喷水，相邻两喷嘴的喷水面有一定的重叠，以保证均匀冷却。对方坯连铸机，每个面都要安一个喷嘴。冷却水要净化，以防止喷嘴堵塞。
31.连铸二次冷却区喷嘴有哪些要求?
喷嘴是由铜做的。喷嘴结构有扁形和锥形之分。锥形喷嘴的喷水形貌有圆形、方形。扁平形(图5-2)，扁形喷嘴喷水流量大，用于出结晶器下部冷却。
选择喷嘴时必须考虑以下几点：
(1)能把水雾化成细的水滴，又有较高的喷射速度，打到高温铸坯上易于蒸发。
(2)到达铸坯表面的水滴，覆盖面要大且均匀。
(3)在铸坯内弧表面积累的水要少。
32.什么叫喷嘴的冷态特性?
所谓冷态特性是评价喷嘴是否符合连铸二次冷却区要求的指标，它包括：
(1)喷嘴流量特性，即不同供水压力下喷嘴的水流量。
(2)喷嘴的水流密度分布，也就是水垂直喷射到铸坯表面，在单位时间单位面积上接受的水量。
(3)喷射角：从喷嘴射出流股的夹角，此角大小代表了喷射水流的覆盖面积。
(4)水雾直径：它是水滴雾化程度的标志。水滴尺寸越小，单位体积水滴个数就多，雾化就好，有利于铸坯冷却均匀和提高传热效率。
(5)水滴速度：水滴速度增加，穿透蒸汽膜到达铸坯表面的水滴数目增加，提高了传热效率。
因此，选择好的喷嘴后，要用专门的设备测定喷嘴冷态特性，作为评价喷嘴特性的依据。这对于保证二次冷却区冷却效果是非常重要的。
33.什么叫喷嘴的热态特性?
从喷嘴射出的水滴以一定速度打到高温铸坯表面，水滴与铸坯表面之间热交换，把铸坯热量带走。研究指出，当铸坯表面温度＜300℃,水滴润湿表面，冷却效率高(达80％)；当铸坯表面温度>300℃，水滴与表面不润湿，水滴破裂流失，冷却效率低(仅有20％)。
喷雾水滴与高温铸坯之间热交换是与喷水流量、压力、雾化状况、安装距离、铸坯表面状况等因素有关的。它们之间传热可表示为：
Φ=h(TS一TW)
式中Φ—水滴带走的热流；
h—传热系数；
TS—铸坯表面温度；
TW—冷却水温度。
以传热系数h来表征二次冷却区喷水冷却效率，h值大，二次冷却效率就高。然而，二次冷却区铸坯表面温度达1100℃左右，水滴打到高温表面的冷却效率是很低的，为提高二次冷
却效率，就必须提高水流密度，它们之间经验关系式：
h=AWn
式中W—水流密度，L/(cm22min)：
A—常数；
n—常数。
在工业连铸机上测定传热系数是很困难的，不少研究者在实验室内用热模拟装置测定不同喷嘴结构喷雾水滴与高温表面传热系数h值，得出了经验公式：
h=1.57w0.55(1—0.0075Tw)
h=0.87535748(1—7.5310—3Tw)3w0.451
h=0.61w0.40
这样，用实验方法求出了不同喷嘴喷水条件下的h与w关系式，为设计连铸二次冷却最佳配水制度提供了理论依据。
34.什么叫气一水冷却?
二次冷却区用压力水喷嘴喷淋冷却铸坯，优点是流量特性简单，运行费用低。但缺点是：喷嘴流量范围调节小，冷却不均匀，铸坯温度回升大，喷嘴易堵等。为克服水喷嘴的缺点，提出了二次冷却区采用气一水冷却系统。
所谓气一水喷嘴是高压空气和水从两个不同方向进入喷嘴内汇合，利用压缩空气把水滴雾化成极细的水滴，并从两旁吹射出来(图5-3)，这是最近发展起来的高效冷却喷嘴，它的优点是：
(1)水流量调节范围大，一般可达1:6.5。
(2)水滴直径细小，大部分水滴小于100μm，有利提高冷却效率。
(3)水的蒸发量可达20～30％。
(4)铸坯表面冷却均匀。温度回升仅50～80℃/m，水喷嘴为150～200℃/m。
(5)节约用水约50％。喷嘴用量减少，出口孔径大不易堵塞，减少了维修工作量。
目前板坯、大方坯连铸机二次冷却区广泛采用气一水喷嘴冷却系统。
3种喷嘴的性能比较如下：
喷嘴型式锥形喷嘴广角扁平喷嘴气一水喷嘴
板坯宽度，mm 2000 2000 2000
夹辊直径，mm 380 380 380
辊间距，mm 420 420 420
喷嘴至坯面距离,mm 200 600 60
喷嘴孔径，mm 1-1.5 3.5 4.5
喷嘴数 11 1 1
两辊让喷射面积，％ 35-40 10-15 70-75
雾化水滴直径，μm 116 116 59
水滴蒸发量，％ 10 10 20-25
35.什么叫“干式”冷却?
所谓“干式”冷却就是二次冷却区不喷水，完全依靠铸坯的辐射和水冷支承辊的间接冷却方式。支承辊为水套式螺旋焊辊，通冷却水，辊子与铸坯接触，其总散热量可达总热量的40～60％。妒于式”冷却比喷水和气一水冷却能力要小。能获得高温铸坯，但铸坯鼓肚变形量增大。相应的拉速也要降低。
该工艺的特点是铸坯表面温度均匀，铸坯质量好，适于浇铸裂纹敏感性钢种；铸坯表面温度
高，有利于热送热装；二次冷却区管道系统简化。已成功应用于超低头板坯连铸机。
36.连铸二次冷却制度制订的原则是什么?
从传热观点看，要提高二次冷却区喷雾水滴与铸坯之间的传热，就是要增加水流密度，迅速把铸坯表面的热量带走；从冶金质量观点看，二次冷却区的水量和分布直接影响铸坯质量。因此，应从传热和冶金质量两方面综合考虑来选择合适的二次冷却制度。
根据二次冷却区铸坯凝固传热原理可导出：
式中W—二次冷却区冷却水量，L/min；
H一液相穴长度，m；
V—拉速，m/min。
上式说明，当拉速一定时，二次冷却区向铸坯表面的喷水量，沿铸机高度从上向下是逐渐递减的，这是水量分布的基本原则。要使水量从上到下连续递减，这在控制上是难以实现的，但又要尽可能保持在二次冷却区铸坯表面温度不要波动太大，因此，把连铸机二次冷却区分成若干个冷却段，如板坯5～7个冷却段，而在一个冷却段内保持相同的冷却水量，铸坯表面温度变化不大。
37.如何提高连铸坯在二次冷却区的冷却效率?
从结晶器拉出来的带液芯的铸坯，在二次冷却区接受喷水冷却继续凝固。以板坯连铸机为例，二次冷却区铸坯热量被带走的方式是：喷雾水滴的蒸发占33％，冷却水加热占25％，表面辐射占25％，铸坯与支承辊接触占17％。对连铸机来说，辐射和接触带走睁热量是一定的。因此提高二次冷却区冷却效率的唯一办法，就是改善喷雾水滴与高温铸坯之间的传热效果。
提高传热效果的办法是：增加单位时间内喷射到高温铸坯表面的水量，增加水滴喷射到铸坯表面的速度，喷出的水滴雾化要好，喷嘴安装的位置和距离要合适，并要防止喷嘴堵塞，及时检修更换喷嘴等。上述因素主要取决于喷嘴的结构和喷水条件(如水流量、压力、水质)，必须予以充分重视。
38.连铸二次冷却控制方法有哪几种?
所谓二次冷却控制就是根据钢种、断面和工艺参数对二次冷却总水量和各冷却段的水量分布进行适时控制调节，以得到连铸机高的生产率和良好的铸坯质量。
目前二次冷却控制方式有以下几种：
(1)手工控制：不考虑钢种和拉速，二次冷却区各冷却段按经验配水，人工管理阀门。
(2)半控制：根据钢种要求配制二次冷却区各冷却段水量，但浇铸过程中水量不随拉速而变。
(3)水表控制：对不同钢种、断面和拉速条件下，计算得到二次冷却区各段的配水量，即所谓水表。用智能仪表在线控制各冷却段的水量。
(4)目标表面温度控制法：浇铸过程中，自动控制二次冷却区各冷却段水量，使铸坯表面温度始终保持较理想的状态。这是属于动态控制的范畴。
39.连铸漏钢有哪几种类型?
连铸生产过程中所发生的事故，其中受损害最大的是漏钢。漏钢会造成设备损坏；连铸停机，生产被迫中断；钢水回炉，给生产带来混乱，影响了连铸机的产量，降低经济效益；增加了工人的劳动强度。因此，在组织生产中应千方百计来避免连铸漏钢事故的发生。
所谓漏钢是凝固坯壳出结晶器后，抵抗不住钢水静压力的作用，在坯壳薄弱处断裂而使钢水流出。造成漏钢的原因是极其复杂的．但大致可分为以下几种情况：
(1)开浇漏钢：开浇启步不好而造成漏钢。
(2)悬挂漏钢：结晶器角缝大，角垫板凹陷或铜板划伤，致使在结晶器拉坯阻力增大，极易发生启步悬挂漏钢。
(3)裂纹漏钢：在结晶器坯壳产生严重纵裂、角裂或脱方，出结晶器造成的漏钢。
(4)夹渣漏钢：由于结晶器渣块或异物裹入凝固壳局部区域，使坯壳厚度太薄而造成的漏钢。
(5)切断漏钢：当拉速过快，二次冷却水太弱，使液相穴过长,铸坯切割后，中心液体流出。如降低拉速，就可避免。
(6)粘结漏钢：坯壳粘在结晶器壁而拉断造成的漏钢。
某厂生产500万吨板坯的统计表明，各类漏钢所占比例：开浇9.1％，夹渣2.3％，粘结54.%，裂纹22.7％，鼓肚4.6％，水口凝钢2.3％，其他4.5％。
40.防止开浇漏钢在操作上应注意哪些问题?
连铸开浇前，应做好充分准备和检查，确认以下几点：
1)检查结晶器铜板有无冷钢，角部间隙是否在规定范围，锥度是否合适，
2)中间包水口及周围有无异物，
3)浸入式水口与结晶器对中状态，水口吐出口与结晶器宽面是否平行，
4)结晶器和足辊区或零段通水试验，上下喷水均匀，喷嘴无堵塞，
5)了解钢水的流动性、钢水温度状态，
6)中间包和水口的烘烤状态，
7)开浇渣和保护渣的质量，
8)结晶器引锭头密实和冷钢堆放状况。
在开浇时，应注意：1)要根据铸坯断面决定注流大小和钢水在结晶器停留时间，如板坯一般为40土5s开始拉坯。2)起步拉速一般保持为0.4m/min，增速要慢(0.15m/min)，防止结晶器液面波动过大。
41.浇注过程发生漏钢的原因有哪些?
出结晶器坯壳发生漏钢，其根本原因在于局部凝固壳过薄，承受不住钢水静压力而破裂导致漏钢。引起漏钢的因素有以下几方面：
(1)设备因素：结晶器磨损严重而失去锥度，铸坯脱方严重，结晶器与二次冷却段对弧不准，注流与结晶器不对中等。
(2)工艺操作因素：如拉速过快，注温过高，水口不对中、注流偏斜，结晶器液面波动太大，注流下渣，保护渣结块卷入凝固壳，出结晶器冷却强度不足等。
(3)坯壳悬挂：结晶器铜板变形、内壁划伤严重，结晶器角部间隙太大，液膜润滑中断等，造成坯壳悬挂而撕裂。
(4)异物或冷钢咬入凝固壳。如液面波动太大时，结晶器中未熔渣块卷入凝固壳，中间包水口内堵塞物随钢流落到结晶器液相穴，被凝固前沿捕捉而导致漏钢。
(5)保护渣性能不良。
42.什么叫粘结漏钢，它是如何发生的?
粘结漏钢是连铸生产过程的主要漏钢形式，据统计诸多漏钢中粘结漏钢占50％以上。所谓粘结的引起是由于结晶器液位波动，弯月面的凝固壳与铜板之间没有液渣，严重时发生粘结。当拉坯时摩擦阻力增大，粘结处被拉断，并向下和两边扩大，形成V型破裂线，到达出结晶器口就发生漏钢。
粘结漏钢的发生有以下情况：内弧宽面漏钢发生率比外弧宽面高(大约3:1)；宽面中部附近(约在水口左右300mm)更易发生粘结漏钢；大断面板坯容易发生宽面中部漏钢；而小断面则发生在靠近窄面的区域；铝镇静钢比铝硅镇静钢发生漏钢几率高；结晶器铜板使用次数大于200炉，因铜板镀层粗糙，使液渣不能均匀流入，漏钢倾向增大；保护渣耗量在0.25kg/t 钢以下，漏钢几率增加。
发生粘结漏钢的原因是：1)结晶器保护渣Al203含量高、粘度大、液面结壳等，使渣子流动性差，不易流入坯壳与铜板之间形成润滑渣膜。2)异常情况下的高拉速。如液面波动时的高拉速，钢水温度较低时的高拉速。3)结晶器液面波动过大，如吹氩量过大，浸入式水口堵塞，水口偏流严重，更换钢包时水口凝结等会引起液面波动。
43.防止粘结性漏钢有哪些对策?
在浇注过程中防止粘结漏钢的对策有：
(1)监视保护渣的使用状况，确保保护渣有良好性能。如测量结晶器液渣层厚度经常保持在10～15㎜，保护渣消耗量不小于0.4kg/t钢，及时捞出渣中的结块等。
(2)提高操作水平，控制液位波动。
(3)确保合适的拉速，拉速变化幅度要小。升降拉速幅度以0.15m/min为宜。
(4)采用漏钢预报。一有漏钢预报，拉速首先降到0.6m/min，根据指示点热电偶测的铜板温度，如已发生粘结，拉速降为零，修复拉断坯壳，几秒钟后拉速升高到0.4m/min，并保持到出结晶器下口，无异常时再以0.15m/min幅度升高到工作拉速。
44.大方坯或小方坯高速连铸的技术措施有哪些?
对于一台连铸机，浇注速度是限制生产率的最重要参数。为避免漏钢，就把拉速限制在某一值。同时，高碳钢中心偏析的有害作用，也限制了拉速。
为提高拉速，采用的技术措施是：
(1)低过热度浇注，钢水过热度低，接近液相线浇注，有利于提高拉速，减少铸坯中心偏析。但中间包钢水过热度太低，就会冻水口。问题是保持中间包钢水足够的过热度，以顺利通过水口，而到结晶器，钢水过热度又要低，使其接近液相线温度。为此目的，比利时CRM 和卢森堡ARBED共同开发了降低钢水过热度的热交换水口
所谓热交换水口就是在浸入式水口上方安装一个空心喷射器的耐火材料室，钢水由中间包进入这个耐火材料室，沿水冷壁流动，起了热交换作用，达到降低过热度的目的。
生产试验表明：中间包钢水过热度为15℃，经过热交换后进入结晶器钢水过热度为1℃；中间包钢水过热度为25℃，则为7℃。用低过热度浇注，对2203220mm方坯轧制线材时。消除了由铸坯轴向偏析所引起的线材断裂。
(2)结晶器下方强烈二次冷却以提高凝固速度。在出结晶器下方安装冷却板，冷却板与坯子之间留有间隙，高速水流过形成水幕，强烈冷却铸坯表面(温度可达400℃)，凝固速度快，凝固壳厚度明显增加，有利于提高拉速。
把这两项技术结合起来，在1503150mm小方坯连铸机浇注高碳钢(C=0.8％)，拉速可达3.5m/min。铸坯内部质量良好，没有中间裂纹，消除了中心偏析。
45.什么叫连铸坯纵切技术?
连铸板坯实施“纵切”是一项引人关注的新技术，是把连铸出的宽板坯，通道离线火焰切割分成2～3条窄板坯。这一方法优点是：1)不需建设小断面的板坯(或方坯)连铸机而满足了轧制产品规格的需要。2)生产效率高。但缺点是增加了切口金属损失和切割设备。
46.影响连铸机的生产率有哪些因素?
提高连铸机生产率，要抓以下四方面的工作：
(1)提高连铸的作业率：作业率就是要减少停机时间，提高连铸机实际工作时间。如某厂板坯连铸机，1990年作业率为89.5％，而停机检修时间为：等待时间6.4％，操作故障1.6％，设备故障2.1％，耐火材料故障0.2％，其他0.2％。
(2)提高浇注速度：拉速提高，相当于缩短了每炉钢浇注时间，提高了产量。钢包200t，浇注断面为2153900～2200mm，拉速由1.65m/min提高到1.85m/min，相当于浇注时间平均由35.1min减少到30.4min。
(3)提高连浇炉数：采用快速更换中间包、结晶器在线调宽、异钢种连浇等措施，提高平均连浇炉数，减少停机时间。
(4)减少两次连浇之间的间隔时间：加强调度、管理、加快七引锭杆操作等，以缩短间隔时间。如某厂板坯连铸机的连浇间隔时间由1984年的60min缩短到1990年的37.8min。
47.什么叫连铸喷淋冷却结晶器，它有何优点?
传统小方坯结晶器是铜管外面套有钢套，在钢套与铜管外壁有4～6mm的水缝，其中通水冷却。而喷淋结晶器是在铜管周围装有几排喷嘴，直接把水喷射到铜管表面把热量带走。
与传统结晶器相比，喷淋结晶器优点是：
(1)冷却效率高，凝固速度快，相同的铸坯断面，拉速可提高近50％。
(2)可控制结晶器冷却强度，铸坯冷却均匀，改善了产品质量。
(3)结晶器和二次冷却区可共用一套供水管线，简化了设备，减少了水耗。
(4)提高了结晶器寿命，减少了结晶器备件库存量。
喷淋结晶器于1981年首先在1003100mm的小方坯应用，然后在板坯和异型坯连铸结晶器中应用。
48.什么叫异钢种浇注?
所谓异钢种浇注，就是在同一浇次中进行两种或两种以上的不同钢种的多炉连浇。这不仅可以减少多品种连铸的辅助作业时间，提高连铸机的生产率；而且可以减少铸坯废品，提高金属收得率。
进行异钢种连浇，必须使两炉不同钢种的钢水相混的长度不要太长，为此，应将两种钢液隔开，混坯长度控制越短越好。另外要求两个钢种在接浇处能够牢固衔接，以确保在浇钢过程中，接浇断面能承受拉坯力而不致拉脱。
在更换钢包和中间包的同时，在结晶器内投放连接件(隔板式和箱型)，隔开两种不同成分的钢水，控制两种钢水的混合长度，并能将两种钢水的铸坯连接起来，即前一炉钢水的铸坯为后一炉钢水起到引锭作用。
混坯长度是指两种钢水在拉坯方向铸坯中互相渗透混合长度，这是异钢种连浇技术重要指标。武钢二炼钢试验指出，混坯长度一般为400～600mm。
连铸检测和控制八大技术
2010-03-19 21:59
连铸的特点之一是易于实现自动化。实行自动化的目的在于改善操作人员的工作环境，减轻劳动强度，减少人为因素对生产过程的干扰，保证连铸生产和铸坯质量的稳定，优化生产过程和生产计划，从而降低成本。自上世纪80年代以来，冶金自动化装备技术的可靠性、实用性、可操作性和可维护性都得到极大的改善，不断提高的性能价格比使冶金自动化装备技术得到快速推广应用。目前，连铸自动化系统基本上包括信息级、生产管理级、过程控制级和设备控制级。信息级的主要功能是搜集、统计生产数据供管理人员研究和作出决策；生产管理级主要是对生产计划进行管理和实施，指挥过程计算机执行生产任务；过程控制级接收设备控制级提供的各类数据和设备状态，指导和优化设备控制过程；设备控制级指挥现场的各种设备(如塞棒、滑动水口、拉矫机、切割设备等)按照工艺要求完成相应的生产操作。其中，设备控制级和过程控制级自动化最为关键，直接关系到连铸机生产是否顺畅和连铸坯的质量。目前，在国内外连铸机上已成功应用的检测和控制的自动化技术主要包括以下几种：
1．钢流夹渣检测技术
当大包到中间包的长水口或中间包到结晶器的浸入式水口中央带渣子时，表明大包或中间包中的钢水即将浇完，需尽快关闭水口，否则钢渣会进入中间包或结晶器中。目前，常用的夹渣检测装置有光导纤维式和电磁感应式。检测装置可与塞棒或滑动水口的控制装置形成闭环控制，当检测到下渣信号自动关闭水口，防止渣子进入中间包或结晶器。
2．中间包连续测温
测定中间包内钢水温度的传统方法是操作人员将快速测温热电偶插人中间
包钢液中，由二次仪表显示温度。热电偶为一次性使用，一般每炉测温3至5次。如果采用中间包加热技术，加热过程中需随时监测中间包内钢液温度，则连续测温装置更是必不可少。目前，比较常用的中间包连续测温装置是使用带有保护套管的热电偶，保护套管的作用是避免热电偶与钢液接触。热电偶式连续测温的原理较为简单，关键的问题是如何提高保护套管的使用寿命和缩短响应时间。国外较为成熟的中间包连续测温装置的保护套管的使用寿命可达几百小时。国内有少量连铸机采用国产的中间包连续测温装置，使用性能基本满足中间包测温要求。
3．结晶器液面检测与自动控制
结晶器液面波动会使保护渣卷入钢液中，引起铸坯的质量问题，严重时导致漏钢或溢钢。结晶器液面检测主要有同位素式、电磁式、电涡流式、激光式、热电偶式、超声波式、工业电视法等。其中，同位素式液面检测技术最为成熟、可靠，在生产中采用较多。液面自动控制的方式大致可分为三种类型：一是通过控制塞棒升降高度来调节流入结晶器内钢液流量；二是通过控制拉坯速度使结晶器
内钢水量保持恒定；三是前两种构成的复合型。
4．结晶器热流监测与漏钢预报技术
在连铸生产中，漏钢是一种灾难性的事故，不仅使连铸生产中断，增加维修工作量，而且常常损坏机械设备。粘结漏钢是连铸中出现最为频繁的一种漏钢事故。为了预报由粘结引起的漏钢，国内外根据粘结漏钢形成机理开发了漏钢预报装置。当出现粘结性漏钢时，粘结处铜板的温度升高。根据这一特点，在结晶器铜板上安装几排热电偶，将热电偶测得的温度值输入计算机中，计算机根据有关的工艺参数按一定的逻辑进行处理，对漏钢进行预报。根据漏钢的危险程度不同，可采取降低拉速或暂时停浇的措施，待漏钢危险消除后恢复正常拉速。采用热流监测与漏钢预报系统可大大降低漏钢频率。比利时的Sidmar钢厂板坯连铸机自1991年安装了结晶器热流监测与漏钢预报系统后，粘结漏钢由每年的14次降低为1次。此外，热流监测系统还能够根据结晶器内热流状况预报纵裂发生的可能性以及发生的位置。同时，因为保护渣的性能影响结晶器的热流，故热流监测系统所收集的热流数据可用来比较保护渣的性能，为选择合适的保护渣提供依据。
5．二冷水自动控制
同一台连铸机在开浇、浇铸不同钢种以及拉速变化时需要及时对二冷水量进行适当调整。早期连铸采用手动调节阀门来改变二冷水量，人为因素影响很大，在改变拉速时往往来不及调整，造成铸坯冷却不均匀。二冷水的自动控制方法主要可分为静态控制法和动态控制法两类。静态控制法一般是利用数学模型，根据所浇铸的断面、钢种、拉速、过热度等连铸工艺条件计算冷却水量，将计算的二冷水数据表存入计算机中，在生产工艺条件变化时计算机按存入的数据找出合适的二冷水控制量，调整二冷强度。静态控制法是目前广泛采用的二冷水控制方法，在稳定生产时基本能够满足要求。根据二冷区铸坯的实际情况及时改变二冷水的控制方法为动态控制。目前能够测得的铸坯温度仅为表面温度，如果能够准确测得铸坯的表面温度，则可根据表面温度对二冷水及时调整。但是，铸坯表面覆盖的一层氧化铁皮、水膜以及二冷区存在的大量水蒸气严重影响测量结果的准确性。因此，在实际生产中根据实测的铸坯表面温度进行动态控制的方法很少被采用。比较可行的方法是进行温度推算控制法。温度推算控制法的思路是将铸坯整个长度分成许多小段，根据铸坯凝固传热数学模型每隔一定时间(例如20秒)计算出每一小段的温度，然后与预先设定的铸坯所要求的最佳温度相比较，根据比较结果给出最合适的冷却水量。在二十世纪80年代中后期，欧洲、日本以及美国的一些先进的连铸机已逐步采用二冷动态控制系统。我国现有的大部分铸机采用静态控制法控制二冷水量，引进的现代化板坯连铸机、薄板坯连铸机等一般采用温度推算动态控制法进行二冷水的调节。
6．铸坯表面缺陷自动检测
连铸坯的表面缺陷直接影响轧制成品的表面质量，热装热送或直接轧制工艺
1 前言 1.1 编制依据 1.1.1 国家和冶金行业颁发的施工及验收规范、工程质量检验评定标准； 1.1.2 2X110t电炉、连铸工程的图纸及相关技术文件资料。； 1.1.3 中冶华天工程技术有限公司提供的设计图纸 1.1.4 《管理手册》《质量、职业健康安全、环境管理体系》程序文件及相关支持文件； 1.1.5 施工现场调查情况 1.2 目的 1.2.1 科学管理，信守承诺，精心施工，保证质量，为用户提供满意的建筑产品和服务。 1.2.2 严格按照建设公司《质量管理手册》 1.3 本项目的目标 1.3.1 质量目标 分项工程一次验收合格率达到100%，工程质量达到合格标准。 1.3.2 工期目标 2009年3 月开工，2009年6 月竣工，总工期104 天。 1.3.3 安全目标 1.3.3.1 杜绝重大安全事故； 1.3.3.2 月千人负伤率控制在千分之零点五四以下。 1.3.4 文明施工目标 达到市级“文明工地”和“标准化工地”及环保的要求。 2 工程概况 2.1.1工程名称： 2X110t电炉、连铸安装工程 建设单位: 设计单位：中冶华天工程技术有限公司 制造单位：国产设备及Concast公司 监理单位：金设监理公司 承建单位：中国建设有限公司 2#、3#六流连铸机设计年产230万吨钢；产品规格为：2#机浇注断面分别为：150mm×150mm 方钢；φ150mm、φ200mm圆钢；长度：6000mm-12000mm；3#机浇注断面分别为160mm×160mm 圆钢；φ210mm、φ270～φ310mm圆钢，长度：6000mm-12000mm；主要生产钢种类为：碳素结构钢、低合金结构钢、冷镦钢、焊丝钢、硬线钢、弹簧钢、管钢、轴承钢和易切削钢；连铸机的弧型 1
钢铁行业工艺流程介绍 选矿工艺流程及主要设备介绍 选矿是冶炼前的准备工作，从矿山开采下来矿石以后，首先需要将含铁、铜、铝、锰等金属元素高的矿石甄选出来，为下一步的冶炼活动做准备。选矿一般分为破碎、磨矿、选别三部分。其中，破碎又分为：粗破、中破和细破；选别依方式不同也可分为：磁选、重选、浮选等。本栏目将详细向大家讲述选矿的一些具体工艺常识，以及主要选矿设备的大致工作原理，主要控制要点等知识。
烧结工艺流程及主要设备介绍 为了保证供给高炉的铁矿石中铁含量均匀，并且保证高炉的透气性，需要把选矿工艺产出的铁精矿制成10-25mm的块状原料。铁矿粉造块目前主要有两种方法：烧结法和球团法。两种方法所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。本专题将详细介绍烧结生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息，其次，我们将简要介绍球团法生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。 炼焦工艺流程及主要设备介绍 高炉生产前的准备除了准备铁矿石（烧结矿和球团矿）外，还需要准备好必需的燃料--焦炭。焦炭是高炉冶炼的主要燃料，焦炭在风口前燃烧放出大量热量并产生煤气，煤气在上升过程中将热量传给炉料，使高炉内的各种物理化学反应得以进行。本专题将详细介绍焦炭生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。
高炉工艺流程及主要设备介绍 高炉炼铁生产是冶金(钢铁)工业最主要的环节之一。高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。本专题将详细介绍高炉炼铁生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。 电炉/转炉工艺流程及主要设备介绍 为了得到比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢，需要将高炉产出的铁水处理后，再次冶炼成钢。转炉炼钢是把氧气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。本专题将详细介绍转炉（以及电炉）炼钢生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。
钢铁生产工艺流程 炼焦生产流程：炼焦作业是将焦煤经混合，破碎后加入炼焦炉内经干馏后产生热焦碳及粗焦炉气之制程。资源来源：台湾中钢公司网站。
烧结生产流程：烧结作业系将粉铁矿，各类助熔剂及细焦炭经由混拌、造粒后，经由布料系统加入烧结机，由点火炉点燃细焦炭，经由抽气风车抽风完成烧结反应，高热之烧结矿经破碎冷却、筛选后，送往高炉作为冶炼铁水之主要原料。资源来源：台湾中钢公司网站。
高炉生产流程：高炉作业是将铁矿石、焦炭及助熔剂由高炉顶部加入炉内，再由炉下部鼓风嘴鼓入高温热风，产生还原气体，还原铁矿石，产生熔融铁水与熔渣之炼铁制程。资源来源：台湾中钢公司网站。
转炉生产流程：炼钢厂先将熔铣送前处理站作脱硫脱磷处理，经转炉吹炼后，再依订单钢种特性及品质需求，送二次精炼处理站(RH真空脱气处理站、Ladle Injection盛桶吹射处理站、VOD真空吹氧脱碳处理站、STN搅拌站等)进行各种处理，调整钢液成份，最后送大钢胚及扁钢胚连续铸造机，浇铸成红热钢胚半成品，经检验、研磨或烧除表面缺陷，或直接送下游轧制成条钢、线材、钢板、钢卷及钢片等成品。资源来源：台湾中钢公司网站。
连铸生产流程：连续铸造作业乃是将钢液转变成钢胚之过程。上游处理完成之钢液，以盛钢桶运送到转台，经由钢液分配器分成数股，分别注入特定形状之铸模内，开始冷却凝固成形，生成外为凝固壳、内为钢液之铸胚，接着铸胚被引拔到弧状铸道中，经二次冷却继续凝固到完全凝固。经矫直后再依订单长度切割成块，方块形即为大钢胚，板状形即为扁钢胚。此半成品视需要经钢胚表面处理后，再送轧钢厂轧延。资源来源：台湾中钢公司网站。
21 连铸设备安装 本章适用于板坯连续铸钢工程，其他方坯连铸等可参照。 21.1 材料要求 21.1.1…本工程所用材料及设备应有出厂合格证。… 21.2 主要机具 21.2.1…吊装机具：卷扬、导链、滑车；吊车根据情况选用。… 1.2.2…管道安装机具：电焊机、氩弧焊机、坡口机、试压泵、探伤机。… 1.2.3…设备安装机具：…塞尺、水准仪、经纬仪、方水平、平尺。 21.3施工准备 21.3.1…基础验收：在安装开始前应进行土建和机械安装专业之间的中间交接,土建单位应提交如下资料： 基础强度试验报告; 基础外形各部尺寸检查资料; 基础沉降观测记录; 基础底座基准点、标高基准点及其检查记录。 安装单位应对上述b、c、d作验收检查。并以此作为安装基准。 21.3.2…检查设备型号是否设计相符合，在运输过程中是否有磕碰现象。… 21.4作业条件 21.4.1…基础工程完工，并经检查合格。… 21.4.2…车间基本封闭完毕，保证清洁施工环境。 21.4.3…设备和材料按计划进入现场，并检验合格。 21.5操作工艺 21.5.1工艺流程：
21.5.2 工艺文字说明 1、基准线和基准点的确定： （1） 每台连铸机安装前都应先定出纵、横向基准线（见下图），并设置永久中心标板。 a. 纵向基准线Ⅰx ，设于冷却室外，与连铸机中心线平行。 b. 纵向基准线Ⅱx ，即每台连铸机的中心线。 c. 横向基准线Ⅰy ，即拉矫机切点辊的轴线。 d. 其水平 e. 弧形连铸机基准线 Ⅰx 、Ⅱx ——纵向基准线；Ⅰy 、Ⅱy 、Ⅲy ——横向基准线 1—冷却室；2—铸流外弧；3—拉矫机切点辊；4—输送辊道起始辊 （2） 每台连铸机基础的各层高度均应设置一个永久基准点。 2、连铸机安装 （1）水平底座安装 水平底座是所有安装工作的基准，必须首先找正水平底座，才能向前找弧形段底座，向后找除磷机底座。 水平段底座上的中心标高基准是定位销轴拉矫机切点辊。在辊顶面上测量设备标高，中心测量销轴侧面。整体底座的水平度在水平底座上的扇形段定位块A 、B 、C 、D 四点来测 Ⅰx Ⅱx Ⅱy Ⅰy Ⅲy
钢铁生产工艺流程简介 铁矿石从开采到最终轧制成各类钢材，需要经过采矿—选矿—烧结—炼铁—炼钢—精炼—各类轧制等若干道工序，另外还需要煤、焦、水、电、气等多种辅助材料，是一种综合的物理和化学变化过程。下面简要介绍各工序要点。 从铁矿石到各类成品材常规生产工艺流程见图1所示。 图1 钢铁生产常规工艺流程 一、铁矿石资源概况、开采与选矿 1.1铁矿石资源概况 铁矿石以各种复杂的伴（共）生形式广泛存在于地壳表、浅层中。据2005年的探明数据，世界铁矿石保有储量（可立即开发的工业品位的总量）为1600亿吨，基础储量（可开发的工业品位和一级边界品位储量）为3700亿吨。澳大利亚、巴西、中国、俄罗斯、乌克兰、加拿大、美国和印度等国家都是铁矿石资源大国。中国、巴西、澳大利亚、印度是世界上铁矿石产量最多的国家，其中巴西的淡水河谷公司（CVRD）、澳大利亚的力拓（Rio Tinto）
和必和必拓（BHP）是世界上铁矿石生产量和贸易量最大的三家公司，三家的贸易量占世界铁矿石贸易总量的70%左右。 我国是铁矿石储量大国，目前已探明的资源储量为600多亿吨，可利用资源250多亿吨，但铁矿石品位（含铁量）较低，平均品位只有30%-35%左右，贫矿（低品位矿）比例为97%。我国铁矿石分布广泛而又相对集中，储量较多的地区有辽宁、河北、四川、内蒙古、山东和安徽等。 按照铁存在的化合物形式，可将铁矿石分为赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、菱铁矿（FeCO3）和褐铁矿（Fe2O3·H2O）等。 1.2铁矿石的开采 主要开采形式有露天开采和地下开采。 1.3 铁矿石的选矿 我国铁矿由于贫矿多（占总储量的97.5％）和伴(共)生有其它组分的综合矿多（占总储量的1／3），所以在冶炼前绝大部分需要进行选矿处理。选矿的目的就是通过各种方法，将铁矿石中的铁氧化物以外的脉石等其它杂质尽可能地去除，提高最终产品中铁的含量。 主要流程：铁矿石破碎—磨粉—选矿—烘干—成品精矿粉。 选矿工艺流程示意图见图2。 图2 铁矿石选矿工艺流程示意图 为了提高选矿效果，首先必须将铁矿石破碎到相当的细度，然后再进行选矿处理。 主要的选矿方法有重力选、浮选、反浮选、磁选、水选、电选及化学选等，目前广泛采用的选矿技术有浮选工艺、反浮选和磁选工艺等。 磁选工艺：是一种物理选矿方法，适用于磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿等的选矿，特别是磁铁矿，利用铁矿的磁性，将其与脉石分离。主要设备为电磁平环强磁选机等。 浮选工艺：是一种化学选矿方法，主要适用于赤铁矿和假象赤铁矿、菱铁矿及褐铁矿等弱磁性的铁矿石。浮选工艺利用的是不同矿物对水亲和力不同、可浮性不同而进行选矿的，矿物的沉浮几乎与矿物密度无关。与水亲和力大、容易被水润湿的矿物一般难于附着在气泡上，故难浮；而与水亲和力小，不易被水润湿的矿物，则容易上浮。因此可以说，浮选是以
前言 本工程名称为首钢京唐炼钢联合有限公司钢铁厂扩建的4#板坯连铸机工程，主要生产板坯；为生产板坯服务的土建内容包括在线设备基础，机械检修基础（离线设备基础），电气控制及液压控制的小房子（包括电缆隧道，主控楼，电气室，切割电气室，液压站，板坯电气室）水循环系统的管廊。 针对该工程跨度大，施工区域分布零散，组织施工必须严谨，这就要求在编制了施工组织设计上要求更周详，通过对设计意图的充分了解，我单位人员花费大量的精力编制了合理的施工组织设计，相信会使设计创新化，质量优质化，工程合理化三体合一，更高一层次的打造的曹妃甸又一精品工程。 第一章：编制说明 第一节：编制依据 1、国家法律、法规依据 《中华人民共和国建筑法》 《中华人民共和国合同法》 《中华人民共和国招投标法》 《建设工程质量管理条理》（国务院279号令） 2、所依据的主要规范、规程
3、参考文献资料 《建筑施工手册》（中国建筑工业出版社.1998）《技术交底记录》（北京建筑土木协会） 《建筑工程质量通病防治手册》（中国建筑工业出版社.2000）《建筑分项工程施工工艺标准》（中国建筑工业出版社.1997） 标准图集和首钢设计院设计图纸 第二节：厂址位置及自然条件概况 1．厂址位置 曹妃甸位于唐山市南部的渤海海湾，距唐山市80km、距首钢矿业公司120km、距京唐港60km、距秦皇岛170km、距天津新港70km、距北 2
4#连铸机设备基础施工组织设计京市220km、距最近的县城唐海县城40km。 2．地理条件 曹妃甸岛以西宽3～4km的高潮坪和狭窄的低潮坪构成。北侧与陆地之间为浅滩，水深在0.0～0.5m之间，一般在1.0m左右，人工吹填方式形成建设用地。场地覆盖层厚度大于50m，土层主要为粉、细沙，局部淤泥质土，属建筑抗震不利地段。地下水与海水对混凝土具有中等腐蚀性。 厂址区地震基本烈度为7度。 3．自然条件 气候基本属于暖温带半湿润大陆性季风气候，其气候特征是：四季分明，冬季寒冷干燥，春季干旱多风，夏季高温多雨，秋季天高气爽。主要气象要素如下： 3.1 气温： 年平均温度： 11.3℃ 年最热月平均最高温度： 27.6℃ 年最冷月平均最低温度： -8.6℃ 极端最高温度： 34.1℃ 极端最低温度： -16.2℃ 3.2 降水： 年平均降水量： 608.1mm 其中：夏季占：75% 春季占：10% 3
连铸工艺流程介绍 将高温钢水浇注到一个个的钢锭模内，而是将高温钢水连续不断地浇到一个或几个用强制水冷带有“活底” （叫引锭头）的铜模内（叫结晶 器），钢水很快与“活底”凝结在一起，待钢水凝固成一定厚度的坯壳后，就从铜模的下端拉出“活底”，这样已凝固成一定厚度的铸坯就会连续地从水冷结晶器内被拉出来，在二次冷却区继续喷水冷却。带有液芯的铸坯，一边走一边凝固，直到完全凝固。待铸坯完全凝固后，用氧气切割机或剪切机把铸坯切成一定尺寸的钢坯。这种把高温钢水直接浇注成钢坯的新工艺，就叫连续铸钢。 【导读】：转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。本专题将详细介绍转炉（以及电炉）炼钢生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。 连铸的目的: 将钢水铸造成钢坯。 将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。 连铸钢水的准备 一、连铸钢水的温度要求： 钢水温度过高的危害：①出结晶器坯壳薄，容易漏钢；②耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，降低浇铸安全性；③增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；④铸坯柱状晶发达；⑤ 中心偏析加重，易产生中心线裂纹。
一．名词解释 熔铸莫来石制品:矿物组成中主要为莫来石（占60%～70%）的熔铸耐火材料。 中间包：在连铸生产中钢水包和结晶器之间用于钢水过渡装置。 炉外精炼：把一般炼钢炉中要完成的精炼任务，如脱硫、脱氧、除气、去除非金属夹杂物、调整钢的成分和钢液温度等，炉外的“钢包”或者专用的容器中进行。 滑动水口：是安装在钢包底部的装置，由上、下水口，上、下滑板组成。 连铸三大件：连铸用整体塞棒、长水口（大包长水口）和浸入式水口（中包所用水口），称为连铸三大件连铸：是通过连铸机将钢液连续地铸成钢坯，不经过初轧工序，直接送轧钢车间轧制成钢材。 硅莫砖：莫来石制品在制作过程中加入硅线石、碳化硅、及各种添加剂等以提高其性能，称为硅莫砖。 镁铝尖晶石砖：是以高纯镁砂和预合成镁铝尖晶石为主要原料，经合理级配、高压成型，高温烧成后制得的制品。 熔铸刚玉制品：以电熔发生产的，矿物组成中主要为氧化铝（大于95%）的熔铸耐火材料 高炉的有效利用系数：是指每1m3高炉有效容积，每日生产的合格生铁量。 铁沟预制件：采用预制方法生产的，现场直接组装使用，用于高炉出铁沟的耐火材料。 LF炉：是一种常用的钢包精炼炉，采取的主要技术手段为电弧加热、底吹氩、合成渣洗、合金化等，是生产品种钢的主要精炼设备。 二，填空 1. 莫来石的分子式A3S2（3Al2O3·2SiO2），镁铝尖晶石的分子式 MA（Al2O3·MgO），白云石的分子式CaMg(CO3)2镁铁尖晶石的分子式 MgO.Fe2O3，菱镁矿的分子式 MgCO3 2.碳复合耐火材料的防氧化剂主要有铝粉、硅粉、和碳化硼三种。 3. 镁碳砖生产时加入的结合剂是液体酚醛树脂，它分为热固性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂两种。 4.滑动水口分为上水口，下水口和滑板三部分。 5.钢铁冶炼的主要产品为生铁，钢，和铁合金。 6.某2500m3高炉的利用系数是2.5，则其一天产铁量为 6250吨。 7.高炉内部工作空间的形状称为高炉内型，它由炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5段组成。 8.写出五种炉外精炼方法 LF 、 VOD 、 AOD 、 RH 和 DH 。 9.中间包内衬主要由三层耐火材料组成，分别为保温层、永久层和工作层。 10 目前，硅砖主要用于砌筑焦炉，其次用于玻璃窑和热风炉。 11.从显微结构角度看，再结合镁铬砖、半再结合镁铬砖是直接结合成度更高的镁铬砖。 12.莫来石制品在其制作过程中加入硅线石和碳化硅以及其它添加剂以提高其性能，称其为硅莫砖，主要用于水泥窑过渡带。 13.电熔AZS砖的主要原料有氧化铝、锆英砂和富锆砂，还加入一些添加剂主要有纯碱和硼砂。 14.炼钢转炉和电炉炉衬主要使用镁碳砖，结合 护炉技术，转炉使用寿命可以达到20000次以上。 15. 高炉出铁口炮泥分为有水炮泥和无水炮泥。 16.热风炉有内燃式和外燃式两种形式，其结构主要包括蓄热室和燃烧室。17．高炉出铁沟系统，由主铁沟、支铁沟、渣沟、撇渣器和摆动流嘴等组成。
中间包连铸三大件的烘烤和使用注意点 13.中包烘烤注意点 对于中间包的烘烤，总的要求是要在开浇前l～2h内，快速烘烤到1000～1100℃为好。这样可以节省能源，也便于使用。但往往由于调度或其它原因，烘烤时间太长，造成一些不良的隐患。 对于板坯连铸，中间包上已装有铝碳质整体塞棒或整体式铝碳质浸入式水口。如果长时间烘烤，制品强度降低；如果制品表面的防氧化涂层不良的话，制品还会被氧化疏松，不仅使制品强度再下降，而且使用寿命还会降低。已有的经验表明，对于浸入式水口来说，在其壁厚不能再增厚的条件下，要延长其使用寿命，主要看其表面是否被氧化了。 铝碳质制品在烘烤过程中，其强度变化规律为：随着烘烤温度的上升，制品强度下降，到500～600℃之间，强度最低；当温度继续上升，制品强度增加，到1300℃左右恢复到原状，再升高温度，则制品强度又下降。鉴于这个原因，要求快速烘烤达到预定的温度。 对于带有熔融石英质浸入式水口的中间包，对水口部分可以不烘烤或低温烘烤，因为石英质水口在高温下长期烘烤，会方石英化，使制品热稳定性下降，甚至会在水口内壁出现裂纹。在浇注过程中可能出现穿孔、断裂现象(当然，还与水口本身质馈有关)。 对于小方坯连铸用中间包，大多数使用绝热板作内衬，中间包不烘烤，有的钢厂也至多进行小火烘烤，只能起到干燥作用。在小方坯连铸的中间包上，通常装有3～6个锆质定径水口。对于这种水口，必须单独充分地进行烘烤，否则在使用中有炸裂的危险。因为锆质制品的热稳定性特别差，预热不良会开裂。 14.长水口的作用、材质和要求是什么? 长水口又名保护套管，主要用于钢包与中间包之间，其作用是防止从钢包进入中间包的钢水被二次氧化和飞溅。有资料表明，钢水与空气接触生成的氧化物是成品中夹杂物的主要来源，从夹杂物大小和数量来说，空气氧化产物比脱氧产物大而且多。夹杂物的组成与钢水的化学成分有关，而它的数量 和大小与钢水在空气中暴露的时间和面积成正比。 对长水口的要求，主要有以下几点： (1)具有良好的抗热震性。 (2)具有良好的抗钢水和熔渣的侵蚀性。 (3)具有良好的机械强度和抗震动性。 (4)长水口连接处必须带有氩封装置。
连铸工艺流程介绍 ---- 冶金自动化系列专题 【导读】：转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。本专题将详细介绍转炉（以及电炉）炼钢生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。【】 连铸的目的:将钢水铸造成钢坯。 连铸的工艺流程: 将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。【】 连铸自动化控制主要有连铸机拉坯辊速度控制、结晶器振动频率的控制、定长切割控制等控制技术。【】 连铸的主要工艺设备介绍:
钢包回转台 钢包回转台：设在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包过跨和支承钢包进行浇铸的设备。由底座、回转臂、驱动装置、回转支撑、事故驱动控制系统、润滑系统和锚固件6部分组成。【】 中间包 中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。【】 结晶器 在连续铸造、真空吸铸、单向结晶等铸造方法中，使铸件成形并迅速凝固结晶的特种金属铸型。结晶器是连铸机的核心设备之一，直接关系到连铸坯的质量。【】 拉矫机 在连铸工艺中，连铸机拉坯辊速度控制是连铸机的三大关键技术之一，拉坯速度控制水平直接影响连铸坯的产量和质量，而拉坯辊电机驱动装置的性能又在其中发挥着重要作用。【】 电磁搅拌器 电磁搅拌器（Electromagnetic stirring: EMS）的实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强化钢水的运动。具体地说，搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯的钢水内，就在其中感应起电流，该感应电流与当地磁场相互作用产生电磁力，电磁力是体积力，作用在钢水体积元上，从而能推动钢水运动。【】
钢铁行业 一．我国钢铁行业简介 我国是世界上最早进行钢铁冶炼的国家之一，在公元前6世纪前后，中国就发明了生铁冶炼技术，到春秋战国时期，基本掌握了块炼铁、铸铁和炼钢技术。 进入工业大革命时期以后，随着工业发展需要和电炉炼钢，连铸技术的发展，钢铁冶炼技术大大提高，全球钢铁产钢量大幅度提高。建国后，我国先后从西德和日本引进大量的先进的冶炼设备和工艺，从而改善了国内钢铁冶炼落后的形势，到20009年国内生产粗钢5.65亿吨，连续10年居世界之首。 我国有大小钢铁企业几百家，主要的钢铁企业有：宝钢、首钢、鞍本、武钢、河北钢铁、山东钢铁、沙钢、包钢、攀钢、马钢、太钢等等。 二. 钢铁的定义和分类 钢铁从本质上都是铁和碳的化合物，其中还有微量的磷、硫、硅和锰等元素。生铁、熟铁和钢的主要区别在于含碳量上，含碳量超过2％的铁，叫生铁；含碳量低于0.05％的铁，叫熟铁；含碳量在0．05％－2％当中的铁，称为钢。 钢铁的分类方式很多，常用分类如下。 (1) 按品质分类：普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）；优质钢（P、S均≤0.035%）；高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）。
（2）按化学成份分类：①碳素钢【低碳钢C≤0.25%）、中碳钢（C≤0.25~0.60%）、高碳钢（C≤0.60%）】②合金钢：【低合金钢（合金元素总含量≤5%）、中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）、高合金钢（合金元素总含量＞10%）】。 （3）按成形方法分类：锻钢、铸钢、热轧钢、冷拉钢。 （4）按钢的用途分：结构钢、工具钢、特殊钢、专业用钢。 三. 钢铁的冶炼流程和主要设备 一般来说，钢铁的冶炼大致分为四个过程：炼铁、炼钢、热轧、冷轧。 宝钢钢铁产品冶炼工艺流程
第四章工艺技术方案 4.1工艺技术方案 本项目采用的原材料为含铜量99%的电解铜，选用目前国内先进的蓄热式熔化炉和中频炉，用上引法连铸工艺方法生产氧的含量不大于0.02%，杂质总含量不大于0.05%，含铜量99.5%以上无氧铜杆。 4.2工艺流程简述 1、生产准备 本项目使用的电解铜在江西省内购买。
图4-1 项目生产工艺流程图 2、上引法连铸工艺流程 本项目采用上引法连铸工艺生产无氧铜杆。上引法连铸铜杆
的基本特点是“无氧”，即氧含量在10ppm以下。 上引法与连铸连轧和浸涂法相比，其特点是： 1）由于拉扎工艺和铸造工艺不是连续的，拉扎是在常温下进行的，不需要气体保护，钢材也不会被氧化。因此设备投资小，厂房布置也灵活。 2）单机产量变化范围大，年产量可以从几百吨到几万吨，可供不同规模的厂家选用不同型号的上引机组。此外，由于连铸机是多头的，可以很容易的通过改变铸造规格（铸杆直径），来改变单位时间的产量，因此其产量可视原材料的供应情况和产品的需求情况来确定，便于组织生产、节约能源。 3）只需更换结晶器和改变石墨模的形状，即可生产铜管、铜排等异型铜材，并可在同一机器上上产不同规格、品种的铜材，灵活机动，这是上引法的中最大特点。 上引法连铸工艺流程：原料通过加料机加入融化炉进行熔化、氧化、扒渣处理后，熔融的铜液经过一段时间的静置还原脱氧并达到一定的温度后，通过有CO气体保护的流槽经过渡腔（铜液在此进一步还原脱氧、清除渣质），进而平稳的流入中频炉保温静置，铜液的温度由热电偶测量，温度值由仪表显示，温度控制在1150℃±10℃。连铸机固定于中频保温炉的上方，连铸机铜液在结晶器中快速结晶连续不断地生产出铜杆，最后经双头挠杆机等辅助设备装盘成产品。 ⑴加料：原料一般用加料机加入，炉头多加、炉尾少加。加
连铸三大件综述 整体塞棒、长水口（大包长水口）和浸入式水口（中包所用水口），称为连铸三大件。其材质主要是铝碳质，成型方法采用等静压成型。这主要是因为：（1）连铸所要求的整体塞棒、长水口和浸入式水口的长度直径比太大，普通的压力机压制的制品上下密度差别太大。而用等静压压制时，压制面上压力均匀，各个部位、断面上的体积密度均匀一致。（2）等压可经压制结合剂含量低、塑性差的较难压制的泥料，高石墨含量的刚玉料正是属于这类泥料。（3）由于石墨的层片状结构，在双面压制时易分层、取向，引起层裂。随着石墨含量的增加，层裂倾向更明显。采用等静压成型可以有效避免层裂，保证产品质量。 现在也有一种解释是叫连铸四大件分别是：长水口、塞棒、中包水口、浸入式水口。其实，浸入式水口是分两类：内装浸入式水口、外装浸入式水口。内装的一般用于特钢类（保护浇注），外装的用于普碳钢类。所以，广义上说还是“连铸三大件” 1塞棒 整体塞棒的特点:整体塞棒一律采用等静压成型,其形状和尺寸取决于中间包的容量,钢水面的高度和中间包水口的喇叭形状和孔径的大小而定。其塞棒头有带空心的,带吹氩孔或带透气塞的整体塞棒。固定方式是关键,一种采金属销固定,一种采用螺纹固定。 塞棒的功能主要是用于中间包开闭,除能自动控制中间包至结晶器的钢水流量外,还可通过塞棒的吹氩孔,向吵间包吹入氩气和其它惰性气体,塞棒还具有控制钢流和净化的功能。
整体塞棒材质一般为铝碳质。在塞棒的头部带有吹氩孔或镶有透气塞，在浇注时，氩气由塞棒孔通过吹气孔或透气塞吹向浸入式水口，氩气以细散的形式进入钢水，可以降低Al2O3的聚集量，减少在浸入式水口内的沉积，延长整体塞棒的使用寿命。 我国整体塞棒系统用耐火材料，研制成功刚玉质、铝碳质，以及组合的整体式，端部采用ZrO2-C质材料再成型的铝碳－锆碳质复合式整体塞棒，镁碳质整体塞棒、Al2O3-SiO2-C和 Al2O3-SiO2-ZrO2质组合式塞棒，以及采用防氧化剂，为提高寿命，降低消耗发挥了重要作用。 表1铝碳质整体塞棒理化指标
连铸： 转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。 连铸的工艺流程: 将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。 连铸自动化控制主要有连铸机拉坯辊速度控制、结晶器振动频率的控制、定长切割控制等控制技术。 连铸的主要工艺设备介绍:
钢包回转台 钢包回转台：设在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包过跨和支承钢包进行浇铸的设备。由底座、回转臂、驱动装置、回转支撑、事故驱动控制系统、润滑系统和锚固件6部分组成。 单臂钢包回转台：由底座、立柱、上转臂、上转臂驱动装置、下转臂、下转臂驱动装置组成。 蝶形钢包回转台：由底座、升降液压缸、回转架、钢包支座、回转臂、平行连杆、驱动装置、防护板组成。 钢包回转台是连铸机的关键设备之一，起着连接上下两道工序的重要作用。钢包回转台的回转情况基本上包括两侧无钢包、单侧有钢包、两侧有钢包三种情况，而单个钢包重量已超过140吨。三种情况下，钢包回转台受力有很大不同，但无论在何种情况下，都要保证钢包回转台的旋转平稳，定位准确，起停时要尽可能减小对机械部分的冲击，为减少中间包液面波动和温降，要缩短旋转时间。因此，我们在变频器的容量选择上，留有余地，即比电机功率加大一级。同时利用变频器的s曲线加速功能，通过调整s曲线保证加、减速曲线平滑快速，减少对减速机的冲击，再通过PLC判断变速限位、停止限位实现旋转过程中高、低速自动变换及到位停车，同时满足了对旋转时间和平稳运行的要求。 顺时针，逆时针，旋转
连铸机设备基础单项工程施工组织设计本工程施工组织设计是福建三宝特钢有限公司高强度钢工程R9M四机四流方坯连铸机设备基础在施工过程中的指导性技术文件，是福建三宝特钢有限公司高强度钢土建工程施工总组织设计的一部分，是对总施工组织设计的补充和完善，各施工队应充分领会设计意图，按本单项工程施工组织设计施工。 一、施工依据 二、工程概况 福建三宝特钢有限公司位于福建省漳州市芗城区浦南镇店仔圩经济开发区，拟新建连铸机设备基础工程就在该公司厂区内，大包回转台设备基础、拉轿机基础及钢平台基础持力层均为冲击成孔灌注桩桩基，部分设备基础座落在粉质粘土
层上，地基承载力160Kpa。 本工程共设两道伸缩缝，施工组织暂按伸缩缝将设备基础分为三个区分别施工，其中伸缩缝中间段为II区，冷床设备基础为I区，伸缩缝设3mm厚镀锌钢板止水带。 三、工程做法 1、混凝土：本工程垫层砼为C10、，其它如下表： 2、砼保护层厚度：基础底板35mm厚，桩基基础底板75mm，侧壁、梁、柱25mm，板15mm。 3、所有外露金属预埋件均涂刷防锈漆二遍，面漆采色灰色调和漆，漆膜总厚度为150um； 4、大包回转台基础侧砌耐火砖范围内的砼侧壁预留梅花状插筋φ10@500，锚入砼内350mm。 四、施工准备工作 在工程进场之前办理现场中交手续，具备施工条件，即组织施工机具、人员、材料进场。为及时地与使用单位和建设单位联系，必须在进场前充分做好施工准备工作，确保进场后各分项工程能顺利展开。 1、机具准备
（1）根据施工需要及施工进度计划，有组织地提前做好各种机械、器具及有关周转材料的进场。该工程所有混凝土在业主提供地点设集中搅拌站，采用2台10m3砼罐车运至施工现场后用地泵或汽车泵配合进行输送浇注，以满足优质、高效的施工生产需要。 （2）搅拌站布臵： 为满足本工程短期内完成所有工艺线上的土建工作量，保证在2007年3月底达到设备安装条件，我公司在施工现场建立大型自动化搅拌站集中搅拌工程所需砼，搅拌机每小时可供应50m3，配2台10m3砼罐车从搅拌站运至施工现场24小时满足现场砼输送要求。 主要施工物质机具及方案用料计划（见附表一） 2、技术准备 开工前组织技术人员认真熟悉施工图纸，充分领会设计意图，会同设计院、建设单位做好图纸会审工作，了解、掌握施工程序，并进行单位工程技术交底。 做好现场交接准备，建立测量控制网，认真做好轴线及标高控制，绘制建筑物的测量定位图，报建设单位项目办核定认可。 收到图纸后，及时对工程所需的配合比下达见证送样、取样委托，确定初凝时间，降低水化热。 3、材料准备 根据施工进度计划，提出施工及工程所需的材料，注明规格、数量及进场时间；材料员按施工进场时间要求将所需材料进场，并按国家规范及监理的规定抽样送检，做好各类原材料的质量检验工作，严把质量关。 4、劳动力准备
连铸用三大件 整体塞棒、长水口(大包长水口)和浸入式水口(中包所用水口)，称为连铸三大件。其材质主要是铝碳质，成型方法采用等静压成型。这主要是因为:(1)连铸所要求的整体塞棒、长水口和浸入式水口的长度直径比太大，普通的压力机压制的制品上下密度差别太大。而用等静压压制时，压制面上压力均匀，各个部位、断面上的体积密度均匀一致。(2)等压可经压制结合剂含量低、塑性差的较难压制的泥料，高石墨含量的刚玉料正是属于这类泥料。(3)由于石墨的层片状结构，在双面压制时易分层、取向，引起层裂。随着石墨含量的增加，层裂倾向更明显。采用等静压成型可以有效避免层裂，保证产品质量。 现在也有一种解释是叫连铸四大件分别是:长水口、塞棒、中包水口、浸入式水口。其实，浸入式水口是分两类:内装浸入式水口、外装浸入式水口。内装的一般用于特钢类(保护浇注)，外装的用于普碳钢类。所以，广义上说还是“连铸三大件” 整体塞棒的特点:整体塞棒一律采用等静压成型,其形状和尺寸取决于中间包的容量,钢水面的高度和中间包水口的喇叭形状和孔径的大小而定。其塞棒头有带空心的,带吹氩孔或带透气塞的整体塞棒。固定方式是关键,一种采金属销固定,一种采用螺纹固定。 塞棒的功能主要是用于中间包开闭,除能自动控制中间包至结晶器的钢水流量外,还可通过塞棒的吹氩孔,向吵间包吹入氩气和其它惰性气体,塞棒还具有控制钢流和净化的功能。 整体塞棒材质一般为铝碳质。在塞棒的头部带有吹氩孔或镶有透气塞，在浇注时，氩气由塞棒孔通过吹气孔或透气塞吹向浸入式水口，氩气以细散的形式进入钢
水，可以降低Al2O3的聚集量，减少在浸入式水口内的沉积，延长整体塞棒的使用寿命。 我国整体塞棒系统用耐火材料，研制成功刚玉质、铝碳质，以及组合的整体式，端部采用ZrO2-C质材料再成型的铝碳,锆碳质复合式整体塞棒，镁碳质整体塞棒、Al2O3-SiO2-C和Al2O3-SiO2-ZrO2质组合式塞棒，以及采用防氧化剂，为提高寿命，降低消耗发挥了重要作用。 表7 铝碳质整体塞棒理化指标 项目 A B C D E F 化学组 ?60 成 , 60, 60 >60 ?18 >55 66.64 Al2O3 70 28 >25 8, >25 18.69 F.C ?25 10 C+SiC 显气孔13 ?18 ?18 ?15 ?13 11 率 , 体积密度 2.60 2.65 ? >2.60 ?2.65 2.54 g/cm 耐压强度 25 >18 ?22 ?20 32.6 MPa 抗热震性 次 >10 ?5 ?5 ?5 1100? 水 冷 耐火度 ? ?1770 ?1770 连铸生产过程中，整体塞棒头部受侵蚀、冲刷严重，特别是浇铸某些特钢，如经Ca、Si处理的钢种或P、S合金化的高速切削钢，塞棒头部侵蚀过快，常因无法控制钢流速度而报废。开发的MgO-Al2O3-C复合塞棒，选用CaO/SiO2>2的电熔镁砂，含99,的高纯石墨，并加抗氧化剂SiC和添加剂。使棒头充分发挥了MgO-C材质耐侵蚀、抗热震的优越性，其膨胀率也与Al2O3-C质相适应。 复合Al2O3-SiC-C塞棒，棒体采用Al2O3-C质，塞头部位Al2O3-SiC-C质。特级矾土铝含量大于87,，电熔刚玉铝含量大于99,，石墨C大于95,，采用等静压
11.连铸结晶器结构有哪几种型式? 按连铸机型式不同，结晶器可分为直的和弧形的两大类。按铸坯规格和形状来分，有小方坯、大方坯、板坯和异形坯结晶器。按结晶器本身结构来说，可分为3种类型： 管式结晶器：它是用壁厚为6～12mm的铜管制成所需要的断面，在铜管外面，套有套管以形成5～7mm的冷却水通路，保证冷却水流速为每分钟6～10m。这种结晶器结构简单，制造方便，广泛用于小方坯连铸机上。 整体式结晶器：它是用整块铜锭刨削制成的，在其内腔四周钻有许多小孔用以通冷却水。这种结晶器刚性好，易维护，寿命较长，但制造成本高，耗铜多，近几年已不采用。 组合结晶器：它是由4块铜板组合成所需要的内腔。在20～50㎜的钢板上刨槽，并与一块钢板联结起来，冷却水在槽中通过。大方坯和板坯连铸机都用这种形式的结晶器。 37.连铸坯的矫直有几种方式? 连铸坯的矫直按矫直时铸坯凝固状态分有全凝固矫直和带液芯矫直，如按矫直辊布置方式分有一点矫直、多点矫直和连续矫直。 铸坯厚度较薄，如小方坯、小矩形坯等，由于铸坯厚度较薄，凝固较快，液芯长度较短，在进入矫直区时已全部凝固，在这种情况下矫直称全凝固矫直(或固相矫直)。由于铸坯已全部凝固，强度较高，能承受较大的应变，所以皆采取一点矫直。 铸坯厚度较大，如板坯、大方坯等，铸坯全部凝固时间较长，液芯长度也较长，如仍采用固相一点矫直，其铸机半径很大。为了减小铸机半径，而采取仍有液芯的情况下进行矫直，由于铸坯两相区强度很低，为了防止一点矫直时应变过大而产生内裂，而采取多点矫直(两点以上称多点)，即带液芯多点矫直。 带液芯矫直还可采取连续矫直的方式，所谓连续矫直就是在矫直区内铸坯连续矫直变形，因此其应变和应变率都很低，可极大地改善铸坯受力状态，有利于提高铸坯质量。 45.什么叫压缩铸造? 在高速拉坯时，会出现带液芯矫直，为防止内裂，办法之一就是压缩铸造。 压缩铸造本质是在矫直区段对铸坯施加一个压缩力，让坯壳产生压应力，以抵消由于矫直在坯壳中产生的拉应力σSB。 压缩铸造原理如图2-26所示。图中有两条曲线：坯壳强度限σT和坯壳在矫直弯曲产生的拉应力σSB，当坯壳强度限σT小于由矫直弯曲而产生的拉应力σSB时会出现内裂，该区间为内裂区，为此对铸坯给予一个压缩力C0，使其在坯壳中产生压应力并让其等于σSB，这样在坯壳的两相区合成应力等于零，如图中虚线所示，这样就可以防止由于矫直在坯壳两相区产生内裂了。 48.为什么设置引锭杆，引锭杆安装方式有几种? 引锭杆的作用是在开浇时堵住结晶器下口，使钢水不会漏下。钢水在结晶器中和引锭杆上端的引锭头凝结在一起，通过拉辊的牵引，使铸坯向下运行，当引锭杆拉出拉矫机后，完成了引锭的工作，就把引锭杆脱去，进入正常拉坯状态。 按引锭杆装入方式分为两种：下装式和上装式。对下装式，引锭杆必须通过拉矫机、二次冷却区再由结晶器下口装入，而上装式则由结晶器上口装入。因此对下装式，必须使前一炉铸坯拉出拉矫机后才能进行装引锭杆的操作。而上装式则不然，只要上炉铸坯的尾部离开结晶器一定距离就可
高效连铸用功能耐火材料发展和研究动向 李红霞刘国齐杨彬 中钢集团洛阳耐火材料研究院洛阳 471039 摘要在高效连铸技术发展的推动下，连铸用功能耐火材料的主要进展是使用寿命上有明显提高，开发了复合结构水口解决水口堵塞和适应高侵蚀性钢种连铸，在水口结构上以数值模拟和水模拟结果为优化设计依据，保证流场稳定、连铸工艺稳定和铸坯质量提高。 关键词高效连铸、功能耐火材料、数值模拟、水模拟 在实现了高连铸比的发展后，连铸技术的主要发展内容是高效连铸、高品质钢连铸和近终形连铸以提高连铸机生产效率、发展中包冶金和优化结晶器流场减少非金属夹杂提高铸坯质量。 连铸用功能耐火材料(保护套管、整体塞棒、浸入式水口>是连铸技术的关键耐火材料，产品在使用中起着特定的功能作用，如控流作用、吹气搅动作用、防止二次氧化保护浇铸作用、决定钢液在结晶器内的流场分布等。高速连铸是在保证铸坯质量的前提下提高铸机产量和实现铸机与热轧生产率匹配的重要手段。拉速的提高，必然导致钢水流速和流量的提高，拉速提高造成结晶器内钢水较大的表面流速和液面波动、为控制钢水流动而采用的电磁制动以及为改善结晶器的传热与润滑而采用的高熔化速度、低熔点、低粘度的保护渣，这些变化都会加剧对功能耐火材料冲刷和侵蚀，要求功能耐火材料提高性能才能够保证高速连铸的高炉次连铸的顺利实现。同时，高速连铸时液面波动和不稳定性增大，增加了结晶器漏钢和卷渣的几率，增加了夹杂物上浮阻力，对水口防堵和稳流要求提高，高性能、功能化、合理结构的连铸“三大件”是高效连铸的顺利实施的重要保障条件。在连铸技术发展的推动下，连铸技术的关键耐火材料—— 功能耐火材料适应高效连铸的高可靠性、高寿命和结晶器流场稳定性要求、也有了很大的发展和进步。主要进展有：优化材料性能和材料选择明显提高使用寿命，发展材料功能，防堵塞、不污染钢液和减少增碳，应用计算机模拟和水模拟技术设计产品结构优化流场。1高寿命连铸用功能耐火材料的发展 连铸用长水口(保护套管>、整体塞棒、浸人式水口使用条件苛刻，在性能指标、质量稳定性等方面都有着非常高的要求，材质特点是采用抗热震性优异的高档含碳耐火材料，使用特点是一次性使用和制品关键部位的使用效果决定其使用寿命。浸人式水口的使用寿命取决于渣线，长水口使用寿命取决于上端(颈部>、渣线和下端出钢口，整体塞棒使用寿命取决于棒头，连铸三大件使用寿命的提高主要是提高这些部位的抗渣液、钢液侵蚀性和抗冲刷性等性能。 1．1浸入式水口 1>浸入式水口渣线材料的发展 ZrO2- C材料是当前浸入式水口最通用的渣线材料，ZrO2具有优异的抗渣性，鳞片状石墨除抗渣润湿外主要作用是赋予ZrO2- C材料以优异的抗热震性。渣线材料的抗侵蚀性是决定水口使用寿命的关键因素，了解材料损毁过程机理是材料性能优化的依据。国内外对渣线材料的损毁过程机理已进行了大量的研究。多数研究认为ZrO2- C材料的侵蚀是石墨和ZrO2交替被侵蚀的过程，即与钢液接触时，ZrO2不被侵蚀，石墨溶
三大件使用注意事项 通则：连铸用铝碳质三大件为等静压成型产品，属于碳结合的脆性材料，所以使用安装都要轻拿轻放。存放于干燥区域，有条件的应（特别是南方潮湿地方）存放在温度大于50℃的干燥房内。防潮包装打开要尽快使用。长水口： 1、首次可以不经烘烤即可使用。再次使用必须在温度不低于1000℃情 况下使用。浇次之间尽量缩短时间，减少温降。如果间隔时间长，则需采取适当保温措施。 2、长水口安装时最好要使用配套的耐火纤维密封垫，以减少与钢包下 水口连接处吸入空气。该密封处通常应有氩封。 3、更换钢包时，应对与钢包下水口连接处的冷钢等残留物进行氧气清 洗。以利于好的密封效果。但清洗时要避免过度清洗，否则会损害密封面和水口颈部内侧，造成吸入空气和颈部穿孔。 4、长水口插入钢包深度以150mm-250mm为好。过浅会卷渣和空气。过 深对中间包低部不利。 塞棒、中间包水口： 1、安装金属杆紧固螺母时用力不宜过大否则会损害连接处塞棒内部结 构强度。安装在中间包内时要垂直。 2、使用前需经烘烤。烘烤在常温到600℃以下不少于40分钟，在 600-800℃由于防氧化涂层没有熔化，所以要尽快提升到800℃以上，烘烤温度不宜高于1200℃。总烘烤时间不低于90分钟。 3、使用中要对塞棒中孔吹气冷却，保持钢连接的强度。
浸入式水口： 1、使用前需经烘烤。烘烤温度1000-1100℃为宜。烘烤时间不低于60 分钟。在线烘烤，烘烤是应有纤维毯包裹改善烘烤效果。 2、安装时，中间包水口下部要保持整洁，不得有冷钢。否则影响使用 效果。既因吸气影响钢水质量也影响水口使用寿命。 3、使用时，直通水口插入钢水深度为80-150mm。侧孔水口插入钢水深 度为220-300mm，视具体情况而定。