板坯连铸中间包内型优化水模研究
周俐王建军（安徽工业大学）
张雪松马军
（南京钢铁股份有限公司）
摘要通过水力学模型实验，优化了板坯连铸机中间包内型。试验结果表明，优化后的中间包流场趋于合理，大型夹杂物能充分上浮，钢液的最短停留时间为，平均停留时间，死区体积为，消除了短路流。
关键词中间包内型优化水模试验
（）（，）
!前言
中间包是连铸主要设备之一。中间包的作用，除了稳流、储钢、实现多炉连浇外，更重要的是促进夹杂物的排除上浮，把大包注入的钢水均匀地分配给各结晶器。针对南京钢铁股份有限公司（以下简称南钢）板坯连铸中间包实际情况，通过水模试验优化中间包内型，得出合理的工艺参数，为改善南钢生产条件提供依据。
"实验原理及测试方法
由相似原理可知，模型与实型中液体流动相似的基本条件是几何相似和动力相似。试验时取模型（）和实型（）的几何相似比为，并保证与重力有关的佛鲁准数相等即可达到动力相似［］。
由准数相等可以确定：
速度比／（）
流量比／（）平均停留时间比
!
!
／
／
（）式（）!（）中
———模型液体流速／（?）
———实型液体流速／（?）
———模型液体流量／（?）
———实型液体流量／（?）
!———模型液体平均停留时间／
!———实型液体平均停留时间／
用刺激—响应试验法测定液体停留时间分布［］。在中间包的模型中，随着钢包注流注入一定剂量的电解质溶液，用电导电极测定浓度
和时间的曲线上，从而得出从示踪剂的加入到中间包出口处示踪剂刚刚响应的时间，浓度达到最大的时间及计算得出流体平均停留时间!，死区体积，活塞区体积
??
年月
第卷第期
炼钢
联系人：周俐，副教授，安徽省马鞍山市（）安徽工业大学冶金与材料学院
和混合区体积 ，数学关系如下。
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"
（ ） "
（ ） （
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（ ）
（
）式（ ）!（ ）中无量纲时间! ! ／
表观停留时间 ／
试验用发泡的聚苯乙烯粒子模拟钢水中的夹
杂物，粒子比重为 ! ／ ，直径为 ! ，夹杂物上浮率（"）［ ］由下式计算。
"
（ ／ ） （
）式中
———水口收集的粒子量／个 —
——加入中间包的粒子量／个在中间包液面保持稳定后，向钢包注流中加入有色示踪剂溶液，观察和拍摄包内流体运动情况。
中间包水模实验装置如图
所示。
图 模拟实验装置示意图
大包 大包水口 中间包 电导仪 流量计
数字采集板 计算机
!试验方案
试验对比研究了中间包不设挡墙和设置挡墙优化内型的两类情况。
对中间包内设挡墙优化内型，采用“正交试
验法”［ ］制定了试验方案。试验针对改善中间包
的冶金功能、创造合理流场这一问题，增加钢水
在中间包内的平均停留时间、延长最短停留时间、减少死区体积、增加混合区体积，减少中包残钢量。而影响这些指标的因素有挡墙位置、挡墙开孔大小及数量、开孔角度、孔高度以及底板厚度。根据经验及有关资料，确定 因素， 水平试验，
选用 （
）正交表。试验方案见表 。表"试验的方案
因
素
水平
底板厚度／ 孔大小（数量）／ （ 孔） （ 孔）
（ 孔）孔高度／ 孔角度／（ ） 隔墙位置／
#实验结果与讨论
中间包无挡墙的模拟试验
中间包无挡墙的模型试验结果如表 。
表$中间包无挡墙的试验结果
项目
! ／
／ ／ ／ ／ ／ 参数
从表 可知，中间包无挡墙时，最短停留时间 ，死区体积为 ，混合区的体积
，不利于夹杂物上浮，且观察到当大包注流冲击到中间包包底后，形成水平流动，向四周铺展，由包底返到液面时，有部分液体从中间包底部缓慢流向水口。实测的 曲线见图
。图 无挡墙中间包 曲线
中间包设置挡墙
对中间包内设挡墙进行内型优化时，将正交试验所得到的结果经过极差分析与多指标综合平衡分析得出对应的试验结果如表 ，中间包 曲线见图 。
从表 正交试验结果可知，平均停留时间比无挡墙时的值延长，最短停留时间 也比无挡墙时的值延长，死区体积减小，混合区体积增大，有利于夹杂物颗粒相互碰撞聚合上浮。
?
?第 期
周俐等：板坯连铸中间包内型优化水模研究
表!正交试验结果
项目
! ／ ／ ／ ／ ／ ／ 参数
图 正交试验的 曲线
为了使结果更趋于合理，在正交试验结果的基础上，保持其它因素的最优水平不变，调整挡墙位置，进一步进行优化试验。优化后的结果见表 ， 曲线如图
，优化方案见表 。表"优化试验结果
项目
! ／ ／ ／ ／ ／ ／ 参数
图 优化试验的 曲线
表#优化实验方案
项目底板厚度孔大小
及数量
孔高度
孔角度挡墙位置
参数
（ 孔）
（ ）
从表 的优化试验结果看，
比正交试验更大，而最短停留时间!
为 ，平均停留时间! 为 ，均有所增加，且死区体积减少到 。因此优化后的中间包内型更有利于其冶金作用的发挥。
夹杂物上浮情况分析
当中包安置挡墙后，所有夹杂物的试验均表明：夹杂物的上浮率都大于 ，优化试验为 。这是由于钢水在中间包内的平均停留
时间较长，夹杂物有充分的时间上浮排出。
由于试验的局限性，我们可从优化试验结果来进一步推算夹杂物的上浮情况，优化试验最短停留
时间为 ，本次试验的时间比为：
取 ，得： 在 时间内，杂物物上浮的最小直径可由下式计算。
（! ! ） "
（
）式中
———夹杂物上浮的速度／（ ? ）
———夹杂物的直径／ ! ———钢液的密度／（ ? ）! ———夹杂物的密度／（ ? ）"—
——钢液的粘度／（ ? ? ）已知模型液面深度为 ，实型中间包中液面深度为 。由式（
）可得： （
）
／ #
" 计算结果说明中间包内大于 ! 的夹杂
物均能上浮。实际中间包中又由于挡墙孔的向上引流作用，夹杂物可随着钢液向上的流动而带到一定的高度，使夹杂物的上浮更加容易。
#结
论
（ ）中间包不设挡墙时，死区体积较大，不
利于中包冶金功能的发挥。
（ ）优化后的中间包内型合理，最短停留时间 为 ，平均停留时间! 为 ，死区体积为 ，活塞区体积为 ，混合区体积为 ，大型夹杂物能上浮排出。
参
考
文
献
张先棹 冶金传输原理 北京：北京钢铁学院出版社，
顾武安，杨素波，礼重超 攀钢连铸中间包水力模型实验 钢铁钒钛， ， （ ）： "
南晓东 第三炼钢厂板坯连铸中间包的水力学模拟 首钢科
技， （ ）： " 白新桂 数据分析与试验优化设计 北京：
清华大学出版社，
（收稿日期：
）?
?炼钢
第 卷
薄板坯连铸连轧之产品质量控制 王庆 （安徽工业大学） 摘要介绍了国外关于薄板坯连铸连轧生产中影响产品质量各种因素的研究成果, 对于一些主要的影响原理进行了简单的探讨,并且介绍了薄板坯来连铸连轧工艺产品的质量优势和工艺优势，使人们对采用薄板坯连铸连轧技术生产质量合格产品主要方面有一定基本了解。 关键词薄板坯连铸连轧质量 薄板坯连铸连轧在国际上是新出现的技术, 这些技术在正常生产中可满足用户需要, 但为达到现代工业对于板带钢质量的苛刻要求, 在生产控制方面要注意一些问题, 本文介绍了国外的一些经验。 1 薄板坯连铸连轧技术工艺流程与产品质量 现在拥有薄板坯连铸连轧技术的外国公司主要有4家, 其典型工艺布置各不相同。工艺布置的不同对质量性能是有影响的。 1.1 西马克的CSP技术 西马克CSP技术设备相对简单, 流程通畅, 易于掌握, 但是由于其采用50mm的板坯, 对薄规格产品道次变形量过大, 轧机负荷大; 对厚规格的产品压缩比过小, 对提高质量不利, 了产品范围的扩大和质量的提高。 1.2 德马克的ISP技术 德国德马克ISP技术连铸75mm板坯, 液芯压下至60m , 2架大压下轧机轧制到20mm, 进感应炉和无芯卷取箱炉均热, 4架精轧机轧制为成品。德马克方案的技术含量较高, 液芯压下大压下轧机、感应加热等都有特色, 但是新技术多带来的问题就是设备复杂,对管理水平和水平要求高。另外, 板坯出连铸机后进大压下轧机前, 板坯温度一般已不均匀, 工艺设计此有一除鳞设备, 但是板坯此时除鳞, 温度下降不利于轧制, 不除鳞则影响表面质量, 在生产一矛盾始终未得到解决。大压下轧机与连铸机连接在一起, 中间无缓冲设备, 而轧机换辊需要停机进行, 势必影响铸机的工作。 1.3奥钢联的CONROLL技术 奥钢联只在美国MANSFIELD的ARMCO利用原有的旧轧机改造了一条使CONROLL铸机的生产线。该生产线浇铸75～125mm的板坯, 奥钢联技术的特点是全部使用成熟技术。近年人们认为,连铸薄板坯从质量与经济性方面考虑, 并非越薄越好, 而是有一个经济厚度, 这一厚度为90～100mm左右。因为这个厚度离传统的板坯厚度较近, 可以借用长期积累的丰富经验与技术; 板坯较厚压缩比大, 从而可提高产品质量; 板坯断面积大可采用较低的拉速, 降低了结晶器磨损, 减少了拉漏几率; 在卷重相同的情况下板坯定尺短, 输送辊道、加热炉长度较短, 节省了投资, 平板结晶器的加工、修复也相对容易, 有色金属消耗低。 1.4 达涅利的FTSR技术 达涅利为加拿大的ALGOMA钢铁公司建设薄板坯连铸连轧线已投产, 该生产线使用达涅利的凸透镜型结晶器, 铸造60～80mm的薄板坯, 出结晶器进行液芯压下到50～70mm然后进入辊底式隧道炉均热, 由一台粗轧机轧制到25～35mm , 再进行均热(辊底式隧道炉) ,最后进入6机架精轧机组。达涅利技术生产的钢种范围较广, 包括包晶钢在内均可生产。在提高质量方面考虑也比较全面, 增加了边部感应加热和粗轧后的二次加热。为得到更好的表面质量, 达涅利的生产线有三次除鳞, 分别在连铸机出口、粗轧机入口和精轧机入口, 这对于提高表面质量无疑是有利的。达涅利设计的除鳞机为旋转的形式, 这对于提高表面质量和减少
定径水口的具体分类 定径水口主要用于连铸中间包小方坯，大方坯，矩形坯，小板坯浇钢使用。具有耐火度高，热震性能好，抗侵蚀、耐冲刷，扩径变化小、使用寿命长等特点。那么，定径水口主要有哪些分类呢？ 宜兴市瑞博耐火材料科技有限公司是一家专业研发、生产和销售氧化锆制品的公司，其生产的氧化锆产品完全达到国际使用标准。公司拥有先进的生产设备和完善的分析检测手段，定径水口的寿命可达15-24小时。对于定径水口的分类，宜兴市瑞博给出如下解答：目前在国内，定径水口有以下几种： 1、化学成分上分类： 1)ZrO2含量为60％。 2)ZrO2含量为65％。 3)ZrO2含量为75％。 4)ZrO2含量为85％。 5)ZrO2含量为95％。 2、定径水口形式上分类： 1)全均质定径水口 该水口任何一个部位的化学成分均匀一致。这种水口的强度大。整体性好，使用安全可靠，但价格昂贵，目前国内很少见到。 2)直接复合式定径水口 这种水口的本体为锆英石质，中孔复合部为含ZrO2成分较高的材质组成，通过一次成型、一次烧成制得，水口整体性好，强度大，使用安全可靠，价格较低。 3)镶嵌式定径水口 这种水口的本体为高铝质，内芯为锆质，用耐火泥粘合成为一个整体。它的使用安全程度取决于粘结泥料的耐火性能和粘结工艺。这种水口价格较低。 4)振动成型复合定径水口 这种水口的本体为高铝质浇注料，与锆质内芯一次振动成型在一起，没有粘结缝，整体性好。在水口外面还有用一个整体冲压的外套包住，使水口外形规整，便于运输、使用安全可靠。 5)烧成复合定径水口
这种水口的本体为高铝质，在成型时压入锆质内芯，再一起烧成。 对定径水口材质的要求是： 1、对钢水和熔渣的耐侵蚀性好 一般采用纯度较高的锆英石、CaO稳定的ZrO2和工业氧化锆制作水口。 2、抗热震性要好 锆英石在高温下要分解，ZrO2的热膨胀系数又很高，因此，要求制成的制品必须克服上述缺点，使其具有一定的抗热震性，在使用中不炸裂。
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
1.1 概述 中间包是连铸成套设备中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包注入的钢水，然后再由中间包水口分配到一个或多个结晶器中。中间包作为连续铸钢的重要设备，是提高钢产量和质量的重要一环。无论是对于连铸操作的顺利进行，还是对于钢液品质的影响，中间包的作用都是不可忽视的。由于生产操作要求，中间包必须具有升降功能，所以中间包坐落在中间包车上，靠安装在中间包车上的四个液压缸升降。当然中间包的升降还有电机控制方式，因其结构复杂、难维修，现在已被逐步淘汰。由于液压控制方便,结构简单紧凑，所以现在大部分中间包升降都采用液压控制。然而中间包的负载不均衡性、液压元件使用寿命及泄漏等题，中间包升降控制同步精度往往不能满足生产要求，这对浇钢过程中浸入式水口的对中极为不利，严重时还可能产生漏钢。因此进行新的同步控制系统的研究已经非常必要。 国内许多钢厂采用的液压技术同步的方法主要分为同步马达和节流同步两种，但这两种开环同步控制不能消除由于干扰和元件精度等造成的同步误差，甚至还存在误差累积的问题，且同步问题解决的并不理想。伺服阀应用在这一领域中有很大的缺陷，电液伺服阀结构复杂，造价高且抗污染能力差，不适宜于在环境恶劣的连铸生产中。既考虑同步的因素，又考虑实际情况的影响，在这样的条件下用电液比例阀就可以得到比较满意的结果。 关于多缸同步电液比例伺服控制，1994年HOGAN等通过非对称负载多缸同步控制问题的研究认为，若想获得满意的同步控制效果，一阀控制一缸的控制模式是必要的，但他们并未给出较好的同步控制策略。 本论文参考了国内外的大量研究文献资料，结合现场实际情况拟定了带补油装置的开环电液比例同步控制方案，采用四个比例方向阀控制四个液压缸的同步升降，本文对传统的连铸中包液压提升系统中出现的问题给出了很好的解决策略，特别是以下三个方面：○1如何能单独控制油缸保证四个油缸同步；○2油缸产生不同步后如何能单独调整该油缸；○3现有油缸产生泄漏后是否能当前位置保持。本文应用了压差补偿式比例方向阀，能够对流量实现比较精确的控制，保证了同步精度，当液压缸运动到底部时，通过位置传感器控制，是没回到底部的液压缸放油回到底部，消除了累积误差，保证液压缸不会长时间运行后发生倾斜。这种控制虽相比于电液比例闭环控制响应速度较慢，但也能取得较高的同步控制精度，同时成本有大幅度下降，维护起来更方便经济，十分适合现阶段连铸生产，因此有较高的研究意义和实际应用价值。 1.2同步控制回路 同步控制回路是实现多个执行元件以相同的位移或相等的速度运动的液压 回路。随着液压技术在工程领域中应用日益扩大，大型设备负载能力增加或因布局的关系，需要多个执行元件同时驱动一个工作部件，同步运动就显得更为突出。衡量同步运动的优劣的指标是同步精度，其位移的绝对误差Δ或相对误差δ来表
中间包冶金技术
摘要：分析了连铸坯中夹杂物的来源和浇注过程中的二次氧化问题。介绍了国内外先进炼钢厂(新日铁、JFE、克鲁斯、迪林根、浦项和宝钢等)中间包夹杂物的去除与控制措施。通过增大中间包容量、采用H型中间包或离心流动中间包、设置中间包气幕挡墙和中间包控流装置，优化中间包结构。通过采用中间包密封吹氩技术控制中间包开浇的二次污染；采用汇流旋涡抑制器防止中间包浇注过程中卷渣；采用碱性包衬和碱性覆盖剂、中间包无氧化烘烤与电磁感应加热、中间包连续真空浇注处理和电磁过滤，可以降低钢水二次污染，防止二次氧化，促进夹杂物上浮，提高铸坯的质量。 前言：随着对钢的质量要求日益提高，开发了各种钢包精炼技术，其目的就是提高洁净度，把钢水搞“干净”些。而中间包是连铸钢包与结晶器间的一个耐火材料容器。经过炉外精炼的钢水可以说是“干净”了，但浇到中间包后又可能再污染。因此，不能把中间包看着是一个简单的钢水过渡容器，而应把它看着是一个连续的冶金反应器，钢包精炼中采用的措施可以移植到中间包，以进一步净化钢液。为此提出了中间包冶金的概念，受到了人们的重视。 1 连铸坯中夹杂物的来源 从炼钢生产流程来看，铸坯的洁净度主要取决于钢水进入结晶器之前的炼钢、精炼和中间包冶金工序，钢水中夹杂物的主要来源是内生夹杂物和外来夹杂物。1．1内生夹杂物 内生夹杂物主要是脱氧产物，是钢中的合金化元素与溶解在钢水中的氧以及硫、氮的反应产物。如铝镇静钢，脱氧产物以A1?0?，为主；硅镇静钢，脱氧产物以MnO·SiO?：为主；钙处理钢，脱氧产物以mCaO·nAl?0?、mCaO·nAl?0?·X为主；钛处理钢，脱氧产物以TiO?、A1?0?、TiN、A1?0?与TiN复合夹杂物为主。内生夹杂物数量多，颗粒较小(一般小于10μm)，分布较均匀，成分简单,对钢的质量危害较小。 1．2外来夹杂物 外来夹杂物是指从炼钢到浇注的过程中，二次氧化产物和机械卷入钢中的各种氧
试题 一、填空题 1、连铸对钢水的基本要求（钢水温度）（钢水纯净度）（钢水的成分）（钢水的可浇性）。 2、结晶器振动机构采用（高频率）、（小振幅）的振动方式以减少振痕深度，提高铸坯表面质量。 3、中间包是钢包与结晶器之间的中间储存容器，它有（储钢）、（稳流）、（分流）、（缓冲）、（分渣）的作用，是实现多炉连浇的基础。 4、当结晶器（下振的）速度大于（拉坯）速度时，铸坯对结晶器的相对运动为向上，即逆着拉坯方向的运动，这种运动称负滑脱或负滑动。 5、拉矫机的作用有（拉坯）、（矫直）、（送引锭）。 6、连铸小方坯低倍组织是由（边缘等轴晶）、（柱状晶）、（中心等轴晶）三部分组成。 7、结晶器中保护渣的三层结构为（液渣层）、（烧结层）、（粉渣层） 8、我厂新区有4台连铸机，其中5、7、8#机为（小方坯）连铸机；6#机为（异型坯）连铸机。 9、我厂6#机结晶器铜板长（700）mm，流间距为（1800）mm; 5#机结晶器铜管长（1000）mm，流间距为（1300）mm; 7#机结晶器铜管长（900）mm，流间距为（1250）mm; 8#机结晶器铜管长（1000）mm，流间距为（1250）mm; 10、连铸坯质量缺陷主要有（裂纹）、（夹杂）、（皮下气泡）、（脱方）、
（划痕）等。 11、大包保护浇注的主要目的是为了避免(二次氧化)。 12、(结晶器)被称为连铸机的心脏。 13、连铸坯的内部缺陷主要有(中心疏松、缩孔、中心裂纹、中间裂纹、皮下裂纹、皮下气泡、中心偏析、夹渣)等。 14、提高连铸钢水纯净度的主要措施有：炼钢(提供纯净钢水)，采用钢水(炉外精炼处理)和(连铸保护浇铸)。 15、镇静钢的连铸坯内部结构可分为(表面等轴晶)带,( 柱状晶)带及(中心等轴晶)带。 16、工业用钢按化学成分一般分为(碳素钢)和(合金钢)二大类。 17、炉外精炼的主要功能是：调整（温度、成分)，去除钢中(夹杂和气体)。 18、采用轻压下技术主要是改善铸坯的(中心偏析)。 19、当小方坯横截面上两个对角线长度不相等时称为(脱方)。 20、纵裂缺陷属于(表面)缺陷。 21、铸坯中的偏析是指铸坯(化学成份)和(气体及夹杂)的分布不均匀，而通常是指(化学成份)的不均匀分布。 22、产品的技术标准，按照其制定权限和使用的范围可分为(国家标准)、(行业标准)、企业标准等。 23、钢水中的磷是一种有害元素，它可使钢产生(冷脆)。 24、钢水中的硫是一种有害元素，它可使钢产生(热脆)。 25、影响钢水流动性的主要因素是(温度)、(成分)和(钢中夹杂物)。
铝杆连铸连轧机组 技术规范书 一、铝杆连铸连轧机项目综述 本设备采用连铸连轧的工艺方法、生产φ9.5mm的铝杆。 1.生产工艺流程 1.1熔化炉（买方自备）—中间包(买方自备)-静置浇铸电炉（买方自备）—新型四轮浇铸机—油压剪—连轧机组（带堵杆停车保护装置）—收杆装置 1.2买方配好的液态铝钛硼合金由浇铸电炉经过流槽，注入新型四轮连铸机，连续浇铸成约900㎜2的梯形锭，用油压剪剪去废锭，待铝锭合格后进入连轧机，经引管装置下线落入收杆机成圈。 2.主要技术参数： 2.1成品铝钛硼杆直径φ9.5（根据用户要求） 2.2生产能力： 1.8-2T/h 2.3成圈重量：～1t 2.4轧制道次：11 2.5终轧速度：V—2.5-2.8m/s 3.连铸连轧机组设备配置及供货范围（熔化炉、中间包及浇铸电炉买方自备）， 3.1新型四轮连续浇铸机1台/套 该机采用目前国际上流行的新型四轮连铸机，它保证了连铸锭在轧制中心线上，克服了以前铸锭与轧制中心线成22°的夹角，铸锭扭转后再轧制，而对轧制质量产生不利因素；同时该机拆装结晶轮很方便（冷却系统可整体移动），并且浇煲铝液流量大小调整方便，可形成全自动和半自动控制，浇铸点为零点浇铸，铝液浇铸平稳，不易产生气泡和裂纹，大大提高了铸坯的内在质量，克服以往钓鱼杆式调整铝液流量大小不稳定的缺点；而且该机还具有钢带在运行中可以在线调整的优点等。 3.1.1铸锭截面积：≈900㎜2 3.1.2电动机：4KW
3.1.3冷却水压：0.35—0.5MPa 3.1.4冷却水量：40t/h 3.1.5结晶轮直径：1300mm 3.2单轨式油压剪：1套 3.2.1最大剪切力：1200kgf 3.2.2最大剪切行程：65mm 3.2.3电动葫芦型号：TV－0.25起重量250kg 3.2.4叶片泵型号:YB-25油压65kg/cm3油量25L/min 3.2.5电动机： 5.5KW N=960r/min 3.3连轧机组1台/套 3.3.1主电机：160KW 3.3.2出杆直径：φ9.5 3.3.3轧制中心高：1500mm 3.3.4机架：11机架 3.3.5轧辊名义尺寸：φ255mm 轧机采用自动喂料，机架分上、下传动交替布置，奇数机架是下传动，偶数机架是上传动，当轧制过程中发生故障而引起过载时，则安全联轴节中的剪切套剪断安全销，以保护传动齿轮和轴不被损坏，轧机具有堵杆自动保护系统。 3.4轧机乳液润滑系统 3.4.1乳液泵：ISW65-250型 流量56m3/h扬程54m15kw2900r/min1台 3.4.2过滤器：篮式过滤器1台 轧辊、轴承及进出口导位进行润滑、冷却，最后乳液全部流经底座上的回流槽，由回水管回到乳液池。 3.5齿轮箱体润滑系统 3.5.1齿轮油泵：2cy-18/3.6-14KW960r/min1台
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”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。 钢水温度过低的危害：①容易发生水口堵塞，浇铸中断；②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷；③非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。 二、钢水在钢包中的温度控制： 根据冶炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄的范围内变化；其次，要最大限度地减少从出钢、钢包中、钢包运送途中及进入中间包的整个过程中的温降。 实际生产中需采取在钢包内调整钢水温度的措施： 1）钢包吹氩调温 2）加废钢调温 3）在钢包中加热钢水技术 4）钢水包的保温
1、连铸流运行轨迹将连铸机分为哪几种？简述每种机型的特点？ 1）立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭圆形连铸机和水平连铸机。 2）A、立式连铸机：优点：铸机坯壳冷却均匀，且不受弯曲矫直作用，故不宜产生内部和表面裂纹，有利于夹杂物上浮；缺点：其设备高度大，操作不方便，投资费用高，设备维护及事故处理难，铸坯断面和定长及拉速受限，并且铸坯因钢水静压力大，板坯股肚变形较突出。 B、椭圆形连铸机：优点：是高度较弧形大大减小，钢水静压力低，铸坯股肚量小，内部裂纹中心偏析得到改善，投资节约20%----30%（比弧形）。缺点：结晶器内钢水中的夹杂物几乎无上浮机会，故对钢水要求严格。 C、水平连铸机：优点:是设备高度最低，钢水物二次氧化，铸坯质量得到改善，不受弯曲及矫直作用，有利于防止裂纹，设备维护简单，事故处理方便；缺点：中间包和结晶器连接处的分离较贵，结晶器和铸坯间润滑困难，拉坯时结晶器不振动，适合小坯量，多种浇注，200mm 以下方坯，圆坯，特殊钢。 D、弧形连铸机：分为单点矫直弧形连铸机，多点矫直弧形连铸机，直结晶器弧形连铸机。a）单点矫直弧形连铸机：优点：高度比立式、立弯式低，故设备重量轻，投资费用低，安装和维修方便，钢水对铸坯的静压力小，可减少因股肚造成的内列和偏析，有利于提高拉速改善铸坯质量。缺点：钢水凝固过程中，非金属夹杂物有向弧内聚焦的倾向，一造成铸坯内部杂物分布不均匀。 b）多点矫直弧形连铸机：优点：固液界面变形率降低铸坯带液芯矫直时，不产生内部裂纹，有利于提高拉速。 c）直结晶器弧形连铸机优点：具有立式的优点，有利于大型夹杂物的上浮及钢中夹杂物的平均分布，比立弯式高度更高，建设费用低。缺点：铸坯外弧侧坯壳受拉伸，两相区易造成裂纹缺陷，设备结构复杂，检修，维修难度大。 2、连铸生产工艺对连铸设备的要求： 1）必须适合高温钢水由液态变成液固态，又变成固态的全过程； 2）必须具有高度的抗高温，抗疲劳强度的性能和足够的强度； 3）必须具有较高的制造和安装精度，易于维修和快速更换，充分冷却和良好的润滑等。 3、连铸连轧的定义：由连铸机生产出来的高温无缺陷坯，不需要清理和再加热（但需进过短时均热和保温处理）而直接轧制成材，这样把“铸”“轧”直接连成一条生产线的工艺流程就称为连铸连轧。 4、连铸和连轧紧凑联结的方法：连铸坯热装、连铸坯直接轧制。 连铸坯热装工艺是指连铸机生产的钢坯不经过冷却，在热状态下卷入加热炉加热，然后进行轧制的方法。 连铸坯直接轧制工艺是指铸机出来的高温铸坯不再经过加热或只对边棱进行轻度的补充加热就直接送往轧机轧制成材。 5、连铸连轧的优点：1）简化生产工艺流程，生产周期短；2）占地面积少； 3）固定资产投资少；4）金属的收得率高；5）钢材性能好；6）能耗少； 7）工厂定员大幅降低；8）劳动条件好，易于实现自动化。 6、提高拉坯速度的限制因素：1）拉坯力的限制；2）铸坯断面影响；3）铸坯厚度影响；4）结晶器导热能力的限制；5）速度对铸质的影响；6）钢水过热度的影响；7）钢种的影响。 7、二次区包括：足辊段、支撑导向段和扇形段。 二冷区冷却方式：1）干式冷却；2)水喷雾冷却；3）水—气喷雾冷却（效果最好）。 二冷区作用：1）带液心的铸坯从结晶器中拉出后，需喷水或喷气水直接冷却，使铸坯快速凝固，以进入拉铸区； 2）对未完成凝固的铸坯起支撑、导向作用，防止铸坯的变形； 3）在上引锭杆时对锭杆起支撑、导向作用； 4）直弧形连铸机，二冷区第一段把直坯弯成弧形坯。
第一章钢铁冶金基本知识 第二章连铸机构造及各部分功能 第三章连铸坯质量及其控制 第四章连铸坯的热装、热送、能量的衔接 第五章薄板坯连铸连轧 第六章连铸大方坯液芯轧制 第七章近终型连铸及铸轧的配合 第一章钢铁冶金基本知识 一．钢铁冶金系统工程 二．对合格钢水的要求 三．炉外精炼 连铸与冶炼能力、节奏的匹配 一、钢铁冶金系统工程 1.工艺过程：矿石→选矿（磁选、浮选）→烧结（球团）→炼铁（高炉、非高炉）→炼钢（平炉、转炉和电炉； 炉外精炼）→铸造（模铸、连铸）→轧制（热轧、冷轧）→成品（板、管、型、线）。 2.最终产品的组织性能要满足用户的各种需要。（强度、塑性、韧性、加工性能、特殊物理化学性能）。 3.最终性能取决于成份控制、各工序的组织性能控制、具有遗传性、要求系列优化 二、对合格钢水的要求 1.温度合格 2.成份合格 3.纯净度合格 二、对合格钢水的要求 1. 温度合格：控制出钢温度、浇铸温度（考虑各中间过程温降）。 温度过高：钢中气体夹杂物↑，铸坯易裂，钢质变差，各项耐火材料消耗增加，枝晶粗大，偏析增加。 温度过低：浇铸困难，结晶器液面结壳，钢水粘度增加，气体夹杂物上浮困难。 . 温度合格：控制出钢温度、浇铸温度（考虑各中间过程温降）。 过热度：钢的浇铸温度与该钢种的液相线温度之差。 △T＝Tm－Tl，一般15~35℃ Tl＝1537℃－[88C％＋8Si％＋5Mn％＋30P％ ＋25S％＋5Ca%＋4Ni%＋2Mo％＋2V％＋ ＋1.5Cr%] 2.成份合格 基本成分： C 来自铁水、增碳剂、高碳铁合金、保护渣 Si 来自铁水、脱氧剂、铁合金 Mn 来自铁水、脱氧剂、铁合金 P 来自铁水中的矿石 S 来自铁水中的焦炭、石灰 P 、S为有害元素，S引起热脆，P引起冷脆，要通过炉外精炼将S脱至0.01%以下，P脱至0.015%以下（高级钢S和P脱至0.005%以下）。 2.成份合格 合金成分：特殊加入，视钢种而定。 Cr、Ni、Mo、Mn、Si 等 微合金元素：特殊加入或铁矿石残留，少量加入（如0.003%）就可获得优异性能。Nb、V、Ti、Re、B 有害成份：S%、P%、Cu%、As%、Pb%、Sn%等来自废钢和炼钢辅料，要求控制在要求范围以下 调整成份时要考虑合金元素的收得率，应在脱氧后加入，并有成分微调功能。 3.纯净度合格 气体[H] 来自原材料、耐火材料、空气中的水分，易引起白点。目前控制水平在2ppm 以下。 [O] 来自空气及吹炼中的氧，引起皮下气泡、氧化物夹杂，故炼钢后期要脱氧（加入MnFe、SiFe、Al）。
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。【发表建议】 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。【查看全文】 连铸自动化控制工艺流程图 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。【
查看全文】 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。【查看全文】 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。【查看全文】 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。【查看全文】 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。【查看全文】 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，
连铸工艺详解 连铸的生产工艺流程：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。 钢水温度过低的危害：①容易发生水口堵塞，浇铸中断；②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷；③非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。 二、钢水在钢包中的温度控制： 根据冶炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄的范围内变化；其次，要最大限度地减少从出钢、钢包中、钢包运送途中及进入中间包的整个过程中的温降。 实际生产中需采取在钢包内调整钢水温度的措施： 1）钢包吹氩调温 2）加废钢调温 3）在钢包中加热钢水技术 4）钢水包的保温 中间包钢水温度的控制 一、浇铸温度的确定 浇铸温度是指中间包内的钢水温度，通常一炉钢水需在中间包内测温3次，即开浇后5min、浇铸中期和浇铸结束前5min,而这3次温度的平均值被视为平均浇铸温度。 浇铸温度的确定可由下式表示（也称目标浇铸温度）： T=TL+△T 。 二、液相线温度： 即开始凝固的温度，就是确定浇铸温度的基础。推荐一个计算公式：
T=1536-{78[%C]+7.6[%Si]+4.9[%Mn]+34[%P]+30[%S]+5.0[%Cu]+3.1[%Ni]+1.3[%Cr]+3.6[%Al]+2. 0[%Mo]+2.0[%V]+18[%Ti]} 三、钢水过热度的确定 钢水过热度主要是根据铸坯的质量要求和浇铸性能来确定。 钢种类别过热度 非合金结构钢 10-20℃ 铝镇静深冲钢 15-25℃ 高碳、低合金钢 5-15℃ 四、出钢温度的确定 钢水从出钢到进入中间包经历5个温降过程： △T总=△T1+△T2+△T3+△T4+△T5 △T1出钢过程的温降； △T2出完钢钢水在运输和静置期间的温降 (1.0～1.5℃/min)； △T3钢包精炼过程的温降（6～10℃/min）； △T4精炼后钢水在静置和运往连铸平台的温降(5～1.2℃/min）； △T5钢水从钢包注入中间包的温降。 T出钢 = T浇+△T总 控制好出钢温度是保证目标浇铸温度的首要前提。具体的出钢温度要根据每个钢厂在自身温降规律调查的基础上，根据每个钢种所要经过的工艺路线来确定。 拉速的确定和控制 一、拉速控制作用: 拉速定义:拉坯速度是以每分钟从结晶器拉出的铸坯长度来表示。拉坯速度应和钢液的浇注速度相 一致。拉速控制合理,不但可以保证连铸生产的顺利进行,而且可以提高连铸生产能力,改善铸坯的质量.现代连铸追求高拉速。 二、拉速确定原则: 确保铸坯出结晶器时的能承受钢水的静压力而不破裂，对于参数一定的结晶器，拉速高时，坯壳薄；反之拉速低时则形成的坯壳厚。一般，拉速应确保出结晶器的坯壳厚度为12-14mm。 影响因素：钢种、钢水过热度、铸坯厚度等。
中间包冶金与耐火材料 丰文祥1, 2陈伟庆1赵继增2 1 北京科技大学冶金与生态学院，北京100083 2 北京利尔高温材料股份有限公司，北京102211 摘要中间包冶金是继钢包冶金之后一项重要的炉外精炼工艺，有其特殊的工艺特点和要求。本文从去除钢液非金属夹杂物的角度分析了中间包钢液夹杂物的来源、去除机理及中间包冶金技术，重点阐述了中间包用耐火材料在中间包冶金中的作用。 关键词炉外精炼，连铸，中间包，夹杂物，耐火材料 Tundish metallurgy and refractories Feng Wenxiang1,2 Chen Wenqing1 Zhao Jizeng2 1）Metallurgy and Ecology Engineering School, Science and Technolgy University Beijing 2）Beijing Lirr High Temperature Materials Compnay, Limited Abstract Tundish metallurgy is an important secondary refining technology after steel ladle metallurgy, and has its unique technological requirement and characteristics. Focused on the inclusions in steel, this paper has analysized inclusion sources and removal mechanism in tundish, and based on which, tundish metallurgy technology has been introduced. The contribution of refractories for tundish metallurgy has been highlightedly expatiated. Key words Secondary refining, continuous casting, tundish, inclusion, refractory 1 引言 近些年来，随着冶金技术的发展和对钢洁净度要求的不断提高，中间包作为连铸工艺中钢液凝固之前所经过的最后一个耐火材料容器，不再单纯作为钢液的储存器和分配器使用，而是作为冶金反应容器的一部分，继续承担着特殊的炉外精炼重要任务，中间包冶金的重要意义逐渐被人们认识并得到了快速发展[1,2]。 中间包冶金自20世纪80年代初被加拿大麦克林（A.McLean）教授提出以来[3]，许多研究成果已经转化为实际应用的技术措施，如中间包结构设计、钢液流动控制技术、保护浇注、恒温浇注、吹氩清洗、离心流动技术、电磁搅拌等，通过对钢液在中间包内的流动方式产生影响，除了均匀钢水的温度和成分外，还可延长钢液在中间包内停留时间和改变流动路径，促进夹杂物上浮去除，达到降低夹杂物含量、提高钢液洁净度的冶金效果。 本文分析了中间包钢液夹杂物的来源和去除机理，介绍了中间包冶金技术的新进展及耐火材料在中间包冶金工艺中的作用。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 丰文祥，工程师，硕士，北京利尔高温材料股份有限公司，E-mail：fengwenxiang2007@https://www.doczj.com/doc/751445242.html,
中国连铸技术发展 卢军辉 北京科技大学冶金与生态工程学院 Email：Junhui0929@https://www.doczj.com/doc/751445242.html, 摘 要：本论文简要评述了我国连铸技术的发展概况和传统连铸技术的发展，对提高连铸机生产率和连铸坯质量的技术措施进行了讨论。 关键词：连铸技术 生产率 连铸坯质量 前言 自1997年以来，世界粗钢产量迅速增长。2000年全世界粗钢产量首次突破8亿吨，2003年又突破9亿吨，而今年有望突破10亿吨。显然，连铸设备和工艺技术的完善和发展在其中起到了关键性的作用。今天，发展中国家钢和连铸坯的增长已经成为世界钢铁生产发展的主流，中国钢铁生产持续高速增长，也为这一发展做出了自己的贡献。 中国1996年钢产量首次超过1亿吨，2003年超过2亿吨，2004年可能达到2.8亿吨。连铸坯产量则从2000年超过1亿吨，发展到2003年超过2亿吨，2004年可能接近2.5亿吨，连铸比将达到96%[1]。而且今后几年，仍将保持较高的发展速度。 毫无疑问，七年来钢产量和连铸坯产量的高速增长是以科技创新来保证的，尤其是连铸科技创新仍是最为活跃的，并继续在钢铁工业流程优化，产品结构优化当中发挥着核心的作用。今天，代表钢铁生产水平档次的薄（中厚）板坯连铸连轧紧凑流程，已经形成了超过5000万吨/年的生产能力（七年来仅发展中国家就建成投产了11条紧凑流程生产线，其中中国占了7条，生产能力超过1400万吨/年），品种扩大，质量提高的进展引人瞩目，已经成为优质薄带材生产新的发展方向。七年来，因电磁连铸技术，结晶器非正弦振动技术，动态轻压下技术，二冷动态控制技术，低过热度高均匀凝固的浇铸工艺技术，铸坯质量在线监控技术，连铸生产过程在线检测和计算机自动化控制技术，无缺陷铸坯热装和直轧技术及中间包冶金、耐火材料功能化，保护渣性能优化等系列技术（及相应的设备）的进步，连铸生产效率及铸坯质量不断提高，钢铁生产更加稳定顺行，这就是人们更加关注连铸科技发展的原因。 本文拟从以下几个方面介绍钢铁生产中的连铸进展和存在的问题。 1我国连铸技术的发展现状 1.1连铸比迅速增长 统计数字显示,2001年我国连铸比为92.8%[2]，2002年我国连铸比为93.7%,2003年上半年全国连铸比达到94.65%[3],已超过了世界89.70%平均连铸比的水平;我国连铸比已达到发达国家的水平,连铸比将要达到饱和状态，此值不会是100%,大约在98%[4]。 1.2连铸机数量增长较快 我国连铸机的数量如表1所示(统计到2002年12月)[5]。 由表1可知:与工业发达国家相比,我国连铸机的台数最多;现有连铸机年生产能力可达2.9亿ｔ,实际连铸机产能还大有潜力。