(一)连铸基础理论

２００７年第４期　鞍钢技术　

ＡＮＧＡＮＧ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　总第３４６期　

连铸板坯轻压下过程压下率参数的理论分析　

朱苗勇林启勇王军　

（东北大学）　

摘要通过分析连铸板坯的轻压下过程，提出了铸坯压下率的理论模型，考察了不同拉　

速、不同铸坯断面下板坯压下率的变化规律。结果表明，压下率与压下速率沿拉坯方向呈近似　

线性减少关系；压下速率的取值不受拉速影响；压下率与铸坯厚度呈线性减少关系，厚度每增　

加１０％，压下率减小１０％；铸坯宽度对压下率的影响很小；压下总量不随拉速的变化而变化。　

关键词　连铸板坯轻压下压下率压下速率　

中图分类号：Ｔ下７７７．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—４６１３（２００７）０４—０００１—０５　

Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　Ｓｏｆｔ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　Ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｆｏｒ　Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｃａｓｔｉｎｇ　Ｓｌａｂ　

Ｚｈｕ　Ｍｉａｏｙｏｎｇ　Ｌｉｎ　Ｑｉｙｏｎｇ　Ｗａｎｇ　Ｊｕｎ　

（Ｎｏ￣ｈｅａｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）　

Ａｂｓｔｒａ￣Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｓｏｆｔ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｕｍｅ　ｏｆ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｓｌａｂ，ａ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　

ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｉｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ａｎｄ　ｃｈａｎｇｅ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｓｌａｂ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆ－　

ｆｅｒｅｎｔ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｓｐｅｅｄｓ　ａｎｄ　ｓｉｚｅｓ　ｏｆ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｓｌａｂ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｒｅｄｕｃ・　

ｔｉｏｎ　ｇｒａｄｉｅｎｔ　ａｎｄ　ｒａｔｅ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｌｉｎｅａｒｌｙ　ａｌｏｎｇ　ｔｈｅ　ｓｔｒａｎｄ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｃａｓｔｉｎｇ　ｓｐｅｅｄ　ｈａｓ　ｎｏ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　

连铸连轧法生产铜杆

一、连铸连轧铜杆生产工艺过程：

电解铜 加料机

竖炉

上流槽 保温炉 下流槽 浇堡

铸造机 夹送辊 剪切机 坯锭预处理设备 轧机 清洗冷却管道 涂蜡 成圈机 包装机 成品运输

二、连铸连轧铜杆生产线

当前世界各国采用的铜杆连续生产线新工艺主要有：意大利的Properzi系统（缩称CCR系统），美国的SouthWire系统（缩称SCR系统）、联邦德国的Krupp/Hazelett系统（缩称Contirod系统）、以及将法国的SECIM系统。这些系统在原理上基本相同，工艺上也大同小异，其差异主要是在铸机和轧机的形式和结构上。

CCR系统沿用铝连铸连轧的双轮铸机和三角轧机形式连铸连轧铜杆。最初铜铸锭截面1300mm²，现在最大可达2300mm²，理论能力18t/h，轧制孔型系“三角——圆”系统。当锭子截面太大时，原轧机前面加两平一立辊机架，采用箱式孔型开坯，箱孔型道次减缩率在40%左右。

SCR系统是在CCR的基础上改进而成的如图2-35，铸机由双轮改为五轮（一大四小），轧机则改为平一立辊式连轧机，孔型改为箱—椭—圆系统。头上两道箱式孔型同样起开坯作用。SCR五轮铸机可铸铜锭截面6845 mm²，理论能力2518t/h。

图2-35

1——提升机及加料台 2——熔化炉 3——保温炉 4——液压剪 5——铸锭整形器

6——飞剪 7——酸洗 8——卷取装置 9——精轧机组 10——粗轧机组

11——连铸机

Contirod系统工艺和生产规模基本上和SCR一样，只是铸机改用了“无轮双钢带式”即Hazelett式。

SECIM系统（图2-36），采用四轮式连铸机，（一大三小），最大铸锭截面4050mm²，11机架，孔型前三道为箱—扁—圆系统。生产铜杆φ7~16mm，重量达到5t，生产能力30 t/h。

连铸基础知识汇总浇钢工必备

连铸基础知识汇总浇钢工必备

1使用耐火砖中间包与绝热板中间包相比，钢水中夹杂物含量较少。 ( )答案: ×

2、 Al-C质耐火材料属于碱性耐火材料。 ( )答案: ×

3、 降低出钢温度可以降低钢水对耐火材料的侵蚀，提高炉龄。 ( )答案: √

4、 浇注温度是指中间包内的钢水温度。 ( )答案: √

5、 结晶器的振动频率常用每秒钟的振动次数表示。 ( )答案: ×

6、结晶器每秒钟振动次数叫频率。 ( )答案: ×

7、结晶器振动时的上升速度与下降速度相等。 ( )答案: ×

8、 连铸机的液相深度主要与浇注温度、拉坯速度、连铸坯厚度及冷却强度有关。 ( )答案: √

9、连铸坯切割装置必须保持与铸坯同步运动。 ( )答案: √

10、连铸用焦炉煤气主要含有CH4、CO、H2O气体。 ( )答案: ×

11、所谓机组，就是在一台连铸机中具有独立的传动系统和工作系统，当它机出事故时仍可照常工作的一套连铸设备称为一个机组。 ( )

答案: √

12、所谓压缩比是指铸坯横断面积与轧材横断面积之比。 ( )答案: √

13、炭化稻壳能吸收钢水中的夹杂物。 ( )答案: ×

14、同样铸坯断面下，钢水温度越低，浇注速度应加快。 ( )答案: √

15、现在通常使用的定径水口为铝质材料制成。 ( )答案: √

16、一台连铸机具有独立传动系统的机组数目，称为连铸机的机数。 ( )答案: √

17、中包加挡墙和坝的目的是阻碍钢水在中包内的流动。 ( )答案: ×

18、 中包使用绝热板包衬可延长其寿命。 ( )答案: √

19、 中间包覆盖渣能防止钢液二次氧化，而且还能吸附中间包钢液上浮的非金属夹杂物，减少中间包内钢液的温度降。 ( )

1 连铸与电磁搅拌理论

随着用户对钢材质量提出越来越高的要求，使得提高铸坯质量成为连铸生产中的首要问题。铸坯内部质量在很大程度上取决于铸坯内部是否呈现均匀而致密的等轴晶凝固组织。但是在连铸坯实际凝固过程中，由于钢水冷却速度很快，造成铸坯凝固时柱状晶的发展，往往产生“搭桥”现象，带来缩孔偏析、疏松、夹杂物聚集等缺陷。

由于电磁场的作用具有非接触的特点，特别适合于高温钢水这种特殊场合，连铸机的电磁搅拌(electromagnetic stirring:ems)技术随之应运而生，它可以显著改善铸坯质量，因此在国内外受到高度重视并得到快速发展与广泛应用。目前，炼钢厂连铸机电磁搅拌装置已经成为冶炼高性能品种钢水必不可少的设备。

电磁搅拌的工作原理基于电磁感应定律，载流导体处于磁场中就要受到电磁力的作用而发生运动。就此而言，电磁搅拌的工作原理和异步电机相同, 搅拌器相当于电机的定子，钢水相当于电机的转子。由电磁搅拌器的线圈绕组产生旋转磁场，在导电的钢水中产生感应电流,感应电流与磁场作用产生电磁力,对钢水起到了搅拌作用。连铸电磁搅拌的实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力来强化钢水的运动。带有电磁搅拌器的结晶器结构形式如图1所示。

2 电磁搅拌对电源的特殊要求

电磁搅拌系统由两大部分组成:电磁搅拌器和变频电源。

钢水之所以能被搅拌，是由于搅拌器线圈激发的交变磁场穿透到铸坯的钢水内，在其中产生感应电流，感应电流与磁场相互作用产生电磁力，电磁力作用在钢水体积元上，从而推动钢水运动。其中感生电磁力与电流强度的平方成正比。电流越大，中心磁感应强度越高。一般情况下，结晶区电磁搅拌器要求中心磁感应强度幅值＞500gs;为保证达到磁感应强度要求，必须要有足够大的电流。这就要求变频电源必须能够长时间提供大电流，通常要在达到400a以上。

电磁搅拌器作用在钢水中的电磁力和钢水搅拌的速度不仅与电流强度有关，而且受电源频率的影响很大。频率的选择主要和结晶器铜管的导磁率、厚度、断面等因素密切相关，它们不仅影响最大电磁力的量值，选择不当还会弱化搅拌功率。一般情况下，为了保证磁场的穿透效果，最佳搅拌频率在1-8hz之间。一般铸坯断面大、结晶器铜管厚的电源频率取低一点;断面小、铜管薄的电源频率取高一点。