小方坯连铸工艺

229管理及其他M anagement and other螺纹钢HRB400E 小方坯连铸生产实践李维华（福建三宝钢铁有限公司技术中心，福建 漳州 363000）摘 要：本文通过控制连铸钢水化学成分及其它成分配比、中间包的检查与烘烤、连铸温度制度、温中间包高度液面控制、拉速和冷却水流量控制等工艺，成功制备出了符合国标化学成分要求的螺纹钢HRB400E 小方坯。

结果表明，试验生产过程顺利，并且螺纹钢HRB400E 小方坯表面质量和低倍组织质量均合格，后续可以批量生产。

关键词：螺纹钢；HRB400E ；连铸；冷却；温度控制中图分类号：TG142.1 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）02-0229-2 收稿日期：2021-01作者简介：李维华，男，生于1983年，硕士，工程师，研究方向：炼钢工艺技术。

螺纹钢HRB400E 钢筋旧称三级螺纹钢，为热轧带肋钢筋的一种，屈服强度不低于400MPa。

螺纹钢与光圆钢筋的区别是表面带有纵肋和横肋，通常带有二道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。

螺纹钢属于小型型钢钢材，主要用于房屋、桥梁、道路等土建工程建设，大到高速桥梁、铁路、公路、等公用设施，小到房屋墙、梁、板、枉等，其在使用中要求有一定的机械强度、弯曲变形性能及工艺焊接性能[1-4]。

目前，螺纹钢的生产分为长流程和短流程，其中长流程工艺流程为：烧结矿+焦炭→炼铁→炼钢（转炉或者电炉）→连铸→热轧→入库，短流程工艺流程为：炼钢（电炉）→连铸→热轧→入库，可以看出，两种生产工艺都包含连铸工艺，说明了连铸在现代生产螺纹钢HRB400E 钢筋的主要性。

本文主要研究螺纹钢HRB400E 小方坯连铸生产工艺，主要包括：控制连铸钢水化学成分及其它成分配比、中间包的检查与烘烤、连铸温度制度、温中间包高度液面控制、拉速和冷却水流量控制等，摸索螺纹钢HRB400E 小方坯连铸生产的生产工艺和生产可行性，为后续连轧钢工序提供前提条件[5-8]。

小方坯高速连铸关键技术研究摘要：本文例举有关拉坯速度的计算公式，即断面拉速、宽厚比拉速与拉速最大值。

重点探讨高速铸坯的关键技术，优化结晶器、喷嘴布置、二冷技术等。

以供参考。

关键词：方坯；高速连铸；结晶器引言：高速连铸是在保持快拉速的条件下，实现正常铸坯生产，并确保成品质量不受干扰。

拉速调整为调控连铸技术的关键参数，其关系到结晶器和坯壳之间的作用力，拉速提高后，会加剧钢液变化，增强摩擦阻力，引发漏钢。

一、拉坯相关速度计算表达式其一是铸坯断面的拉速公式：式中，L表示铸坯断面的周长（mm）；F是铸坯断面的面积（mm2）；K是指断面形状的速度系数（）。

其二是铸坯宽厚比的拉速。

小方坯自身厚度会干扰到作业的速率，再加上宽度参数也偏大，需整合两项参数，得出拉速。

所用表达式如下：式中，D是指铸坯的厚度（mm）；f是系数（）。

其三是拉坯的最快速度值。

制约拉速的根因一般为结晶装置下口坯壳对应安全厚度，换言之为坯壳厚度参数的最小值。

在小断面的铸坯中，壳体安全厚度区间是，而在大断面铸坯中，厚度需超过。

基于凝固定律：/其中，K凝是指凝固系数（）；综合K凝取值范围在之间。

最大拉速的计算公式如下：式中，Vmax 是指最大拉速；Lm表示结晶装置的有效长度；Km是指钢液的凝固系数；代表坯壳厚度的最大值。

二、小方坯高速连铸的技术探讨（一）结晶器设计结晶器在此作业中的功能为让钢液快速冷却凝固，形成质地均匀、厚度适宜的坯壳。

以热传情况来看，结晶器中不同热阻实际占比分别是：坯壳；气隙；壁；壁和冷却水界面。

通过数据对比可看出，气隙热阻相对关键。

为达到高速拉坯的要求，需保证坯壳厚度，所以需把内部气隙控制在最小，保障总体传热效果，加大坯壳厚度。

1.锥度设计为满足铸坯收缩与结晶体的变形情况，通常锥度需根据钢液自身凝固收缩情况确定，有效控制气隙厚度，优化冷却效果，加快拉胚速率，保障成品质量。

考虑到单一倒锥度模式下，无法有效面积满足凝固收缩，特别在高速作业条件下。

精心整理方坯连铸工艺培训课件一、方坯连铸工艺流程简图二、方坯连铸基本参数铸坯断面：150×150mm定尺长度：6~12m（实际最短生产过9.25的，拉速2.1m/min）55Q4.1钢包汇总台4.1钢包回转台功能支承钢包并将满包从受包位旋转到中间罐上方的浇4.2中间罐功能保证连浇；均匀分配钢流到结晶器；促使夹杂物上浮。

结构型式中间罐为梯形带盖式，主要技术参数中间罐最大容量20t钢水液面高度工作液面：800mm主要技术参数烘烤时间180min烘烤温度～1000℃4.5结晶器功能将钢水凝结成型，使浇入其中的钢水快速冷却。

在引锭头拉出结晶器铜管后，凝结的钢水坯壳能承受内部还未凝固的钢水静压力。

结构型式结晶器为套管式，主要由内壁镀铬的三维立体锥度铜管、精密加工成型的整体铜水套、钢结构外壳、上下法兰、卡板及密封件等部分组成。

铜管材质为磷脱氧铜。

主要技术参数铜管长度900mm托架等组成,喷淋管沿弧线纵向布置。

主要技术参数冷却段数3（含喷淋环）喷淋管长度～4.5m喷嘴型号3/8PZ17080QZ5*12PZ8065QZ5*28PZ8047QZ5*284.8导向段功能开浇时引导引锭杆进入结晶器并在浇铸时支承铸坯。

结构型式导向段位于喷淋集管组与拉矫机之间，主要由导向辊、支座、侧导辊、压辊及侧导板等组成。

功能开浇时引锭头堵住结晶器下口，把初步凝固的铸坯拉出结晶器，引入拉矫机。

结构型式主要由自适应型引锭头、刚性杆身、链条及联接件、传动系统、导向轮及安全装置所组成。

铸机开浇前，启动存放装置电动机使引锭杆下降至拉矫机内。

引锭结束后，引锭杆运行至存放位置。

主要技术参数引锭杆外弧半径R8m引锭杆长度(弧度)～87°送引锭杆速度1～4.0m/min4.11切前/输送/出坯辊道坯。

主要技术参数行程～20000mm(工作行程)轨距～13000mm轮距/轮径～2100mm/D300mm4.13翻转冷床功能翻转冷却铸坯，防止铸坯变形结构型式冷床为液压传动、步进翻转式。

小方坯连铸自动加保护渣的研究与实现一、引言随着钢铁行业的不断发展，连铸技术已经成为了各大钢铁企业的主要生产工艺之一。

连铸工艺的发展为钢铁生产提供了更高效、更节能的生产方式，同时也为产品的质量和规格提供了更为稳定的保障。

在连铸过程中，保护渣的加入是非常重要的一环，可以有效地保护铸模和坯料，提高坯料表面的质量，从而提高后续轧制和终轧产品的质量。

对小方坯连铸自动加保护渣的研究与实现具有重要的意义。

二、小方坯连铸工艺及保护渣的作用小方坯连铸是一种通过结晶器内横断面积逐渐变小的尾液流动方式，将钢液凝固成小方坯形式的连铸工艺。

其主要工艺步骤包括连续浇铸、冷却定向凝固、坯料切断等。

保护渣是指在连铸过程中，在铸模与钢液界面上形成的一层保护层，其主要作用包括抑制氧化、防止结晶器的磨损、减小坯料表面结晶度和凝固壳的形成等。

三、小方坯连铸自动加保护渣所面临的问题传统的小方坯连铸工艺中，通常采用手动加保护渣的方式。

这种方式存在以下问题：一是生产效率低，需要大量的人工操作，难以适应现代化生产的需求；二是加渣量难以控制，造成保护渣的浪费和产品质量不稳定；三是对操作人员的技术要求较高，容易受到人为因素的影响，无法保证加渣的均匀性和稳定性。

四、小方坯连铸自动加保护渣的研究与实现为了解决传统手动加渣方式存在的问题，我们进行了小方坯连铸自动加保护渣的研究与实现。

主要包括以下几个方面的工作：1. 自动加渣系统的设计针对小方坯连铸生产线的实际情况，我们设计了一套自动加渣系统。

该系统主要包括保护渣斗、加渣控制装置、输送系统等部件。

保护渣斗的设计采用了特殊的结构，能够确保保护渣的均匀分布和稳定供给。

2. 自动加渣系统的控制为了确保加渣的均匀性和稳定性，我们设计了一套相应的控制系统。

该系统主要包括加渣量控制、加渣速度控制、加渣时间控制等功能。

该系统还可以根据连铸速度、坯料尺寸等参数进行自动调整，以适应不同工艺条件下的使用。

3. 试验验证在设计完成后，我们进行了一系列的试验验证。

小方坯连铸自动加保护渣的研究与实现一、引言在钢铁生产过程中，连铸技术一直是一个重要的环节，它影响着铸坯的形状和质量。

对于小方坯的连铸过程来说，保护渣的加入是至关重要的步骤之一。

保护渣能够有效地防止氧化、渣夹杂以及热裂等问题的产生，保证了连铸过程的顺利进行和铸坯的质量。

传统的保护渣加入方式存在着许多问题，比如人工加渣不及时，温度不准确，容易造成浪费和质量不稳定等。

研究和实现小方坯连铸自动加保护渣技术具有重要的意义。

目前，钢铁行业对于保护渣的加入方式主要有人工加渣和机器加渣两种方式。

人工加渣的方式简单粗暴，但是存在着温度不准确、时间延迟、浪费较大等问题。

机器加渣的方式使用自动装置进行加渣，但是传统的机器加渣设备需要大量的人力进行操作和维护，成本较高。

当前学术界和工业界对于小方坯连铸自动加保护渣技术的研究主要集中在如何实现自动化、智能化和降低成本这几个方面。

一些研究者提出了采用传感器检测铸坯温度、液面高度和保护渣耗量等参数，然后通过控制系统自动完成加渣操作的方案。

还有一些工程团队提出了采用机器视觉技术监测铸坯表面状况，根据铸坯的实际情况来进行精准加渣的方案。

三、小方坯连铸自动加保护渣的关键技术1. 传感器技术传感器技术是实现小方坯连铸自动加保护渣的关键技术之一。

传感器可以用来检测铸坯的温度、液面高度和保护渣的耗量等参数，从而为自动加渣提供数据支持。

通过传感器技术，可以实现对生产过程的实时监测和控制，提高生产效率和产品质量。

2. 控制系统控制系统是实现小方坯连铸自动加保护渣的核心技术之一。

控制系统可以根据传感器检测到的数据，运用控制算法进行智能化的决策，然后通过执行机构实现对加渣设备的控制。

通过控制系统，可以实现对生产过程的自动化和精准控制，提高生产效率和降低成本。

3. 机器视觉技术1. 传感器检测和数据采集通过在小方坯连铸设备中安装温度传感器、液面高度传感器和保护渣耗量传感器等，实时检测铸坯的温度、液面高度和保护渣的耗量等参数，并将数据传输给控制系统。

一、连铸机主要参数：序号名称单位参数1 机型刚性引锭杆全弧形连铸机（罗可普机型）2 浇铸钢种普碳钢、低合金钢、合金结构钢、焊条钢、冷墩钢、弹簧钢、高碳钢、标准件用钢3 基本弧形半径m 1#机：R6；2#、3#机、5#机：R84 台数×机数×流数1#、2#、3#机：1×4×4；5#机：1×5×55 流间距mm 12006 铸坯断面尺寸mm×mm 120×120、150×150、180×180 160×220、160×2807 工作拉速m/min 1#、2#、3#机：0.5-3.3；5#机0.5-3.58 中包容量t 1#、2#、3#机工作液位：18t；（液面深度700mm），溢流液位：19t（液面深度800mm）；5#机工作液位：30t（液面深度800mm），溢流液位：35t（液面深度900mm）9 结晶器型式管式结晶器，5#机带一对足辊10 结晶器铜管长度mm 小方坯1#机：850；2#、3#：900；矩形坯均为：850；5#机：100011 振动方式1#、2#、3#机：短臂四连杆正弦振动；5#机：双偏心半板簧正弦振动12 振幅mm 413 铸坯定尺长度m 3～1214 铸坯切割方式火焰切割机自动切割二、连铸机工艺流程图转炉出钢→钢包回转台→中间罐→结晶器→二次冷却→拉矫机→火焰切割机→输送辊道→翻钢机、移坯机→出坯三、中间包的准备与烘烤1、定径水口技术要求：定径水口技术参数控制表项目ZrO2含量显气孔率体积密度指标≥92% ≤18% 3.9g/cm3左右2、中间包的检查：必须认真检查中间包水口座砖，发现座砖有问题，应及时更换。

绝热板包应认真检查中间包绝热板和绝热板之间的泥料，发现问题，及时处理；然后方可安装定径水口。

干式料中包应认真检查中包快换机构工作是否正常，是否存在滑块打不到位，滑块打不正等情况。

小方坯连铸刚性引锭杆自动控制技术文章以天津荣程六机六流小方坯连铸为例，介绍了小方坯连铸刚性引锭杆的工作方式，以及刚性引锭杆的位置追踪方法和自动送引锭及自动存放。

标签：连铸刚性引锭杆；PLC；光电开关引言小方坯是连铸工艺中一个重要坯型，目前在连铸项目中应用十分广泛。

引锭杆是连续铸钢的重要装置之一。

引锭杆由引锭头、过渡件和杆身组成。

浇铸前，引锭头和部分过渡件被送入结晶器。

浇铸开始后，钢水开始在结晶器中凝固，与引锭头凝结在一起，再由拉矫机牵引着引锭杆，把铸坯连续地从结晶器拉出，直到引锭头通过拉矫机下压与铸坯分离，进入引锭杆存放装置。

由于刚性引锭杆有较为复杂的引锭杆存放装置，因此在送引锭及拉坯过程中动作复杂，而在以往的连铸项目中多采用人工手动控制。

但是由于连铸主操作室一般只配备一个操作工，在连铸项目流数较多时，操作工过于忙碌，不能很好的兼顾各流，容易造成事故，损坏设备。

因此实现自动送引锭及拉坯过程中引锭杆自动存放十分必要，可节约时间并且避免操作工过于繁忙而造成事故。

本文以天津荣程小方坯引锭杆自动送引锭及存放为例简要介绍刚性引錠杆的位置追踪及自动控制。

1 系统构成1.1 硬件配置本套连铸机控制系统选择西门子公司的S7系列可编程序控制器。

依据工艺流程的划分，本项目设置7个独立的PLC系统。

这7个PLC系统由一个公用系统及6个铸流系统构成。

公用系统监控的部分为大包回转台，中间罐车，各个液压站，公共部分相应阀台以及捞钢机和翻转冷床。

铸流系统为6个相同的系统，无论硬件配置与程序都是相同的。

铸流系统监控的部分为拉矫机，引锭杆存放装置，输送辊道，铸流部分液压阀台以及配水中所使用的流量计和各种阀门。

本文中所介绍的内容主要就是针对铸流系统。

公用系统CPU为Siemens S7-300系列，主站内配置一块CP343 -1以太网通信模块，及西门子数字量模拟量输入输出模块。

CPU通过Profibus DP现场总线连接各个远程站，各个远程站主要在电气室外操作台及各个液压站操作箱内。

方坯小矩形坯圆坯连铸机自动控制说明1．连铸机工艺流程：连铸机浇注前，先进行上引锭操作。

在确保液压站正常工作的前提下可进行送引锭操作：首先拔出防止引锭杆下滑的定位销子，确认销子拔到位以后送引锭，拉矫辊和脱锭辊会自动抬起经10秒延时后引锭存放电机启动，送引锭杆入拉矫机拉矫上辊下，当引锭杆送达拉矫机下时，引锭杆停止，跟踪位灯点亮，拉矫辊自动压下且一压压紧，10秒后，确保一压完成，引锭电机和拉矫机同时启动并保持线速度一致。

开始送引锭至结晶器下口。

当引锭杆送至结晶器下1000mm左右时，停止送引锭。

拉矫台的操作权交给结晶器操作箱，由机旁箱的按钮盒点动按钮把引锭杆送入结晶器内，送引锭过程完成。

经过预热的中间包由位于浇注平台一侧的中间包车运行至结晶器上方，通过中间包车上的对中机构对位。

合格钢水由出钢跨吊车吊运至钢包回转台上，操作工在钢包操作台上操作转台，钢包回转台经转动、减速、停止，回转180°后，钢包置于中间包上方。

操作工开启钢包滑动水口，钢水进入中间包；待中间包钢水液位达到一定高度后，加入保温剂，打开定径水口，开始浇注；钢水液位在结晶器内上升，当钢水液位达到一定高度时，启动结晶器振动装置和拉矫机，拉坯开始，二冷水阀门打开，对铸坯进行二次冷却。

当引锭杆头部到拉坯辊，存放电机慢速启动，此时电气控制使拉矫机的速度不能低于存放电机速度，延时，拉坯辊压力由引锭杆压力转为热坯压力，当引锭头出拉矫机的矫直辊时（取引锭杆尾端的行程开关信号），矫直辊以高压压力向热坯头部压下，将引锭杆与铸坯脱离，压下到位后，延时，矫直辊压力转为热坯压力。

脱离热坯后的引锭杆由存放电机继续驱动到达引锭杆存放位时，存放电机停转（取引锭杆尾端的行程开关信号），引锭杆停在存放位，等待下一次浇钢。

当铸坯头部触及定尺检测装置的吊链，发出电信号时，切割机抱夹夹紧铸坯，进行定尺切割操作，当切割机完成定尺切割操作时，该流的切割后辊道启动，同时横移区X流公用辊道启动，切断后的铸坯经切割后辊道输送至钢坯横移区前的升降档板位置。