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从ECR无头连铸连轧看实现高效连铸的关键ECR无头连铸连轧工艺中的高效连铸技术环境保护、降低生产成本是钢铁生产永恒的主题。
10几年来薄板坯连铸连轧、铸坯热送、热装技术使连铸成为最活跃的领域，这些技术的发展与实践大幅度地降低了设备投入及生产成本，提高了产品的竞争力。
同板材相比，长材生产在这些方面的进展则没有那么明显。
一方面长材生产是以小型钢厂生产为特点，投资少，见效快，众多的生产厂情况各异，技术水平差异很大。
这是方坯连铸技术革新及新技术推广落后于板材的主要原因。
另一方面，长材产品在钢材的总产量中占有相当的比重，长材生产推广高效连铸、铸坯热送、热装技术以及连铸连轧技术潜力巨大。
ECR无头连铸连轧工艺生产实践表明，采用先进合理的连铸工艺及其配套的装备，浇注160x200mm规格的连铸坯，普碳钢浇铸速度最大可以达到6米/分钟，合金钢浇铸速度最大可以达到3.5米/分钟以上。
实现了无漏钢连铸。
经连铸机生产的连铸坯通过隧道式加热炉直接供给轧机，不间断地直接轧制。
ECR无头连铸连轧生产线可极大地缩短从定单到最终产品发货之间的供货周期，最短供货周期可小于4小时，提高了生产的灵活性。
与现有的其它生产工艺相比，ECR无头连铸连轧生产线特殊钢生产成本平均降低45-50美元/吨，普通钢生产成本平均降低12-14美元/吨。
ECR无头连铸连轧技术1 主要工业参数和产品大纲ABS厂的ECR无头连铸连轧生产线设计能力为年产50万吨特钢成品，一台90吨电炉及配套的精炼设备，车间生产能力为90吨/小时。
特钢成品为用于机械加工行业、汽车制造工业以及其他特钢应用领域的优质圆钢、方钢、六角钢棒、线材和棒卷。
ECR无头连铸连轧生产线生产特钢成品时可以保证在线处理，不经离线再加工就可以生产出符合要求的优质产品。
ECR无头连铸连轧生产线同时也可生产普钢。
生产普钢的优势是使工厂在非常广的成品规格范围内，具有非常高的生产能力。
生产圆钢、螺纹钢筋、线材和棒卷、中小型钢、工字钢和特殊型钢的能力在80万吨/年左右。
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。
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。
小方坯连铸机高拉速生产技术探讨摘要：高拉速是小方坯连铸生产的重要指标，拉速越大则生产效率越高，企业可获得的经济效益也就越多。
小方坯连铸技术的研究方向一直都是高拉速、高效连铸，本文就此方面进行了简单的分析，探讨了连铸机高拉速生产技术的优化方向，采取技术手段做进一步的改造，在保证工艺精细化水平的同时，实现高拉速连铸生产。
关键词：小方坯；连铸；高拉速；生产技术连铸技术发展越来越成熟，面对不同钢种品种规格与产量，想要实现高质量、高效率生产，还需要在不断的实践中总结经验，然后做进一步的技术改造。
高拉速连铸便是一大研究方向，即在不影响铸坯质量的同事，提高浇注拉速。
对小方坯连铸机高拉速生产技术进行研究时，要注意目前常见的传热不均、摩擦阻力增大等问题，避免出现坯壳黏结、裂纹等质量问题，利用技术手段来降低工艺生产风险。
一、小方坯连铸机高拉速生产分析连铸设备与生产技术在持续发展，整个生产工艺越来越成熟，以连铸钢坯-热装/热送-加热炉-轧制为代表的生产模式十分常见，并且薄板坯热轧带钢铸轧一体化模式的商业化应用，也带动了小方坯连铸生产技术的改造创新，在保证产品质量的前提下，提高钢铁产能，同时还可以降低生产成本。
其中，为确保轧制成品性能满足加工标准，就务必要控制好钢坯温度，使其能够满足轧制工艺要求，而这一要求的前提必须要是实现高拉速。
但是在提高拉速的情况下，需要注意随着铸坯液芯的变细变长，补缩的难度进一步加大，会对内部质量产生非常大的影响，例如高级别的缩孔、疏松等缺陷会对后续的轧制产生严重影响，降低成品质量。
并且，与高拉速对应的是结晶器页面波动加剧，结晶器保护渣的消耗减少，影响结晶器铜管与坯壳之间保护渣膜的稳定性与均匀性，与之对应的便是坯壳在结晶器内传热不均、摩擦阻力增大等问题，有较大的可能会造成坯壳产生裂纹，增加生产风险[1]。
在对小方坯连铸机高拉速生产技术进行研究时，不仅要强调高效率，更是要保证钢坯质量问题，因此要从实际生产出发，对高拉速生产技术进行优化改进，将生产风险控制到最低。
高效连铸知识问答1．什么是高效连铸？答：高效连铸通常定义为五高：即整个连铸坯生产过程是高拉速、高质量、高效率、高作业率、高温铸坯。
陆着市场经济的深入发展，应当添加高经济效益(大幅度降成本)这一项最直接的指标；另外，高自动控制也提到日程上来了。
目前，国内的方坯高效连铸(以150方为例)，应在单流年产15万吨~20万吨合格普碳钢铸坯的水平、板坯应在100万-150万吨合格铸坯的水平。
其铸坯每吨的成本也在逐年降低。
连铸机的全程自动控制水平也在逐年提高。
2．高效连铸技术有哪些主要内容?答：高效连铸技术是一项系统的整体技术，实现高效连铸需要工艺、设备、生产组织和管理、物流管理、生产操作以及与之配套的炼钢车间各个环节的协调与统一。
主要技术内容如下：(1)保证适宜的钢水温度、最佳的钢水成分．并保证其稳定性的连铸相关配套技术。
(2)供应清洁的钢水和良好流动性钢水的连铸相关技术。
(3)连铸的关键技术—高冷却强度的、导热均匀的长寿结晶器总成(包括结晶器整体结构、精密水套、导热均匀的曲面铜管等等)。
(4)高精度、长寿的结晶器振动装置是高效连铸关键技术之一，这其中包括振动装置硬件的优化及结晶器振动形式、振动工艺参数的软件优化。
以往高效连铸采用的半板簧、全板簧及高频小振幅正弦波形起到了一定的正面效果。
目前，中冶连铸研制的新型串接式全板簧振动装置，其精度更高，整体刚度增强，寿命长，对促进高效连铸进一步发展将起到重要作用。
该装置可采用液压传动或机械传动，液压传动可增加正滑脱时间，提高保护渣用量，减小上振速度峰值，降低拉坯阻力，降低负滑脱时间，使振痕深度相应减小。
机械传动可以降低成本，更易于，推广使用。
(5)保护渣技术。
众所周知，保护渣与拉速相匹配，拉速提高后，保护渣黏度等指标要相应改进，保证用量不减或在允许范围内减少，以保证铸坯的高质量。
因此，连铸高效化后必须有低黏度、低熔点、高熔化速度、大凝固系数的保护渣。
保护渣技术是连铸高效化的一项关键技术。
什么是高效连铸1．什么是高效连铸？答：高效连铸通常定义为五高：即整个连铸坯生产过程是高拉速、高质量、高效率、高作业率、高温铸坯。
陆着市场经济的深入发展，应当添加高经济效益(大幅度降成本)这一项最直接的指标；另外，高自动控制也提到日程上来了。
目前，国内的方坯高效连铸(以150方为例)，应在单流年产15万吨~20万吨合格普碳钢铸坯的水平、板坯应在100万-150万吨合格铸坯的水平。
其铸坯每吨的成本也在逐年降低。
连铸机的全程自动控制水平也在逐年提高。
2．高效连铸技术有哪些主要内容?答：高效连铸技术是一项系统的整体技术，实现高效连铸需要工艺、设备、生产组织和管理、物流管理、生产操作以及与之配套的炼钢车间各个环节的协调与统一。
主要技术内容如下：(1)保证适宜的钢水温度、最佳的钢水成分．并保证其稳定性的连铸相关配套技术。
(2)供应清洁的钢水和良好流动性钢水的连铸相关技术。
(3)连铸的关键技术—高冷却强度的、导热均匀的长寿结晶器总成(包括结晶器整体结构、精密水套、导热均匀的曲面铜管等等)。
(4)高精度、长寿的结晶器振动装置是高效连铸关键技术之一，这其中包括振动装置硬件的优化及结晶器振动形式、振动工艺参数的软件优化。
以往高效连铸采用的半板簧、全板簧及高频小振幅正弦波形起到了一定的正面效果。
目前，中冶连铸研制的新型串接式全板簧振动装置，其精度更高，整体刚度增强，寿命长，对促进高效连铸进一步发展将起到重要作用。
该装置可采用液压传动或机械传动，液压传动可增加正滑脱时间，提高保护渣用量，减小上振速度峰值，降低拉坯阻力，降低负滑脱时间，使振痕深度相应减小。
机械传动可以降低成本，更易于，推广使用。
(5)保护渣技术。
众所周知，保护渣与拉速相匹配，拉速提高后，保护渣黏度等指标要相应改进，保证用量不减或在允许范围内减少，以保证铸坯的高质量。
因此，连铸高效化后必须有低黏度、低熔点、高熔化速度、大凝固系数的保护渣。
保护渣技术是连铸高效化的一项关键技术。
方坯连铸作业指导书方坯连铸是一种常见的金属制造工艺，广泛应用于钢铁、有色金属等工业领域。
它通过将熔化的金属倒入连续的铸坯机中，使金属在连铸机内凝固成为长方形截面的连铸坯，并经过一系列的加工和处理，最终得到所需的成品金属材料。
本文将围绕方坯连铸作业进行指导，帮助读者了解该工艺的基本原理、操作要点及常见问题。
一、方坯连铸作业的基本原理方坯连铸作业是通过连续的流动方式，将熔化的金属倒入具有一定形状和尺寸的连铸机内，以凝固成长方形截面的连铸坯。
这种工艺能够实现金属的高效连续生产，且连铸坯的截面尺寸精确、表面质量好。
其基本原理包括以下几个方面：1. 熔炼和净化：首先需要将金属原料通过熔炉进行加热和熔化，然后通过净化设备将金属中的杂质去除，以保证连铸坯的质量。
2. 流动和凝固：熔化的金属通过铸坯机内的浇口进入连铸结晶器，通过合适的流动控制，使金属在结晶器内凝固成为长方形截面的连铸坯。
3. 冷却和切割：凝固的连铸坯通过一系列的冷却设备进行降温，以达到适合后续加工的温度。
然后通过切割机将连铸坯切割成所需长度的方坯。
4. 加工和处理：方坯经过切割后，需要进行一些必要的加工和处理，包括对方坯进行直立、标记、喷水降温等。
二、方坯连铸作业的操作要点方坯连铸作业是一个复杂的过程，需要操作人员掌握一些基本的操作要点，以确保作业的顺利进行。
下面是一些常用的操作要点：1. 设备检查和准备：作业开始前，需要对连铸机及相关设备进行检查和准备，确保设备正常运行。
如检查流道、结晶器和冷却设备是否畅通，清除杂物和污垢。
2. 浇注过程控制：在浇注过程中，需要掌握合适的流量和浇注速度，避免出现渣滓、虚肉等缺陷。
同时，要定期检查流量计、水箱水位等参数的稳定性。
3. 切割操作：切割是方坯连铸作业中的重要环节，需要注意切割刀的选择和切割长度的准确掌握。
切割时要保证切口平整、无毛刺，以便后续加工。
4. 加工和处理：方坯连铸坯经过切割后，需要进行一些加工和处理，如对方坯进行直立，并进行标记，方便后续追溯和使用。
北京科技大学科技成果——软压下技术在方坯连铸
中的应用
成果简介
软压下技术是当今世界上连铸领域的前沿技术。
其基本目的就是改善铸坯凝固时宏观偏析的自然形成过程，在铸坯将要完全凝固时，通过压下力的作用使铸坯发生变形，不但补偿这时由于中心快速温降而造成的收缩，并且可把残余元素或合金元素富集区域的钢液挤回树枝晶状体的间隙区域内，同时将最后凝固的树枝晶组织破碎，从而形成致密而无偏析的中心区再凝固组织，从而达到降低偏析程度的目的。
同时，在这个过程中，铸坯的内部裂纹被焊合，疏松和缩孔也被压合。
因此，软压下技术能明显改善铸坯的内部质量。
北京科技大学多年来与武汉大西洋冶金工程技术有限公司合作，从事软压下领域的理论、装备及生产实践研究。
现已探明软压下技术的机理，并在轻压下装置设计时的结构及工艺参数的选取方面取得了可喜的成果。
从样机的现场运行情况看，达到了明显改善铸坯内部质量的目的。
本成果对于抑制方坯连铸生产中的低倍缺陷具有很好的实际应用价值。
可在方坯连铸中推广应用。
经济效益及市场分析
不管是板坯连铸、方坯连铸还是圆坯连铸，世界上发达国家采用软压下技术已比较普遍。
但我国在软压下技术领域的研究则还处于起步阶段，现已采用软
压下技术的厂家还不多，且大部分设备均为国外引进。
这也正是我国钢材产品质量与国际先进国家产品存在较大差距的原因之一。
随着中国的入世，各企业正受到前所未有的挑战。
提高产品的质量成为当务之急，基于软压下技术在改善铸坯内部质量方面的独特优势，不久的将来软压下技术在我国的普及应用是完全可以想见的事情。
方坯高效连铸的核心技术*1 前 言国外连铸技术近10年来自身完善和优化的速度很快。
尤其是1993～1995年以来,130×130(单位mm)小方坯拉速 大于4.0m/min,150×150(单位mm)小方坯拉速超过3.0m/min已不少见,先进的铸机单流年产量可达13～15万t,单个中间罐寿命则达30～50h,作业率在90%。
而且先进国家的思路与实践,已在发展130×130(单位mm)坯拉速5.0～6.0m/min的高效铸机,实现小方坯连铸单流产量达20万t左右。
国内连铸技术近10年来进步很大,1998年连铸比达到67%。
然而,我国铸机台数堪称世界第一,平均年产能力之低也谓世界之最。
因此,国家把发展高效连铸技术作为“九五”科技攻关的一项重要内容。
经过近3年的努力,取得了显著的成效,先后有广钢转炉厂、首钢三炼钢、济钢一炼钢、新疆八钢炼钢厂4个钢厂于1998年通过了省部级鉴定。
此外,杭钢、南钢等一批企业的高效连铸攻关也取得了重大进展,连铸高效化已经成为推动我国钢铁工业结构优化的重大技术,越来越多的企业正在着手于高效连铸的技改工作。
当今,高效连铸技术在减少投资费用、提高生产率、简化工艺流程、降低消耗和成本等方面更进一步发挥了连铸技术的优势,在世界各主要钢铁企业、工程公司、设备制造商中都受到高度重视,正在不断发展。
2 高效连铸技术的概念所谓高效连铸技术,通常是指比常规连铸生产率更高的、以高拉坯速度为核心的技术,以高质量、无缺陷的高温铸坯生产为基础,实现高连浇率、高作业率的连铸系统技术［1］。
高效连铸的涵义有5个“高”:高拉速、高质量无缺陷(特别是无表面缺陷)、高温铸坯、高连浇率、高作业率。
笔者结合国内外众多厂商各自开发的高速连铸技术,以技术集成的观点,将高效连铸技术划分成核心技术—结晶器技术和相关技术—重要技术两个方面,分别进行阐述。
本文阐述第一部分—高效连铸的核心技术。
3 高效连铸的核心技术—结晶器技术众所周知,结晶器是连铸机的“心脏”,国内外各种高速连铸技术的开发均是以结晶器为中心来展开的,这正是本文对高效连铸技术划分的主要原因。
目前已经开发成功的高速结晶器有:Concast的Vonvex、Danieli的Danam、Manneisman-Demag 的抛物线锥度结晶器、VAI的Diamold、PaulWurth 的高速结晶器和Vibromold、Rokop的抛物线锥度结晶器、多家公司研制的喷淋结晶器和我国连铸技术国家工程中心开发的连续锥度结晶器等。
本文从结晶器本体技术和结晶器相关技术两部分来系统地阐述结晶器技术。
3.1 结晶器本体技术结晶器是连铸机的核心,同常规连铸相比,高速连铸结晶器主要在以下3个方面进行突破。
3.1.1 增加铜管长度高拉速 条件下,为加速结晶器内钢水的凝固,延长一冷段是直接有效的措施。
如:VAI的Diamold［2］长度由普通结晶器的800mm增加到1000mm;PaulWurth的高速结晶器长度由700mm延长至1000mm;我国连铸中心研制的连续维度结晶器长度由700mm增至812mm或1000mm;冶金部设备研究院开发的GS-I型曲面结晶器长度由700mm加至1000mm等。
3.1.2 提高冷却强度为改善结晶器的冷却效果,确保结晶器出口坯壳具有足够的厚度,一般采用减少铜管与水套之间的间隙、增加冷却水流速、减薄铜管壁厚、开发结晶器导热性能高的材质等措施来提高一冷强度。
如Danilie的Danaml结晶器［3］铜管壁厚为11mm、冷却水压12×105Pa、结晶器材质是Cu-Cr-Zr;Rokop的抛物线结晶器［4］其铜管外与一个可重复使用的不锈钢水套之间的间隙是常规的一半等。
3.1.3 采用连续维度/多锥度铜管拉速提高后,结晶器几何形状需适应铸坯的凝固收缩,从而使铸坯和模壁始终尽可能地接触良好,抑制气隙生产,传热增加且均匀稳定,角部坯壳能和中部坯壳一样均匀地生长,结晶器铜管多采用连续锥度或多锥度来满足这些要求。
如:Concast的Convex［5］、Demag的抛物线锥度结晶器［6］、PaulWurth 的高速结晶器、Diamold 结晶器、Rokop的抛物线结晶器、连铸中心的连续锥度结晶器、GS-I 型曲面结晶器等均采用了此技术。
以上述技术为核心开发的高速结晶器,可显著地提高拉速。
如:Convex可提高拉速50%～100%,使德国Thyssen Sathl Ag 的133×133(单位mm)的铸机拉速由2.1～2.3m/min提高到3.3～4.2m/min、德国Ssarstahl的转炉厂150×150(单位mm)铸机拉速达到3.0～3.5m/min,最高达4.5m/min;Danam-1提高拉速54%,可将130×130(单位mm)连铸机的拉速由2.8m/min提高至4.3m/min，Diamold提速超过50%，使115ⅹ115(单位mm)断面的中碳钢和包晶钢拉速均达到5.2m/min，140×140(单位mm)断面的中碳钢拉速达4.0m/min;连续锥度结晶器增速也达到50%,将广钢150×150(单位mm)铸机拉速由1.2～1.8m/min提高到2.2～2.7m/min,最大拉速3.5m/min,使首钢120×120(单位mm)铸机拉速由2.4m/min提高到3.5m/min,最大拉速5.2m/min;另Demag、PaulWurth和Rokop等高速结晶器均提速50%以上。
3.2 结晶器相关技术3.2.1 结晶器液面控制在高速连铸时,为保持结晶器钢液面的稳定,除了选择适宜的浸入式水口的浸入深度和出口角度外,更主要的是采用结晶器液面控制系统。
目前结晶器液面控制已经成为成熟的技术,可使钢液面的波动控制在±3mm,最高达±1mm［7］。
德国AMPEA、MPC、Simens、意大利Pomini、Danieti、英国Davy,瑞典Interstop、卢森堡PaulWurth、芬兰Rautaruukki、奥地利VAI、美国Rokop等公司均已开发了自己的技术,参见图1。
国内也形成了Co60、Ce137等液面自动控制技术。
图1 Simens结晶器液位控制结构示意图3.2.2 结晶器的冷却目前方坯结晶器铜管冷却方式有喷淋冷却和管式水缝冷却两种,其中喷淋冷却方式可根据结晶器热流状况灵活改变冷却水的分布,有效地改善水缝冷却条件下由于铜管变形或不对中所造成的冷却不均匀,并且对水质要求低,不需要投资上结晶器软化水系统。
它非常适用于企业新建方坯铸机或软化水系统能力不足情况下的铸机改造。
邯郸、安阳、杭州等钢厂采用喷淋结晶器技术后,铸机拉速有了明显的提高;新疆八钢炼钢厂在对原喷淋结晶器作了进一步改进后,提速效果极其显著。
在管式水缝冷却结晶器中,由于冷却水造成的生产事故或铜管报废的主要原因是结水垢,这是因结晶器热流过大,铜管冷面温度过高所致。
在高拉速条件下,铜管热流进一步的增加,因此在水缝冷却结晶器的生产使用中,随着拉坯速度的增加应增大冷却水的压力,确保水缝流速 大于10m/s;同时要改善结晶器铜管的对中结构,防止铜管变形。
3.2.3 铸坯支撑和强化冷却技术对结晶器出口处薄弱坯壳的有效支撑和施以强化冷却是提高坯壳强度和减少漏钢、防止鼓肚、裂纹的主要保证之一。
板坯采用格栅方式,方坯采用水幕强冷方式和加大冷却水量等都是基于这种考虑而采用的措施,国内外已经研制和开发出先进的有效支撑和强化水冷技术。
以往在结晶器下口采用足辊结构对铸坯进行支撑导向和冷却,近年来随拉速的提高,发展形成了多级组合结晶器、高速水膜辅加结晶器等,因为其在结晶器出口处较长的范围内对铸坯起到支撑和均匀冷却的作用,它们与足辊结构相比较有以下显著优点:(1)改善了铸坯在结晶器出口处的冷却均匀性,可有效地防止由于坯壳生长不均匀造成的漏钢事故;(2)改善因结晶器内冷却不均匀造成的脱方;(3)如前所述,高速水膜辅加结晶器可在高拉速条件下减少结晶器长度的增加,进而降低拉坯阻力,减少粘结漏钢事故。
首钢独立开发了铸铁质的压力水膜附加结晶器,使120×120(单位mm)的平均工作拉速由原2.2～2.4m/min提高了22%以上,最高达3.5m/min,广钢转炉1号连铸机150×150(单位mm)采用多锥度结晶器与高速水膜辅加结晶器(长度280mm)相结合进行生产,将拉速由1.6m/min提高到2.2～2.7m/min。
3.2.4 振动技术及振动机构类型高速连铸要求结晶器振动具备两个条件:(1)使正滑脱时间稍长些;(2)结晶器上升时,使坯壳和结晶器之间的相对速度小些,亦即上升速度稍微慢些。
为满足上述两个条件,又要保持传统结晶器振动概念中的负滑脱时间内使结晶器对坯壳施加一种压力,若仍采用原来的正弦波形的振动模式已难奏效。
于是早在40多年前,由连铸技术先驱者之一,Rossi先生提出的非正弦技术(巴洛钢厂最早采用),又在新的技术背景下获得了更为广泛的应用。
液压振动技术即采用液压系统作为振动源,具有控制精度高、调整灵活、在线设备体积小、重量轻、维护简单等特点,它不仅能满足高频振动的要求,消除电机、减速器传动中由于冲击负荷造成的电机烧损和减速器损坏等问题,更主要的是它可以根据工艺条件的要求任意改变振动波形,控制负滑脱速度和负滑脱时间,改善结晶器与铸坯之间的润滑与脱模,减少粘结性漏钢事故;同时,降低高拉速条件下的振动频率,减少机构磨损。
国外该技术已经实际运用,如PaulWurth的Vibromold。
国内虽未正式投入工业生产,但随着高效连铸技术的推广,高频小振幅技术的采用将会成为未来振动技术的发展方向。
目前国内小方坯连铸机振动台的主要结构形式有:罗克普型、德马克型、康卡斯特型、三菱型和Stel-Tek型板弹簧振动机构等5种类型,连铸技术国家工程中心结合国内生产厂采用罗克普机型、德马克机型、康卡斯特机型较多的现状,综合分析了现有振动装置在生产中使用的情况,优化设计出半板簧振动系统,该系统的特点为［8］:(1)四连杆的上导向臂用弹簧板代替,类似于三菱振动装置或其它半板簧振动装置;(2)采用新型的传动系统,使结构更加紧凑,使用可靠性大大提高;(3)在结晶器定位与结构不做大的改动的条件下,适合于罗克普、德马克等机型改造。
半板簧振动系统已经应用于广钢、首钢和济钢的高效连铸改造。
此外,结晶器电磁制动技术和拉漏预报技术在板坯高效连铸中有着较为广泛的应用。
4 结 论(1)本文以技术集成的观点系统阐述了高效连铸的核心技术,对国内外方坯高效连铸的典型结晶器进行了归纳、总结。
(2)高拉速是高效连铸技术的核心,实现高速连铸的关键在于提高一次冷却效率,须以完备的结晶器技术作保障。
