高效連鑄知識問答

sgmiao · 發表于 2006-11-14 23:29:45

高效連鑄知識問答

1．什么是高效連鑄？　　

    答：高效連鑄通常定義為五高：即整個連鑄坯生產過程是高拉速、高質量、高效率、高作業率、高溫鑄坯。陸著市場經濟的深入發展，應當添加高經濟效益(大幅度降成本)這一項最直接的指標；另外，高自動控制也提到日程上來了。目前，國內的方坯高效連鑄(以150方為例)，應在單流年產15萬噸~20萬噸合格普碳鋼鑄坯的水平、板坯應在100萬-150萬噸合格鑄坯的水平。其鑄坯每噸的成本也在逐年降低。連鑄機的全程自動控制水平也在逐年提高。　　
2．高效連鑄技術有哪些主要內容? 　　
    答：高效連鑄技術是一項系統的整體技術，實現高效連鑄需要工藝、設備、生產組織和管理、物流管理、生產操作以及與之配套的煉鋼車間各個環節的協調與統一。主要技術內容如下：　　(1)保證適宜的鋼水溫度、最佳的鋼水成分．并保證其穩定性的連鑄相關配套技術。　　(2)供應清潔的鋼水和良好流動性鋼水的連鑄相關技術。　　(3)連鑄的關鍵技術—高冷卻強度的、導熱均勻的長壽結晶器總成(包括結晶器整體結構、精密水套、導熱均勻的曲面銅管等等)。　　(4)高精度、長壽的結晶器振動裝置是高效連鑄關鍵技術之一，這其中包括振動裝置硬件的優化及結晶器振動形式、振動工藝參數的軟件優化。　　以往高效連鑄采用的半板簧、全板簧及高頻小振幅正弦波形起到了一定的正面效果。目前，中冶連鑄研制的新型串接式全板簧振動裝置，其精度更高，整體剛度增強，壽命長，對促進高效連鑄進一步發展將起到重要作用。該裝置可采用液壓傳動或機械傳動，液壓傳動可增加正滑脫時間，提高保護渣用量，減小上振速度峰值，降低拉坯阻力，降低負滑脫時間，使振痕深度相應減小。機械傳動可以降低成本，更易于，推廣使用。　　(5)保護渣技術。　　眾所周知，保護渣與拉速相匹配，拉速提高后，保護渣黏度等指標要相應改進，保證用量不減或在允許范圍內減少，以保證鑄坯的高質量。因此，連鑄高效化后必須有低黏度、低熔點、高熔化速度、大凝固系數的保護渣。保護渣技術是連鑄高效化的一項關鍵技術。　　(6)結晶器囂鋼水液面控制技術。　　拉速越高，結晶器液面波動越大。液面波動大易產生卷渣及夾雜物造成鑄坯缺陷，因此液面穩定越來越變得重要了。目前國內自動控制液面技術趨于成熟，可使液面穩定在3mm左右。該技術對高效連鑄也是不可缺少的。　　（7）二次冷卻的硬件及軟件技術　　這也是高效連鑄中關鍵技術之—，其硬件要求盡量做到冷卻均勻(無障礙噴淋)且可方便調節。目前由于市場對合金鋼、品種鋼及普碳鋼質量的高標準要求，新建連鑄機趨向于增大半徑，板坯趨向于弧形改造為直彎形連鑄機，其目的就是使從結晶器到二冷形成全方位的鑄坯對稱凝固或接近對稱凝固過程，以此獲得高質量鑄坯。近年來板、方坯連鑄機二冷動態自動控制噴水冷卻有了較快發展，軟件的發展更具實用性、適用性，對各鋼種、不同拉速、不同溫度變化都可及時調整水量，以生產高質量鑄坯。　　(8)連續矯直技術。　　根據鑄坯帶液芯矯直機理，選擇三次拋物線作為連鑄機弧形段和直線段的連續矯直曲線，在高效連鑄中起到了良好效果。目前又已傾向于采用輕壓下技術，以減小偏析、縮孔。提高鑄坯質量。在小方坯中采用熱壓縮技術，以代替電磁攪拌技術、輕壓下技術，也取得滿意效果。 (9)其它技術：鑄坯支撐及強化冷卻技術、保護澆注技術、鋼包技術、中間包技術、電磁攪拌技術、自動開澆技術、低溫澆注技術等。　　
3．高效連鑄對鋼水有哪些要求? 　　
     答：高效連鑄與普通連鑄相比對鋼水的要求更力嚴格；主要體現在幾個方面：　　(1)溫度：與常規連鑄相比，高效連鑄鋼水在結晶器內停留時間縮短1／3-1／4，為獲得同樣厚度的坯殼，除了進—步強化結晶器冷卻能力外，保證低溫鋼液是必須的澆注條件，高的鋼水溫度還會加劇二次氧化及對包襯的腐蝕。過低的溫度也會引起質量缺陷。低溫澆注并嚴格控制溫度是實現高效連鑄的前提。　　(2)化學成分：高效連鑄要求嚴格控制鋼水的化學成分。如多爐連澆，各爐間含碳量的差別要求小于 0．02％，Mn／S比、S和P含量應嚴格控制在要求的范圍內。　　(3)潔凈度：隨著市場對鋼質量的要求越來越高，對鋼的潔凈度提出了更高的要求。如韓國浦項深沖鋼磷、硫、氧、氮、氫5大元素總含量已降至 0．008％。鋼水潔凈度不僅體現在冶煉方面，潔凈澆注即澆注過程中的鋼水保護也是實現高效連鑄的重要保證。　　
4．高效連鑄機有哪些結構特征? 　　

答：高效連鑄同傳統連鑄相比，其特點是高拉速、高質量、高效率、高作業率、高溫鑄坯。高效連鑄機為了適應高效連鑄的要求，具有如下結構特征：　　(1)高效連鑄首先要有適合生產連鑄坯鋼種的最佳機型，即冶煉設備和鑄機的裝備水平要與實現高效連鑄的鋼種相匹配。　　(2)拉速的提高使得連鑄機向著增大弧形半徑和立彎式機型的方向發展。　　(3)主體設備要求長壽命，低故障率，可*，并能實現快速更換，事故快速處理。　　(4)自動化水平高，高效連鑄機實現自動化生產。　　
5．什么是潔凈鋼連鑄?相關的工藝措施失什么? 　　

答：高質量連鑄坯的生產要求鋼水夾雜物的含量控制在規定的范圍內。在煉鋼---—精煉———連鑄工藝過程中，煉鋼和精煉是保證鋼水潔凈的基礎。同模鑄相比，由于連鑄的特殊條件，煉鋼和精煉后的潔凈鋼水獲得夾雜物含量極低的潔凈鑄坯比模鑄存在更大的困難。如何保證鋼水的潔凈，獲得潔凈鑄坯，這就是潔凈鋼連鑄技術。潔凈鋼連鑄相關的工藝措施是：　　(1)無氧化保護澆注：連鑄澆鑄時間長，鋼液暴露于空氣中的面積大，從而大大增加了鋼液二次氧化的可能性。無氧化保護澆注技術包括五個方面的內容。　　①大包內鋼水的保護；②大包至中間罐鋼水的保護；③中間罐內鋼水的保護；④中間罐至結晶器鋼水的保護；⑤結晶器內鋼水的保護。其中大包、中間罐和結晶器內鋼水的保護分別采用鋼水覆蓋劑和結晶器保護渣，大包至中間罐鋼流使用保護套管法、高壓廂法或氣幕法，中間罐至結晶器鋼流采用浸入式水口進行保護澆注。　　(2)中間罐夾雜物分離技術：在中間罐內設置各種形式的擋渣墻、壩，設過濾網等使夾雜物上浮分離、過濾。

6．爐外精煉對連鑄的作用是什么? 　　

答：爐外精煉可使連鑄鋼水溫度和化學成分均勻化，根據需要調整鋼水溫度，調整鋼水成分，去除有害元素，降低鋼水中的含氣量，改變鋼中夾雜物形態和組成，潔凈鋼水，尤其是保證大型夾雜物不超標，改善鋼水流動性。爐外精煉設備還可以起到協調連鑄與煉鋼之間生產節奏的作用，使生產流暢順行。　　

7．為什么高效連鑄特別強調要保證澆注鋼水溫度? 　　

答：適宜的鋼水溫度(不同的鋼種有不同的溫度要求)可使高效連鑄生產獲得高質量的鑄坯，而鋼水過熱度提高，鋼坯坯殼減薄，鋼水易于二次氧化，夾雜物增多，耐材嚴重沖蝕，易出現鼓肚、漏鋼、柱狀晶發達、中心偏析嚴重、縮孔嚴重等一系列問題。高效連鑄的生產實踐和理論都得出了相同結論，即低溫澆鑄是提高拉速及改善鑄坯質量的重要手段之一。當然，溫度低要有界限，溫度過低會出現鋼水流動性差、水口凍結、夾雜物難以上浮等問題所以高效連鑄特別強調要保證澆注鋼水溫度，即鋼水澆注溫度均勻穩定地保證在規定的范圍內。　　

8.高效連鑄機的鋼包支撐裝置有何特點? 　

　答：高效連鑄機的鋼包支撐無論是回轉臺還是三包位行走小車，都應該做到換包快捷，易于上水口，易于阻擋下渣，最好能配有耐用的動態稱重裝置，以適合多爐連澆、保護澆鑄等高效連鑄的基本要求。

9．高效連鑄機對中間包的要求是什么?

答：高效連鑄機對中間包的要求是：(1)中間包容量大，鋼水液面深度要保證足夠的夾雜物上浮時間。目前，年產60萬噸的4機4流高效方坯連鑄機中間包容量可達25噸、液面溢流標高900mm。 (2)中間包要有最佳溫度場及熱流分布(通過內腔形狀，壩、擋墻等方法獲取)，以達到各水口之間的溫度盡可能的均勻，即外側水口與內側水口溫度差在±3℃為好。 (3)高效連鑄由于連澆爐數高，要求中間包外殼體及底部不變形，爐襯經久耐用，最好是整體噴涂。耐材不易腐蝕脫落污染鋼水，尤其水口要經久耐用，最好配置水口快速更換裝置。　　

10．高效連鑄機對中間包車的要求是什么? 　　

答：高效連鑄機作業率高，因此要求中間包車的事故率要低。中間包車的升降系統要可*耐用，升降平穩，以適應保護澆鑄的要求。稱重裝置尤其應可*，使用壽命長，保證監控中間包液面高度，使中間包液面穩定，波動小，滿足高效連鑄的需要。中間包車的橫向移動要平穩精確，保證水口與結晶器的準確對位。目前小方坯上多采用高低腿門式中間包車，這種中間包車易于操作，采用液壓驅動，更快捷、平穩。

18.什么是“凸形”結晶器? 　　

答：“凸形”結晶器是康卡斯特公司推出的一種高效方坯結晶器技術，又名Convex結晶器。它的基本特征是：結晶器上部內腔銅壁面向外凸出而不是平的，即上口內圓角大于90°,往下沿整個結晶器長度方向上逐漸變為平面，即至銅管出口處內圓角又恢復到90°角,康卡斯特公司認為：上部凸面區傳熱效率高，角部氣隙小，能使坯殼與結晶器盡量可能保持良好接觸，坯殼向下運行時，逐漸冷卻收縮并自然過渡到平面段。結晶器下部壁面呈平面正好適應了坯殼本身的自然收縮，使結晶器傳熱效率大為改善。　　

19．什么是自適應結晶器? 　　

答：自適應結晶器是達涅利(Danieli)公司開發的一種高效方坯結晶器，又稱Danam結晶器。其具體做法如下；采用薄型銅管，加大并調節結晶器冷卻水壓，使薄銅壁緊粘坯殼以消除氣隙，實現高拉速。在Danam結晶器里，通過調節水壓，使其上部對鑄坯側面和角部采取不同的橫向冷卻，來控制氣隙的形成，確保坯殼均勻凝固。　　

20．什么是“鉆石”結晶器? 　　

答：“鉆石”結晶器是VAI公司推出一種高效方坯結晶器，又稱DIAMOND。VAI采用的技術解決辦法如下：VAI認為提高拉速，坯殼在結晶器內生長的均勻性和增加坯殼厚度很重要，解決結晶器內坯殼生長均勻性問題，其本質就是如何降低結晶器內氣隙熱阻。VAI 　　采用比常規拋物線錐度大一些的新拋物線形錐度，提高整個結晶器長度上坯殼與結晶器的接觸性，方便坯殼在結晶器內均勻生長。增加坯殼厚度的有效辦法是延長結晶器長度，增加結晶器中鑄坯質點在結晶器內的生長時間。VAI經過計算，認為銅管延長至1000mm長較好。采用過大的拋物線錐度和延長銅管至100mm后，會使結晶下部摩擦力增加很大，不利于拉坯。VAI通過研究，發現摩擦力過分增大的壓力峰值出現在結晶器下部四角邊沿區域。為了減小摩擦力，VAI采用從距結晶器頂部300～400mm處開始，一直到下口為直結晶器角部區域沒有錐度，而且愈往下角部無錐度區域也增大。這種方法既確保了結晶器內坯殼的均勻生長，又有效防止了結晶器中尤其下部摩擦力的過分增大。VAI認為由于結晶器角部區域為二維熱傳遞，因此在這個區域中小方坯角部區域的直接接觸沒有絕對必要，因為這個區域中的坯殼總能充分生長。

21．什么是壓力水膜結晶器? 　　

答：壓力水膜結晶器是比利時冶金研究中心(CRM)和阿貝德廠(Arbed)聯合開發的一種高效結晶器技術。具體做法如下：在結晶器下口固定有四塊鋼板，水從每塊鋼板上加工的狹縫噴射出來，鋼板與結晶器面成直線放置，并與鑄坯表面間留有小間隙，間隙使高速流動著的水充滿并形成一層水膜。鋼板上的狹縫向下傾斜，使得從中流出來的水能朝下流動。水膜既起強冷作用，又起支撐鑄坯作用，這就是壓力水膜結晶器。　　

22．什么是曲面結晶器? 　　

答：曲面結晶器是中冶連鑄開發的一種高效方坯結晶器技術。該技術是從傳熱角度，根據氣隙產生的主要原因，通過對結晶器熱變形和小方坯收縮的分析開發出來的。其基本特征如下：該結晶器從軸向看由三部分組成。上口部分軸向和橫向具有變化的錐度，且橫向中間往外凸；中間部分軸向具有變化錐度，橫向為正方形；出口部分軸向和橫向具有變化的錐度，橫向中間往內凹，以補償由結晶器熱變形和小方坯收縮產生的氣隙，并降低出口部角部區域摩擦力，使坯殼在結晶器內均勻、快速生長，從而獲得高拉速，改善鑄坯質量。　　

23．高效方坯連鑄機結晶器銅管內腔形狀是根據什么原則設計的? 　　

答：高效方坯連鑄機結晶器銅管內腔形狀是根據連鑄方坯的凝固特征設計的。主要考慮了兩個方面：一是在彎月面附近，由于熱流密度大，熱量集中，結晶器銅管受熱變形量。二是鑄坯在凝固過程中的坯殼收縮。設計的原則是結晶器銅管內腔形狀與凝固坯殼收縮規律相一致，減少氣隙熱阻。　　

24．什么是精制銅水套技術? 　　

答：研究發現方坯連鑄結晶器銅管外壁四周的冷卻水流速不均勻，會導致結晶器銅管上的一個或多個壁面比其它壁面溫度高，引起結晶器銅管熱變形，嚴重影響鑄坯質量和連鑄生產。因此，水套與結晶器銅管之間的間隙均勻性非常重要，生產中要絕對保證結晶器銅管的外部尺寸和水套的內部尺寸之間保持精密公差。如水縫為4．8mm，當間隙相差僅1mm就會導致冷卻水速變化20％，因此采用窄水縫技術的結晶器，就要配有精度要求非常高的水套，否則還不如采用寬水縫技術的結晶器。另外，通過對水套的研究還發現：在水套與法蘭焊接處，由于焊接變形，水套發生鼓肚，使此處冷卻水流速局部降低，導致與此對應處的結晶器銅管表面溫度顯著提高，也影響鑄坯質量和連鑄生產。目前，國內使用的水套絕大部分為先數控銑后，再拼裝焊接在一起，或經簡單分塊沖壓后再焊接在一起。因此，這類水套并不能保證真正意義上的高效連鑄生產。　　綜上所述，要從真正意義上解決高效連鑄核心問題，其中之一就是要很好地解決水套內腔形狀和尺寸精度控制問題。目前鋼廠大量使用的結晶器銅管幾乎都是擠壓成型技術生產的，銅管內、外形及其尺寸控制已達到很高精度。如果能采用銅管生產技術來生產水套，這個問題就好辦了，但前提要解決好用銅管生產技術生產出來的銅水套與水套法蘭連接裝配問題。因為水套法蘭一般為鋼件，如果鋼與銅焊接在一起又會引起銅水套變形，而且銅與鋼的焊接技術也不好掌握。中冶連鑄科研人員巧妙地解決了這道難題。他們不用焊接，而是用簡單純機械加工和一般機械裝配方法，就能完成法蘭與銅水套之間的連接難題，這就是精制銅水套技術，是我國的自主知識產權。該項技術已成功應用在宣鋼、浦鋼、承鋼、酒鋼等鋼廠的連鑄生產中，也是中冶連鑄公司的國家專利技術。

25.高效連鑄結晶器銅管材質的主要特征是什么？　　

答：高效連鑄結晶器材質的要求是導熱性好，再結晶溫度高，抗熱疲勞，強度高，耐磨性好，使用壽命長，高效連鑄結晶器銅管材質的主要特征是銅管材質上述性能的綜合性能最優。　　

26.什么是人工附加氣隙結晶器？有什么特點？　　

答：人工附加氣隙結晶器是新日本制鐵株式會社開發的一種高效方坯結晶器技術，又稱X---MOLD。傳統結晶器中熱流量沿結晶器軸向分布極不均勻，在彎月面處最大，在結晶器下部熱流量顯著下降，這也是傳統結晶器難以大幅提高連鑄拉速的障礙。新日本株式會社認為：能不能找到抑制彎月面處的大量熱流量，并使其向結晶器中下部轉移的方法，實現結晶器內熱流量沿結晶器軸向分布近似恒定，是解決結晶器高拉速的關鍵所在。新日本制鐵株式會社采取二條措施解決上述問題。首先在彎月面附近人為培養人工氣隙，使該區域熱流下降；另外，銅管錐度采用拋物線錐度，以提高結晶器中下部熱流。培養人工氣隙的具體措施是在彎月面區域采取機械加工方法來實現。控制熱流的傳遞。實踐證明該種結晶器非常適合品種鋼生產。　　

27.什么是熱頂結晶器？　　

答：鑄坯表面質量很大程度上取決于彎月面處初生坯殼的均勻性，而初生坯亮的均勻性決定于彎月面處的熱流密度和傳熱的均勻性。熱流密度大，初生坯殼增長太快，會增加振痕深度，同時使坯殼提前收縮，增強了坯殼厚度的不均勻性。局部產生凹陷，組織粗化，產生明顯的裂紋敏感性。為此，在結晶器彎月面區域鑲嵌低導熱材料，以減少熱流密度，延緩坯殼收縮，即熱頂結晶器。　　試驗表明，澆注低碳鋼時拉速為1．3m／min，彎月面處的熱流密度：普通結晶器2MW／m2，熱頂結晶器0．5MW／m2。采用熱頂結晶器熱流減少了75％，振痕減少了30％，表面質量得到明顯改善。　　28.爆炸成型的結晶器銅管有何特點？　　答：帶錐度的結晶器銅管可以采用仿型加工或帶內芯和外模的壓力成型方法制造，仿型加工會破壞銅的組織結構，影響使用壽命，加工復雜錐度需要特殊的加工設備，提高了制造成本。壓力成型會產生較大的切頭切尾，銅的收得率低。爆炸成型的結晶器銅管可以制成多錐度及內腔的小園角，尤其有利于報廢的舊結晶器得到修復。　　

29.爆炸成型的結晶器水套有何特點？　　

答：隨著高效連鑄的發展，高效窄縫水套式結晶器在國內外得到了廣泛的應用。窄縫水套式結晶器對導流水套的精度和形式提出了很高的要求。結晶器四側水縫的偏差會對水流速帶來很大的影響，造成四側冷卻不均勻。加工結晶器水套采用機加工后焊接以及整體擠壓后焊接的方法都難以完全消除焊縫的影響。爆炸成型的結晶器水套具有無焊縫加工，制造精度高等特點。國外的不銹鋼水套多采用爆炸成型工藝制作。

30．什么是噴淋式結晶器?有何特點? 　　

答：噴淋式結晶器是將管式結晶器隔離水縫改為噴淋水冷卻，即由噴嘴噴出的噴淋水直接噴到結晶器銅管上實現冷卻。冷卻效率高，有較顯著的節水效果。噴淋式結晶器結構簡單，對密封要求低，避免了水縫結晶器銅管角部冷卻強度不可調、冷卻強度相對較弱、溫度分布不均勻等問題。噴淋式結晶器在小方坯連鑄機上得到了廣泛的應用。理論上講，噴淋式結晶器可使用一般的冷卻水，但在生產實際中出現的結垢、噴嘴堵塞等問題導致的事故影響了噴淋式結晶器的使用。　　

31．什么是“水縫式”結晶器?有何特點? 　　

答：“水縫式”結晶器與噴淋式結晶器都屬于管式結晶器。“水縫式”結晶器在結晶器銅管外加一水套管，由結晶器銅管與水套管之間形成的水縫通水冷卻。“水縫式”結晶器使用穩定，不易發生堵塞。目前高效連鑄普遍使用水縫小于4mm的窄水縫結晶器，提高冷卻水的流速，配合拋物線錐度銅管，取得了很好的效果。　　

32．什么是板坯在線調寬結晶器? 　　

答：為了適應生產多種規格鑄坯的需要，縮短更換結晶器的時間，結晶器調寬可以在線調節。板坯在線調寬結晶器即是結晶器的兩個窄邊可以多次分小步向內或向外移動，直至調到預定的寬度，在生產過程中完成對結晶器寬度的調整。　　

33．結晶器為什么要在線調寬? 　　

答：為了生產多種規格鑄坯，結晶器寬度要進行改變。結晶器在線調寬可以連續澆鑄出不同寬度尺寸的鑄坯，節省了停機時間，提高了生產效率；可減少鑄坯切頭切尾的損耗，提高收得率；可澆鑄相近成分的鋼水而不需停機。　　34．高效連鑄為什么要實行結晶器液面控制? 　　

答：結晶器液面控制最基本的作用是避免結晶器的溢流和拉空。理論和生產實踐表明，鋼坯的許多缺陷都與結晶器鋼水液面波動有關，高效連鑄拉速提高，對結晶器鋼水液面波動要求更高。鋼水液面波動會引起坯殼厚度不均勻，影響鑄坯質量甚至發生漏鋼，液面波動還會使振痕加深，出現卷渣等。因此，高效連鑄特別要實行結晶器液面控制。　　

35．結晶器液面檢測常用的方法有哪些? 　　

答：結晶器液面檢測常用的方法有：電渦流法、電磁感應法、熱電偶法、紅外線法、放射源法等。當前采用最多的方法是鈷60或銫137放射源檢測法。　　

36．結晶器為什么要振動，高效連鑄對結晶器振動有什么特殊要求? 　　

答：結晶器實施有規律的往復振動，可以防止拉坯時坯殼與結晶器黏結，同時獲得良好的鑄坯質量。結晶器向上運動時，減少新生的坯殼與結晶器壁產生黏結，以防止坯殼受到較大的應力，減少鑄坯表面出現裂紋；而結晶器向下運動時，借助結晶器壁與坯殼的摩擦，在坯殼上施加一定的壓力，愈合結晶器上升時拉出的裂痕。高效連鑄對結晶器振動要求高頻，小振幅，負滑脫時間不易太長，正滑脫時間里振動速度與拉速之差減小，合適的結晶器超前量。
　37．什么是結晶器超前量? 　　

答：結晶器超前量指負滑脫時間里結晶器行程超過鑄坯的那段距離。研究認為，結晶器超前量取3—4mm較合適。一方面，結晶器超前量應足夠大，以確保坯殼在鋼液面處能與結晶器較好地分離。防止粘結；另一方面，結晶器超前量也不能太大，否則會產生深的、不均勻的振痕。　　

38．什么是負滑脫量? 　　

答：在結晶器下振速度大于拉坯速度時，稱為“負滑脫。負滑脫量的定義為：　　a=(Vmax一V拉)／V拉X100％　　式中 a—負滑脫量％， Vmax—結晶器下振時最大速度，m／min； V拉—拉坯速度，m／min。負滑脫能幫助“脫模”，有利于拉裂坯殼的愈合。　　

39．什么是結晶器非正弦振動?有什么優點? 　　

答：結晶器非正弦振動是結晶器在振動時，其位移量在與正弦振動相同值的前提下，使結晶器上升具有比下降時間更長的的振動波形。拉速越高，保護渣的消耗量越低，潤滑效果越差；尤其在結晶器液面附近發生漏鋼的危險就越大。如何能提高彎月液面下鑄坯與結晶器的潤滑就成為突出的問題。結晶器非正弦振動波形使正滑脫時間增長，負滑脫時間減少，減小拉坯阻力，增加保護渣的消耗量，增加鑄坯與結晶器的潤滑減少漏鋼。　　

40．結晶器非正弦振動是如何實現的? 　　

答：實現結晶器非正弦振動最常用的方法是通過液壓伺服系統，可以實現在線調節振幅和頻率，按工藝要求設定波形。液壓伺服系統實現結晶器非正弦振動精度比較高，在生產實踐中得到了很好的應用，但設備成本比較高。采用機械方法也可以實現結晶器非正弦振動，國內已有開發使用機械方法實現結晶器非正弦振動的裝置。據報道，國外已開發使用了用數字液壓缸代替液壓伺服系統，實現結晶器非正弦振動，大大降低了成本，具有廣闊的市場前景。　　41．什么是板簧式結晶器振動系統?有什么優點? 　　

答：傳統的結晶器振動系統多采用四偏心型和短臂四連桿型機構，一般認為這種機構存在導向設計上的缺陷，即由于磨損而產生不可控制的運動偏差。因此，出現了柔性體結晶器振動導向機構—板簧式結晶器振動系統。將四連桿型機構的上臂用彈簧鋼板代替的振動系統稱做半板簧式結晶器振動裝置，四連桿型機構全部用彈簧鋼板代替的振動系統稱做全板簧式結晶器振動裝置。板簧式結晶器振動系統由于是無軸承的振動機構，基本無磨損，具有使用性能穩定、運動精度高、壽命長等優點。目前，國內已出現新一代全板簧振動裝置，其整體剛度增強、精度更高。
44．什么是潔凈器保護渣技術?連鑄保護渣的主要作用是什么? 　　

答：隨著高效連鑄的發展，原有保護渣已滿足不了使用要求。高效連鑄采用的保護渣必須是低黏度、低熔點、高熔化速度、大凝固系數的新型保護渣；為此，人們需要研究、探討、開發新型的保護渣。保護渣的專業化生產、系列化供應已成為連鑄生產的當務之急。對保護渣物化性能的改進是實現高效連鑄的又一關鍵技術。　　保護渣的作用有以下幾方面：　　(1)絕熱保溫防止散熱；　　(2)隔開空氣防止鋼水二次氧化，保證鋼的質量；　　(3)吸收溶解從鋼水中上浮到鋼渣界面的夾雜物；　　(4)結晶器壁與凝固殼之間有一層渣膜起潤滑作用，減少拉坯阻力，從而可以防止凝殼與結晶器壁的黏結。　　(5)充填坯殼與結晶器之間的氣隙，改善結晶器傳熱。　　(6)高效連鑄由于拉速高、保護渣用量減少；因此要求保護渣具有更易流入氣隙間形成潤滑膜層的性能，以保證足夠保護渣消耗量。　　

45.連鑄保護渣的基本物理、化學特性是什么? 　　

答：保護渣的基本物理、化學性能是測定渣子的理化指標，它主要包括以下幾項：　　(1)化學成分，各牌號的保護渣一般由三部分物料組成，一是基料部分，二是輔助材料，三是熔速調節劑。它們都有定量的配比，對特殊要求按特殊的配比配制。　　(2)熔化溫度：將成品渣粉制成規定的中φ3x 3mm的試樣，在專門儀器上把試樣加熱到圓柱體邊為半球形的溫度，定義達到半球點的溫度叫熔化溫度。通常將保護渣的熔點溫度控制在1200℃以下。　　(3)黏度：它表示渣粉熔化成液體的流動性能。黏度直接影響到熔渣吸收氧化物夾雜的速度和潤滑鑄坯的效果。黏度的測量是用扭擺黏度計或旋轉黏度計測定1300℃渣子的黏度來比較不同渣子的流動性。　　(4)熔化速度：它衡量渣子熔化過程的快，慢。熔速可用標準試樣在規定溫度下完全熔化或液化所需要的時間來表示。　　(5)鋪展性：它表示粉渣加到鋼液面上的覆蓋能力和覆蓋的均勻性，可以用一定容積內的保護渣粉從規定高度下流到平板上鋪散的面積來衡量。　　(6)水分：保護渣粉容易吸潮，吸附水量超過規定會使渣粉結團影響使用效果。　　46．高效保護渣有何技術特點? 　　為了滿足高效連鑄，保護渣必須符合下列要求：　　(1)在高拉速或拉速變化較大時，能保持足夠的消耗量，避免發生黏結漏鋼。　　(2)結晶器與坯殼之間形成厚度適宜且分布均勻的渣膜，以降低摩擦力，促進傳熱，使坯殼快速均勻地生長。　　(3)具有適當的熔渣層厚度，防止高拉速時熔渣供應不足。　　{4}要有良好的溶解、吸收夾雜物的能為，并在吸收夾雜物以后，仍能保持穩定的使用性能。　　因此，高效連鑄用保護渣應具有低黏度、低熔點、高熔化速度和良好的吸收夾雜物性能。　　

47．電磁攪拌技術在連鑄中是如何應用的? 　　

答：在連鑄生產中應用電磁攪拌技術有助于提高鋼水的純凈度，減少偏析、縮孔，改善鑄坯凝固結構，能提高鑄坯的表面質量和內部質量。　　電磁攪拌的原理是當磁場以一定速度切割鋼液時，鋼液中產生感應電流。載流鋼水與磁場的相互作用力產生電磁力，從而驅動鋼水運動。按感應方式可分為旋轉攪拌、直線攪拌、螺旋攪拌。通常電磁攪拌安放在三個位置上：1.結晶器銅管四周與結晶器外殼之間，稱為M—EMS電磁攪拌器；2．結晶器出口附近，稱為S—EMS電磁攪拌器；3．凝固末端也就是二冷段后1／4至1／3處，稱為F—EMS攪拌器。　　應用M—EMS的作用是在鑄坯凝固初期攪拌鋼水運動，可均勻溫度、消除過熱、析出氣體及促使夾雜物上浮；形成較寬的細小等軸晶帶，并能使鑄坯獲得良好的表面質量。　　應用S—EMS的作用是改善凝固過程來獲得中心較寬的等軸晶帶。　　應用F—EMS的作用是改善鑄坯的中心偏析,攪拌固液兩相區，使心部偏析金屬趨于均勻，同時產生較多的結晶核，這樣能擴大等軸晶區，細化晶粒，對一些高碳鋼而言是非常重要的。通過歷年來的實踐，人們根據工藝質‘量要求分別可將三種電磁攪拌進行幾種組合。　　

48.高效連鑄對結晶器下方鑄坯支撐有什么特殊要求？　　

答：高效連鑄的核心技術是高速澆鑄，澆鑄速度的提高使得結晶器下方出口處鑄坯坯殼厚度減薄，對結晶器下方鑄坯有效支撐和強化冷卻是高效連鑄防止鼓肚、裂紋、提高坯殼強度和減少漏鋼的主要保證之一。板坯采用格柵，方坯采用水幕強冷等都是出于這種考慮。　　板坯輥系在拉速提高的前提下，需要合理：地選擇輥徑的尺寸、材料及合理的結構。輥系的排列密疏要合理，留出合適的冷卻空間；要采用連續矯直和輕壓下等先進技術，保證在高拉速的條件下，減少鑄坯的內部和外部缺陷，減少外形缺陷，確保鑄坯的高質量。　　

49．二次冷卻與鑄坯質量有什么關系? 　　

答：經過二次冷卻的鑄坯，易存在表面　　缺陷、內部缺陷和形狀缺陷，它影響了鑄坯的質量。　　通常表面缺陷起源于結晶器，內部缺陷也起源于結晶器，在連鑄界已成共識。但二次冷卻區若軟硬件配置不合理，將進一步擴大各種缺陷的發展。在這里我們只分析二次冷卻的影響。　　1.二次冷卻的表面缺餡　　(1)表面縱向裂紋：主要原因是二次冷卻局部過冷產生縱向凹陷從而導致縱向裂紋。　　(2) 表面、角部橫向裂紋：二次冷卻的水量過大、噴嘴偏斜直射鑄坯角部等造成了表面橫向裂紋。　　(3)表面對角線裂紋：一般出現在方坯中，主要是由于四個面噴水不均勻、噴嘴堵塞等造成。　　2：二次冷卻的內部缺陷　　1) 中間裂紋：它是由于鑄坯在凝固過程中過冷或不均勻二次冷卻產生的熱應力作用在樹枝晶較弱的部位而產生的、也稱為冷卻裂紋。　　2）中心星狀裂紋(軸心裂紋)：原因是二次冷卻過激造成了中心星狀裂紋。　　3)中心偏析與中心疏松：中心偏析與中心疏松是對應的，它的形成是鑄坯在二次冷卻區凝固過程中，由于噴水冷卻不均，柱狀晶生成不規則；產生了“搭橋·現象。　　3.形狀缺陷　　(1)菱形變形：它主要是在結晶器中形成，二次冷卻不均勻會加劇菱形變形的形成，原因是噴嘴堵塞及安裝時不對中、四側水量不均勻、噴射角過大造成角部過冷。　　（2）縱向凹陷：　　原因是二冷裝置對弧不準，二次冷卻局部過冷(特別是二次冷卻裝置的上部)。　　

50.高效連鑄的二次冷卻與傳統連鑄有什么不同? 　　

答：高效連鑄與傳統連鑄相比，拉坯速度明顯提高。在高拉速澆鑄情況下，結潔凈器出口處坯殼較薄，冶金長度增加。高效連鑄的二次冷卻與傳統連鑄二次冷卻相比的特點是：①冷卻強度提高。在國外高速連鑄中，二冷比水量已達到2.5~3.0L／kg。②二次冷卻要求均勻，即根據鑄坯不同情況實現控制冷卻。　　為了滿足連鑄高效化的要求，達到均勻強冷的效果，獲得具有恒定高溫的連鑄坯，在板坯連鑄中趨向于采用有直線段的二冷段(立彎式)冷卻，以獲取對稱的均勻冷卻，在方坯連鑄中盡量采用無障礙噴淋冷卻，已獲得更有效、更均勻的冷卻效果，因此多采用剛性引錠桿。在供水制度控制上廣泛采用了計算機機動態控制二冷技術，對二冷實行優化配水。此外；對冷卻方式進行改進：開發高效冷卻技術，如采用了氣一水噴霧冷卻；噴霧冷卻、干式冷卻等。　　

51．二次冷卻的強度是如何確定的? 　　

答：確定二次冷卻強度的原則：　　(1)在整個二冷區應當采取自上到下冷卻強度由強到弱的原則；由結晶器拉出的鑄坯進入二冷區上段時，內部液芯量大，坯殼薄，熱阻小，坯殼凝固收縮產生的應力也小。此時加大冷卻強度可使坯殼厚度迅速增加，并且在較高的拉速下也不會拉漏。當坯殼厚度增加到一定程度以后，隨著坯殼熱阻的增加，則應逐漸減小冷卻強度，以避免鑄坯表面熱應力過大產生裂紋。　　(2)為了提高鑄機的生產率，應當采取高拉速和高冷卻效率，但在提高冷卻效率的同時，要避免鑄坯表面局部溫降劇烈而產生裂紋，故應使鑄坯表面橫向及縱向都能均勻降溫，通常鑄坯表面溫度回升應小于100℃／m。　　(3)700-900℃的溫度范圍是鑄坯的脆性溫度區，如鑄坯表面溫度在此范圍內矯直時，易于產生橫裂紋，所以應控制二次冷卻強度，使鑄坯表面溫度降至900℃以上，即高于脆性溫度區進行嬌直。此外，為了保證鑄坯在二冷區支承輥之間形成的鼓肚量最小，在整個二冷區應限定鑄坯表面溫度，通常控制在1100℃以下。　　(4)在確定冷卻強度時要必須適應不同鋼種的需要，特別是裂紋敏感性強的鋼種，要采用弱冷。　　(5)在板坯連鑄機中要采用小輥徑、多節輥，以保證鑄坯不發生鼓肚、變形。　　54．為什么要采用液芯矯直? 　　

答：提高拉坯速度是提高連鑄機生產能力的有效途徑。按常規設計，鑄坯的液芯長度與拉速成正比。因此，高拉速連鑄機鑄坯的液芯必然很長，如仍采用固相矯直，勢必使連鑄機半徑很大，這明顯不合理。因此就需要采用帶液芯矯直。　　

59．什么叫多點彎曲、多點矯直技術? 　　答：一點矯直是鑄坯從結晶器出來后，經1／4圓弧長度(丌R／2)達到水平切線的切點，被強迫矯直后才沿水平線送出。此設計的弧形半徑R為一常數(R=R0，RO為矯直時半徑)，曲線的曲率c一直保持某個常量(C=1／BO)；在切點處突然變為0(C=1／∞，)，即為一直線。每個矯直點都會由內弧二輥外弧一輥構成。多點矯直是把集中在一點的大幅度變形分散到若干點去逐步變形，使每一點的變形率不致超過允許的極跟。中間要用若干過渡半徑R1 R2 R3……Rn順序分步達到目標。總的矯直變形率是R0~Rn一點矯直時的變形率的總和。　　一點彎曲是指直結晶器出來的鑄坯需經一組頂彎輥頂彎后進人弧形段。多點彎曲是指直結晶器出來的鑄坯需經多組頂彎輥頂彎后進入弧形段。　　

56．為什么高效連鑄普遍使用多點矯直、多點彎曲技術? 　

　答：由于高效連鑄中鑄坯的液芯長度很長，需要進行帶液芯矯直。在帶液相矯直時，鑄坯在兩相區界面處坯殼的強度和允許的變形率極低。采用多點矯直可以把集中一點的應變量分散到多個點完成，將矯直點韻變形率控制在允許范圍之內；消除了鑄坯產生內裂的可能性，可以實現帶液芯矯直。因此，在高速連鑄中普遍使用多點彎曲、多點矯直技術。
59．高效連鑄對冷卻水供水系統有什么要求? 答：冷卻水系統要適應高效連鑄，首先要保證供水系統的完善，確保水壓、水流量、水質在規定的范圍內。在供水控制方面要實現半自動或全自動化控制，也就是實現二冷水動態控制。它的控制水平好壞，直接影響著鑄坯的內部質量和外部質量以及外形缺陷，影響著鑄機能否實現高拉速，是高效連鑄發展中的一個不可忽略的關鍵技術。在其冷卻水系統的設備上，要根據產品的要求，合理地分配水量，要保證水路的暢通無堵，選擇適宜的設備適應最佳的配水制度。

60．什么是漏鋼預報裝置?

答：結晶器內產生粘結漏鋼時，V型坯殼破裂處向縱橫方向擴大的同時下降到結晶器下口造成漏鋼。坯殼破裂部向下通過結晶器各部位時溫度急劇升降。正常情況下，在結晶器外壁的銅板上埋設的熱電偶測出的溫度曲線比較平穩，而當結晶器內坯殼粘結斷裂時，鋼水流出凝固殼，直接與銅壁接觸。因此，上部熱電偶的溫度曲線首先達到峰值，如果此時不降低拉速，當斷裂部位到達下部熱電偶時，其溫度曲線也升至峰值，此時還不降低拉速或暫停拉坯使凝固殼加厚，則將發生漏鋼。可以利用這種檢測方式來預報結晶器漏鋼。　 {未完待續} 5．鍍層對結晶器使用壽命有什么影響?有哪幾種鍍層? 答：由于結晶器銅板硬度低，耐磨性較差，在銅板表面施加鍍層，可使銅板表面的硬度增加兩倍以上。因此，其耐磨性和使用壽命都有很大提高。　　　鍍層有Ni+Cr和Ni—Fe、Ni—Co合金等幾種鍍層。Ni+Cr復合鍍層由于Cr硬度雖很高但Cr層很薄，很快被磨損掉，而Ni層耐磨性較差，使用壽命不太理想。Ni—Fe合金鍍層硬度比Ni+Cr復合鍍層高一倍以上，耐磨性增強，使用壽命長。Ni—Co合金鍍層是近年新并發的電鍍工藝，硬度雖比Ni—Fe鍍層低，但摩擦系數低、塑性好，耐磨性能和使用壽命均優于Ni—Fe鍍層。

66，什么是電磁約束?

答：電磁冶金學是現代連鑄技術的熱點之一，利用電磁場對鋼液流體特性進行控制，可以實現很好的冶金效果。對液態鋼水施加電磁力可以實現旋轉運動，利用這一原理開發了電磁攪拌技術、離心流動中間包。對液態鋼水施加電磁力還可以限制液態鋼水的運動。如電磁制動技術，通過電磁力對鋼水的運動進行限制即所謂電磁約束。大包水口以及中間包水口的鋼水流束形態對中間包和結晶器內的鋼水流動有很大影響，利用電磁約束可以實現鋼水控制，改善產品質量。

67．什么是無彎月面澆鑄技術?

答：鑄坯表面質量在所有的澆鑄方式中除水平連鑄外，都受到所謂自由彎液面問題的影響。而無彎液面澆鑄技術，即采用把初生坯殼的位置與結晶器液面分開的方式，來解決初生坯殼凝固時受到彎液面及液面波動的影響。對這一問題的成熟的解決方式是所謂熱頂結晶器技術，它是在結晶器頂部裝低導熱性陶瓷材料桿件或采用感應加熱和超聲波振動等裝置，連鑄生產中不再使用潤滑油。

tangzhihong · 發表于 2006-11-17 17:31:35

很專業，歡迎朋友們多提供這些知識。

鋼鐵機械 · 發表于 2006-11-17 18:10:31

我是從是連鑄維修的以前也看過相關的資料但是沒有這么全面，謝謝樓主

xueyuan103 · 發表于 2006-11-27 17:20:49

請問有沒有關于電磁攪拌之類的資料可以了解一下阿，還有連鑄機最重要的是關于連鑄機安裝的資料

ehanys · 發表于 2007-2-13 12:47:31

到北京或上海的新華書店去買幾本專業書

xinyu86 · 發表于 2008-5-19 16:49:55

二冷那段剛好用的到謝謝樓主

一地大米 · 發表于 2008-11-16 19:51:09

正搞不清楚連鑄呵呵謝了

		自動登錄	找回密碼
密碼			注冊會員

高效連鑄知識問答

Re: 高效連鑄知識問答

Re: 高效連鑄知識問答

Re: 高效連鑄知識問答

Re: 高效連鑄知識問答

回復 1# sgmiao 的帖子