1、连铸工艺连铸工艺一、什么是连铸二、钢液的凝固与连铸三、连铸钢水的准备四、连铸工艺控制五、连铸过程操作六、连铸坯的缺陷及其预防措施七、连铸新技术一、什么是连铸 简单的说，连续铸钢就是把符合条件成分、温度的液态钢水通过连铸机连续不断的浇铸成具有一锭形状的坯料的过程。连铸机主要由钢包回转台、中间包、结晶器、辊列构成，如以下图所示：钢包、中间包、结晶器浸入式水口、塞棒辊列图二、钢液的凝固与连铸 连铸工艺是使冶炼的合格钢水，在浇铸过程中经过凝固结晶，成为具有一定形状的铸坯，是把炼钢和轧钢衔接起来的一项特殊工艺。其特殊性在于把液态钢变为固态钢的凝固过程，钢水在此过程中发生一系列的物理化学变化，直接影响铸坯
2、的质量，当钢水一旦凝固成为固体，就不可能在随后的热加工过程中从本质上改进产品的质量。因此，钢液的凝固和连铸工艺对产品质量有着重大的影响。1.钢液凝固理论1.1钢液结晶与凝固结构1.1.1固-液相变的特点热量释放和传递过程沿液相穴在凝固温度区间内将液体转变为固体的过程凝固过程的三个阶段已凝固坯壳的冷却过程可看成是经历“形变热处理过程 上述四个特点是相互联系和相互制约的，只有认识其规律，选定出正确的工艺和设备，才能使连铸机具有高的生产率和生产高质量的铸坯。1.1.2晶核的生成与长大形核晶体从无到有长大晶体从小到大条件：具有有一定的过冷度过冷度钢液的平衡结晶温度与钢液的实际温度之差形核的两种形式：均
3、质形核、非均质形核晶核长大：液体中原子向固体方面转移凝固前沿由溶质再分配所产生的成分过冷是晶核长大的驱动力1.1.3铸坯凝固组织 内部结构由外向内由三个结晶区组成：激冷层区边缘等轴晶区柱状晶区中心等轴晶区 连铸坯的低倍组织常出现每隔510cm规那么的凝固桥的形成，并伴随有疏松缩孔，叫做小钢锭结构如下图。它会加剧溶质元素的轴向偏析，导致不均匀的转变产物，会产生脆断和断裂，这对于铸坯用于轧制棒丝产品是一个特殊的问题。1.1.4铸坯凝固组织的控制低温浇铸调整二冷水量添加形核剂外力作用连铸机类型的影响1.2凝固收缩液态收缩凝固收缩固态收缩 凝固体积收缩和冷却后的线收缩对铸坯质量有重要影响1.3凝固偏析
4、 经过炉外精炼和吹气搅拌后，钢包中任何位置的钢水成分是均匀的。而凝固之后，在钢锭或连铸坯从外表到中心化学成分是不一样的，有差异甚大。把这种成分的不均匀性叫做偏析。偏析分为两类：显微偏析和宏观偏析 偏析产生的原因：元素在液态和固态中的溶解度差异冷却速度 三、连铸钢水的准备1.钢水浇铸温度的控制1.1温度控制的重要性钢水温度过高的危害是：出结晶器坯壳薄，容易漏钢；耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，增加浇铸不平安性；增加非金属夹杂物，影响板坯内在质量；铸坯柱状晶兴旺，铸造组织评级下降；中心偏析加重，易产生中心裂纹。钢水温度过低的危害是：容易发生水口堵塞，浇铸中断；铸坯外表容易产生结疤，夹渣，裂纹等缺
5、陷；非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量；1.2连铸钢水浇铸温度确实定 在连铸生产中浇注温度即中间钢水温度，它取决于所浇钢种的液相线温度和适宜的过热度，即：T浇注=T液+T。可见，控制浇注温度即控制中间包内钢水的过热度T。1.2.1液相线温度TL TL=1537-88C%+8Si%+5Mn%+3OP%+25S%+5Ca%+4Mi%+2Mo%+2V%+1.5Cr%1.2.2过热度的T确定 中间包内钢水的过热度T取决于钢种、铸坯断面及浇注条件等因素。如钢中含碳低，铸坯断面小、过热度应大些；钢中碳、硅、锰含量高，铸坯断面大，过热度可取低值。浇注条件主要指钢包及中间包的热工状况，即钢水在钢包及中间包内
6、热量损失引起的温降。T=t出钢-t过程-tl式中t过程是从出钢到开始浇注的过程温降，其表达式如下：t过程=t1+t2+t3+t4+t5式中：t1-出钢过程中钢水的温降；t2-出钢后到钢包处理前钢水的温降；t3钢包处理过程中钢水的温降；t4处理后至钢包开浇前钢水的温降；t5钢水从钢包注入中间包的温降。钢水过程温降如以下图所示：1.2.3钢水在钢包中的温度控制 影响温降的因素很多，加上必须保证钢包中钢水温度均匀，所以实际生产中采取在钢包内调整水温度的措施。一方面对包内钢水温度的不均匀性调整，如吹氩调整，另一方面当钢水温度偏高或偏低时，进行相应的调整，如加废钢降温或加热升温等。一般的方法是：1搅拌法
7、。在钢包顶部或底部吹入氩或氮气搅拌钢水，使钢包上下部温度或成分均匀。左图为钢包吹氩示意图，右图为中间包钢水温度变化示意图。a-上吹法 b-底吹法1-钢包不吹气 2-钢包吹气 搅拌+冷废钢 在吹气搅拌的同时，参加轻型废钢，借助于废钢熔化吸热来降温。钢水温度降低1，需加废钢0.7Kg/t。电弧加热法 利用石墨电极产生高温电弧4000加热钢水。钢包容量越大，加热效率越高。如20t钢包，加热效率30%，250t钢包，加热效率为70%，升温速度为36/min。感应加热法 利用线圈产生的交流磁场在钢水中产生感应电势使其钢水加热。加热效率可达70%，升温速度为2.5/min。等离子加热法 气体如氩、氮被加热
8、到高温会变成等离子状态，利用高温等离子体温度可达3000以上来加热钢水，升温速度为56/min，热效率可达7080%。化学法 在钢包内参加发热元素如铝并同时吹氧使铝氧化放出大量热量以加热钢水，如270t钢包，升温速度可达510/min。氧燃加热法 利用氧气和燃料油、煤同时喷到钢水外表，形成高温火焰以加热钢水，热效率为35%，加热速度为1/min。1.2.4中间包钢水温度控制 浇注温度即中间内的钢水温度，通常一炉钢水需在中间包内测3次温度，即开浇后5mm，浇铸中期和浇铸结束前5min，将这三次温度的平均值视为平均浇铸温度。如前所述，控制浇铸温度也就是控制中间包内钢水过热度。在实际生产中，由于中间
9、包钢水过热度的影响因素较多，钢水温度往往波动较大，给连铸操作稳定性带来了困难。经过精炼后，钢水温度、成分均匀了，但浇注到中间包以后钢水温度的变化是：开浇期：由于中间包衬吸热，在1520分种内钢水温度偏离目标温度下降1020 正常浇注期：当中间包衬的散热损失与补充到中间包钢水热量损失相等时，钢水温度恢复到目标温度。换钢包：连浇换钢包期间，中间包钢水温度又有所降低，第二包钢水开浇后，又恢复正常。浇注末期：浇注末期中间包钢水温度逐渐降低，直到浇注结束。中间包开浇，换钢包和浇注结束时，钢水温度是处于不稳定状态，都比所要求的目标浇注温度要低1020，这样使中间包钢水温度波动较大，带来的害处是：开浇时钢水
10、温度降低过大1020会造成水口冻结，为顺利开浇，又要相对提高中间包钢水温度，这样加重了高温出钢。中间包钢水温度波动，加重了结晶器内坯壳生长的不均匀性，严重时会导致漏钢。对夹杂物上浮和铸坯质量带来不利影响。为减少中间包钢水温降，连铸中间包普遍采用外表保温措施，如用绝热板做内衬，加合成渣或炭化稻壳覆盖液面。表13列出几种钢水外表覆盖剂对外表散热的影响。2、钢水成分的控制2.1对钢水成分控制的要求 钢水成分的控制首先应满足钢种规格的要求。连续铸钢由于是连续作业，全程强制冷却和在运动中凝固成型，所以对钢水的质量有严格的特殊要求。成分稳定性：为保证多炉连浇时工艺操作和铸坯性能的均匀一致性，必须把钢水成分
11、控制在较窄的范围内，以保持连浇各炉钢水成分的相对稳定性。钢水可浇性流动性：连铸时的中间包水口断面小，浇注时间长，必须保证钢水具有良好的流动性，以使之在整个浇注期间水口不堵塞、不冻结。抗裂纹敏感性：对钢中影响铸坯热裂倾向的元素必须加以严格控制。纯洁性：必须最大限度的降低钢水中夹杂物含量，对连铸钢水脱氧度和纯洁性加以严格控制。2.2碳、硅、锰含量的控制2.3铝含量控制2.4硫、磷控制2.5剩余元素控制2.6微量元素的控制2.7氢、氮、氧的控制3、钢水纯洁度的控制 钢水纯洁度主要是指钢水中非金属夹杂物的数量、形态及分布。非金属夹杂物存在于钢中，不仅会发生诸如Al2O3堵水口这样的浇铸中断事故，还会破
12、坏钢的连续性和致密性，对钢的性能产生很大危害。因此，对钢水纯洁度的要求，就是为了提高浇铸的成功率，确保连铸坯内部的干净，以确保最终产品的性能。在连铸钢水准备阶段，为了尽量减少钢中非金属夹杂物的含量，应在脱氧、挡渣出钢及炉外精炼等方面做好工作。四、连铸工艺控制1.拉速确实定和控制 拉坯速度是指连铸机每一流单位时间拉出铸坯的长度m/min，或每一流单位时间拉出铸坯的重量(t/min)，后者也有称为浇注速度的。显然，在铸坯断面一定的情况下，提高拉坯速度或浇注速度可以提高连铸机的生产能力。拉坯速度是连铸机的重要工艺参数之一，其大小直接影响到钢水的凝固速度及铸坯的内部质量，为了提高连铸机的生产能力，通常
13、要提高拉坯速度。但是，拉速过高会造成结晶器出口处坯壳厚度缺乏，坯壳过薄的铸坯，缺乏以承受拉坯力和钢水的静压力，以致坯壳被拉裂而产生漏钢事故。即使未漏钢，也会造成铸坯鼓肚和裂纹等缺陷。因此，提高拉速应以获得良好的铸坯结构和保证正常操作为前提，通常在一定工艺条件下，拉坯速度有一最正确值。1.1拉速确实定 拉速是根据铸坯断面尺寸，浇注钢种和浇注温度来确定的。确定拉速的方法：按照铸坯出结晶器时要求的最小坯壳厚度计算按照铸机冶金长度计算按照经验公式选取。1.2影响拉速的因素钢种的影响断面形状和尺寸的影响注温及钢中硫磷含量的影响冶金长度结晶器振动保护渣性能1.3拉速的控制 塞棒控制是通过塞棒的升降来控制钢
14、流大小的，塞棒能够有效地防止钢水发生旋涡，从而可防止把渣子带入结晶器等。但塞棒方式不便于自动控制且控制精度较差。滑动水口通过滑板的滑动控制钢流的大小，能精确调节钢水流量，易实现自动控制。定径水口流量较稳定，主要用于小方坯。2.连铸坯的凝固冷却过程钢液在结晶器中快速冷却，形成薄的坯壳由于坯壳薄并具有塑性，在钢液静压力下坯壳产生蠕变，贴靠于结晶器内壁，坯壳与结晶器壁紧密接触，此时冷却较快，铸坯外表温度明显下降。随着凝固壳增厚，铸坯收缩，坯壳与结晶器壁间产生气隙，铸坯冷却速度减慢。坯壳具有足够的厚度时，铸坯从结晶器中拉出，在二冷区受到强烈的喷水冷却，中心逐渐凝固。但铸坯外表温度下降快，外表温度显著低
15、于中心温度。铸坯在空气中较缓慢地冷却，铸坯中心的热传导给外层使铸坯外层变热，外表温度上升。不过，随着时间推移，整个铸坯断面上温度温度逐渐趋于均匀。3.结晶器传热结晶器是连铸机的关键部位，好比是连铸机的“心脏。它的重要作用表现在：尽可能高的拉速下保证出结晶器时形成所需要的形状并有一定厚度坯壳的铸坯，以抵抗钢水静压力，而不拉漏。结晶器周边坯壳厚度能均匀稳定生长。结晶器内的钢水渣相坯壳铜板之间相互复杂作用，对铸坯外表质量有决定性的影响。上述第一个作用决定了铸机生产率，而第二、三个作用决定了铸坯外表质量。3.1结晶器内出生坯壳的形成过程 钢水与铜壁接触形成一个半径很小的弯月面，在半径为r的弯月面根部，
16、由于冷却速度很快100/s，初生坯壳很快形成。由于外表张力作用，钢液面具有弹性薄膜性能，能抵抗剪切力。随着结晶器的振动，向弯月面下输送钢水而形成新的固体坯壳。已凝固的高温坯壳发生相变，坯壳向内弯曲脱开铜壁，而钢水静压力又使坯壳向外鼓胀，此时坯壳的收缩力与钢水的静压力处于动态平衡 随着坯壳下降，形成气隙区的坯壳外表开始回热，坯壳温度升高、强度降低，钢水静压力使坯壳变形形成皱纹或凹陷。同时由于气隙的形成，传热减慢，凝固速度降低，坯壳减薄。坯壳局部收缩会造成局部组织的粗化，产生了明显的裂纹敏感性 上述过程反复进行，直到坯壳出结晶器 3.2 结晶器的热流 结晶器中钢水的散热可分为垂直方向拉坯方向散热和
17、水平方向散热。拉坯方向的散热较小，经理论计算，它仅占结晶器总散热量的3%6%，结晶器中钢水沿周边即水平方向传热有以下过程：如下图钢水向坯壳的对流传热 凝固坯壳中传导传热 凝固坯壳与结晶器壁传热 结晶器壁传导传热 冷却水与结晶器壁强制对流传热，热 量被通过水缝中高速度流动的冷却水带走 3.3影响结晶器传热因素结晶器设计对传热的影响锥度、长度、厚度、外表形状、材质、内外表光洁度操作参数对传热的影响拉速、浇铸温度、结晶器润滑、冷却水速度和温度、钢水成分4、二次冷却区的传热4.1二冷区热平衡 由连铸机热平衡可知,钢的凝固潜热不能在结晶器内全部放出来,铸坯带着液相穴进入二冷区承受喷水冷却.铸坯在二冷区冷
18、却的要求是:在矫直点对(弧形连铸机)铸坯全部凝固;铸坯外表温度分布要均匀;铸坯接受喷水冷却效率要高。上述根本要求，直接影响铸机产量和铸坯质量，在其他工艺条件相同时，它强烈受二冷区喷水冷却控制。铸坯在二冷区约有210294KJ/K的热量被水带走，铸坯才能全部凝固。铸坯通过传导把热量由中心传到外表，由于喷水冷却铸坯外表温度突然降低，使外表和中心形成了较大的温度梯度，这是铸坯冷却的动力。右图表示在二冷区铸坯向外传热的几种方式冷却水蒸发带走热量33%；冷却水加热带走热量25%；铸坯外表辐射热为25%；铸坯与支承辊接触传导传热为17%4.2对二冷传热的影响因素铸坯外表温度水流密度水滴速度水滴直径铸坯外表
19、状态喷嘴使用状态4.3冷却强度的制定由结晶器拉出的铸坯进入二冷区时应采取自上而下冷却强度由强到弱的原那么。为了提高铸机生产率，应当采取高拉速和高冷却效率，但在提高冷却效率的同时，要防止铸坯外表局部降温剧烈而产生裂纹，故应该使铸坯外表横向及纵向都能均匀降温。700900的温度范围是铸坯的脆性温度区，如铸坯外表温度在此范围内矫直时，易于产生横裂纹。所以应控制二次冷却强度，使铸坯外表温度降至900 以上，即高于脆性温度区进行矫直。通常控制在1100以下。在确定冷却强度时要必须适应不同钢种的需要，特别是裂纹敏感性强的钢种，要采用弱冷。4.4二冷水的控制方法 二冷水的控制方法有仪表控制及计算机控制两大类
20、别。仪表控制系统 它是将二冷区分成假设干段，每段装设电磁流量计，根据工艺要求调节。动态控制法 根据二冷区铸坯冷却的实际情况及时改变二冷水量的自动控制法。水表控制法 将生产实际中屡次合格铸坯的工艺参数如钢种、铸坯、断面、拉速等及冷却水量等数据收集后，归纳并存入计算机。实际生产中，只需将参数输入计算机，计算机即可按存入的数据找出适宜的二冷水量进行自动控制。外表温度控制法 按照铸坯外表的温度在二冷区的各段应到达新规定的范围，以此为目标来控制给水量。5、连铸保护渣5.1保护渣在结晶器中的行为 低熔点(11001200)的保护渣添加到结晶器高温钢液1500左右面上实为渣粉状，靠钢液提供热量，在钢液面上形
21、成了一定厚度的液渣覆盖层约1015mm，钢水向粉渣层传热减慢，在液渣层上的粉渣受热作用，渣粉之间互助烧结在一起形成所谓烧结层温度在900600，在烧结层上粉渣接受从钢水传递的热量更少，温度低500，故保持为粉状，均匀覆盖在钢水面上，防止了钢水散热，阻止了空气中的氧进入钢水。在拉坯过程中，由于结晶器上下振动和凝固坯壳向下运动的作用，钢液面的液渣层不断通过钢水与铜壁的界面而挤入坯壳与铜壁之间，在铜壁外表形成一层固体渣膜，而在凝壳外表形成一层液体渣膜，这层液体渣膜在结晶器壁与坯壳外表起润滑作用。同时，渣膜充填了坯壳与铜壁之间气隙，减少了热阻，改善了结晶的传热。随着拉坯的进行，钢液面上的液渣不断消耗掉
22、，而烧结层下降到钢液面熔化成液渣层，粉渣层变为烧结层，再往结晶器添加新的渣粉，使其保持在三层结构，如此循环，保护渣粉不断消耗。5.2保护渣的冶金功能隔绝空气保护结晶器液面不受空气的二次氧化吸收上浮至钢水外表的氧化物夹杂。在结晶器壁和凝固壳间形成润滑膜充填气隙改善传热条件绝热保温防止液面结壳 总之，好的保护渣必须具备上述冶金功能，而实现上述功能的综合条件是：要有适宜的化学组成和物料配比；要保持性能的稳定性和均匀性；要有合理的熔融结构。6、连铸钢水二次氧化和保护浇注6.1钢水二次氧化 浇注过程中钢水与空气、耐火材料，炉渣之间的相互化学反响生成的氧化产物，使钢水重新被污染的过程叫二次氧化。留在钢中的
23、二次氧化产物一般称为外来夹杂。钢水二次氧化的来源钢包注流和中间包注流与空气的相互作用中间包钢水外表和结晶器钢水外表与空气的相互作用钢水与中间包衬耐火材料的相互作用 6.2连铸钢水的保护浇铸气相保护浇注长水口保护浇注 由于几乎一半的二次氧化物来自大包到中包钢水的二次氧化，采用易熔垫环密封大包水口与保护套管之间的联接局部，同时向其周围喷射隋性气体可以有效的防止钢水二次氧化。浇铸方坯时，采用两节式水口，在上、下水口之间同样采用易熔垫环进行密封。浇铸板坯时，采用整体浸入式水口或快速更换水口工艺进行浇铸。另外，正确选择中间包和结晶器保护渣也是能否杜绝二次氧化的重要的影响因素结晶器振动的目的：-保持良好的
24、外表质量，限制振痕深度和裂纹的发生；-使凝固坯壳得到适当的润滑。振动参数设计中考虑的根本参数是负滑脱时间。它被定义为时间间隔，在此期间，结晶器的运动与浇铸速度同等重要。相关的振动参数由下式给出：60 VcNST=arccos()f fs这里：Vc=浇铸速度m/min F=振动频率 (opm)S=振幅 (m)负滑脱时间与振痕深度直接相关。当振动频率高、振幅相对小，负滑脱时间短时，振动痕较浅。实践经验说明，最正确的负滑脱时间约为0.12秒。振幅对振频是在最正确的负滑脱时间和浇铸速度的根底上确定的，这两者对获得最正确的外表质量都很重要。结晶器前伸量ML是影响外表质量的另一个因素。ML定义为负滑脱时间
25、内结晶器沿振动路径走过的全部振幅的一局部。ML=Ssin(fTn)VcT这里：S=全振幅 F=频率 opmTn=NST/60 (s)Vc=浇铸速度(m/min)ML值的范围为35.5时结晶器/铸坯摩擦状况能取得令人满意的表层质量。ML值低于3就会造成结晶器壁与凝固表层之间接触不好粘结漏钢可能发生。ML值高于5.5时，相对过多的接触引起深而无规那么的振痕，对外表质量有负面影响。使用电磁搅拌可以有效的增加扩大铸坯的等轴晶区，减少铸坯中心疏松、缩孔和中心偏析，促使铸坯液相穴内夹杂物或气泡上浮，并能获得均匀的凝固结构。方坯一般采用外装式结晶器电磁搅拌，搅拌线圈在结晶器外，它可以在更换结晶器时不撤除电磁
26、搅拌装置。板坯连铸电磁搅拌安装位置一般有结晶器M-EMS、二冷段S-EMS和凝固末端F-EMS。对于直弧形连铸机，设计中有一定的垂直长度从弧形液面到铸坯开始弯曲点。以便在弯曲前有适宜的坯壳生成，同时形成最优的夹杂物上浮方式。弯曲时应用连续弯曲原理，在弧形段内有8个以上的辊子用于弯曲；以便所产生的弯曲应力最小。矫直采用带液芯连续矫直，减少强加给铸坯的拉力和矫直应力，同时可以防止形成裂纹。影响裂纹形成的因素是初步凝固的结构奥氏体与铁素体和形成低熔点硫化物的倾向由Mn/S比衡量。少数钢种以矫直期间特殊的裂纹形成倾向为特征，主要决定于钢种成分和矫直时钢的温度。内部与外表裂纹可能在此期间形成，即：当带液
27、芯矫直时，假设在固液界面的矫直力大于临界温度下钢的内压力，可能形成内部枝晶间裂纹，必须注意临界温度在高温脆化范围内的情况。在700850的脆化范围内，能形成外表裂纹。通 过 精 确 调 整 二 冷 状 况，可 以 使 外 表 温 度 在950/1000，就能解决裂纹问题。连续矫直保证铸坯的预变形，并使铸坯在每一个矫直点的延伸是在裂纹形成值以下。连续矫直系统可以防止浇铸情况恶化时可能出现的内部缺陷。五、连铸过程操作1.连铸机浇注前的准备 连铸机浇注前的准备与浇注方法有密切的关系，因此先介绍连铸机的浇注方法。1.1连铸机的浇注方法定径水口浇注法主要适用于小方坯生产塞棒浇注法主要适用于大方坯和板坯生
28、产1.2连铸中间包的准备1.2.1中间包的作用及包衬构成作用储存钢水、减低钢水静压力、分流、控制供给结晶器钢水量以及净化钢水，是钢水进入结晶器前的最后一个重要的冶金反响器。包衬构成 包衬分为永久层和工作层两局部永久层砌筑方法分为砖砌法和浇注成型法工作层的材质有三种：砖、绝热板、中包涂料1.2.2中间包耐材的安装座砖的安放水口的安装塞棒的安装1.2.3中间包的烘烤 砖砌包和涂料包都必须烘烤，温度要求到达1000以上。中包的烘烤都要遵循小火中火大火的原那么。特别是涂料包，如果火焰控制不当，会使涂料爆裂。所谓小火烘烤是指火焰不直接接触包壁或包底；所谓中火烘烤是指火焰接触包底但不产生反射现象；大火烘烤
29、是指火焰接触包底后产生反射现象，火焰从包盖的缝隙中冒出的高度在300mm左右。中包在烘烤过程中，随着包壁温度的提高火焰的状态会产生变化的，备包工应及时地给予调整。开浇前，要检查中包内的状态，即保证水口畅通。对于定径水口而言，还有一个引流操作，即用木塞或石棉绳堵住水口，然后在里面放上引流砂。当中包内钢水到达一定高度后，拔取木塞等物，引流砂流出，钢水随之而出。1.3连铸机的其他准备工作 连铸机的生产准备工作除了以上讲的内容以外，还包括以下几个主要方面的工作：连铸机设备的检查模拟工作；各设备是否已经进入准备浇铸状态，连铸机所需的各种物质是否已到达要求；连铸机送引锭操作是否正常；浇注用各种工具材料是否
30、已经准备就绪；只有以上各项工作完成后，才可以接受钢水，开始浇铸。2.连铸机的堵引锭操作 堵引锭操作连铸机生产中很重要的一个步骤，必须认真对待。如果引锭堵不好，极易造成漏钢事故。其主要步骤是：堵引锭前，先模拟试车，了解引锭的行走情况，以便在开浇时心里有数。引锭时要认真监视引锭头的上升情况，当引锭头送到距结晶器下口约500mm时，改蠕动操作，使引锭头端部停在距结晶器上沿350400mm的位置。送上引锭后，检查对中情况，对于超过1200mm的大引锭偏差50mm时可以撬正，小引锭必须对正，否那么重送。总的原那么是不要引锭拧劲。清洁引锭，保证无杂物。同时观察引锭头和铜板之间的缝隙，决定堵几股的石棉绳。堵
31、引锭时，先堵一层12股的绳子，这样，一能均匀引锭头和结晶器壁之间的缝隙，二能起到铺垫作用。然后在堵绕好的石棉绳，一般是4股。这时，必须堵结实，保证不渗水为宜。窄面最容易出问题，一定要堵好，关键是结晶器的四个角，只要堵好四个角，窄面就堵好了。待钢水已经到达大包回转台时，铺冷钢条。将长、短冷钢条横竖间隔铺好。在认为薄弱的地方最好多放一根冷钢条。最后铺钉屑。原那么上要均匀，在认为没有堵结实的地方多铺一点，一般为2025mm。但燕尾槽中不允许有任何钉屑等杂物。3.连铸机的浇注操作3.1大包开浇步骤：安装和拆卸大包液压管。大包旋转定位。开大包向中包内注入钢水，保持中包钢水工作液位50mm。进行中包测温在
32、大包开浇5分、20分、浇注结束前5分分别测温。两次测温偏差大于8，须重新测温。要求站在中包车上测温，测温点在塞棒周围，距包壁300400mm，插入深度200300mm。与机长及机前人员进行联络，并及时处理大包突发事件。检查中包液面的保温剂是否有效，并及时补加保温剂。当钢水到达预定液位时，要控制好滑动水口的开口度，使从大包流出的钢水量和浇入结晶器的钢水量到达平衡。3.1.1大包浇注方式敞流浇注保护浇注3.1.2连浇操作关键控制要素：敞流浇铸：尽量缩短炉钢之间的换大包时间保护浇注：换大包后使引流砂流在中包渣面上每炉钢浇完后防止大量的渣子流入中包3.2中间包冶金功能：消除钢水中夹杂物的污染。如杜绝钢
33、水二次氧化、耐材的侵蚀和大包下渣等。促进钢水中夹杂物的上浮别离。如改善钢水流动形态、延长钢水在中包内停留的时间以及防止中包覆盖剂卷入钢水。采用附加的冶金工艺完成中包精炼功能。如夹杂物形态控制、钢水成分微调、钢水温度的精确控制等。一般中包内降低夹杂物含量采取的措施是加挡墙和挡坝。挡墙的作用是封闭大包注流冲击区的紊流，防止外表卷渣。挡坝可有不同的形状和结构。挡墙和挡坝联合使用，减少了死区，平均钢水停留时间比单用挡墙时增加了两倍，比没有用时增加了四倍，有效的促进了夹杂物的别离。3.3中间包操作3.3.1中包开浇操作 开浇时机：中包内液面到达设定值的3/4左右时，进行中 包开浇操作。安装水口：先烘烤，
34、再安装 开浇次序：对于多流铸机，先开中包最外侧两流 塞棒控制：采用“开、关再“开、关的方式，利用关的间隙时间来控制结晶器内液面上升所需的时间。3.3.2确定拉速 根据铸坯断面铸坯厚度尺寸起主要作用、浇注钢种和浇注温度确定。确定拉速的依据：保证结晶器出口处铸坯有适当的凝壳厚度，能承受拉坯力和钢水净压力，坯壳不会被拉裂，也不会出现明显的鼓肚变形。一般在生产中，根据实际条件来归纳适合现场的经验公式3.3.3结晶器润滑 保护渣使用原那么：根据钢种进行更换 推渣时做到“勤推少推、黑渣操作4.连铸机的换包操作 在浇注过程中，由于中包受到钢水的不断侵蚀，很快到达了它的寿命，为了保持钢水的连续浇注，经常要执行
35、换包操作。每次换包相当于一次开浇操作，其主要操作为：在中包液位降至300400 mm时，适当降速至低于规程拉速0.10.3 m/min。将两个中包车提升至最高高度，操作两中包车行走，同时降拉速至0.3 m/min左右，结晶器液位降至距结晶器上沿350400 mm时停机。换包时间严格控制在4分钟以内。换包拉速曲线控制拉速，转入正常操作。5.连铸机的封顶操作 由于各种原因造成连铸机不能继续生产时，要执行封顶操作，以防止铸坯尾部的钢水在二冷室受到辊道挤压流出钢水。具体操作为：当中包液位降至300350mm时，降拉速至0.80.9m/min。打走中包车的同时降速至0.20.3m/min。封顶前确认结晶
36、器内渣子捞净。打走中包车后，捞净断在结晶器内的水口，用氧管充分搅动结晶器内液面，促进钢水冷却收缩。确认封顶良好，尾坯出结晶器后，缓升提速至0.6.8m/min，转换方式交切割操作。6.浇铸事故的分析处理6.1中包水口堵 产生原因：钢水温度低 钢中夹杂物沉积在水口内壁上 采取以下措施防止：对钢水进行钙处理，改变脱氧产物的形态水口加热加大水口直径气洗水口塞棒吹氩中包内设置过滤墙可吸附钢中Al2O3从而减轻水口堵塞程度 6.2中包失控开浇失控中包寿命已到6.3漏钢开浇漏钢影响因素具体原因操作因素开浇钢流太大引锭头没有堵好冷钢条没有放好出苗时间短操作工配合不好设备因素拉矫机泄压引锭杆下滑结晶器与二冷对
37、弧不准振动提早启动正常浇铸过程中的漏钢影响因素具体原因分析坯壳粘结保护渣性能差润滑油中断（敞浇）钢水溢出结晶器振动出现正滑移坯壳部分与结晶器上沿挂住结晶器铜板变形组合结晶器缝隙大浇注工艺因素拉速变化过于频繁、变化幅度过大、拉速过高水口对中不好坯壳表面有渣块结晶器液面控制过低换包时间长、换包下渣喂稀土丝位置不正确换下水口异常设备因素结晶器锥度发生变化，超出规定结晶器与二冷不对中出口处二冷水嘴堵塞铸坯变形严重6.4冻钢、漏钢事故处理发生冻钢、漏钢事故后，二冷各区段水全部开到100%，保证冷却时间大于60分钟以上，准备好钢丝绳、氧气切割枪等事故处理用的各项工具。停水后进入二冷室检查，在二冷室切割废坯
38、。吊二冷室弯坯，挂钢丝绳时要求两人钢丝绳挂在铸坯内弧角部切痕处，天车吊钩确保在铸坯南侧，一人指挥，一人顶坯操作随顶随起，防止拉断钢丝绳。弯坯转到输出后部，交废钢处理。6.5溢钢过程溢钢、挂钢，立即停机用氧气烧割处理，确认糊钢清理干净后，重新起动拉矫机拉出，否那么按冻钢处理。开浇溢钢：假设铸坯长度大于2.4米，停浇后可按过程溢钢处理。假设铸坯长度小于2.4米，停机后，必须在结晶器内冷却30分钟以上，处理结晶器上口溢钢，用引锭链上顶铸坯处理。六、连铸坯的缺陷及其预防措施连铸坯质量的评价：连铸坯的纯洁度连铸坯的外表质量。连铸坯的内部质量。连铸坯的外观形状1.钢水成分对铸坯质量的影响碳含量磷与硫残留元
39、素的含量氢、氧、氮2.连铸坯的纯洁度非金属夹杂物的种类夹杂物的分布夹杂物的形成原因及预防措施3.铸坯的外表缺陷3.1铸坯的外表纵裂纹影响因素钢种铸坯尺寸浇铸温度和拉速拉速和保护渣粘度的乘积结晶器钢水液面波动浸入式水口插入深度和对阵情况结晶器锥度的变化坯壳在结晶器中收缩受阻 预防措施结晶器、足辊和0段准确对中。采用没有任何形变，并且几可形状精确的结晶器，合理调整结晶器倒锥度。结晶器铜板内壁无严重凹坑和划痕。结晶器和足辊，带足辊的结晶器和0段要准确对中。结晶器的冷却水水缝不能有外来物或气泡阻塞。采用适宜的引锭头填料。引锭头周围用石棉绳塞紧，再参加尺寸、数量和位置适宜的冷废钢。浸入式水口要对准结晶器
40、中心，插入深度要适宜。开浇前校准中间罐浸入式水口的位置，让浸入式水口精确地对准结晶器中心，防止钢流偏向一边或不均匀的钢水流量，以及由此引起不均匀的热流分布和坯壳的侵蚀。根据钢种合理地确定浇注温度和拉坯速度，均匀地把钢水注入结晶器，防止过快或过慢。保护渣成分和添加速度要均匀。根据所浇钢种和拉速选用适宜的结晶器保护渣，使结晶器和坯壳之间形成均匀的保护渣熔融薄膜，获得适当的隔热和足够低的摩擦力。保护渣的成分和添加保护渣的速度要均匀，因为不均匀的保护渣成分和添加速度，都会影响保护渣的熔化性能和隔热性能。采用气水喷雾冷却，使导辊间的区域几乎都成为雾化区，冷却面积大，而且由于用压缩空气经常排除铸坯冷却时发
41、生的水蒸汽膜，所以散热效果很好。另外，过剩水很少滞留在导辊与铸坯之间。因此，铸坯外表的温度范围波动很小。减少结晶器液面波动。减少结晶器摩擦力。3.2铸坯外表横裂纹原因 铸坯矫直时产生抗张力造成的，当铸坯外表存在星状裂纹时，在矫直力作用下，以星状裂纹为缺口，扩展成横裂纹，如果裂纹在角部，就形成角部横裂。另外，与宽面上的单维散热不同，在棱边上热量的散发是从宽面和窄面两个方向进行的。因此，棱边的温度明显地低，即使没有更强的冷却，棱边处的温度也很容易降到临界温度900以下。钢在900一700时是脆性温度范围，在这个温度更围内，假设受到张力的作用，就易产生裂纹。这就是横向角部裂纹的产生往往比面上横裂纹多
42、的缘故。防止产生横裂纹的措施稳定结晶器液面减少振痕深度减少结晶器摩擦力采用合理的二次冷却支撑辊的对中降低钢中S、P、N、O等元素的含量，参加微量Ti、Zr、Ca等元素，抑制碳化物、氧化物、硫化物和氧化物在晶界上析出结晶器锥度调整适宜以及振动正常 3.3皮下气泡 沿柱状晶方向伸长的，位于铸坯外表附近的空间叫气泡，空间细小而密集的叫针孔。按空洞的位置来分，露出外表的叫外表气孔，潜于皮下的叫皮下气泡。气泡会造成成品上的外表缺陷，深度较大时，危害较大。预防措施降低钢中气体含量采用适宜的结晶器保护渣添加料保证清洁 3.4振痕3.5外表凹陷3.6重皮3.7结疤3.9外表增碳和偏析4.铸坯的内部缺陷4.1铸坯的内部裂纹4.2中心疏松和中心偏析5.铸坯的形状缺陷5.1板坯宽面鼓肚5.2板坯窄面鼓肚5.3菱形变形七、连铸新技术钢包下渣检测技术中间包连续测温结晶器液面检测与自动控制结晶器热流监测与漏钢预报技术二冷水自动控制铸坯外表缺陷自动检测铸坯质量跟踪与判定动态轻压下控制
