第一篇：连铸工艺范文
连铸工艺流程介绍
----冶金自动化系列专题
【导读】：转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。本专题将详细介绍转炉（以及电炉）炼钢生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。【发表建议】
连铸的目的: 将钢水铸造成钢坯。
连铸的工艺流程:
将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。【查看全文】
连铸自动化控制工艺流程图
连铸自动化控制主要有连铸机拉坯辊速度控制、结晶器振动频率的控制、定长切割控制等控制技术。【查看全文】
连铸的主要工艺设备介绍:
钢包回转台
钢包回转台：设在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包过跨和支承钢包进行浇铸的设备。由底座、回转臂、驱动装置、回转支撑、事故驱动控制系统、润滑系统和锚固件6部分组成。【查看全文】
中间包
中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。【查看全文】
结晶器
在连续铸造、真空吸铸、单向结晶等铸造方法中，使铸件成形并迅速凝固结晶的特种金属铸型。结晶器是连铸机的核心设备之一，直接关系到连铸坯的质量。【查看全文】
拉矫机
在连铸工艺中，连铸机拉坯辊速度控制是连铸机的三大关键技术之一，拉坯速度控制水平直接影响连铸坯的产量和质量，而拉坯辊电机驱动装置的性能又在其中发挥着重要作用。【查看全文】
电磁搅拌器
电磁搅拌器（Electromagnetic stirring: EMS）的实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强化钢水的运动。具体地说，搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯的钢水内，就在其中感应起电流，该感应电流与当地磁场相互作用产生电磁力，电磁力是体积力，作用在钢水体积元上，从而能推动钢水运动。【查看全文】
冷却喷嘴
冷却喷嘴具有结构简单、喷雾均匀的特点，根据喷雾面积需要，可在集管上安装许多喷嘴，当喷嘴均匀排列时，可保证喷雾的互相交叉，并略有重叠部分，使整个集管喷射分布均匀；主要适用于连铸机、初轧和各种需要扁平喷雾冷却的机械设备中。【查看全文】
火焰切割机
火焰切割机也叫氧气切割。根据切割钢板的厚度安装适当孔径的割嘴；【查看全文】
连铸系统也是一个比较复杂的系统，用到的自动化产品比较多，下面列举部分产品出来：
常用到的自动化设备：PLC、组态软件、变频器、工控机、工业以太网交换机等等。
连铸自动化控制工艺流程图
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连铸自动化控制工艺流程图：
将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。
有连铸机拉坯辊速度控制、结晶器振动频率的控制、定长切割控制等主要控制技术。
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水平连铸控制工艺流程图： 图片：
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生产线实景图：
连铸工艺详解
连铸的生产工艺流程：将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。
连铸钢水的准备
一、连铸钢水的温度要求：
钢水温度过高的危害：①出结晶器坯壳薄，容易漏钢；②耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，降低浇铸安全性；③增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；④铸坯柱状晶发达；⑤中心偏析加重，易产生中心线裂纹。
钢水温度过低的危害：①容易发生水口堵塞，浇铸中断；②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷；③非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。
二、钢水在钢包中的温度控制：
根据冶炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄的范围内变化；其次，要最大限度地减少从出钢、钢包中、钢包运送途中及进入中间包的整个过程中的温降。
实际生产中需采取在钢包内调整钢水温度的措施： 1）钢包吹氩调温
2）加废钢调温
3）在钢包中加热钢水技术
4）钢水包的保温
中间包钢水温度的控制
一、浇铸温度的确定
浇铸温度是指中间包内的钢水温度，通常一炉钢水需在中间包内测温3次，即开浇后5min、浇铸中期和浇铸结束前5min,而这3次温度的平均值被视为平均浇铸温度。
浇铸温度的确定可由下式表示（也称目标浇铸温度）：
T=TL+△T。
二、液相线温度：
即开始凝固的温度，就是确定浇铸温度的基础。推荐一个计算公式：
T=1536-{78[%C]+7.6[%Si]+4.9[%Mn]+34[%P]+30[%S]+5.0[%Cu]+3.1[%Ni]+1.3[%Cr]+3.6[%Al]+2.0[%Mo]+2.0[%V]+18[%Ti]}
三、钢水过热度的确定
钢水过热度主要是根据铸坯的质量要求和浇铸性能来确定。
钢种类别
过热度
非合金结构钢
10-20℃
铝镇静深冲钢
15-25℃
高碳、低合金钢
5-15℃
四、出钢温度的确定
钢水从出钢到进入中间包经历5个温降过程：
△T总=△T1+△T2+△T3+△T4+△T5 △T1出钢过程的温降；
△T2出完钢钢水在运输和静置期间的温降(1.0～1.5℃/min)；
△T3钢包精炼过程的温降（6～10℃/min）；
△T4精炼后钢水在静置和运往连铸平台的温降(5～1.2℃/min）；
△T5钢水从钢包注入中间包的温降。
T出钢 = T浇+△T总
控制好出钢温度是保证目标浇铸温度的首要前提。具体的出钢温度要根据每个钢厂在自身温降规律调查的基础上，根据每个钢种所要经过的工艺路线来确定。
拉速的确定和控制
一、拉速控制作用:
拉速定义:拉坯速度是以每分钟从结晶器拉出的铸坯长度来表示。拉坯速度应和钢液的浇注速度相一致。拉速控制合理,不但可以保证连铸生产的顺利进行,而且可以提高连铸生产能力,改善铸坯的质量.现代连铸追求高拉速。
二、拉速确定原则:
确保铸坯出结晶器时的能承受钢水的静压力而不破裂，对于参数一定的结晶器，拉速高时，坯壳薄；反之拉速低时则形成的坯壳厚。一般，拉速应确保出结晶器的坯壳厚度为12-14mm。
影响因素：钢种、钢水过热度、铸坯厚度等。
1）机身长度的限制
根据凝固的平方根定律，铸坯完全凝固时达到的厚度： 又机身长度：
得到拉速：
2）拉坯力的限制
拉速提高，铸坯中的未凝固长度变长，各相应位置上凝固壳厚度变薄，铸坯表面温度升高，铸坯在辊间的鼓肚量增多。拉坯时负荷增加。超过拉拔转矩就不能拉坯，所以限制了拉速的提高。3）结晶器导热能力的限制
根据结晶器散热量计算出，最高浇注速度：
板坯为2.5米/分
方坯为3-4米/分
4）拉坯速度对铸坯质量的影响
（1）降低拉速可以阻止或减少铸坯内部裂纹和中心偏析
（2）提高拉速可以防止铸坯表面产生纵裂和横裂
（3）为防止矫直裂纹，拉速应使铸坯通过矫直点时表面温度避开钢的热脆区。
5）钢水过热度的影响
一般连铸规定允许最大的钢水过热度，在允许过热度下拉速随着过热度的降低而提高，如图1所示。
6）钢种影响：就含碳量而言，拉坯速度按低碳钢、中碳钢、高碳钢的顺序由高到低。就钢中合金含量而言，拉速按普碳钢、优质碳素钢、合金钢顺序降低。
图1 拉速与温度对应表
第四节 铸坯冷却的控制
钢水在结晶器内的冷却即一冷确定，其冷却效果可以由通过结晶器壁传出的热流的大小来度量，如图2所示。
图2 钢水在结晶器内的冷却
1）一冷作用：一冷就是结晶器通水冷却。其作用是确保铸坯在结晶器内形成一定的初生坯壳。
2）一冷确定原则：一冷通水是根据经验，确定以在一定工艺条件下钢水在结晶器内能够形成足够的坯壳厚度和确保结晶器安全运行的前提。通常结晶器周边供水2L/mm·min。进出水温差不超过8℃，出水温度控制在45-500℃为宜，水压控制在0.4-0.6Mpa。
3）二冷作用:二次冷却是指出结晶器的铸坯在连铸机二冷段进行的冷却过程.其目的是对带有液芯的铸坯实施喷水冷却,使其完全凝固,以达到在拉坯过程中均匀冷却.4）二冷强度确定原则:二冷通常结合铸坯传热与铸坯冶金质量两个方面来考虑.铸坯刚离开结晶器,要采用大量水冷却以迅速增加坯壳厚度,随着铸坯在二冷区移动,坯壳厚度增加,喷水量逐渐降低.因此,二冷区可分若干冷却段,每个冷却段单独进行水量控制.同时考虑钢种对裂纹敏感性而有针对性的调整二冷喷水量.5）二冷水量与水压:对普碳钢低合金钢，冷却强度为：1.0-1.2L/Kg钢。对低碳钢、高碳钢,冷却强度为：0.6-0.8L/Kg钢。对热裂纹敏感性强的钢种，冷却强度为:0.4-0.6L/Kg钢，水压为0.1-0.5MPa，如图3所示。
图3 凝固系数与二冷水量关系
连铸过程检测与自动控制
一、连铸过程自动检测
（一）中间包钢液温度测定
1）中间包钢液温度的点测
用快速测温头及数字显示二次仪测量温度，如图4所示。
图4 二次温度测量仪
2）中间包钢液温度的连续测定
采用连续测温热电偶对中间包钢液温度进行连续测量，如图5所示。
图5 连续测温热电偶
（二）结晶器液面控制
1）放射性同位素测量法如图6所示：
图6 放射性同位素测量法
2）红外线结晶器液面测量法如图7所示：
图7 红外线结晶器液面测量法
3）热电偶结晶器液面测量法如图8所示：
图8 热电偶结晶器液面测量法
4）激光结晶器液面测量法如图9所示：
图9 激光结晶器液面测量法
（三）连铸机漏钢预报装置如图10所示：
图10 连铸机漏钢预报装置
（四）连铸二次冷却水控制如图11所示：
图11 连铸二次冷却水控制
（五）铸坯表面缺陷在线检测
1）工业电视摄象法如图12所示：
图12 工业电视摄象法
2）涡流检测法如图13所示：
图13 涡流检测法
二、连铸坯表面质量及控制
（一）连铸过程质量控制
1）提高钢纯净度的措施
（1）无渣出钢
（2）选择合适的精炼处理方式
（3）采用无氧化浇注技术
（4）充分发挥中间罐冶金净化器的作用
（5）选用优质耐火材料
（6）充分发挥结晶器的作用
（7）采用电磁搅拌技术，控制注流运动
（二）连铸坯表面质量及控制
连铸坯表面质量的好坏决定了铸坯在热加工之前是否需要精整，也是影响金属收得率和成本的重要因素，还是铸坯热送和直接轧制的前提条件。
连铸坯表面缺陷形成的原因较为复杂，但总体来讲，主要是受结晶器内钢液凝固所控制，如图14所示。
图14 连铸坯表面缺陷示意图
（三）连铸坯内部质量及控制
铸坯的内部质量是指铸坯是否具有正确的凝固结构、偏析程度、内部裂纹、夹杂物含量及分布状况等。
凝固结构是铸坯的低倍组织，即钢液凝固过程中形成等轴晶和柱状晶的比例。铸坯的内部质量与二冷区的冷却及支撑系统密切相关，如图15，图16所示。
图15 铸坯内部缺陷示意图
图16 “V”形偏析
1）减少铸坯内部裂纹的措施
（1）采用压缩浇铸技术，或者应用多点矫直技术
（2）二冷区采用合适夹辊辊距，支撑辊准确对弧
（3）二冷水分配适当，保持铸坯表面温度均匀
（4）合适拉辊压下量，最好采用液压控制机构
2）夹杂物的控制
从炼钢
精炼 连铸生产洁净钢，主要控制对策是：
（1）控制炼钢炉下渣量
● 挡渣法（偏心炉底出钢、气动法、挡渣球）
● 扒渣法：目标是钢包渣层厚＜50mm，下渣2Kg/t
（2）钢包渣氧化性控制
● 出钢渣中高（FeO+MnO）是渣子氧势量度。（FeO+MnO）↑板胚T[O]↑
（3）钢包精炼渣成分控制
不管采用何种精炼方法（如RH、LF、VD），合理搅拌强度和合理精炼渣组成是获得洁净钢水的基础。
合适的钢包渣成分：CaO/ Al2O3＝1.5～1.8，CaO/ SiO2=8～13，（FeO+MnO）＜5％。高碱度、低熔点、低氧化铁、富CaO钙铝酸盐的精炼渣，能有效吸收大颗粒夹杂物，降低总氧。
（4）保护浇注
● 钢水保护是防止钢水再污染生产洁净钢重要操作
● 保护浇注好坏判断指标：－△[N]＝[N]钢包－[N]中包；－△[Al]s＝[Al]钢包－[Al]中包
● 保护方法：①中包密封充Ar；②钢包
中间包长水口，△[N]＝1.5PPm甚至为零；③中间包
结晶器浸入式水口
(5)中间包控流装置
● 中间包不是简单的过渡容器，而是一个冶金反应容器，作为钢水进入结晶器之前进一步净化钢水
● 中间包促进夹杂物上浮其方法：
a.增加钢水在中间包平均停留时间t：t＝w/（a×b×ρ×v）。中间包向大容量深熔池方向发展。
b.改变钢水在中间包流动路径和方向，促进夹杂物上浮。
（6）中间包复盖剂
中间包是钢水去除夹杂物理想场所。钢水面上复盖剂要有效吸收夹杂物。
● 碳化稻壳；
● 中性渣：（CaO/SiO2=0.9～1.0）
● 碱性渣：（CaO+MgO/SiO2≥3）
● 双层渣
渣中（SiO2）增加，钢水中T[O]增加。生产洁净钢应用碱性复盖剂。
（7）碱性包衬
钢水与中间包长期接触，钢水与包衬的热力学性能必须是稳定的，这是生产洁净钢的一个重要条件。包衬材质中SiO2增加，铸坯中总氧T[O]是增加，因此生产洁净钢应用碱性包衬。
对低碳Al-K钢，中间包衬用Mg-Ca质涂料（Al2O3→0），包衬反应层中Al2O3可达21％，说明能有效吸附夹杂物。
（8）钢种微细夹杂物去除
● 大颗粒夹杂（>50μm）去除，采用中间包控流技术
● 小颗粒夹杂（<50μm）去除：
－中间包钙质过滤器
－中间包电磁旋转
（9）防止浇注过程下渣和卷渣
● 加入示踪剂追踪铸坯中夹杂物来源
● 结晶器渣中示踪剂变化
● 铸坯中夹杂物来源，初步估算外来夹杂物占41.6%二次氧化占 39%，脱氧产物为20%
（10）防止Ar气泡吸附夹杂物
对Al－K钢，采用浸入式水口吹Ar防止水口堵塞，但吹Ar会造成：
● 水口堵塞物破碎进入铸胚，大颗粒Al2O3轧制延伸会形成表面成条状缺陷
● ＜1mmAr气泡上浮困难，它是Al2O3和渣粒的聚合地，当气泡尺寸>200μm易在冷轧板表面形成条状缺陷。
为解决水口堵塞问题，可采用：
－钙处理改善钢水可浇性
－钙质水口
－无C质水口
目前还是广泛采用吹Ar来防止堵塞。生产洁净钢总的原则是：钢水进入结晶器之前尽可能排除Al2O3。
（11）结晶器钢水流动控制
三、连铸坯形状缺陷及控制
（一）鼓肚变形
带液心的铸坯在运行过程中，于两支撑辊之间，高温坯壳中钢液静压力作用下，发生鼓胀成凸面的现象，称之为鼓肚变形。板坯宽面中心凸起的厚度与边缘厚度之差叫鼓肚量，用以衡量铸坯彭肚变形程度。
减少鼓肚应采取措施 ：
（1）降低连铸机的高度
（2）二冷区采用小辊距密排列；铸机从上到下辊距应由密到疏布置
（3）支撑辊要严格对中
（4）加大二冷区冷却强度
（5）防止支撑辊的变形，板坯的支撑辊最好选用多节辊
图17 铸坯鼓肚示意图
（二）菱形变形
菱形变形也叫脱方。是大、小方坯的缺陷。是指铸坯的一对角小于90°，另一对角大于90°；两对角线长度之差称为脱方量。
应对菱变的措施 ：
（1）选用合适锥度的结晶器
（2）结晶器最好用软水冷却
（3）保持结晶器内腔正方形，以使凝固坯壳为规正正的形状
（4）结晶器以下的600mm距离要严格对弧；并确保二冷区的均匀冷却
（5）控制好钢液成分
（三）圆铸坯变形
圆坯变形成椭圆形或不规则多边形。圆坯直径越大，变成随圆的倾向越严重。形成椭圆变形的原因有：
（1）圆形结晶器内腔变形
（2）二冷区冷却不均匀
（3）连铸机下部对弧不准
（4）拉矫辊的夹紧力调整不当，过分压下
可采取相应措施：
（1）及时更换变形的结晶器
（2）连铸机要严格对弧
（3）二冷区均匀冷却
（4）可适当降低拉速
（四）夹杂物的控制
提高钢纯净度的措施：
（1）无渣出钢
（2）选择合适的精炼处理方式
（3）采用无氧化浇注技术
（4）充分发挥中间罐冶金净化器的作用
（5）选用优质耐火材料
（6）充分发挥结晶器的作用
（7）采用电磁搅拌技术，控制注流运动
（五）间包冶金
当前对钢产品质量的要求变得更加严格。中间包不仅仅只是生产中的一个容器，而且在纯净钢的生产中发挥着重要作用。
70年代认识到改变中间包形状和加大中间包容积可以达到延长钢液的停留时间，提高夹杂物去除率的目的；安装挡渣墙，控制钢液的流动，实现夹杂物有效碰撞、长大和上浮。80年代发明了多孔导流挡墙和中间包过滤器。
在防止钢水被污染的技术开发中，最近已有实质性的进展。借助先进的中间包设计和操作如中间包加热，热周转操作，惰性气氛喷吹，预熔型中间包渣，活性钙内壁，中间包喂丝，以及中间包夹杂物行为的数学模拟等，中间包在纯净钢生产中的作用体现得越来越重要。
在现代连铸的应用和发展过程中，中间包的作用显得越来越重要，其内涵在被不断扩大，从而形成一个独特的领域——中间包冶金。
中间包冶金的最新技术：
（1）H型中间包
（2）离心流中间包
（3）中间包吹氩
（4）去夹杂的陶瓷过滤器
（5）电磁流控制
图18 H型中间包 [连铸设备]钢包回转台
钢包回转台
钢包回转台：设在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包过跨和支承钢包进行浇铸的设备。由底座、回转臂、驱动装置、回转支撑、事故驱动控制系统、润滑系统和锚固件6部分组成。
钢包回转台的作用是将位于受包位置的满载钢包回转至浇钢位置，准备进行浇注，同时将浇完钢水的空包转至受包位置，准备运走。钢包回转台大致有3种类型：
单臂钢包回转台：由底座、立柱、上转臂、上转臂驱动装置、下转臂、下转臂驱动装置组成。蝶形钢包回转台：由底座、升降液压缸、回转架、钢包支座、回转臂、平行连杆、驱动装置、防护板组成。
钢包回转台是连铸机的关键设备之一，起着连接上下两道工序的重要作用。钢包回转台的回转情况基本上包括两侧无钢包、单侧有钢包、两侧有钢包三种情况，而单个钢包重量已超过140吨。三种情况下，钢包回转台受力有很大不同，但无论在何种情况下，都要保证钢包回转台的旋转平稳，定位准确，起停时要尽可能减小对机械部分的冲击，为减少中间包液面波动和温降，要缩短旋转时间。因此，我们在变频器的容量选择上，留有余地，即比电机功率加大一级。同时利用变频器的s曲线加速功能，通过调整s曲线保证加、减速曲线平滑快速，减少对减速机的冲击，再通过PLC判断变速限位、停止限位实现旋转过程中高、低速自动变换及到位停车，同时满足了对旋转时间和平稳运行的要求。
[连铸设备]中间包
中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。
连铸机钢水包和结晶器之间钢水过渡的装置，用来稳定钢流，减小钢流对坯壳的冲刷，以利于非金属夹杂物上浮，从而提高铸坯质量。
[连铸设备]结晶器
在连续铸造、真空吸铸、单向结晶等铸造方法中，使铸件成形并迅速凝固结晶的特种金属铸型。
结晶器包括：
直型结晶器、弧形结晶器 curved mold：用于弧型和超低头型（椭圆型）连铸机上。
组合式结晶器 composite mold：由四块壁板组成，每块壁板又由一块铜板和一块钢（铁）板用螺栓连接而成。
多级结晶器 multi stage mold
调宽结晶器 adjustable mold：宽度可调的结晶器，一般只用于板坯连铸。
结晶器是连铸机的核心设备之一，直接关系到连铸坯的质量。结晶器的振动频率要求准确，并根据拉坯速度自动调整，在高振频时，由于电机负载率上升，转差率增加，导致振动频率有所降低，而为了保证振动频率的精确，需要打开变频器的转差补偿控制，在负载增加时，使变频器自动增加输出频率以提供在没有速度降低情况下所需要的电机转差率，补偿量正比于负载的增加量，并在整个调速范围内都起作用。
另外，结晶器的振动是由电机带动偏心机构旋转来实现的，因此表现为输出电流及母线电压呈现周期性震荡，在振动频率较高时有引起母线过电压故障的可能，通过允许变频器的母线调节功能，使变频器会基于直流母线电压自动调整输出频率，监测到母线电压瞬时升高时变频器会适当增加输出频率以减小引起母线电压升高的再生能量，这样做降低了出现变频器过压故障的可能性。
[连铸设备]拉矫机
拉矫机
在连铸工艺中，连铸机拉坯辊速度控制是连铸机的三大关键技术之一，拉坯速度控制水平直接影响连铸坯的产量和质量，而拉坯辊电机驱动装置的性能又在其中发挥着重要作用。交流电机变频调速技术日益成熟，交流变频驱动调速平稳，调速范围宽，对机械冲击低，交流电机维护量低，交流变频调速已取代直流调速，完全能够满足拉坯辊速度控制的需要。4、5号连铸机的拉矫机为五辊双机架三驱动，上拉坯辊、下拉坯辊、矫直辊由三台同型号电机共同驱动，完成引锭杆的上下传送运行和连铸坯牵引，三台电机必须保持同步，与一般的同步要求不同的是要保证三个辊面的线速度相同，而不是三台电机的转速相同，以避免出现负载分配不均引起母线过压、欠压、过载故障。
三台变频器接受相同的速度指令，按照同一频率运行，但由于三辊处于一个半径8m的圆弧段的不同位置上，若要保持三个辊面的线速度相同，则三台电机的转速实际应有轻微差别，加上三台电机的参数不可能完全相同，这就造成了三台电机同步的困难。如果打开母线调节功能，虽然可以在一定程度上避免由于不同步造成的母线电压升高，但会造成电机转速的不稳定，从而使拉速值波动，进一步影响到结晶器钢水液面和二冷配水的稳定，甚至有造成事故的危险。为此，我们利用变频器内置的PI控制功能，使三台电机构成主从驱动系统，即以上拉坯电机作为主驱动电机，工作在速度调节方式，下拉坯电机和矫直电机作为从动电机，工作在带有速度修正的速度调节方式下，通过比较主从电机的力矩电流产生偏差信号，从而修正从动电机的速度。变频器间的力矩电流信号传送可以通过变频器内置的模拟量输入、输出通道来实现，无需另外添加硬件。这种方法构成的主从驱动系统，结构简单，完全利用变频器内置功能实现，可以连续自动完成速度修正，应用在多辊传动的拉矫机上效果非常理想。
拉矫机和结晶器振动装置采用变频器调速系统，拉矫机变频器的启动、停止以及调速由PLC发送给拉矫机变频器，拉矫机的实际速度FM经光电隔离后再反馈给PLC，然后由PLC传送给相应仪表显示实际值。结晶器振动采用同调方式，即振动频率随拉速变化而变化，即根据下面的公式，来控制结晶器振动频率f:
计算出振动频率f由PLC发送给结晶器振动变频器，使结晶器的振动适应于拉速变化，系统框图如图所示。
[连铸设备]电磁搅拌器
电磁搅拌器 electromagnetic stirring, EMS：连续铸钢时，利用电磁力控制钢液凝固过程，改善铸坯质量的工艺。也称EMS技术。
电磁搅拌器（Electromagnetic stirring: EMS）的实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强化钢水的运动。具体地说，搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯的钢水内，就在其中感应起电流，该感应电流与当地磁场相互作用产生电磁力，电磁力是体积力，作用在钢水体积元上，从而能推动钢水运动。
电磁搅拌器的安装位置和搅拌器模式
根据电磁搅拌器在铸机冶金长度上的不同安装位置大致有以下几种模式
结晶器电磁搅拌：Mold Electromagnetic stirring: MEMS 搅拌器安装在结晶器铜管外面 二冷区电磁搅拌：Strand Electromagnetic Stirring: SEMS 搅拌器安装在铸坯外面 凝固末端电磁搅拌：Final Electromagnetic stirring:FEMS 用于方坯连铸 搅拌器安装在铸坯外面
电磁搅拌器的冶金效果
搅拌位置
冶金效果
适用钢种
MEMS
增加等轴晶率
低合金钢
减少表面和皮下的气孔和针孔
弹簧钢
减少表面和皮下的夹杂物
冷轧钢
坯壳均匀化
中高碳钢等
稍稍改善中心偏析
SEMS
扩大等轴晶率
不锈钢
减少内裂
改善中心偏析
工具钢
减少中心疏松
FEMS
细化等轴晶
弹簧钢
有效地改善中心偏析
轴承钢
有效地改善中心缩孔和疏松
特殊高碳钢
[连铸工艺]火焰切割的工艺
厚度大于50mm的厚钢板一般采用火焰切割，也叫氧气切割。其工艺大体如下：
（1）根据切割钢板的厚度安装适当孔径的割嘴；
（2）将氧气和燃气压力调至规定值；
（3）用切割点火器点燃预热焰，接着慢慢打开预热氧气阀，调节火焰白心长度，使火焰成中性焰，预热起割点；
（4）在切割起点上只用预热焰加热，割嘴垂直于钢板表面，火焰白心尖端距钢板表面1.5～2.5mm；
（5）当起点达到燃烧温度（辉红色）时，打开切割氧气阀，瞬间就可进行切割；
（6）在确认已割至钢板下表面后，就沿着切割线以适当的速度移动割嘴继续往前切割；
（7）切割终了时，先关闭切割氧气阀，再关闭预热焰的氧气阀。
定尺切割
定尺方式有碰球定尺和非在线定尺切割:
(1)碰球定尺
即切割机定尺脉冲信号由定尺碰球发出，但由于钢坯表面的氧化皮的导电率差，尽管碰到了碰球，但不一定接触良好，为防止误切，系统利用拉矫机速度信号进行积分运算来计算坯长，并与定尺信号进行比较，确保定尺信号的准确性。
(2)非在线定尺切割
利用专门的非在线式铸坯长度测量装置，根据热坯热辐射的原理，通过探头锁定铸坯在导轨内的区域，当铸坯进入区域并占满整个区域后发出定尺信号，然后再给出剪切命令。
氧气切割的基本原理及过程。
氧气切割是利用气体火焰的热能将工件切割处预热到燃点后，喷出高速切割氧流，使金属燃烧并放出热量而实现切割的方法。气割过程有三个阶段：
⑴预热 气割开始时，利用气体火焰（氧乙炔焰或氧丙烷焰）将工件待切割处预热到该种金属材料的燃烧温度——燃点（对于碳钢约为1100～1150℃）。
⑵燃烧 喷出高速切割氧流，使已达燃点的金属在氧流中激烈燃烧，生成氧化物。
⑶吹渣 金属燃烧生成的氧化物被氧流吹掉，形成切口，使金属分离，完成切割过程。
氧气切割的三条件：
金属材料要进行氧气切割应满足以下三个条件：
1）金属燃烧生成氧化物的熔点应低于金属熔点，且流动性要好。
2）金属的燃点应比熔点低。
3）金属在氧流中燃烧时能放出大量的热量，且金属本身的导热性要低。
符合上述气割条件的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢、低合金钢以及钛。其它常用的金属材料如铸铁、不锈钢、铝和铜等由于不满足此三条件，所以不能应用氧气切割，这些材料目前常用的切割方法是等离子弧切割。
[连铸设备]冷却喷嘴
连铸二次冷却的目的是对离开结晶器后的铸坯进行连续冷却 ,使之逐渐凝固 ,到切割机前完全凝固。凝固过程受铸坯的导热性、喷雾介质的冷却效果、以及铸坯质量等的限制。凝固过程应控制铸坯表面温度在浇注方向均匀下降。所以连铸坯二次冷却喷嘴的冷态特性 ,对连铸生产和保证连铸坯质量是非常重要的。对喷嘴生产厂家生产的喷嘴喷头的材质 ,要求有足够的强度 ,否则在运输、安装和检修中一旦有磕碰、紧固等现象 ,会造成喷嘴的水流量、喷射角度和水流密度分布变化 ,对连铸生产有不良影响。
冷却喷嘴具有结构简单、喷雾均匀的特点，根据喷雾面积需要，可在集管上安装许多喷嘴，当喷嘴均匀排列时，可保证喷雾的互相交叉，并略有重叠部分，使整个集管喷射分布均匀；主要适用于连铸机、初轧和各种需要扁平喷雾冷却的机械设备中。
连铸二冷喷嘴的类型、喷雾方法对铸坯冷却的影响 ,各类喷嘴冷却的优缺点 ,以及环型喷嘴嘴头的材质在检修中出现的问题。对包钢引进大方坯和大圆坯的汽雾喷嘴和国产喷嘴的冷态特性进行测试研究 ,测试结果表明 ,国产喷嘴的水流密度分布在中心的左右 ,分布均匀 ,对大方坯和大圆坯的横向均匀降温有益 ,但是国产喷嘴的喷射角度在测试的五种喷嘴中 ,有四种喷嘴符合国家黑色冶金对喷嘴喷射角度的要求 ,只有D40 197-1喷嘴在高压测试时超国家要求的 +4° ,有少量国产喷嘴在同压力条件下的流量误差在 1%～ 10 %之间。
[连铸设备]火焰切割机
图片：
厚度大于50mm的厚钢板一般采用火焰切割，也叫氧气切割。其工艺大体如下：
（1）根据切割钢板的厚度安装适当孔径的割嘴；
（2）将氧气和燃气压力调至规定值；
（3）用切割点火器点燃预热焰，接着慢慢打开预热氧气阀，调节火焰白心长度，使火焰成中性焰，预热起割点；
（4）在切割起点上只用预热焰加热，割嘴垂直于钢板表面，火焰白心尖端距钢板表面1.5～2.5mm；
（5）当起点达到燃烧温度（辉红色）时，打开切割氧气阀，瞬间就可进行切割；
（6）在确认已割至钢板下表面后，就沿着切割线以适当的速度移动割嘴继续往前切割；
（7）切割终了时，先关闭切割氧气阀，再关闭预热焰的氧气阀。
[连铸设备]钢包烘烤器
钢包在新砌后和盛装钢水前一般都需要烘烤，用来烘烤钢包的装置就称为钢包烘烤器，又称烤包器。
钢包烘烤器有在线烘烤器和离线烘烤器两大类，离线烘烤器有立式烘烤器和卧式烘烤器两种，另外还有专门烘烤中间包的中间包烘烤器。
第二篇：连铸工艺
连铸工艺
首先做好准备工作，包括把中间包吊运到中间包台架上，固定在浇注位置上，装好定径水口，烘烤好中间包和定径水口，烤好后装好引流砂等待钢水包的到来，还要准备好润滑剂，捞渣棒，调温冷铁，做好开浇前的所有准备工作。检查好二冷室喷嘴，进行试水，不喷水的要拆下来用氧气吹通再装好，确实需要更换的才能更换，以保证浇注时少发生事故。
从钢包掉运到钢包旋转台，把旋转台开到浇注位置，首先是测量钢包内钢水的温度要求保持在1650-1680度之间，温度过高则需加入少量冷铁调温，达到浇注温度要求。
开启滑动机构打开水口，让钢包内的钢水注入中间包，中间包内钢水达到三分之二时在测量一次中间包内钢水的温度，要求是1525-1545度之间，方可打开定径水口开始浇注，首先打开中间一流，带浇注正常后依次序打开左右几流正常浇注。
在浇注开始的同时打开零段，二次冷却水达到拉坯的正常要求，一般零段冷却水许全部打开，二段冷却水视钢坯的温度调整在0.2-0.66MP.在浇注过程中要勤捞渣，尽量做到拉速平稳，保持住中间包内的温度，温度低于浇注要求时要注氧升温。
钢坯出了拉矫机到达火焰切割位置时切掉坯头一般视所装冷铁的长度而定。火焰切割定尺要准确，长度不能偏差5公分。
正常浇注完成后，钢包要关闭好滑动机构，转到浇注位置的180°方向，就算完成一次钢包浇注。整个连铸浇注完成后清理好浇注平台的卫生，吊运走在浇注过程中留下的渣铁，把中间包吊运到清理修补打结位置以备下次生产用。
连铸备品配件大概消耗在每吨钢坯2.5.元人民币左右，不包括结晶器铜管。
第三篇：连铸工艺详解
连铸工艺详解
连铸的生产工艺流程：将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。
连铸钢水的准备
一、连铸钢水的温度要求：
钢水温度过高的危害：①出结晶器坯壳薄，容易漏钢；②耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，降低浇铸安全性；③增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；④铸坯柱状晶发达；⑤中心偏析加重，易产生中心线裂纹。
钢水温度过低的危害：①容易发生水口堵塞，浇铸中断；②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷；③非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。
二、钢水在钢包中的温度控制：
根据冶炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄的范围内变化；其次，要最大限度地减少从出钢、钢包中、钢包运送途中及进入中间包的整个过程中的温降。
实际生产中需采取在钢包内调整钢水温度的措施：
1）钢包吹氩调温
2）加废钢调温
3）在钢包中加热钢水技术
4）钢水包的保温
中间包钢水温度的控制
一、浇铸温度的确定
浇铸温度是指中间包内的钢水温度，通常一炉钢水需在中间包内测温3次，即开浇后5min、浇铸中期和浇铸结束前5min,而这3次温度的平均值被视为平均浇铸温度。
浇铸温度的确定可由下式表示（也称目标浇铸温度）：
T=TL+△T。
二、液相线温度：
即开始凝固的温度，就是确定浇铸温度的基础。推荐一个计算公式：
T=1536-{78[%C]+7.6[%Si]+4.9[%Mn]+34[%P]+30[%S]+5.0[%Cu]+3.1[%Ni]+1.3[%Cr]+3.6[%Al]+2.0[%Mo]+2.0[%V]+18[%Ti]}
三、钢水过热度的确定
钢水过热度主要是根据铸坯的质量要求和浇铸性能来确定。
钢种类别 过热度
非合金结构钢 10-20℃
铝镇静深冲钢 15-25℃
高碳、低合金钢 5-15℃
四、出钢温度的确定
钢水从出钢到进入中间包经历5个温降过程：
△T总=△T1+△T2+△T3+△T4+△T5
△T1出钢过程的温降；
△T2出完钢钢水在运输和静置期间的温降(1.0～1.5℃/min)；
△T3钢包精炼过程的温降（6～10℃/min）；
△T4精炼后钢水在静置和运往连铸平台的温降(5～1.2℃/min）；
△T5钢水从钢包注入中间包的温降。
T出钢 = T浇+△T总
控制好出钢温度是保证目标浇铸温度的首要前提。具体的出钢温度要根据每个钢厂在自身温降规律调查的基础上，根据每个钢种所要经过的工艺路线来确定。
拉速的确定和控制
一、拉速控制作用:
拉速定义:拉坯速度是以每分钟从结晶器拉出的铸坯长度来表示。拉坯速度应和钢液的浇注速度相一致。拉速控制合理,不但可以保证连铸生产的顺利进行,而且可以提高连铸生产能力,改善铸坯的质量.现代连铸追求高拉速。
二、拉速确定原则:
确保铸坯出结晶器时的能承受钢水的静压力而不破裂，对于参数一定的结晶器，拉速高时，坯壳薄；反之拉速低时则形成的坯壳厚。一般，拉速应确保出结晶器的坯壳厚度为12-14mm。
影响因素：钢种、钢水过热度、铸坯厚度等。1）机身长度的限制
根据凝固的平方根定律，铸坯完全凝固时达到的厚度：
又机身长度：
得到拉速：
2）拉坯力的限制
拉速提高，铸坯中的未凝固长度变长，各相应位置上凝固壳厚度变薄，铸坯表面温度升高，铸坯在辊间的鼓肚量增多。拉坯时负荷增加。超过拉拔转矩就不能拉坯，所以限制了拉速的提高。
3）结晶器导热能力的限制
根据结晶器散热量计算出，最高浇注速度：
板坯为2.5米/分
方坯为3-4米/分
4）拉坯速度对铸坯质量的影响
（1）降低拉速可以阻止或减少铸坯内部裂纹和中心偏析
（2）提高拉速可以防止铸坯表面产生纵裂和横裂
（3）为防止矫直裂纹，拉速应使铸坯通过矫直点时表面温度避开钢的热脆区。
5）钢水过热度的影响
一般连铸规定允许最大的钢水过热度，在允许过热度下拉速随着过热度的降低而提高，如图1所示。
6）钢种影响：就含碳量而言，拉坯速度按低碳钢、中碳钢、高碳钢的顺序由高到低。就钢中合金含量而言，拉速按普碳钢、优质碳素钢、合金钢顺序降低。
图1 拉速与温度对应表
第四节 铸坯冷却的控制
钢水在结晶器内的冷却即一冷确定，其冷却效果可以由通过结晶器壁传出的热流的大小来度量，如图2所示。
图2 钢水在结晶器内的冷却
1）一冷作用：一冷就是结晶器通水冷却。其作用是确保铸坯在结晶器内形成一定的初生坯壳。
2）一冷确定原则：一冷通水是根据经验，确定以在一定工艺条件下钢水在结晶器内能够形成足够的坯壳厚度和确保结晶器安全运行的前提。通常结晶器周边供水2L/mm·min。进出水温差不超过8℃，出水温度控制在45-500℃为宜，水压控制在0.4-0.6Mpa。
3）二冷作用:二次冷却是指出结晶器的铸坯在连铸机二冷段进行的冷却过程.其目的是对带有液芯的铸坯实施喷水冷却,使其完全凝固,以达到在拉坯过程中均匀冷却.4）二冷强度确定原则:二冷通常结合铸坯传热与铸坯冶金质量两个方面来考虑.铸坯刚离开结晶器,要采用大量水冷却以迅速增加坯壳厚度,随着铸坯在二冷区移动,坯壳厚度增加,喷水量逐渐降低.因此,二冷区可分若干冷却段,每个冷却段单独进行水量控制.同时考虑钢种对裂纹敏感性而有针对性的调整二冷喷水量.5）二冷水量与水压:对普碳钢低合金钢，冷却强度为：1.0-1.2L/Kg钢。对低碳钢、高碳钢,冷却强度为：0.6-0.8L/Kg钢。对热裂纹敏感性强的钢种，冷却强度为:0.4-0.6L/Kg钢，水压为0.1-0.5MPa，如图3所示。
图3 凝固系数与二冷水量关系
连铸过程检测与自动控制
一、连铸过程自动检测
（一）中间包钢液温度测定
1）中间包钢液温度的点测
用快速测温头及数字显示二次仪测量温度，如图4所示。
图4 二次温度测量仪
2）中间包钢液温度的连续测定
采用连续测温热电偶对中间包钢液温度进行连续测量，如图5所示。
图5 连续测温热电偶
（二）结晶器液面控制
1）放射性同位素测量法如图6所示：
图6 放射性同位素测量法
2）红外线结晶器液面测量法如图7所示：
图7 红外线结晶器液面测量法
3）热电偶结晶器液面测量法如图8所示：
图8 热电偶结晶器液面测量法
4）激光结晶器液面测量法如图9所示：
图9 激光结晶器液面测量法
（三）连铸机漏钢预报装置如图10所示：
图10 连铸机漏钢预报装置
（四）连铸二次冷却水控制如图11所示：
图11 连铸二次冷却水控制
（五）铸坯表面缺陷在线检测
1）工业电视摄象法如图12所示：
图12 工业电视摄象法
2）涡流检测法如图13所示：
图13 涡流检测法
二、连铸坯表面质量及控制
（一）连铸过程质量控制
1）提高钢纯净度的措施
（1）无渣出钢
（2）选择合适的精炼处理方式
（3）采用无氧化浇注技术
（4）充分发挥中间罐冶金净化器的作用
（5）选用优质耐火材料
（6）充分发挥结晶器的作用
（7）采用电磁搅拌技术，控制注流运动
（二）连铸坯表面质量及控制
连铸坯表面质量的好坏决定了铸坯在热加工之前是否需要精整，也是影响金属收得率和成本的重要因素，还是铸坯热送和直接轧制的前提条件。
连铸坯表面缺陷形成的原因较为复杂，但总体来讲，主要是受结晶器内钢液凝固所控制，如图14所示。
图14 连铸坯表面缺陷示意图
（三）连铸坯内部质量及控制
铸坯的内部质量是指铸坯是否具有正确的凝固结构、偏析程度、内部裂纹、夹杂物含量及分布状况等。
凝固结构是铸坯的低倍组织，即钢液凝固过程中形成等轴晶和柱状晶的比例。铸坯的内部质量与二冷区的冷却及支撑系统密切相关，如图15，图16所示。
图15 铸坯内部缺陷示意图
图16 “V”形偏析
1）减少铸坯内部裂纹的措施
（1）采用压缩浇铸技术，或者应用多点矫直技术
（2）二冷区采用合适夹辊辊距，支撑辊准确对弧
（3）二冷水分配适当，保持铸坯表面温度均匀
（4）合适拉辊压下量，最好采用液压控制机构
2）夹杂物的控制
从炼钢 精炼 连铸生产洁净钢，主要控制对策是：
（1）控制炼钢炉下渣量
● 挡渣法（偏心炉底出钢、气动法、挡渣球）
● 扒渣法：目标是钢包渣层厚＜50mm，下渣2Kg/t
（2）钢包渣氧化性控制
● 出钢渣中高（FeO+MnO）是渣子氧势量度。（FeO+MnO）↑板胚T[O]↑
（3）钢包精炼渣成分控制
不管采用何种精炼方法（如RH、LF、VD），合理搅拌强度和合理精炼渣组成是获得洁净钢水的基础。
合适的钢包渣成分：CaO/ Al2O3＝1.5～1.8，CaO/ SiO2=8～13，（FeO+MnO）＜5％。高碱度、低熔点、低氧化铁、富CaO钙铝酸盐的精炼渣，能有效吸收大颗粒夹杂物，降低总氧。
（4）保护浇注
● 钢水保护是防止钢水再污染生产洁净钢重要操作
● 保护浇注好坏判断指标：－△[N]＝[N]钢包－[N]中包；－△[Al]s＝[Al]钢包－[Al]中包
● 保护方法：①中包密封充Ar；②钢包 中间包长水口，△[N]＝1.5PPm甚至为零；③中间包 结晶器浸入式水口
(5)中间包控流装置
● 中间包不是简单的过渡容器，而是一个冶金反应容器，作为钢水进入结晶器之前进一步净化钢水
● 中间包促进夹杂物上浮其方法：
a.增加钢水在中间包平均停留时间t：t＝w/（a×b×ρ×v）。中间包向大容量深熔池方向发展。
b.改变钢水在中间包流动路径和方向，促进夹杂物上浮。
（6）中间包复盖剂 中间包是钢水去除夹杂物理想场所。钢水面上复盖剂要有效吸收夹杂物。
● 碳化稻壳；
● 中性渣：（CaO/SiO2=0.9～1.0）
● 碱性渣：（CaO+MgO/SiO2≥3）
● 双层渣
渣中（SiO2）增加，钢水中T[O]增加。生产洁净钢应用碱性复盖剂。
（7）碱性包衬
钢水与中间包长期接触，钢水与包衬的热力学性能必须是稳定的，这是生产洁净钢的一个重要条件。包衬材质中SiO2增加，铸坯中总氧T[O]是增加，因此生产洁净钢应用碱性包衬。
对低碳Al-K钢，中间包衬用Mg-Ca质涂料（Al2O3→0），包衬反应层中Al2O3可达21％，说明能有效吸附夹杂物。
（8）钢种微细夹杂物去除
● 大颗粒夹杂（>50μm）去除，采用中间包控流技术
● 小颗粒夹杂（<50μm）去除：
－中间包钙质过滤器
－中间包电磁旋转
（9）防止浇注过程下渣和卷渣
● 加入示踪剂追踪铸坯中夹杂物来源
● 结晶器渣中示踪剂变化
● 铸坯中夹杂物来源，初步估算外来夹杂物占41.6%二次氧化占 39%，脱氧产物为20%
（10）防止Ar气泡吸附夹杂物
对Al－K钢，采用浸入式水口吹Ar防止水口堵塞，但吹Ar会造成：
● 水口堵塞物破碎进入铸胚，大颗粒Al2O3轧制延伸会形成表面成条状缺陷
● ＜1mmAr气泡上浮困难，它是Al2O3和渣粒的聚合地，当气泡尺寸>200μm易在冷轧板表面形成条状缺陷。
为解决水口堵塞问题，可采用：
－钙处理改善钢水可浇性
－钙质水口
－无C质水口
目前还是广泛采用吹Ar来防止堵塞。生产洁净钢总的原则是：钢水进入结晶器之前尽可能排除Al2O3。
（11）结晶器钢水流动控制
三、连铸坯形状缺陷及控制
（一）鼓肚变形
带液心的铸坯在运行过程中，于两支撑辊之间，高温坯壳中钢液静压力作用下，发生鼓胀成凸面的现象，称之为鼓肚变形。板坯宽面中心凸起的厚度与边缘厚度之差叫鼓肚量，用以衡量铸坯彭肚变形程度。
减少鼓肚应采取措施 ：
（1）降低连铸机的高度
（2）二冷区采用小辊距密排列；铸机从上到下辊距应由密到疏布置
（3）支撑辊要严格对中
（4）加大二冷区冷却强度
（5）防止支撑辊的变形，板坯的支撑辊最好选用多节辊
图17 铸坯鼓肚示意图
（二）菱形变形
菱形变形也叫脱方。是大、小方坯的缺陷。是指铸坯的一对角小于90°，另一对角大于90°；两对角线长度之差称为脱方量。
应对菱变的措施 ：
（1）选用合适锥度的结晶器
（2）结晶器最好用软水冷却
（3）保持结晶器内腔正方形，以使凝固坯壳为规正正的形状
（4）结晶器以下的600mm距离要严格对弧；并确保二冷区的均匀冷却
（5）控制好钢液成分
（三）圆铸坯变形
圆坯变形成椭圆形或不规则多边形。圆坯直径越大，变成随圆的倾向越严重。形成椭圆变形的原因有：
（1）圆形结晶器内腔变形
（2）二冷区冷却不均匀
（3）连铸机下部对弧不准
（4）拉矫辊的夹紧力调整不当，过分压下
可采取相应措施：
（1）及时更换变形的结晶器
（2）连铸机要严格对弧
（3）二冷区均匀冷却
（4）可适当降低拉速
（四）夹杂物的控制
提高钢纯净度的措施：
（1）无渣出钢
（2）选择合适的精炼处理方式
（3）采用无氧化浇注技术
（4）充分发挥中间罐冶金净化器的作用（5）选用优质耐火材料
（6）充分发挥结晶器的作用
（7）采用电磁搅拌技术，控制注流运动
（五）间包冶金
当前对钢产品质量的要求变得更加严格。中间包不仅仅只是生产中的一个容器，而且在纯净钢的生产中发挥着重要作用。
70年代认识到改变中间包形状和加大中间包容积可以达到延长钢液的停留时间，提高夹杂物去除率的目的；安装挡渣墙，控制钢液的流动，实现夹杂物有效碰撞、长大和上浮。80年代发明了多孔导流挡墙和中间包过滤器。
在防止钢水被污染的技术开发中，最近已有实质性的进展。借助先进的中间包设计和操作如中间包加热，热周转操作，惰性气氛喷吹，预熔型中间包渣，活性钙内壁，中间包喂丝，以及中间包夹杂物行为的数学模拟等，中间包在纯净钢生产中的作用体现得越来越重要。
在现代连铸的应用和发展过程中，中间包的作用显得越来越重要，其内涵在被不断扩大，从而形成一个独特的领域——中间包冶金。
中间包冶金的最新技术：
（1）H型中间包
（2）离心流中间包
（3）中间包吹氩
（4）去夹杂的陶瓷过滤器
（5）电磁流控制
图18 H型中间包
第四篇：连铸工艺改进
板坯连铸机的现代化高效性技术改造
招聘(广告)
市场竞争是无情的，只有提高产品质量，降低生产成本，才能在市场上立于不败之地。现代化技术改造主要是要提高生产率，降低生产成本，提高操作灵活性，降低工人劳动强度，尤其重要的就是要提高产品质量。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进行高效连铸的技改工作。
连铸机的组成
连铸机是一种高质、高效、低耗的铸锭设备。在国内外，冶金企业中发展和应用较快较广。连铸机的重要组成如图1所示。
板坯连铸机技术改造
连铸机的改造主要是通过一些新的技术来对铸机进行改造以此来达到连铸的现代化高效性和提高产品质量目的。
板坯连铸机滑动水口液压传动系统
（1）滑动水口概述
板坯连铸机中的中间包是连铸生产线上的重要设备。滑动水口是安装在中间包底部用来控制钢液从中间包流到结晶器的流量。液压滑动水口克服了塞棒工作时出现的断裂、熔融、变形、钢流关不住等故障。
（2）滑动水口液压传动系统工作原理
滑动水口液压传动系统最终可以实现自动的现代化控制，只有高自动化水平的工厂才能以低成本来实现高质量产品的生产。同时达到生产的高效性和降低工人劳动强度的目的。滑动水口液压传动系统的自动控制是利用液位检测信号和水口实际位置的位置检测信号与设定值相比较所产生的误差来控制滑动水口驱动液压缸动作，自动调节滑动水口开度的大小以调节钢液流量，实现随动控制。其工作流程如图2。
根据滑动水口液压传动系统其工作流程图可以设计出滑动水口液压系统如图3。
如当DT2通电。滑动水口开启时的主油路如下：
进油路压力源P→换向阀右位（液控单向阀2、3K口）→伺服阀右位→液控单向阀2→节流阀5→单向阀8→液压缸右腔，活塞左移，滑动水口开启；回油路液压缸左腔→滤油器13→单向阀10→单向阀7→液控单向阀3→伺服阀右位→油箱。
滑动水口关闭时的主油路是：
压力源P→换向阀右位（液控单向阀2、3K口）→伺服阀左位→液控单向阀3→节流阀6→单向阀11→液压缸左腔，活塞右移，滑动水口关闭；回油路液压缸右腔→滤油器12→单向阀9→单向阀4→液控单向阀2→伺服阀左位→油箱。
在油路中，还应装有液压检测器与位置检测器，液压检测器用来传递结晶器中钢水的实际位置再与初始液位设定进行比较放大后输入液位调节器中。位置检测器则用来传递液压缸实际位置再与滑动水口开度设定比较放大后输入到开口调节器，最终向伺服阀输入信号。这样来实现自动调节滑动水口开度的大小。
板坯连铸机液压振动
液压振动技术是近些年来开发的新技术，它具有机械振动所没有的优越性，目前已在现代化高效的大型板坯连铸机振动装置上得到了普遍的采用。
（1）连铸机结晶器振动概述 在连铸技术的发展过程中，只有采用了结晶器振动装置后，连铸才能成功。结晶器振动的目的是防止拉坯时坯壳与结晶器粘结，同时获得良好的铸坯表面，即结晶器向上运动时，会减少新生的坯壳与铜壁产生粘着，以此防止坯壳受到较大的应力，使铸坯表面出现裂纹；而当结晶器向下运动时，借助摩擦，在坯壳上施加一定的压力，愈合结晶器上升时拉出的裂痕，这就要求向下运动的速度大于拉坯速度，形成负滑脱。机械式的振动装置由直流电动机驱动，通过万向联轴器，分两端传动两个蜗轮减速机，其中一端装有可调节轴套，蜗轮减速机后面再通过万向联轴器，连接两个滚动轴承支持的偏心轴，在每个偏心轮处装有带滚动轴承的曲柄，并通过带橡胶轴承的振动连杆支撑振动台，产生振动。机械振动一般采用正弦曲线振动，振动波形、振幅固定不变。液压振动技术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载所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，控制负滑动速度与负滑动时间，改善结晶器与铸坯之间的润滑和脱模，减少粘结性漏钢事故；同时可降低高拉速条件下的振动频率，减少机构磨损。
（2）液压振动原理
液压振动工作流程如图4所示。
液压振动的动力装置为液压油源，它作为动力源向振动液压缸提供稳定压力和流量的油液。液压振动的核心控制装置为振动伺服阀。振动伺服阀灵敏度极高，油源提供动力如有波动，伺服阀的动作就会失真，造成振动时运动不平稳和振动波形失真。为此，要在系统中设置蓄能器以吸收各类波动和冲击，保证整个系统的压力稳定。正弦和非正弦曲线振动靠振动伺服阀控制，而振动伺服阀的控制信号来自曲线生成器，主控室的计算机通过PLC控制曲线生成器设定振动曲线(同时也设定振幅和频率)。曲线生成器通过液压缸传来的位置反馈信号来修正振幅和频率。经过修正的振动曲线信号转换成电信号来控制伺服阀。只要改变曲线生成器即可改变振动波形、振幅和频率。曲线生成器输入信号的波形、振幅和频率可在线任意设定，设定好的振动曲线信号传给伺服阀，伺服阀即可控制振动液压缸按设定参数振动。在软件编程中，同时还可以设置多种报警和保护措施以避免重大事故的发生。这种在线任意调整振动波形、振幅和频率是机械振动所实现不了的。
根据液压振动系统其工作流程图可以设计出液压伺服控制系统如图5。
在图5所示的系统中，伺服阀是系统的核心所在，用于控制液压缸运动的方向与速度。伺服阀的进、出油口回路上接有4个截止阀通过手动关闭，用于在维修时将伺服阀与油路隔离。进回油路上有2个小型蓄能器，用于进一步吸收流量脉动，同时可以提高伺服液压缸开始动作时的响应速度。图中的两个溢流阀是作为安全阀来用的。在回路中，还应装有位置传感器与压力传感器，用于实现反馈控制。过滤器精度达3μm，保证了伺服阀对油源清洁度的要求。并应设置了多个测压接头，便于故障的查找。
振动台液压缸是一种特殊的液压缸，内部应装有位置传感器。由于振动缸处在高温、多尘、潮湿恶劣的环境中，所以缸内还应设计压缩空气通道，进行液压缸的冷却和吹扫。振动伺服液压缸结构上应是典型的双杆双作用对称缸，因为双杆双作用缸具有动态控制性能好，缸工作容腔小、刚度高、伺服控制阀块可直接安装在振动液压缸缸体上等特点，也因为这样有利于提高液压系统的动态响应性。此外，双杆双作用缸还具有短行程、导向密封面长的特点。最后，由于要求伺服液压缸在起动过程中反应灵敏，因此应选用摩擦阻力小，密封效果好的密封件，保证伺服液压缸工作平稳。
与机械振动相比，板坯连铸机的液压振动装置具有一系列优点：①振动力由两点传入结晶器，传力均匀；②在高频振动时运动平稳，高频和低频振动时不失真，振动导向准确度高；③结构紧凑简单，传递环节少，与结晶器对中调整方便，维护也方便；④采用高可靠性和高抗干扰能力的PLC控制，可长期保证稳定的振动波形；⑤可改变振动曲线，并可在线设定振动波形等，增加了连铸机可浇铸的钢种；⑥改善铸坯表面与结晶器铜壁的接触状态，提高铸坯表面质量并减少粘结漏钢。在快速浇铸中要求提高结晶器振动装置的频率，同时，为提高产品质量，要求采用各种不同的振动波形。而液压伺服振动装置的主要优点正是能够精确连续地改变振动波形、振幅和振动频率。所以，液压伺服振动技术将是板坯连铸振动技术的一个发展趋势。
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以结晶器为中心来展开，高效连铸的结晶器技术，同常规连铸相比，高速连铸结晶器主要在以下三个方面进行突破。
（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。如奥地利VAI公司的普通结晶器的800mm增加到1000mm，卢森堡PaulWurth公司的高速结晶器长度由700mm延长至1000mm，连铸技术国家工程研究中心(以下简称连铸中心)研制的连续锥度结晶器长度由700mm增至1000mm，冶金设备研究院开发的GS—型曲面结晶器长度由700mm加至1000mm等。
（2）提高冷却强度
为改善结晶器的传热效果，确保结晶器出口具有足够的厚度，一般采用减少铜管与水套的间隙、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。如意大利Danieli公司的Danam—1结晶器铜管壁厚为11mm冷却水压12×105Pa、结晶器材质是Cu2Cr2Zr，美国Rokop公司的抛物线结晶器不锈钢水套的间隙是常规的一半等。
（3）采用连续锥度多锥度铜管
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，抑制气隙产生，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。如瑞典Concast公司的Convex，德国Demag公司的抛物线锥度结晶器，PaulWurth的高速结晶器，连铸中心的连续锥度结晶器，GS—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%，Danam—1提高54%，Diamold、连续锥度结晶器以及Demag、PaulWurth和Rokop的高速结晶器等均提速50%以上。
在线快速调厚调宽的零号扇形段
厚板钢种的铸坯和常规板坯不同点之一就是前者批量小，后者批量大，由于很多厚板钢种都是高级钢种，成分差异大，质量要求高，再加上批量小，则各钢种之间均不能连浇(因为连浇后的交接坯变成废坯，使金属利用率降低，成本提高)。传统板坯连铸机如果浇热轧带钢铸坯，在不改变厚度时，结晶器可以热状态在线调宽，改变厚度时将结晶器和零号扇形段一起吊走更换，才能开始浇注。浇注厚板钢种时，若调整宽度，当板坯厚度较薄时，可停机在线调整结晶器宽度，当板坯厚度较厚，零号段需调宽或者板坯需要调整厚度时均需要将结晶器和零号扇形段一起吊走更换，才能够重新浇铸。在线快速调厚调宽的结晶器用在高速板坯连铸机上，与之相适应地又开发了能够快速调厚、调宽的零号扇形段。这样，浇注不同厚度的板坯时，整个连铸机的辊缝才能够快速得到调节，而不用整体更换任何设备，从而减少了重新对弧的工序，减少了作业时间，提高了板坯连铸机的作业率。
在线快速调厚、调宽的零号扇形段是与在线快速调厚调宽的结晶器相配合的，与传统的零号扇形段相比，结构上有很大变化。其主体结构和二冷区机械夹紧扇形段类似，主要由带辊子的内弧框架，外弧框架，蜗轮蜗杆传动的四个导向柱，夹紧用碟形弹簧组等构成。最大的区别之一在于新的零号扇形段的窄边设有调宽装置及其传动装置，这些结构和结晶器调宽装置类似，不同点在于结晶器窄边是个整体，而零号段窄边为分段式，两者均用电动方式进行调宽，其内腔尺寸是一致的。另一个大的区别在于，这种零号扇形段的调厚传动装置与二冷扇形段差别较大，二冷扇形段的调厚(调整辊子开口度)装置的传动装置与本体设备是脱开的，设置在固定的基础上，由电机驱动，可以整体调整辊子开口度或按铸坯的入口侧或出口侧分别调整。而新的零号扇形段调厚传动装置则与设备本体设计成一体，由两个液压马达进行驱动，只能整体调整辊子开口度。在这种零号扇形段中，液压马达用液压源和主机液压源在一起，当设备安装到位后，用快换接头接通。
结语
以上介绍了板坯连铸机的四项技术，这些技术对板坯连铸机的生产均有着十分重要的意义。连铸高效化是提高铸机的生产率、改善铸坯质量以及降低生产成本而获得较高经济效益的途径，是现代钢铁企业优化结构、技术进步和提高市场竞争力的关键所在。各企业应积极借鉴吸收国内外先进的连铸高效化技术、结合本厂的实际情况、并根据市场的需求状况实施全面系统、分批有序的高效化改造，同时还应联合科研院校积极开发实用的连铸新型技术，推动企业在激烈的市场竞争中不断发展。
第五篇：连铸工艺试题试题
试
题
一、填空题
1、连铸对钢水的基本要求（钢水温度）（钢水纯净度）（钢水的成分）（钢水的可浇性）。
2、结晶器振动机构采用（高频率）、（小振幅）的振动方式以减少振痕深度，提高铸坯表面质量。
3、中间包是钢包与结晶器之间的中间储存容器，它有（储钢）、（稳流）、（分流）、（缓冲）、（分渣）的作用，是实现多炉连浇的基础。
4、当结晶器（下振的）速度大于（拉坯）速度时，铸坯对结晶器的相对运动为向上，即逆着拉坯方向的运动，这种运动称负滑脱或负滑动。
5、拉矫机的作用有（拉坯）、（矫直）、（送引锭）。
6、连铸小方坯低倍组织是由（边缘等轴晶）、（柱状晶）、（中心等轴晶）三部分组成。
7、结晶器中保护渣的三层结构为（液渣层）、（烧结层）、（粉渣层）
8、我厂新区有4台连铸机，其中5、7、8#机为（小方坯）连铸机；6#机为（异型坯）连铸机。
9、我厂6#机结晶器铜板长（700）mm，流间距为（1800）mm;5#机结晶器铜管长（1000）mm，流间距为（1300）mm;7#机结晶器铜管长（900）mm，流间距为（1250）mm;8#机结晶器铜管长（1000）mm，流间距为（1250）mm;
10、连铸坯质量缺陷主要有（裂纹）、（夹杂）、（皮下气泡）、（脱方）、（划痕）等。
11、大包保护浇注的主要目的是为了避免(二次氧化)。
12、(结晶器)被称为连铸机的心脏。
13、连铸坯的内部缺陷主要有(中心疏松、缩孔、中心裂纹、中间裂纹、皮下裂纹、皮下气泡、中心偏析、夹渣)等。
14、提高连铸钢水纯净度的主要措施有：炼钢(提供纯净钢水)，采用钢水(炉外精炼处理)和(连铸保护浇铸)。
15、镇静钢的连铸坯内部结构可分为(表面等轴晶)带,(柱状晶)带及(中心等轴晶)带。
16、工业用钢按化学成分一般分为(碳素钢)和(合金钢)二大类。
17、炉外精炼的主要功能是：调整（温度、成分)，去除钢中(夹杂和气体)。
18、采用轻压下技术主要是改善铸坯的(中心偏析)。
19、当小方坯横截面上两个对角线长度不相等时称为(脱方)。20、纵裂缺陷属于(表面)缺陷。
21、铸坯中的偏析是指铸坯(化学成份)和(气体及夹杂)的分布不均匀，而通常是指(化学成份)的不均匀分布。
22、产品的技术标准，按照其制定权限和使用的范围可分为(国家标准)、(行业标准)、企业标准等。
23、钢水中的磷是一种有害元素，它可使钢产生(冷脆)。
24、钢水中的硫是一种有害元素，它可使钢产生(热脆)。
25、影响钢水流动性的主要因素是(温度)、(成分)和(钢中夹杂物)。
26、钢水二次氧化物的特点是(组成复杂)、(颗粒尺寸大)、(形状不规则)、偶然分布。
27、偏析产生的主要原因(元素在液固态中的溶解度差异)、(冷却速度)、(扩散速度)、(液相的对流流动)。
28、钢中有害气体[N]、[O]增加时，钢液粘度会(增加)。
29、在碳素钢中，钢的熔点是随含碳量的增加而(降低)。30、钢水在凝固过程中，氧将以(氧化物)形式析出，分布在晶界降低了钢的（塑性）和其它机械性能。
31、对小方坯连铸，通常要求钢水的锰硫比应大于(15～20)以上，锰硅比大于（2.5）以上。
32、高效连铸通常定义为“五高”，五高通常指高拉速、（高质量）、高作业率、(高效率)、高温铸坯。
33、电磁搅拌的主要目的：(改善铸坯内部结构)、提高钢的清洁度、减少柱状晶增加(等轴晶)
34、钢中非金属夹杂物按组成分类可以分成：(氧化系夹杂物)、(硫化系夹杂物)和氮化系夹杂物三类。
35、结晶器保护渣的作用是：(绝热保温)，防止钢液面结壳；隔绝空气，防止(二次氧化)；吸收(钢水中夹杂物)；改善(润滑)；改善结晶器传热。
36、吹氩搅拌有利于反应物的接触、产物的迅速排除，也有利于（钢水成分）和温度的（均匀化）。
37、电磁搅拌器主要由（变压器）、（低频变频器）和（感应线圈）
组成。
38、除了大气的二次氧化外，钢液在钢包内镇静和浇注过程中，还会被熔渣和(包衬二次氧化)。
39、硅酸盐类夹杂物是由(金属氧化物)和(二氧化硅)组成的复杂化合物。
40、非金属夹杂物的存在破坏了钢基体的(连续性)，造成钢组织的不均匀，对钢的各种性能都会产生一定的影响。
41、在影响坯壳厚度的诸因素中，以(钢液温度)和(拉速)对坯壳的厚度的影响最明显。
46、一般认为，夹杂物粒度小于(50微米)叫微型夹杂，粒度大于(50微米)叫大型宏观夹杂。
47、连铸坯凝固是一个传热过程，凝固过程放出的热量包括过热、(潜热)、(显热)。
48、连铸机按浇注铸坯断面分类有(方坯连铸机)、(板坯连铸机)、圆坯连铸机、(异型坯连铸机)、方、板坯兼用连铸机。
49、连铸钢水浇注温度的定义是钢水（液相线温度）加钢水过热度。50、焊接性能是钢材最重要的使用性能之一，降低钢中的（碳含量）或降低钢的碳当量，有利于改善钢的焊接性能。
51、浇注温度指钢水包开浇（）分钟所测最远一流上方中包钢液温度。
52、结晶器钢水液面应控制在距上口（80-100mm）。
53、结晶器进出水温差不得大于（8度），浇注前必须开启（事
故水）阀门。
54、连铸在线挑废中，应挑出下列不合格坯：总弯曲度大于（2%）；对角线偏差大于（mm）等。
55、在管20生产中，结晶器保护渣要（均匀）加，且在浇注过程中应及时捞出（渣子）。
56、结晶器振动的目的是（减小拉坯阻力）。
57、对连铸机钢水温度的要求是（高温）（均匀）（稳定）。
二、选择题
1、浇注温度是指钢水包开浇（C）分钟所测最远一流上方中包钢液温度。
A、1
B、2
C、5
D、10
2、浇注温度通常较液相线温度高（C）℃。
A、10～20
B、15～25
C、20～30
D、35～45
3、连铸相邻两炉C含量差应不超过（B）。
A、0.01%
B、0.02%
C、0.03%
D、0.04%
4、碳含量在（B）范围内是低碳钢的脆性区域，连铸坯易出现裂纹缺陷。
A、0.08～0.12%
B、0.12～0.17% C、0.15～0.19%
D、0.16～0.22%
5、氢在钢中使钢产生（C）
A、时效敏感性
B、蓝脆
C、白点
D、夹杂
6、中间包钢水临界液面一般为（B）
A、300～400mm
B、200～300mm C、100～200mm
D、400～500mm
7、S、P是钢中的有害元素，会增加铸坯裂纹敏感性，故连铸钢水一般要求【S+P】小于（C）。
A、0.030%
B、0.045%
C、0.050%
D、0.010%
8、二次冷却水的强度一般用（A）表示。
A、比水量
B、压力
C、流量
D、水流速
9、保护浇注的主要目的是（A）
A、防止钢水二次氧化
B、减少钢水热量损失 C、促进夹杂物上浮
D、提高铸坯内部质量
10、中间包冶金的主要含义是（C）
A、保温
B、防止钢水二次氧化 C、提高钢水纯净度
D、分流作用
11、浇铸大断面的板坯，一般选用(C)连铸机。
A．全弧形
B．水平式
C．立弯式
D．椭圆形
12、下列氧化物中(C)是酸性氧化物。
A．SiO2、MnO
B．MgO、CaO
C．SiO2、P2O5
13、中间包钢水过热度一般应控制在钢水液相线以上(B)。
A．5～10℃
B．10～20℃
C．30～40℃
14、碳能够提高钢的（C）性能。
A：焊接
B：耐蚀
C：强度
15、连铸结晶器的主要作用是（C）。
A．让液态钢水通过
B．便于保护渣形成渣膜
C．承接钢水
16、为了利用铸坯切割后的(C)，开发了铸坯热送和连铸连轧工艺。A．钢水过热
B．凝固潜热
C．物理显热
D．潜热和显热
17、连铸操作中，盛钢桶采用吹氩的长水口保护浇注的主要作用是(C)A．减少钢流温度损失
B．使中间包钢水成分、温度均匀 C．防止钢水二次氧化
18、中间包的临界液位是指(A)。
A．形成旋涡的液位
B．停浇液位
C．溢流液位
D．开浇液位
19、结晶器制作成具有倒锥度的目的为(A)。
A．改善传热
B．便于拉坯
C．节省钢材
D．提高质量 20、煤气柜的作用是(D)。
A．防止煤气回火
B．调节煤气压力
C．放散煤气
D．储存煤气
21、连铸机最大浇注速度决定于(C)。
A．过热度
B．钢中S含量
C．铸机机身长度，出结晶器的坯壳厚度，拉坯力
D．切割速度，拉矫机速度
22、凝固铸坯的脆性转变区的温度在(C)。
A． 273K
B．500～600℃
C．700～900℃
D．900～1000℃
23、产生缩孔废品的主要原因(B)。
A．飞溅
B．铸速快
C．不脱氧
D．二次氧化
24、保护渣是一种(C)。
A．天然矿物
B．工业原料
C．人工合成料
D．化合物
25、浇铸温度是指(B)。
A．结晶器内钢水温度
B．中间包内钢水温度
C．钢包内钢水温度 26、65#硬线钢在拉拔过程中出现脆断，断口呈杯锥状，主要影响因素是(A)。
A．偏析
B．夹杂物
C．表面裂纹
D．结疤
27、下列产品不属于型材的是（B）。
A、角钢
B、带钢
C、螺纹钢
D、工字钢
28、下列缺陷不属于铸坯内部缺陷的是（A）。
A、皮下夹渣
B、中间裂纹
C、皮下裂纹
D、中心裂纹和偏析等
29、连铸机与轧钢机配合应考虑(C)。
A．多炉连浇
B．周期节奏
C．断面
30、在各类连铸机中高度最低的连铸机是(B)。
A．超低头连铸机
B．水平连铸机
C．弧形连铸机
31、铸坯中心裂纹属于(B)。
A．表面缺陷
B．内部缺陷
C．形状缺陷
32、铸坯角部裂纹产生的原因是(C)。
A．钢液温度低
B．钢液夹杂多 C．结晶器倒锥角不合适
D．二冷区冷却过强
33、铸坯表面与内部的温差越小，产生的温度热应力就(B)。
A．越大
B．越小
C．没关系
34、中心硫疏松和缩孔主要是由于柱状晶过分发展，形成(C)现象所引起的缺陷。
A．脱方
B．鼓肚
C．搭桥
35、在选用保护渣时，首先要满足(B)这两方面的重要作用。
A．润滑和保温
B．润滑和传热
C．隔绝空气和吸收夹杂
36、在下列物质中，控制保护渣溶化速度的是(C)。
A．CaO
B．SiO2
C．C
37、在连铸过程中，更换大包时，中间包内液面应处在(A)。
A．满包
B．正常浇注位置
C．临界高度
D．中间包深度的1/2处
38、在结晶器四面铜壁外通过均布的螺栓埋入多套热电偶的目的是(A)检测。
A．漏钢
B．坯壳厚度
C．拉速
39、在火焰清理中，起助燃及氧化金属作用的是(B)。
A．煤气
B．氧气
C．石油液化气
40、一台连铸机能同时浇注的铸坯根数称为连铸机的(A)。
A．流数
B．机数
C．台数
41、一般浇铸大型板坯适于采用(B)浸入式水口。
A．单孔直筒型
B．侧孔向下
C．侧孔向上
D．侧孔水平
42、小方坯连铸时，要求钢中铝含量为＜(B)%。
A．0.003
B．0.006
C．0.009
43、为防止纵裂纹产生，在成份设计上应控制好C、Mn、S含量，特别要降低钢中(C)含量。
A．碳
B．锰
C．硫
44、随着碳含量增加，钢的屈服强度、抗张强度和疲劳强度均(B)。
A．不变
B．提高
C．降低
45、熔融石英水口不宜浇(B)含量过高的钢种。
A.铝
B.锰
C.硅
42、连铸坯的形状缺陷主要指铸坯的脱方和(A)。
A．鼓肚
B．表面裂纹
C．重皮
43、连铸结晶器冷却水的水质为(A)。
A．软水
B．半净化水
C．普通水
44、连续铸钢的三大工艺制度是(B)。
A．炉机匹配制度，冷却制度，温度制度 B．温度制度，拉速制度，冷却制度 C．铸坯切割制度，拉速制度，保温制度
45、开浇操作时，要求起步拉速为(A)。
A．正常拉速×0.6
B．等于正常拉速
C．以不漏钢为宜
46、结晶器的主要振动参数是(C)。
A．振动幅度
B．振动周期
C．振动幅度和振动频率
47、结晶器的振动频率是随拉速的改变而改变的，拉速越高，振动频率(C)。
A．越小
B．不变
C．越大
48、钢中氧主要以那种形式存在（D）。
A、单质氧
B、气体氧
C、CO
D、氧化物
49、铝存在于钢中能（B）。
A、脱碳
B、细化晶粒
C、加大晶粒
D、降低钢的强度 50
为保证钢水具有良好的流动性，钢水中Mn/Si比值应大于（B）。
A、2.0
B、2.5
C、3.0
D、3.5
三、判断题（）
1、连铸坯的液芯长度就是其冶金长度（×）
2、浇注温度越高，越能保证钢水的流动性，对铸机操作越有利。（×）
3、连铸钢水的浇注温度就是指吊至连铸的钢水温度。（×）
4、结晶器冷却水量越高，铸坯冷却效果越好。（×）
5、T出钢温度=T钢水液相线温度+T过程温降+T过热度（√）
6、采用大中间包有利于净化钢液，故中间包越大越好。（×）
7、钢水液相线温度取决于其合金和伴生元素的高低。（√）
8、符合钢种规格成分的钢水，就能满足连铸要求。（×）
9、控制铸坯的传热是获得良好铸坯质量的关键。（√）
10、二冷水流量应从铸机上部到下部逐渐降低。（√）
11、耐火材料根据其化学性质分为碱性和酸性两种。
(×)
12、感应电流在钢水中形成的涡流会产生热量，因此电磁搅拌具有一定的保温作用。（√）
13、一台连铸机称为一机。
(×)
14、同样条件下，冷却强度越大，拉坯速度越快。
(√)
15、提高中间包连浇炉数是提高铸机台时产量的唯一途径。
(×)
16、连铸机的冶金长度越长，允许的拉坯速度值就越大。
(√)
17、连铸的主要优点是节能，生产率高，金属浪费小。
(√)
18、立弯式铸机与立式铸机相比，机身高度降低，可以节省投资。
(√)
19、立式铸机是增加铸机生产能力极为有效的途径。
(√)20、弧形连铸机的高度主要取决于所浇铸坯的大小。
(×)
21、对于弧形铸机，必须在切割前矫直。
(√)
22、为保持钢水的清洁度，要求钢水包砖衬具有良好的耐蚀损性，使耐火材料尽可能少溶入钢水内。(√)
23、外来夹杂物主要是二次氧化产物。
(×)
24、同样浇铸温度下，铸坯断面越大，拉坯速度越大。
(×)
25、硫在钢中与锰形成MnS有利于切削加工。
(√)
26、结晶器振动是为防止初生坯壳与结晶器之间的粘结而被拉漏。
(√)27、45#碳素结构钢，其平均碳含量为万分之四十五。（√）
28、钢水成份偏析会影响钢的力学性能。
（√）
29、钢中碳含量增加会增加钢的强度，提高钢的塑性。（×）
30、耐火材料一般是无机非金属材料及其制品。（√）
四、名词解释
1、菱形变形
菱形变形又叫脱方，是大小方坯特有的形状缺陷，它是指方坯一对角小于90°，另一对角大于90°，一般用对角线差来表示菱变的大小。
2、低倍组织
当铸坯完全凝固后，从铸坯上取下一块横断面试样，经磨光酸浸后，用肉眼所观察到的组织叫低倍组织。
3、连铸漏钢：所谓漏钢是凝固坯壳出结晶器后，抵抗不住钢水静压力的作用，从坯壳处断裂而使钢水流出。
5、强度：钢在载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力称为钢的强度。
6、抗拉强度：钢材被拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度。
7、塑性:所谓“塑性”是指金属材料在外力作用下，能够稳定地发生永久性变形并能继续保持其完整性而不被破坏的性能。
8、外来夹杂:在冶炼及浇注过程中混入钢液并滞留其中的耐火材料、熔渣或者两者的反应产物以及各种灰尘微粒等称外来夹杂。
9、韧性：是材料塑性变形和断裂全过程中吸收能量的能力，它是强度和塑性的综合表现。
10、非金属夹杂物
在冶炼和浇注过程中产生或混入钢中，经加工或热处理后仍不能
消除而且与钢基体无任何联系而独立存在的氧化物、硫化物、氮化物等非金属相，统称为非金属夹杂物，简称夹杂物。
11、冶金长度
冶金长度指连铸机最大拉速下,结晶器钢水液面到连铸坯完全凝固的距离.12、冷却强度
单位时间二次冷却水的流量与通过二冷区的连铸坯重量的比值。
13、过热度：钢水浇注温度与该钢种钢水液相线温度之差。
14、炉外精炼：也叫二次炼钢，把炼钢炉炼出的成品钢或半成品钢，在炉外设备中进行脱硫、脱氧、脱碳、去气、去夹杂、调整化学成分和温度等处理，进一步提高钢的质量和品质的工艺方法。
15．洁净钢：所谓洁净钢或纯净钢，第一是钢中杂质元素[S]、[P]、[H]、[N]、[O]含量低；第二是钢中非金属夹杂物少，尺寸小，形态要控制(根据用途控制夹杂物球状化)。
16、连铸二冷气一水冷却：就是用压缩空气在喷嘴中将水滴进一步雾化，使喷出的水滴直径变小、速度增大，喷水面积增大，达到很高的冷却效果和均匀程度。
五、简答题
1、结晶器应有哪些性能？
（1）、良好的导热性能，能使钢液快速凝固。（2）、结构刚性要好。（3）、拆装和调整方便。
（4）、工作寿命长。（5）、振动时惯性力要小。
2、结晶器为什么要振动？
为了防止铸坯在凝固过程中与铜板粘接而发生粘挂拉裂或拉漏事故，以保证拉坯顺利进行。
3、火焰切割的原理是什么？
预热氧与燃气混合燃烧的火焰切割缝处的金属熔化，然后利用高压切割氧的能量把熔化的金属吹掉，形成割缝，割断铸坯。
4、中间包覆盖剂的作用是什么？（1）、绝热保温防止散热。（2）、吸收上浮的夹杂物。
（3）、隔绝空气，防止空气中的氧气进入钢水，杜绝二次氧化。
5、如何控制好连铸坯的低倍组织？（1）、进行低过热度浇注。（2）、二冷区采用弱冷方式。
（3）、在结晶器内加入形核剂，来扩大等轴晶区。
（4）、采用外力作用（如电磁搅拌）把正在生长的柱状晶打碎以扩大等轴晶。
6、结晶器保护渣的作用是什么？（1）、绝热保温防止散热。（2）、隔绝空气防止钢水二次氧化。（3）、吸附钢中夹杂物净化钢水。
（4）减小拉坯阻力起润滑作用。（5）改善结晶器传热效果。
7、皮下气泡形成的原因是什么？（1）、头坯气泡
a 中包烘烤温度不够，残余水分未完全排除； b 工作层涂料烧碱高； c保护渣水分大或受潮；（2）、大宗气泡 a 钢水脱氧不好； b 钢水中[H]含量高； c 保护渣水分大或受潮； d 特殊钢未严格实行全保护浇注
8、中包浇注温度的高与低对连铸机的产量和质量有什么影响？
中包浇注温度的高易造成漏钢事故,导致废品产生,增加生产成本,严重时造成连铸生产中断,降低连铸机的产量，同时铸坯柱状晶发达，铸坯中易出现疏松和偏析等缺陷。中包浇注温度低易造成连铸坯表面重叠现象,影响连铸坯表面质量,还会造成结流事故, 造成连铸生产中断,降低连铸机的产量。
9、钢水为什么要脱氧？
钢水不进行脱氧，连铸坯就得不到正确的凝固组织结构。钢中氧含量高还会产生皮下气泡、疏松等缺陷，并加剧硫的危害作用。生成的氧化物夹杂残留于钢中，会降低钢的塑性、冲击韧性等力学性能，因此，都必须脱除钢中过剩的氧。
10、什么是非金属夹杂物？主要来自何处？
在冶炼、浇铸和钢水凝固过程中产生或混入的非金属相，称之为非金属夹杂物。非金属相是一些金属元素和Si，与非金属元素结合而成的化合物，如氧化物、氮化物、硫化物等。由于夹杂物的存在，破坏了钢基体的连续性，造成钢组织的不均匀，影响了钢的力学性能和加工性能。但非金属夹杂物对钢也有有利的影响，如控制本质细晶粒、沉淀硬化、促进晶粒取向、改善钢的切削性能等。
11、连铸中间包的作用有哪些？
连铸中间包的作用有：(1)降低钢水静压力，保持中间包稳定的液面平稳的把钢水注入结晶器；(2)促进钢水中夹杂物上浮；(3)分流钢水；(4)贮存钢水，实现多炉连浇。
12、钢中非金属夹杂物的主要来源有哪些？
①内生夹杂物。指冶炼过程中元素氧化所形成的氧化物，脱氧时形成的脱氧产物，以及钢液在凝固过程中由于温度下降和成分偏析所生成的不熔于钢中的化合物。
②外来夹杂物。指冶炼和浇注过程中，从炉衬和浇铸设备耐火材料上冲刷侵蚀下来进入钢液中的夹杂物，炉料带入的污物，混入钢液中的炉渣等。
13、连铸浇注过程中为什么不允许中间包过低液面浇注？
1）液面过低，钢水在中间包内停留时间短，均匀成份和温度的作用不能很好发挥，夹杂物上浮困难。
2）液面过低，易造成卷渣。3）液面过低，中间包浸蚀加快。
14、钢水二次氧化来源？
1）钢包注流和中间包注流与空气的相互作用。
2）中间包钢水表面和结晶器表面与空气的相互作用。3）钢水与中间包衬耐火材料的相互作用。4）钢水与浸入式水口的相互作用。5）钢水与中间包、结晶器保护渣相互作用。
15、降低钢中氧化物夹杂物的途径有哪些？
要降低钢中氧化物夹杂应最大限度地减少外来夹杂物。提高原材料的纯净度；根据钢种的要求采用合理冶炼工艺、脱氧制度和钢水的精炼工艺；提高转炉及浇注系统所用耐火材料的质量与性能；减少和防止钢水二次氧化，保持正常的浇注温度，全程保护浇注，选择性能良好的保护渣；以及合理的钢材热加工和热处理工艺，从而改善夹杂物的性质，提高钢质量。
16、简述连铸坯的基本结构。
答：铸坯的组织结构由三个带组成：（1）表皮为细小等轴晶层也叫激冷层，厚度2～5mm；（2）柱状晶区；（3）中心等轴晶区，树枝晶较粗大且呈不规则排列，中心有可见的不致密的疏松和缩小孔，并随有元素的偏析。
17、连铸漏钢的主要形式有哪些？原因是什么？
答：所谓漏钢是凝固坯壳出结晶器后，抵抗不住钢水静压力的作用，在坯壳薄弱之处断裂而使钢水流出。主要的形式有：（1）开浇漏钢：开浇起步不好而造成漏钢；
（2）悬挂漏钢：结晶顺角缝大，铜板划伤，致使结晶顺拉坯阻力增大，极易导致悬挂漏风钢；
（3）裂纹漏钢：在结晶顺器坯壳产生严重纵裂，角裂或脱方，出结晶器造成的漏钢；
（4）夹渣漏钢：由于结晶器渣块或异物裹小凝固壳局部区域，使坯壳厚度太薄而造成的漏钢；
（5）切断漏钢（漏液芯）：拉速过快，二次冷却水太弱，使液相穴过长，铸坯切割时，中心液体流出。
（6）粘结漏钢，坯壳粘结在结晶器壁而拉断造成的漏钢。
18、铸坯缺陷包括哪些？
（1）内部缺陷：包括中间裂纹、皮下裂纹、夹杂、中心裂纹和偏析等；
（2）外部缺陷：包括表面纵裂纹、横裂纹、网状裂纹、皮下夹渣、表面凹陷等。
（3）形状缺陷：包括菱变（脱方），鼓肚和扭曲。
19、铸坯皮下气泡产生的原因是什么？
答：钢水脱氧不足是产生气泡的主要原因，另外钢水中的气体含量（尤其是氢）也是生成气泡的一个重要原因，因此，加入钢水中的一切材料应干燥，钢包、中间包应烘烤干燥，润滑油用量要适当，采用保护浇注，对减少气泡的效果是十分明显。
20、钢水结晶需要什么条件？
（1）一定的过冷度，此为热力学条件；（2）必要的核心，此为动力学条件。
六、论述题
1、什么是非金属夹杂物？
答：在冶炼、浇铸和钢水凝固过程中产生或混入的非金属相，一般称之为非金属夹杂物。非金属相是一些金属元素(如Fe、Mn、A1、Nb等)和Si，与非金属元素(如O、S、N、P等)结合而成的化合物，如氧化物、氮化物、硫化物等。由于夹杂物的存在，破坏了钢基体的连续性，造成钢组织的不均匀，影响了钢的力学性能和加工性能。但非金属夹杂物对钢也有有利的影响，如控制本质细晶粒、沉淀硬化、促进晶粒取向、改善钢的切削性能等。
七、计算题
1、钢水量为100t，6流铸机浇注断面为150mm×150mm，平均拉速为3.5m/min，铸坯密度为7.4t/m3，该连铸机每炉钢浇注时间是多少？ 浇注时间＝100/(0.15×0.15×3.5×7.4×6)＝30min
2、某厂有2台四机四流小方坯连铸机，拉坯断面为150×150mm,平均拉速为1.8m/min，铸机作业率为70％，那么该厂一年生产铸坯多少吨？
3、假设测定：8瓶火焰切割气可切割100炉钢，每炉钢按20吨计算，每瓶切割气成本为250元，试计算切割气的吨钢成本？
100×20÷(250×8)=1元/吨钢
八、论述题(10分)结合自己的岗位，谈谈如何干好本职工作。
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