【文章內(nèi)容簡介】 件，并可進行企業(yè)的現(xiàn)代化管理升級。 傳統(tǒng)連鑄進入工業(yè)成熟期的技術(shù)發(fā)展(1)目前國外的常規(guī)連鑄生產(chǎn)已趨成熟，連鑄機的作業(yè)率普遍大于 80％，大型板坯連鑄機連鑄約 100～200 萬 t 鋼才漏鋼一次，已基本可生產(chǎn)無缺陷鑄坯(包括合金鋼)。而中國連鑄機生產(chǎn)穩(wěn)定性較差，事故相對較多，作業(yè)率還偏低，鑄坯質(zhì)量還有一定的差距。 (2)近終形連鑄連軋技術(shù)在國外已產(chǎn)業(yè)化或加快產(chǎn)業(yè)化步伐。目前，國外已投產(chǎn)和在建中的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線約有 50 多套，薄帶連鑄已建多臺工業(yè)試驗機組，預(yù)計不久將實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。而中國還處于起步階段。 (3)國外高效連鑄技術(shù)進一步發(fā)展。國外低碳板坯速普遍大于 2m/min，最高可達 ；130mm130mm 和 150mm150mm 低碳方坯最大 2 連鑄生產(chǎn)設(shè)備 連鑄機的發(fā)展大致經(jīng)歷了立式→立彎式→弧形→超低頭形→水平等幾個階段。每次新機型的出現(xiàn)，說明了技術(shù)的進步。但每種機型都各有其特點，有它的最適應(yīng)的范圍，還沒有一種機型完全取代其它機型的趨勢。目前，連鑄機除滿足產(chǎn)量要求外，從生產(chǎn)率、鑄坯品種質(zhì)量、鑄坯斷面、降低連鑄機高度、節(jié)省基建和設(shè)備投資等方面綜合分析，以弧形連鑄機較為優(yōu)越，它是應(yīng)用的主要連鑄機拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計論文8機型。但板坯連鑄機的總趨向是用直弧型替代弧型，以消除可減輕鑄坯內(nèi)弧側(cè)夾雜物積聚問題。據(jù)悉，日本 NKK 已將所有板坯連鑄機改為直弧型。 連鑄生產(chǎn)所用設(shè)備通常可分為主體設(shè)備和輔助設(shè)備兩大部分。主體設(shè)備主要包括：(1)澆鑄設(shè)備一鋼包運輸設(shè)備、中間包及中間包小車或旋轉(zhuǎn)臺；(2)結(jié)晶器及其振動裝置；(3)二次冷卻裝置(小方坯連鑄機、大方坯連鑄機和板坯連鑄機有很大差別)；(4)拉坯矯直機設(shè)備一拉坯機、矯直機、引錠鏈、脫錠與引錠子鏈存放裝置；(5)切割設(shè)備一火焰切割機與機械剪切機等。輔助設(shè)備主要包括：(1)出坯及精整設(shè)備一輥道、推(拉)鋼機、翻鋼機、火焰清理機等；(2)工藝設(shè)備一中間包烘烤裝置、吹氬裝置、脫氣裝置、保護渣供給與結(jié)晶器潤滑裝置等；(3)自動控制與測量儀表一結(jié)晶器液面測量與顯示系統(tǒng)、過程控制計算機、測溫、測重、測長、測速、測壓等儀表系統(tǒng)。 連續(xù)鑄鋼技術(shù)的最新發(fā)展及未來我國的雙輥薄帶連鑄技術(shù)研究始于 1984 年， “七五”期間國內(nèi)有上海鋼鐵研究所等多家單位把目光瞄準薄帶連鑄技術(shù)，有的單位開展了研究工作。其中東北大學(xué)生在異徑雙輥薄帶連鑄的開發(fā)研究中取得了較大成果。用高速鋼連鑄成薄帶制作成鋸條提供用戶使用。近來東北大學(xué)生有將異徑雙輥薄帶連鑄改成同徑雙輥薄帶連鑄的設(shè)想。重慶大學(xué)也進行了同徑雙輥薄帶連鑄的實驗室研制工作。上海鋼鐵研究所從 1984 年開始研制第一臺雙輥薄帶連鑄機。至今，上海鋼鐵所研究中心的薄帶連鑄研究室完成了國家下達的薄帶連鑄“七五” 、 “八五”重大科技攻關(guān)任務(wù)，經(jīng)冶金部、國家計委組織專家鑒定，取得了重大科研成果，業(yè)已先后建成三套內(nèi)水冷同徑雙輥薄帶連鑄機組，并已成功地澆鑄出 24mm 厚，250600mm 寬薄帶坯數(shù)十噸，部分帶坯經(jīng)冷軋后的帶鋼其性能達到了相當于傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)帶坯的國家標準，并已將部分鑄帶供用戶使用，近年來，上海鋼鐵研究所的雙輥薄帶連鑄技術(shù)得到國內(nèi)許多鋼鐵企業(yè)的重視和歡迎，目前該項技術(shù)一邊在向產(chǎn)業(yè)化方向邁進，一邊正在向某些鋼鐵企業(yè)進行技術(shù)轉(zhuǎn)讓。但是由于在過去的研究過程中投入資金及場地等條件的限制，某些單項技術(shù)的研究還有待于進一步深入，所以在產(chǎn)業(yè)化的進程中以及向企業(yè)推廣過程中要進一步完善和提高這項技術(shù)。 我國雙輥薄帶連鑄技術(shù)現(xiàn)狀 上海鋼鐵研究所的雙輥薄帶連鑄技術(shù)開發(fā)研究工作在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位，某些單項技術(shù)的研究，如雙輥薄帶連鑄機組中，水口布流技術(shù)、水冷輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計、液壓側(cè)封頂緊裝置、軋制力和速度閉環(huán)的自動檢測與控制技術(shù)等均已接近或達到薄帶連鑄世界先進水平。圖 1（略）為雙輥薄帶連鑄機示意圖，這是一組結(jié)晶輥直徑 500mm1200mm，輥面寬度 250mm600mm，能一次澆鑄 1 噸 4mm 厚不銹鋼薄帶的連鑄機試驗機組，該機組采用了比較合理的新型水口進行連鑄機拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計論文9布流，自動化的側(cè)封頂緊裝置確保鋼水嚴密封住，圖 2（略）為側(cè)封頂緊與移動裝置。采用新的輥套結(jié)構(gòu)，輥套材料壽命長，冷卻水走向較合理，圖 3（略）為雙輥薄帶連鑄機結(jié)晶輥示意圖，輥面溫度場分布均勻。雙輥采用二套獨立的傳動機構(gòu)，并在控制上利用 PLC 計算機工作站對軋制力、速度進行閉環(huán)控制，軋制壓力直接采用高精度應(yīng)變式壓力傳感器來檢測并實現(xiàn) TV 高精度閉環(huán)控制，夾送輥傳動與主機同步，整個連鑄過程可以由計算機自動完成預(yù)定的操作程序。對預(yù)緊力、軋制力、輥縫、水壓、水溫、水流量，轉(zhuǎn)速等參數(shù)能集中采集、處理和顯示。圖 4（略）為控制系統(tǒng)的工作流程框圖。 經(jīng)過在該機組上幾十爐次的試驗，基本上掌握了以 188 不銹鋼為主的部分鋼種的開澆溫度、布流方式、水口形狀、連鑄速度、液位高度、側(cè)封技術(shù)、軋制力、鑄帶厚度、輥面涂層、二次冷卻方式等參數(shù)和技術(shù)關(guān)鍵，連鑄出的帶坯表面光潔，經(jīng)酸洗、拋光、冷軋、熱處理等工序成品達到國家標準水平，部分產(chǎn)品已提供給用戶使用。雙輥薄帶連鑄技術(shù)開發(fā)過程是一個不斷解決難題的過程。上海鋼鐵研究所在 1984 年建成的我國第一臺雙輥薄帶連鑄機，鋼水由一臺容量為 50kg 的中頻感應(yīng)爐提供，進行了一系列探索性試驗和研究，至 1987 年又建成了第二套雙輥薄帶連鑄機，該機雙輥直徑為 500mm，輥面寬度為250mm， “八五”期間上海鋼研所又承擔了國家重點科研攻關(guān)項目繼續(xù)對雙輥薄帶連鑄技術(shù)進行攻關(guān)，并于 1996 年建成了第三套機組，其輥徑達 1200mm，輥面寬度為 600mm，能一次澆鑄 1 噸薄帶坯。上海鋼鐵研究所經(jīng)十余年科研攻關(guān)所取得的科研成果以及建成的三套雙輥薄帶連鑄機組，為薄帶連鑄技術(shù)在我國實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，向鋼鐵企業(yè)推廣奠定了良好的基礎(chǔ)。上海鋼鐵研究所同時又同上海大學(xué)、北京科技大學(xué)、北京自動化研究院等單位合作開展了這一領(lǐng)域的多項研究工作，如工藝參數(shù)匹配、硅鋼和不銹鋼澆鑄分析，帶坯凝固機理及熱流計算、帶坯組織與性能、帶坯軋制工藝參數(shù)檢測等等。近期，上海鋼鐵研究所的雙輥薄帶連鑄技術(shù)已向鋼鐵企業(yè)推廣，在這過程中這項技術(shù)又有了突破性的進展。最新建成的一臺薄帶連鑄機的熱調(diào)試表明，鑄帶速度已從原先的 2530m/min，提高至 40m/min 左右，軋制力及液位高度、輥縫等工藝參數(shù)更趨合理，連鑄帶坯質(zhì)量有明顯提高，基本消除了橫向裂紋和縱向裂紋。鋼包溫降問題、側(cè)封板和水口及中間包在線加熱問題得到解決，液壓側(cè)封頂緊與移動裝置能將鋼水嚴密封住，鑄帶邊緣光滑，鑄帶邊部質(zhì)量有明顯提高，側(cè)封的使用壽命也成倍延長。自動檢測和控制系統(tǒng)又有新的提高。預(yù)計我國雙輥薄帶連鑄技術(shù)將在本世紀未下世紀初實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 對我國雙輥薄帶連鑄技術(shù)發(fā)展的展望 薄帶連鑄技術(shù)工序少，能大大減少基建投資和能源消耗。若將從鋼錠至冷軋帶的成本計為 100%，那么薄板連鑄至冷軋帶的成本只有 55%。而薄帶連鑄至連鑄機拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計論文10冷軋帶的成本僅為 12%，因此薄帶連鑄對于不銹鋼生產(chǎn)廠和沒有熱軋設(shè)備的中小鋼鐵企業(yè)具有很大的吸引力。市場經(jīng)濟使企業(yè)家們從注重鋼鐵產(chǎn)量轉(zhuǎn)變?yōu)樽非蠼?jīng)濟效益，不但國外的大工廠在研究開發(fā)薄帶連鑄，近年國內(nèi)已有幾十家鋼鐵企業(yè)先后來到上海鋼鐵研究所，他們對薄帶連鑄的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)寄予厚望，有的干脆當場拍板，參與到雙輥薄帶連鑄的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)過程中來，有的對現(xiàn)有技術(shù)要求轉(zhuǎn)讓。市場需要薄帶連鑄，薄帶連鑄也需要市場。至今，上海鋼研所研究中心薄帶連鑄研究室一方面在為產(chǎn)業(yè)化繼續(xù)攻關(guān)，另一方面，正在把這項技術(shù)推廣給具有遠見并具備一定條件的企業(yè)，其中硅鋼薄帶連鑄和不銹鋼薄帶連鑄的技術(shù)轉(zhuǎn)讓工作分別進行到了設(shè)備設(shè)計和熱調(diào)試的階段。由國家計委、冶金部下達的“雙輥薄帶連鑄產(chǎn)業(yè)化” “九五”國家重點科技攻關(guān)項目也正在展開工作。我們預(yù)計，在國家、企業(yè)和科研人員的共同努力下，我國的雙輥薄帶連鑄技術(shù)開發(fā)一定能趕上世界先進水平，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。在實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的進程中以下問題必須引起高度重視、某些技術(shù)難題還有待解決。 （1）必須具備足夠的開發(fā)費用。國外薄帶連鑄試驗投入巨資暫且不說，就我國“八五”攻關(guān)實際情況而言，某些單項關(guān)鍵技術(shù)的遲遲不能解決，很大程度上是受制于開發(fā)費用的原因。國個大多采用合作開發(fā)方式籌集資金的技術(shù)，我國應(yīng)該采用股份制的形式來發(fā)揮國家、企業(yè)和社會公眾的積極性，解決資金短缺的矛盾。開發(fā)薄帶連鑄這樣的一種高新技術(shù)，應(yīng)該以技術(shù)開發(fā)研究實際需要框算資金，而不能讓資金來限制這項技術(shù)的發(fā)展。我國作為鋼鐵生產(chǎn)和消費大國，薄帶連鑄這個世界公認的冶金前沿技術(shù)的開發(fā)成功，對于提高勞動生產(chǎn)率，增強企業(yè)的競爭實業(yè)，對于確立我國在該領(lǐng)域的地位具有廣泛的社會效益和巨大的經(jīng)濟效益。任何一項高收益的投資都是有風(fēng)險的，為了我國二十一世紀鋼鐵工業(yè)的振興，我們目前投資于薄帶連鑄是明智的選擇，我們應(yīng)該果斷地投資。 （2）為了提高薄帶連鑄機的連鑄經(jīng)濟效益必須提高連鑄坯的表面質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量，增加澆鑄的鋼水量。薄帶連鑄研究開發(fā)的事實已經(jīng)表明，薄帶連鑄的優(yōu)勢在于節(jié)省大量的基建和設(shè)備投資、水電能源和工人費，而它目前影響效益的主要因素也很明顯，一是鑄帶質(zhì)量對收得率的影響，二是由于薄帶連鑄每次澆鑄時消耗的中間包、水口、側(cè)封板耐火材料等輔料在一次鑄鋼量少的情況下對噸鋼成本產(chǎn)生的影響以及一次鑄鋼量少對收得率及勞動生產(chǎn)率的影響。國外的研究分析也表明，薄帶連鑄要達到一定的年產(chǎn)量及質(zhì)量水平才能體現(xiàn)出它的經(jīng)濟效益。為此在該項技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程中要解決的主要矛盾應(yīng)圍繞以上二點進行。這里包含著許多技術(shù)難題，包括鋼水純凈度、布流技術(shù)、結(jié)晶輥技術(shù)、側(cè)封技術(shù)、液位穩(wěn)定技術(shù)、自動控制技術(shù)、質(zhì)量跟蹤與冷軋工藝技術(shù)等等。我們可以把這引起技術(shù)分為三類，一類是國際、國內(nèi)都沒有解決的難題或是雖有連鑄機拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計論文11國外報道但無法得以的這些技術(shù)；第二類是國內(nèi)其它領(lǐng)域或項目已經(jīng)解決或是可以移值的技術(shù)，第三類是國外已研制成功且有引進可能的技術(shù)，對于第二、三類技術(shù)我們只需引進、移值，不必從頭開始研制，否則我們將浪費有限的時間，永遠跟在別人后面。這類技術(shù)包括上述的鋼水純凈度，不必重點設(shè)專題研究，爐外精煉技術(shù)日趨成熟和多樣化，國內(nèi)完全有能力提供比較純凈的鋼水。水冷輥的銅質(zhì)輥套在國內(nèi)要馬上解決輥面鍍 Ni 的問題有困難，靠薄帶連鑄課題組去研究這個問題是得不償失的，而國外成熟的薄帶連鑄銅質(zhì)輥套已經(jīng)商品化。液位高度的檢測與控制是影響鑄帶表面質(zhì)量的關(guān)鍵之一，日本新日鐵公司的薄帶連鑄液位波動已能控制到177。 以內(nèi)，而我國搞了十年攻關(guān)液位波動還難以控制在以上數(shù)據(jù)的 20 倍以內(nèi)，我國在這方面的基礎(chǔ)技術(shù)較落后，如果一味關(guān)起門來摸索，是難以趕上國際薄帶連鑄總體水平的。側(cè)封板耐火材料我們目前只做過 1 噸以下鋼水量的連鑄試驗，根據(jù)使用情況分析要達到澆鑄 3 噸以上鋼水是困難的，而國外的側(cè)封技術(shù)對于連鑄 10 噸以上鋼水甚至一次澆鑄 92 噸鋼水均能勝任，引進側(cè)封材料，可以把我們的科研力量集中到研究側(cè)封機構(gòu)上，這樣可以加快側(cè)封技術(shù)的研究進程，把一定的力量放到電磁與固體相結(jié)合的側(cè)封研究中是必需的，因為國外對該項技術(shù)保密性極強，連是否實際使用電磁側(cè)封也不愿透露，而側(cè)封要滿足長時間澆鑄是必須解決的問題。在某些單項技術(shù)引進或移植的基礎(chǔ)上，我國雙輥薄帶連鑄技術(shù)在短期內(nèi)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化是有可能的，從前面所述的解決帶坯質(zhì)量和提高連鑄鋼水量的總目標著手，探討如下： 帶坯質(zhì)量 鑄帶的質(zhì)量問題包括縱向裂紋、橫向裂紋、表面碴點、冷隔、橫向厚度公差、縱向厚度公差等。目前發(fā)現(xiàn)帶坯表面有時存在碴點，細小的縱向裂紋和橫向紋裂。橫向厚度公差是鑄帶橫截而成為楔型（中間厚二邊?。?，縱向厚度公差是鑄帶長度方向厚度不均勻。碴點的產(chǎn)生是純凈不夠的鋼水以及在澆鑄過程中鋼水產(chǎn)生二次氧化。橫向裂紋的形成主要是沿帶寬方向的傳熱不均勻引起冷卻速率不一致，裂紋區(qū)域的冷卻速率要比無缺陷區(qū)域小，冷卻不均勻產(chǎn)生不均勻收縮應(yīng)變，局部的拉伸應(yīng)變的積聚導(dǎo)致了裂紋的產(chǎn)生。鑄帶楔型的產(chǎn)生主要是由于結(jié)晶輥工作面的變形引起的。鑄帶長度方向公差同液面波動、軋制力、鑄帶速度等因素有關(guān)?？v向裂紋是由于熔融鋼水在熔池表面的波動產(chǎn)生冷塊以及二次氧化的產(chǎn)物、鋼碴在熔池表面的積留并進入輥縫造成不均勻熱傳導(dǎo)所致。冷隔的形成是側(cè)封板吸熱掛上冷鋼脫落后進入熔池及熔池表面浮碴進入輥縫形成的。 連鑄鋼水量 連鑄時的一次澆鑄鋼水量大小直接影響連鑄成本，它同鑄帶質(zhì)量一樣是這項技術(shù)的關(guān)鍵問題。影響我國薄帶連鑄一次鑄鋼量的因素較多，主要有連鑄線連鑄機拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計論文12速度、鋼水保溫時間、側(cè)封壽命、水口壽命，而連鑄線速度跟自動化技術(shù)、配套輔機、結(jié)晶輥材質(zhì)等有關(guān)。 由上面分析可見，在薄帶連鑄過程中，某些單項技術(shù)是有其相對獨立性的，但在影響連鑄坯質(zhì)量，一次澆鑄鋼水量的因素中，許多問題間是有聯(lián)系的，我們既要看到矛盾的特殊性，又要看到矛盾的普遍性，抓住主要矛盾。為了得到質(zhì)量好的薄帶，要利用爐外精煉的鋼水。一次鑄鋼量少于 510 噸，鋼包要有保溫措施，中間包要注入保護氣體，中間包耐火材料層提高保溫性，并在線加熱。熔池表面及側(cè)封板表面用氣體燃料，這樣的目的是防止側(cè)封吸熱過多和鋼水溫降過快及二次氧化，以增加澆鑄鋼水量和提高鑄帶質(zhì)量。水口要保證鋼水沿輥面方向均勻分布，并利用滑動水口的滑板連同高精度的液壓伺服機構(gòu)作為控制鋼水流量、流速的執(zhí)行機構(gòu)；其