【文章內(nèi)容簡介】 間罐以駛中 罐一結(jié)晶器之間的保護(hù)澆鑄； (3) 大容量深中間罐； (4) 采用幾種不同的結(jié)晶器材料 ,包括內(nèi)壁為含銀銅板，內(nèi)壁鍍?nèi)龑硬牧虾蛢?nèi)壁為鍍鉻銅板三種。其目的都是為挺高結(jié)晶器使用壽命，防止鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 產(chǎn)生裂紋； 5．自動(dòng)控制結(jié)晶器內(nèi)鋼液面； 6．結(jié)晶器在線調(diào)寬； 7．高頻率小振幅的振動(dòng)裝置； 8．氣 水霧化冷卻； 9．小輥距分段輥式的鑄坯誘導(dǎo)裝 10．電磁攪拌裝置； 11．多點(diǎn)矯直； 12．測定輥間距離裝置； l3．機(jī)內(nèi)外保溫裝置； 14．在線切瘤清除裝裝置 ； 15．交流調(diào)壓調(diào)頻控制； l6．壓縮鑄造； 17．計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及自動(dòng)控制技術(shù)。 目前采用計(jì)算機(jī)多級管理控制及數(shù)據(jù)傳輸?shù)葋砜刂七B鑄機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，它已擔(dān)負(fù)起對設(shè)備的監(jiān)控 提高可靠性，井對工藝生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，如二次冷卻及板坯切割等都實(shí)現(xiàn)了最佳控制以及對鑄坯質(zhì)最進(jìn)行判定等。 國內(nèi)連鑄的發(fā)展 統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示， 2021年我國連鑄比為 %， 2021年上半年全國連鑄比達(dá)到%，已超過了世界 平均連鑄比的水平；我國連鑄比已達(dá)到發(fā)達(dá)國家的水平，連鑄比將要達(dá)到飽和狀態(tài)。 我國連鑄機(jī)的數(shù)量如表 1所 示（統(tǒng)計(jì)到 2021年 12月）：與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國連鑄機(jī)的臺(tái)數(shù)最多；現(xiàn)有連鑄機(jī)年生產(chǎn)能力可達(dá) 億 t，實(shí)際連鑄機(jī)產(chǎn)能還大有潛力。采用了高拉速、高作業(yè)率、高連鑄爐數(shù)、高質(zhì)量的連鑄技術(shù)， 40%～50%小方坯連鑄機(jī)進(jìn)行了高效化改造，流產(chǎn)量達(dá)到 15～ 20萬 t/a， 7～ 10天連澆生產(chǎn)，鑄坯無清理率達(dá) 95%以上，做到了產(chǎn)量與質(zhì)量的統(tǒng)一和爐機(jī)匹配統(tǒng)一。 全球已建成 54流連鑄－連軋生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力為 5500萬 t；我國已建和在建 13流生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力達(dá)到 1400萬 t（見表 2），占全球總產(chǎn)量的 1/4；中國內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 CSP 鋼 產(chǎn)量（ 1050萬 t）與美國 CSP 產(chǎn)量（ 1000萬 t）相當(dāng)。 表 1 國內(nèi)連鑄機(jī)統(tǒng)計(jì) 機(jī)型 臺(tái)數(shù) /臺(tái) 流數(shù) /流 年產(chǎn)能 /萬 t 說明 小方坯 211 783 ≤ 150mm 150mm 方、矩坯 218 781 9902 150mm 150mm 板坯 91 120 8383 板方兼用者按板坯計(jì) 薄板坯 10 10 1262 薄板坯連鑄連軋 圓坯 20 52 以生產(chǎn)圓坯為主者按圓坯 異型坯 1 3 63 合計(jì) 551 1749 有幾家方案未確定者（如廣東、福建等） 尚未計(jì)入 表 2 我國薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)裝備一覽 企業(yè) 煉鋼爐 連鑄機(jī) 板坯尺寸/mm 年設(shè)計(jì)能力 /萬 t 軋機(jī) 最終產(chǎn)品尺寸/mm 均熱爐 投產(chǎn)日期 珠鋼 150t電爐 1流立彎型CSP 50950~1350 80 6機(jī)架 CSP 7 輥底爐 1991 邯鋼 100t轉(zhuǎn)爐 1流立彎型CSP 50~70980~1560 123 1＋ 6機(jī)架CSP 輥底爐 1992 包鋼 210t轉(zhuǎn)爐 2流立彎型CSP 70900~1680 200 6機(jī)架 CSP 輥底爐 2，擺動(dòng)聯(lián)接 200 唐鋼 150t轉(zhuǎn)爐 1流直弧型TSR 90~70、 65850~1680 120 2＋ 5機(jī)架達(dá)涅利 /三菱 ~6 2002 馬鋼 100t轉(zhuǎn)爐 2流立彎型CSP 90~70、 65900~1600 220 7機(jī)架 CSP ~8 輥底爐 270m 2，擺動(dòng)聯(lián)接 2002 漣源 90t轉(zhuǎn)爐 1流立彎型CSP 70、 65900~1600 130 7機(jī)架 CSP ~12.7 輥底爐 200 本鋼 1流直弧型FTSR 90~85850~1750 150 200 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 傳統(tǒng)連鑄技術(shù)的發(fā)展 (1) 提高連鑄機(jī)產(chǎn)量方面 主要是從提高連鑄機(jī)拉速和提高連鑄機(jī)作業(yè)率兩方面著手。連鑄機(jī)拉速的提高受出結(jié)晶器坯殼厚度、液相穴長度（冶金長度）、二次冷卻強(qiáng)度等因素的限制。要針對連鑄機(jī)的不同情況，對連鑄機(jī)進(jìn)行高效化改造。 小方坯連鑄機(jī)高效化改造的核心就是提高拉速。拉速提高后，為了保證出結(jié)晶器坯殼不漏鋼 ，其核心技術(shù)就是優(yōu)化結(jié)晶器錐度，開發(fā)新型結(jié)晶器，包括：Concast 的凸模結(jié)晶器（ CONVEX MOLD）； Danieli 自適應(yīng)結(jié)晶器（ DANAM）；VAI 的鉆石結(jié)晶器（ DIAMOLD）； Paul Wurth 的多錐度結(jié)晶器。雖然結(jié)晶器名稱不相同，但其實(shí)質(zhì)就是使結(jié)晶器錐度與坯殼收縮相一致，不致于產(chǎn)生氣隙而減慢傳熱，影響坯殼均勻性生長。 目前，國際上小方坯鑄機(jī)拉速達(dá)到的水平見圖 1和表 3。 圖 1 方坯尺寸與拉速關(guān)系 表 3 小方坯鑄機(jī)拉速 名 稱 斷面 /mmmm 拉速/ 結(jié)晶器型式 德馬克 130 130 拋物線 康卡斯特 150 150 凸型 丹尼立 130 130 自適應(yīng) VAI 115 115 鉆石 155 155 鉆石 小方坯鑄機(jī)拉速的提高，表現(xiàn)為單流產(chǎn)量的提高。從世界連鑄發(fā)展的歷程看，20世紀(jì) 70、 80、 90年代連鑄機(jī)的單流年產(chǎn)量分別為 5～ 8～ 15～ 16萬 t。 我國鋼材生產(chǎn)結(jié)構(gòu)是長型材較多，板材比較低（約 40%），反映在連鑄機(jī)建內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 設(shè)上是中小型鋼廠建設(shè)小方坯連鑄機(jī)較多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國共建小方坯連鑄機(jī) 280臺(tái) 978流，年產(chǎn)量近 6000萬 t，平均單流年產(chǎn)量約為 6萬 t。與國外比較，連鑄機(jī)生產(chǎn)率還較低。為提高連鑄機(jī)生產(chǎn)率，從 20世紀(jì) 90年代以來，我國對舊有小方坯連鑄機(jī)進(jìn)行了高效化改造，如 120mm120mm方坯拉速由 ～， 150mm150mm 方坯拉速由 ～ 。目前，我國不少鋼廠的小方坯連鑄機(jī)經(jīng)過高效化改造后，單流年產(chǎn)量已達(dá)到 15～ 20萬 t 的國際水平。 板坯連鑄機(jī)拉速的水平如表 4所示。目前板坯厚度為 200～ 250mm的拉速在～ ，單流年產(chǎn)量達(dá)到 200萬 t。如果說提高拉速是小方坯連鑄機(jī)高效化的核心，那么板坯連鑄機(jī)高效化的核心就是提高連鑄機(jī)作業(yè)率。這是因?yàn)榘迮鬟B鑄機(jī)的拉速受爐機(jī)匹配條件及鑄機(jī)本身冶金長度的限制不可能有較大的變化，以及由于過高拉速所造成的漏鋼危害，對板坯連鑄機(jī)的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于小方坯連鑄機(jī)。 從原則上講，連鑄機(jī)提高拉速措施有：結(jié)晶器優(yōu)化技術(shù)；結(jié)晶器液面波動(dòng)檢測控制技術(shù)；結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)；結(jié)晶器保護(hù)渣技術(shù)；鑄坯出結(jié)晶器后的支掌技術(shù)；二冷強(qiáng)化冷卻技術(shù)；鑄坯矯直技術(shù)；過程自動(dòng)化控制技術(shù)。 拉速提高了，鑄坯內(nèi)部疏松、偏析缺陷加重，夾雜物增加。高拉速與高質(zhì)量是相互矛盾的，因此應(yīng)根據(jù)鋼種和產(chǎn)品用途，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，把高拉速和高質(zhì)量的矛盾統(tǒng)一起來，以獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。 20世紀(jì)連鑄機(jī)世界平均水平指標(biāo)如表 5所示。由表 5可知，連鑄機(jī)的作業(yè)率和澆注率逐年提高，但是我國連鑄機(jī)作業(yè)率行業(yè)內(nèi)差距較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 我國連鑄機(jī)平均作業(yè)率 2021年為 63%， 2021年為 %， 2021年為 %，與世界平均水平差距較大。 國外有不少鋼廠板坯連鑄機(jī)拉速不高，而單流產(chǎn)量卻很高，如美國的 鋼廠的板坯鑄機(jī)，澆 240mm1160～ 1750mm板坯，工作拉速為，單流年產(chǎn)量達(dá)到 220萬 t，連鑄機(jī)有鋼作業(yè)率為 98%。這說明對板坯連鑄機(jī)高效化改造核心不是提高拉速，而是要設(shè)法提高鑄機(jī)作業(yè)率以提高連鑄機(jī)的生產(chǎn)率。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 表 4 高效板坯連鑄技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 廠家 板坯尺寸/mm mm 拉速/n1 作業(yè)率/% 漏鋼率/% 年產(chǎn)量 /萬 t 日本住友公司鹿島廠 3號板坯連鑄機(jī) 270 1450 90 300 日本鋼管公司福山廠 5號連鑄機(jī) 220 700～1650 93 300 美國阿姆科公司阿什蘭廠連鑄機(jī) 240 965～1727 90 200 美國國家鋼鐵公司格拉尼特廠連鑄機(jī) 220 900～2040 90 160 德國克虜伯公司萊茵豪森廠連鑄機(jī) 260 850～1650 85 200 中國上海寶山鋼鐵公司 1號、 2號連鑄機(jī) 210～ 250900～ 1930 80 230 美國鋼鐵公司蒙瓦利廠連鑄機(jī) 210～ 250700～ 1050 90 260 表 5 20世紀(jì)連鑄機(jī)指標(biāo)（ 1世界平均水平 1） 年代 鑄機(jī)作業(yè)率 /% 澆注速率 /t（流 .min） 1 板坯 大方坯 小方坯 70年代中期 35～ 38 80年代末 ～ 60 90年代 90 2～ 3 (2) 提高連鑄機(jī)作業(yè)率的技術(shù)方面 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 a) 長時(shí)間澆注多爐連澆技術(shù)：異鋼種多爐連澆；快速更換長水口；在線調(diào)寬；結(jié)晶器在線快速調(diào)厚度（只需 25～ 30min）；在線更換結(jié)晶器（小方坯）；中間包熱循環(huán)使用技術(shù)；防止浸入式水口堵塞技術(shù)。 b) 長時(shí)間澆注連鑄機(jī)設(shè)備長壽命技術(shù)：長壽命結(jié)晶器，每次鍍層的澆鋼量為20～ 30萬 t；長壽命的扇形段 ,上部扇形段每次維修的澆鋼量 100萬 t,下部扇形段每次維修的澆鋼量 300～ 400萬 t。 c) 防漏鋼的穩(wěn)定化操作技術(shù)：結(jié)晶器防漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)；結(jié)晶器漏鋼 報(bào)警系統(tǒng)；結(jié)晶器熱狀態(tài)運(yùn)行檢測系統(tǒng)。 d) 縮短非澆注時(shí)間維護(hù)操作技術(shù)：上裝引錠桿；扇形段自動(dòng)調(diào)寬和調(diào)厚技術(shù)；鑄機(jī)設(shè)備的快速更換技術(shù)；采用各種自動(dòng)檢測裝置；連鑄機(jī)設(shè)備自動(dòng)控制水平。 提高板坯連鑄機(jī)設(shè)備堅(jiān)固性、可靠性和自動(dòng)化水平，達(dá)到長時(shí)間的無故障在線作業(yè)，是提高板坯連鑄機(jī)作業(yè)率水平的關(guān)鍵。 (3) 提高連鑄坯質(zhì)量技術(shù)方面 連鑄坯的質(zhì)量概念包括：鑄坯潔凈度（鋼中非金屬夾雜物數(shù)量，類型，尺寸，分布，形態(tài)）；鑄坯表面缺陷（縱裂紋，橫裂紋，星形裂紋，夾渣）；鑄坯內(nèi)部缺陷（中間裂紋，角部裂紋，中心線裂紋，疏松，縮孔，偏 析）。連鑄坯質(zhì)量控制戰(zhàn)略是：鑄坯潔凈度決定于鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前的各工序；鑄坯表面質(zhì)量決定于鋼水在結(jié)晶器的凝固過程；鑄坯內(nèi)部質(zhì)量決定于鋼水在二冷區(qū)的凝固過程。 (4) 提高連鑄坯潔凈度技術(shù)方面 a) 連鑄坯潔凈度評價(jià)包括：鋼總氧量 T[O]；鋼中微觀夾雜物（＜ 50μm）；鋼中大顆粒夾雜物量（＞ 50μm）。不同產(chǎn)品對鋼中潔凈度要求如表 6所示。 b) 連鑄坯潔凈度是一個(gè)系統(tǒng)工程。就連鑄過程而言，要得到潔凈的連鑄坯，其任務(wù)是： 爐外精煉獲得的 “干凈 ”鋼水，在連鑄過程中不再污染；連鑄過程中應(yīng)創(chuàng)造條件在中間包和結(jié)晶器中使夾雜物進(jìn)一 步上浮去除。連鑄過程鋼水再污染，主要決定于鋼水二次氧化、鋼水與環(huán)境（空氣、渣、包襯）相互作用、鋼水流動(dòng)的穩(wěn)定性、鋼渣乳化卷渣。 c) 連鑄過程控制鋼潔凈度對策：保護(hù)澆注；中間包冶金技術(shù)，鋼水流動(dòng)控制；中間包材質(zhì)堿性化（堿性復(fù)蓋劑，堿性包襯）；中間包電磁離心分離技術(shù)；內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 中間包熱循環(huán)操作技術(shù)；中間包的穩(wěn)定澆注技術(shù)；防止下渣和卷渣技術(shù)；結(jié)晶器流動(dòng)控制技術(shù)；結(jié)晶器 EMBR 技術(shù)。 表 6 高級鋼材對潔凈度的要求 產(chǎn)品分類 鋼種 代表規(guī)格 產(chǎn)品材質(zhì)特性要求 清潔度要求 薄板 DI 罐 低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼 ~ 飛邊裂紋 T[O]20106,D20μ m 深沖鋼 超低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼 ~ 超深沖，非時(shí)效性 表面線狀缺陷 [C]20 106，[N]20106,T[O]20106， D100μ m 蔭罩鋼 低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼 ~ 防止圖像侵蝕 D100μ m,低硫化 導(dǎo)架結(jié)構(gòu)材 13%Cr ~ 打眼加工時(shí)的裂紋 D100μ m 42Ni D5μ m， [N]50106 中厚板 管線鋼 X52~70級低合金鋼 10~40mm 氫引起的裂紋 夾雜物形態(tài)控制 低硫化， S10 106 低溫用鋼 9%Ni 10~40mm 低溫脆化 P%,S% 抗層狀撕裂鋼 結(jié)構(gòu)高強(qiáng)鋼 10~40mm 層狀撕裂 低磷化、低硫化 無縫管 座圈材 軸承鋼 Φ50~300mm 轉(zhuǎn)動(dòng)疲勞壽命 T[O]10 106, [Ti]20 106 凈化管