龙少53475651
范文一：水平连铸机的发展
◇职业教育◇
科技嚣向导
２０１０年第３０期
水平连铸机的发展
肖世海
（江西冶金职业技术学院
江西
新余３３８００１）
【摘要】连续铸钢是在炼钢和轧钢生产之间发展出来的一种全新的生产工艺．是钢铁工业上继氧气炼钢之后的又一重大新技术，它的出现使得铸锭和轧制溶为一体。因而它与传统的模铸技术相比．有很多的优点。连续铸钢技术从五十年代发展起来
后，已几经改革，最显著的改革是高度的降低。第一代立式连铸机高度３０米以上，第二代立弯式连铸机高度２０米左右。第三代弧型连铸机高度１０米左右，目前从工艺技术上讲以弧型连铸机最为成熟．也是最流行的一个机型。但这种弧型连铸机也有它的弱点，首先是设备不能安装在一般的炼钢厂厂房中，而要建造较高的厂房．另外弧形连铸机浇＜８０ｍｍ的方坯时结晶器液面高度
控制较困难，由此带来了一些问题需要解决，为发展连续铸钢技术，开发了一种新的连铸技术。即水平连铸技术。因此有资料称
它是连铸机的未来。
ｌ关键词】水平；连铸机：发展
１．为什么要发展水平连铸机
水平连铸早在十九世纪中期．谢勒斯和贝氏麦就曾经研究过，从１９３０年起在有色和铸铁领域内得到了应用．但在近十年来发展较快。国内外已利用这种水平连铸技术在铸钢上运用，这种技术具有许多独特的优点。
平连铸机．每年每流产３万吨左右。
３．国内水平连铸机有代表性的几家。
３．１首钢、山西冶金设计研究院，据报导．目前已成功浇注７５×７５ｍｍ方坯３０余米．由大中间包将钢液分别注入二个小中
间包（容量仅８０余公斤），其优点是（１）便于保温。（２）发生事故
时须要处理的钢液少。但小中间包的液面控制是个难题．另外
１．１适应于生产优质小断面铸坯。如７５——１５０ｍｍ方（园）
坯，最小可达到３０ｍｍ方（园）坯。直接供０４３０／０３００ｒａｍ轧机
钢水二次氧化的机会增多．结晶器采用套叠式水冷方式．以增
强结晶器的冷却效果。二冷区支辊下设弹簧．以便漏钢时处理残余钢坯．拉坯采用机械方式．由直流电机带动绕同定支点回
轧制小型钢材，不需要开坯，即节约能源。又是提高成材率，很
适于中小型炼钢车间使用．
１．２设备高度低，例如．日本钢管公司福山厂水平连铸机的
浇注中心线只高出地面１．３米左右．无需高大厂房深大的基
础，可完全安置在老厂房内．对改造老钢厂铸锭车间极有利。
１－３由于水平连铸机结构简单．设备重量比弧型连铸机减在地平面上，操作维修和更换郎件容易而且安全。
转的定型凸轮将电机的转动转变为框架摆动．再由双棘轮装置输出单向摆动．利用棘爪自重减少反推啮合区．以达到一定
的推拉比．通过改变电动机转速町达调频之目的．改变凸轮的
少４３％一５％。设备投资比弧犁低５２．４％而且是水平地安装
１．４中间包与结晶器连接成一个整体．因此．避免了钢水
曲线形状。可达到改变抟推比的目的．其结构简便．但不能随机改变拉推比。另外它的结构形式还决定了其拉推制度只能
是把、停、推。而不能执行拉推制度。另外凸轮易磨损．使用寿
的二次氧化，且因钢流稳定缓慢，夹杂物易上浮．减少进入结
晶器的机会，因此铸坯的纯洁度高。可浇的钢种范围大。如不锈钢、滚珠轴承钢等含有易氧化元素的钢种都可浇铸。在操作
命受到一定限制．首钢在水平连铸方面已迈出了可靠的一步．其成功标志着我国水平连铸的技术已日趋成熟．
３．２马钢、据报导。马钢水平连铸试验进展也很快．它主要是生产仍８０园铸坯的．该结晶器是一冷和二冷相结合的多级
上不必控制结晶器内钢液面．可免去技术复杂价格昂贵的液面自动控制仪。
１．５水平连铸中钢水的静压力是恒定的．而其它连铸如立
式或弧形连铸中钢水的静压力逐步上升的。
式结晶器．是南铜套和石墨套二部分组成．铸坯酋先在铜套内
冷却凝周．形成初始凝壳后．进入石墨套较缓慢地冷却与一般
连铸机的喷水冷却相比．这种方式有助于提高铸坯质量．为了
减少气隙对传热的影响．锕套和石墨套都有相应的锥度．为了提高传热效率采用背压操作．为了在生产中控制水量．提高拉速改善铸坯质量．对结晶器的传热特性进行系统的研究．水平
１．６由于铸坯是水平方向拉出的，不需要矫直机构．可浇
难于变形的铸坯的形状复杂的异形坯等。
２．国外水平连铸机发展状况
７０年代后期英国、日本、西德、苏联、美国、法国等对水平连铸都进行了大量的研究工作．目前英国戴维——劳威公司，
日本钢管公司。日本住友金属工业公司．美国通用汽车公司．
连铸结晶器热流密度高于小方坯弧形连铸机．这是因为水平连忙铸结晶器内钢水静压力较高，凝固坯壳紧贴在结晶器内壁。传热条件较好的原故。
３．３上海钢铁研究所的水平连铸机，经过数次的试验，最近的一次试验情况良好．其特点是液压伺服系统控制油马达进行拉坯．拉坯频率１２０．２４０次／分，拉推比调节器节范嗣广，
西德工艺铸造公司．西德伯勒公司．苏联土拉黑色冶金联合企
业都已进入水平连铸钢的工业生产阶段。
１９８０年６月报导日本住友金属工业公司已在尼崎市钢管
厂建成一台生产不锈钢管冈坯的水平连铸机．开始工业性试
结晶器与中间包用液压缸锁紧．新设计的结晶器外侧设有筋
条。
上海钢铁研究所水平连铸机的拉坯制度主要运用了由凸
验，配合的炼钢炉是８吨。电炉和１０吨ＡＯＤ炉．计划生产１４７—３２８ｍｍ同坯实际只能生产１８５ｍｍ以下的园坯．经试验铸坯质
量良好．不低于用模铸锭经初轧生产的钢坯．铸坯用玻璃润滑剂高速挤法制成了不锈钢管．
轮控制启闭液压阀带动油马达执行铸坯有托出１０多米的报
导．但目前还存在一定的问题。主要是液压系统不过关．在液压机构中应考虑几点。
美国通用汽车公司一西德ｔ艺铸造公司～西德伯勒公司
方式：美国通用汽车公司于１９７１年投产了鼍台单流水平连铸
３．３．１在提高机械系统刚性的同时。应减少松动偏移．在防
振措施上也应予以注意．
３．３．２作为拉坯驱动装置．采用具有足够功率和能高速应答的液压油马达．选定高速应答性能可靠的伺服阀．
机，浇９６ｒａｍ冈坯。用在汽车工业上。西德伯勒公司于７０年代
中期接受厂美国通用汽车公司的水平连铸技术．开始制造钢的水平连铸机．向世界上２８个国家提供了１５０台铸机共４００流，包括有色金属和黑色金属的．其中钢和特殊钢的小园坯水
３．３．３为了适应因铸坯断面尺寸及铸造长度的变化而产生的铸坯惯性力的变化，在液压马达上应附加（下转第１１６页）
Ｅ
２０１０年第３０期
科技露向导
◇职业教育◇
利用计算出的模式文件和生成的ＦＬＰ文件就可以将上述
海洋环境下的声场分布绘制出来，如图３所示。由图可见这是一个典型的混合层声道．声波能鼍集中在声源深度４４０米的
高频深海问题．而适合低频远距离求解．能够给出声场严格的解析解。第二，求解宽带信号或脉冲信号时．简正波理论只能进行逐个频率单独计算再叠加合成，计算量很大。第三，对于非水平分层介质问题，对海底地形、声速、密度等海洋环境参数变化剧烈的传播问题只能用耦合简正波方法．但其计算量非常巨大。对于实际应用是不可取的．只能做一些简单的理论计算。作为检验其它方法的标准。第四，本征方程的求解是难以解决的问题．研究表明．只有几种特定的介质情况能够获得本征方程的严格的解析解．而在绝大多数海洋环境中只能通过数值近似方法求解。这些近似方法有ＷＫＢ近似１３］、ＷＫＢＪ近似、ＷＫＢＺ近似等。由于这些原因．简正波模型在实际工程应用中受到限制．目前国内外
一个声道层内，这一仿真结果和声速梯度分析结果是一致的。
学者正致力于研究快速精确的声场模型。蟹
ｆ参考文献】
【１】刘伯胜，雷家煜．水声学ｌｉｇ理［Ｍ］．哈尔滨工程大学出版社．１９９３．【２】２
图３声场分布图
Ｐｏｒｔｅｒ
ＭＢ．ＴｈｅＫＲＡＫＥＮｎｏｒｍａｌｍｏｄｅ
ｐｒｏｇｒａｍ【ｃＰ］，ＳＡＣＬＡＮＴ
Ｕｎｄｅｒｓｅａ
４．结束语
简正波模型虽然精度较高但是也存在一些问题。第一，当简正波阶数较多时，简正波计算量增大。因此简正波不适合处理
Ｍｅｍｏｒａｎｄｕｍ（ＳＭ一２４５），ＮａｖａｌＲｅｓｅａｒｃｈ
ＬａｂｏｒａｔｏｒｙＭｅｎ）．Ｒｅｐ。６９２０ｆ１９９１）．
［３ＪＨｅｎｒｉｃｋＲＦ．ＢｒａｎｎａｎＪＲ，ＷａｒｎｅｒＤＢａｎｄＦｏｍｅｙＧＰ．ＴｈｅＵｎｉｆｏｒｍ
ＷＫＢＭｏｄａｌＡｐｐｒｏａｃｈ
ｔｏ
ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｒｅ
Ｐｕｌｓｅｄａｎｄ
ＢｒｏａｄｂａｎｄＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎ叨．Ｊ．
Ａｃｏｕｓｔ．Ｓ０ｃ．Ａｍ．１９８３．７４：１４６４—１４７３．
（上接第１０９页）襟见肘的现象，反倒是学生在某些方而的知
识、技能可能还会胜过教师。因此．现代教育技术的发展使得教师不再是、也不可能是、更加不应该再继续充当知识的权威
如．即便是在现代教育技术条件下．教师仍然要实施自己作为一名模范的道德监督者的职责．但在新的教学环境下．教师更
加要清醒认识到学生的道德品质远比一两次考试成绩重要得
了。当今社会瞬息万变，我们开始提倡用怀疑的眼光去看待过去那砦放之四海而皆准的道理．教师作为权威的信息所有者所必须具备的两个基本前提（一是教师对学生的权威地位：二
是准确无误的“传授”）在现代教育技术条件下被逐渐打破．一
多，只有这样，教师才有可能真正做到民主平等、公正无私，成
为一名有感染力的现代教师。
由此可见．我们必须要采取正确的态度来应对现代教育技术带来的角色冲击。在新的技术条件下．我们要批判性地继
承传统的教师角色，取其合理之处．继续用作对现代教师的角
方面，教师仍然应当要去承担起“传道、授业、解惑”的任务，但是另一方面，教师不能够再单纯依靠“权威”的表象。因此．我们有理由重新审视其作为权威的信息所有者的传统教师角
色。
色期望，并与时俱进地增加新的或更高的角色期望。同时。我们也要充分利用现有的技术手段．努力帮助教师尽快适应新
当然．某些传统教学角色的实质还是要牢牢把握的．譬
的教学环境，调试好自身的角色行为。篮
（上接第１＂页ｌ制动装置来进行控制。
３．４上海冶金专科学校设计研究的水平连铸机．原设计方案用于黑色金属浇注．但在８７年他们在有色金属水平连铸中试验获得了成功并通过了鉴定。该机的特点是使用了六连杆机构通过改变六连杆摆杆（摇杆）的距离或改变支点之间的距离可以进行无级的调速、调幅、托推时间比和反推量。如用计算机控制能实现自动化调整。该机可以实现多种拉坯制度．其主要是拉一停一推。这种拉坯制度的特点是使铸坯在停止时能够形成足以耐推同力的薄壳厚度．然后通过推回以补偿停止时的壳的热收缩量。
途的连铸法，易于生产特殊钢及合金钢的小型方、园坯。因而
对生产小型材的钢厂具有吸引力。
但是就水平连铸整个技术而言．目前远不及弧形连铸机成熟完全。尤其是结晶器与中间罐连接的耐火材料．润滑方法
等还是今后继续开发的重点。采用水平连铸机为我国众多的钢厂提供坯料能提高经济效益。相信在有关方面的重视下．今
后发展的速度将会出现一个飞跃。ｇ
【参考文献ｌ
［１］大连特殊钢．１９８３，１．ｆ２Ｊ上海钢研．１９８１．１．
４．结束语
实践证明：水平连铸机具有诸多优点．是一种新颖的有前
（上接第１９页）加快体育的职业化进程，这是体育产业化的必经之路。其重要特征，一是组织者必须是企业法人．如俱
乐部等；二是运动员是商品，即运动员可以像其他生产要素一
样自由流动，只有这样。才能真正提高运动员技术水平．提高体育部门的经营效益。
当前．我国的经济发展水平还不太高，不可能对所有项目
面．通过培育若干个有影响体育项目的市场．刺激对体育的需求．进而扩大到其他项目．形成体育的产业化格局，体育产业在我国还是一个年轻的产业门类。相信随着我国经济的进一步发展和人民生活水平的提高．一定会有更多的人从事体育运动。关心体育事业．体育一定会成为２ｌ世纪我国重要的产
进行全方位的改革。最好的办法是寻找一个突破口，由点及
业部门。筐
水平连铸机的发展
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
肖世海
江西冶金职业技术学院,江西,新余,338001科技致富向导
KEJI ZHIFU XIANGDAO2010(20)
参考文献(2条)1. 大连特殊钢 19832. 查看详情 1981(01)
本文读者也读过(10条)
1. 甦震. 刘光磊. Su Zhen. Liu Guanglei 当今钢铁企业中的新型连铸机[期刊论文]-价值工程2010,29(16)2. 孙健. 闫开宇. Sun Jian. Yan Kaiyu 立式/立弯式薄板坯连铸机[期刊论文]-一重技术2007(3)3. 彭胜堂. 李具中. 刘小卿 武钢连铸技术新进展[会议论文]-2010
4. 何航. 刘永龙. 杨建华. 尹志强. 丁金虎. HE Hang. LIU Yong-long. YANG Jian-hua. YIN Zhi-qiang. DING Jin-hu 方/板坯兼容连铸机的技术特点及生产实践[期刊论文]-炼钢2009,25(4)
5. 孙利斌. 王豫东. 郭庆华 品种钢生产连铸工艺优化[期刊论文]-甘肃冶金2009,31(4)
6. Octavian Anton. Volker Krasselt. Glenn White. Hongpeng Wu 在钢铁工业中隔热设计的矿物和基质工程[会议论文]-2007
7. 陈秀娟. 袁子洲. 李定 拉坯速度对连铸结晶器中流型结构影响的水模拟研究[期刊论文]-甘肃工业大学学报2002,28(3)
8. 钟春生. 杨树峰. ZHONG Chun-sheng. YANG Shu-feng 衡管水平连铸中间包流场分析[期刊论文]-金属材料与冶金工程2009,37(1)
9. 底根顺. 王宏斌. 翟永臻. 李家征. 门志刚. 王建忠 连铸过程工艺优化和技术改造[会议论文]-200710. 李景园. 李鸿春. 安自强. 余丹峰. 王东亮 板坯连铸机弧形检测及精调方法[会议论文]-2010
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范文二：水平连铸机列无负荷试车大纲
水平连铸无负荷试车大纲
编 制：
审 核：
中色科技：
安装公司：
批 准：
二○○二年八月二十九日
水平连铸机列无负荷试车大纲 ......................................... 3
1. 炉组无负荷试车规程 . ............................................. 3
1.1
1.2 炉组机械、传动部分试车规程 . .............................. 3 炉组筑炉规程 . ............................................ 3
1.2.1. 筑炉准备 ............................................. 3
1.2.2. 熔化炉筑炉 ........................................... 4
1.2.3. 保温炉炉衬施工 ....................................... 5
1.2.4. 铁芯及线圈装配 ....................................... 6
1.2.5. 对接 ................................................. 6
1.2.6. 流槽耐火材料施工 ..................................... 6
1.3 烤炉、开炉规程 . .......................................... 6
1.3.1 烤炉前的准备工作 ..................................... 6
1.3.2 熔炼炉 ............................................... 6
1.3.3 保温炉 ............................................... 7
1.4 停炉工艺规程 . ............................................ 7
1.4.1 熔炼炉 ............................................... 7
1.4.2 保温炉 ............................................... 7
2. 机列无负荷试车规程 . ............................................. 8
2.2.
2.3.
2.4.
2.5. 试车顺序及注意事项 . ...................................... 8 试运转的检查内容 . ........................................ 8 单体试运转遵守的原则: . ................................... 9 单机试运转 . .............................................. 9
2.5.1. 液压系统泵站及阀站试运转 ............................ 10
2.5.2. 熔化保温炉组 ........................................ 10
2.5.3. 结晶器 .............................................. 10
2.5.4. 冷却水系统 .......................................... 10
2.5.5. 支承辊 .............................................. 11
2.5.6. 二次冷却装置 ........................................ 11
2.5.7. 牵引机 .............................................. 11
2.5.8. 液压剪 .............................................. 11
2.5.9. 卷取机 .............................................. 11
2.6.
水平连铸机列无负荷试车大纲
设备无负荷联动试运转 . ................................... 12
本试车大纲分炉组部分和机列两部分进行。
1. 炉组无负荷试车规程
1.1 炉组机械、传动部分试车规程
1) 检查加料小车各轴承和摩擦副的工作情况, 滑动轴承温升不得超过35℃, 最高温度不得超过65℃; 滚动轴承温升不得超过35℃, 最高温度不得超过70℃。
2) 检查炉组部分各齿轮箱，蜗轮箱的工作情况, 不得有异常噪音及振动、漏油等不正常情况。
3) 检查各联轴器和万向工作情况, 动作应灵活可靠。
4) 检查离合器工作状况是否正常。
5) 检查各回转部件的运转平衡性。
6) 检查各运动部件的动作平稳性和可靠性。
7) 检查各部件、零件有无异常窜动情况。
8) 检查各密封件处，不得有渗漏现象。
9) 所有紧固件、联接件如螺栓、螺钉不得松动。
10) 检查各润滑部位的供油, 情况、冷却水的供水情况。
11) 检查各液压系统的工作情况。
12) 检查电气元件如电机、开关、接近开关等的动作情况, 控制应准确不得有异常情况。
1.2 炉组筑炉规程
1.2.1. 筑炉准备
本炉组所有炉衬施工工作均在现场进行，且要求由有熟练操作经验的筑炉工人来完成。 筑炉时，熔化炉及保温炉上炉体均在炉子支架上施工，而下炉体应运至专用筑炉操作间施工，全部施工完毕，最后进行对接组装。
1.2.1.1 筑炉耐火材料
实践已证明，采用中性的Al 2O 3含量大于80%的不定型高温耐火材料施工炉衬，远比传统
使用的石英砂更能获得较长的炉衬寿命，且能满足各种性质铜合金生产要求。
本炉组使用的主要筑炉材料有以下几种：δ10石棉板、高强轻质保温（Tz-3、Tc-23、γ
=1.0g/cm3）低水泥浇注料、硅酸铝纤维毯（HP ），此外还备有少量石棉绳、水玻璃、青壳纸、玻璃丝带及少量修补料。
1.2.1.2 筑炉方法
黄铜线下炉体采用石英砂干法施工。
紫铜线下炉体采用铝硅碳捣打料施工。
熔化炉炉盖采用轻质浇灌料整体浇灌成型。
1.2.2. 熔化炉筑炉
1.2.2.1 炉盖保温层施工
采用容重1.2的轻质浇灌料施工，施工工具为ZP-50型振动棒。
施工时应从炉体上拆下炉盖，倒置朝上，放平、灌入已充分搅拌的轻质料充分振动直至出浆，最后抹平即可。
1.2.2.2 熔化炉上炉体施工
施工的步骤为安装底模板、粘贴石棉板、砌保温砖、安装筑炉模板，最后浇灌低水泥浇注料、脱模、养护等。
具体施工时，首先在炉壳内表面刷上水玻璃及灰浆，以便于粘石棉板。石棉板铺设完毕后，即进行保温砖的施工，保温层厚度为113mm ，可以将保温砖平砌。
砌筑保温砖应采用与所用砖性质相符的耐火泥浆施工。砖缝要求不大于3mm ，必要时应加工砖以适应异形面的要求。
筑炉模板应一次安装就位，为便于脱模，可在脱模板结合处贴上宽胶带，以防渗浆。模板表面薄抹一层黄油。
浇注料施工须连续紧密进行，层与层之间间隔不超过30分钟，已混合的料也应在30分钟内施工完，施工工具为振动棒ZP-50型，一般而言，须两支棒同时工作，为防备万一，最好配有备用棒。
振动密实的标志是泥料表面泛浆无大量气泡排出，此后再稍加振动即可，振时不宜过长以免偏析。
配料应专人进行，加水量可参照下法进行检验：拌好的料用手团成一个小球，向上抛起约30cm 高，重新落回手中而不松散即可。
施工到炉口时，应注意浇注层与炉口留有15-20mm 空隙，此空隙在烘烤时起消除膨胀的作用。装配炉口板时，可在此平铺一层纤维毯。此外，施工到上表面时，应切忌用浇注料把保温砖上表面盖住，此情况极不利于水分排出，炉衬有受热爆裂的危险。
浇注好的炉料在4-8h 后即可脱模养护，自然养护时间3-5天，再投入加热器进行低温脱水烘烤。
1.2.2.3 下炉体施工
1) 下炉体无论采用石英砂或铝硅碳施工，其施工方法基本相同，但得注意以下几点：
2) 施工工具采用电动捣固机施工，能大大提供劳动效率，炉子质量可以达到手工打结的水平。
3) 操作捣固机的人数应尽量少，最好每个炉次集中两个人操作，此外，施工过程尽可能连续进行，如果确实需要中断，重新开始时应将表层料换掉重新加料施工。
4) 每捣实一层，应将表面层料打毛再加新料，以免出现分层现象。
5) 施工过程中切忌掉入杂物，如绳头、石棉渣等。
6) 下炉体施工的的重点在于熔沟、水套的安放，以及周围炉衬的施工。
7) 熔沟底部距法兰面尺寸为675mm ，可采用专用刮模工具刮出。安装熔沟时应使用熔沟座在下炉体中心线上，采用木撑把熔沟固定，加料捣打，这部分工作非常关键，要求尺寸准确，炉料捣打密实。继续施工，至炉料面略高出水套安装孔20mm ，用刮尺刮去15mm ，插入水套，注意，至少应使水套开口处与炉壳开口处绝缘开。由于是方形水套，因此安装时，应尽量使水套下表面与炉料紧密接触。
8) 水套与炉壳之间的缝隙可用石棉绳浸上水玻璃后塞住以防止漏料。注意将水套与熔沟间的炉料捣实。继续加料施工，接近下炉体法兰面时，应在法兰上加一槽钢框，以便可使捣达料高出下炉体，拆下槽钢柱，刮去多余的料，使上表面与法兰平。用喷头将专用硬化剂均匀喷散在炉料表面，用氧气或电阻带加热烤干，表面即硬化完毕。
1.2.3. 保温炉炉衬施工
1.2.3.1 炉盖保温层施工
用轻质高铝浇注料施工，用锚固钉作骨架加强。
1.2.3.2 保温炉上炉体施工
保温炉上炉体采用的炉料及施工工艺与熔化炉基本相同，仅多出一个铸造窗口，可参照图纸安装专用模板施工。
保温炉保温砖层厚度为65mm ，可采用Tz-3型砖侧砌即可。
施工窗口处浇注料时应注意加强振动，所配料也不易过干，否则窗口处易出现浇注空洞。
1.2.3.3 保温炉下炉体施工
施工方法与熔化炉相仿，可参照前述有关章节进行。
1.2.3.4 保温炉事故应急槽施工
应急槽所采用的炉料为高温浇注料，施工工具为振动棒。施工时，安装好模板分批灌入炉料振实即可。
1.2.3.5 保温炉铸造窗口板施工
铸造窗口板所采用的炉料最好为可塑料干捣施工。本次为简化炉料种类起见也采用浇注料施工。
施工时安放好专用模板，分批加入炉料振实即可，最后表面应刮平。
1.2.4. 铁芯及线圈装配
首先将线圈固定在铁芯上，线圈与铁芯间采用四支绝缘棒隔开，保温炉线圈如与铁芯间隔过紧也可采用橡胶石棉隔离。然后用上、下顶块顶紧。
安装时，首先将下炉体躺倒，天车吊起铁芯，垂直平稳插入，拧紧顶紧螺栓。然后立起下炉体，安装“一”字形铁芯。
调整铁芯在水套中的位置，使其四周间隔相等，拧紧所有顶紧螺栓。并备紧所有防松螺栓。
采用1000V 兆欧摇表对线圈绝缘进行检查，其绝缘值不低于0.5欧。
1.2.5. 对接
上、下炉体对接前，应事先对上、下对接面上均布刷上隔离料并干固。
将调好的对接料均布摊在下炉体上，厚度约15mm 左右，然后将下炉体躺下吊起。
上炉体倾起至90°左右，吊过下炉体对准联接，拧紧所有连接螺栓即可。
1.2.6. 流槽耐火材料施工
流槽可采用石英砂加水玻璃并加以少量水，如加入适量粘土粉效果更佳，拌匀后施工，施工方法可采用砖头或木板拍实即可。
流槽盖上刷一层水玻璃，粘贴一层硅酸铝纤维毯即可。
1.3 烤炉、开炉规程
1.3.1 烤炉前的准备工作
烘烤前应联通所有水管，并通以最高水压（0.6MPa ），并反复倾转检查，确保不漏水后方可开始烘烤。整个烘烤过程中水套及线圈应通少量的冷却水。
由于熔化炉及保温炉均采用相同的炉料施工，因此其烘烤工艺大致相同。
烘烤工作包括两个部分：炉膛耐火材料烧结及下炉体送电启熔。一般来讲，此两部分烘烤工作同步进行。
炉膛烘烤的方式有很多种，如木炭、木材、电阻带、柴油、煤气、天然气。
采用天然气、煤气烘烤有较好的可调节性能，因此效果最好，但成本相对比较高。
木炭、木材等烘烤温度不均匀，因此建议不要采用。
采用电阻带须有专用装置，能承受较高温度，否则易自毁。
1.3.2 熔炼炉
烤炉前应对电气、机械设备和冷却系统进行全面检查，确认无问题后试通电一次，电压从
10~30秒，无异常情况即可烤炉。
炉膛中始终有红热木炭熔烤，木炭厚度不小于100mm ，适时清理炉灰。
新炉的送电加热电压——时间关系见下表：
冷却水应由小到大，以控制水流为标准，水温控制在35~40℃之间。
送120V 电压后应注意熔沟颜色的变化，当颜色渐渐发白时，表明熔沟行将熔化，此时需特别细心，当熔沟化通后加小料继续熔化，直至熔体充满熔池，此时即可进行第一次保温烧结。
1.3.3 保温炉
保温炉筑好以后，空气干燥两天，然后电升温到100℃保温24小时，然后以每天70℃升温的速度进行，至第八天升温到660℃保温一天，拆去电加热装置进行气体加热，炉子卧倒，两只燃烧器喷嘴装好，固定在架子上，8—10小时使用软火焰，后10—24小时使用硬火焰，达到1200℃，用燃烧气保温12小时，然后把保温炉复位，把熔炼炉内1200℃的铜水倒入保温炉内，不生产时用240V~260V进行保温，生产时将电压升至320V~340V到浇铸温度就可开始浇铸。
保温炉下炉体送电制度如下表所示：
1.4 停
炉工艺
规程
1.4.1
炼炉
在最后一次倒铜前必须彻底清理炉膛，捞掉全部渣子，更换新木炭。
炉内金属倒出，至炉底低50~40mm即可将炉子返回正常位置送电2~3分钟（90V ）后停电。 试送100V 、150V 、170V 电压各3~5分钟。
再送170V 、150V 、100V 电压各3~5分钟即可停电。
炉内覆盖一层厚度不小于50mm 的木炭。
停电后冷却水套及线圈中继续通水24小时以上，但绝不可损坏线圈及冷套。
1.4.2 保温炉
在保温炉向包中倒铜时，将炉内渣子全部扒净。
炉内金属液倒出，直至炉子返回正常位置后，其液面与熔沟面水平（液面距炉口下缘170~200mm）。
送低电压（120V ）5~10分钟正常。
卸结晶器。
加一层100mm 厚木炭，将炉口、炉盖盖好。
停电后冷却风送至少10小时，冷却水送24小时。
2. 机列无负荷试车规程
2.1. 在空负荷试车前的准备工作
1) 确认全部设备及辅助系统安装完毕, 调整到位, 达到设计要求的安装精度。
2) 所有电气设备均按有关标准及设计要求进行检查, 确认满足要求。
3) 工厂提供给机组的电源、冷却水、压缩空气、氮气、润滑油及冷却润滑液符合设计要求。
4) 清理现场, 清除设备周围杂物及与试车有影响的物品。
5) 清擦设备做到设备上无灰尘、污油, 各滑动面、轴承、轨道及其它润滑点按规定加足润滑油。
6) 全面检查设备安装情况, 包括位置是否正确, 所有紧回件是否拧紧, 密封件是否安全可靠, 行程开关和定位块位置是否正确, 相互联接部件是否已按规定联接, 应参照有关图纸及技术要求认真核对并做详细记录。
2.2. 试车顺序及注意事项
1) 首先检查各润滑处, 应有良好的润滑。
2) 各单体设备单独试运转, 然后联合试运转。
3) 先手动盘车, 检查无异常现象后方可起动电机。
4) 先电机空运转，再电机带动机械设备空运转。
5) 起动电机时应先进行点动, 观察旋转方向以及各部动作确认正确无误后方可正式起动, 起动后由低速逐级升到所规定的最高速度。
6) 试车中发现问题应及时停车检查并做详细记录。
2.3. 试运转的检查内容
1) 检查轴承和摩擦副的工作情况, 滑动轴承温升不得超过35℃, 最高温度不得超过65℃; 滚动轴承温升不得超过35℃, 最高温度不得超过70℃。
2) 检查各齿轮箱，蜗轮箱的工作情况, 不得有异常噪音及振动、漏油等不正常情况。
3) 检查皮带传动情况, 不得有啃边、打滑等情况。
4) 检查各联轴器和万向工作情况, 动作应灵活可靠。
5) 检查离合器工作状况是否正常。
6) 检查各回转部件的运转平衡性。
7) 检查各运动部件的动作平稳性和可靠性。
8) 检查各部件、零件有无异常窜动情况。
9) 查各密封件处，不得有渗漏现象。
10) 所有紧固件、联接件如螺栓、螺钉不得松动。
11) 检查各润滑部位的供油, 情况、冷却水的供水情况。
12) 检查各液压系统的工作情况。
13) 检查电气元件如电机、开关、接近开关等的动作情况, 控制应准确不得有异常情况。
2.4. 单体试运转遵守的原则:
1) 一切准备就绪, 确认无误后方可进行试运转。
2) 生产时连续运转的设备如牵引机、铸面机、吸屑收集装置、三辊卷取机等连续试运转6~8小时。
3) . 连续运转中, 遇有特殊原因而短暂停车时, 停车时间在下列规定范围内可计入连续工作时间内, 否则应重新计时。连续运转2~4小时以内者, 允许停车一次持续时间不超过10分钟；连续运转6~8小时以内者, 允许停车两次，每次持续时间不超过15分钟。
4) 往复运动的设备如:牵引机上辊压下、铣面机夹送辊压下、前后压紧板压下、铣床游动、上切剪剪切及随动、三辊卷取机下辊上摆及本体随动以及其它用液压缸驱动的部件。在全行程或回转范围内往复5~10次, 动作应符合设计技术文件的要求。在整个行程中应运行平稳, 无爬行、卡阻现象。
5) 由电机驱动升降的卷取机下弯曲辘升降5~10次, 应作到升降平稳, 无卡阻, 行程开关位置、动作正确。
6) 动作相互关联和联锁的设备，运转时应注意顺序以免误动作。
7) 单体试运转无问题后, 再模拟生产工艺流程进行无负荷联动试运转。
8) 试车结束后写出单体空负荷试车报告, 各方负责人签字。
2.5. 单机试运转
单机试运转指对机列中单机分别运转, 以检查设备安装的正确性，消除制造、安装上的各种缺陷，使设备的整体性能达到设计文件要求, 确保满足生产过程中对设备性能的需要。
在单机试运转中, 应遵循先手动, 后点动, 再自动; 先低速，后高速的要求，并注意认真观察, 及时发现试运转过程中的各种异常现象。
2.5.1. 液压系统泵站及阀站试运转
机列中, 共有四台泵站(包括阀台), 从炉前开始, 第一台泵站供熔化炉及保温液压元件使用。第二台泵站供牵引机和铣面机油缸用。第三台泵站供剪切机动作及剪切机返回液压缸用。第四台泵站供左右两台三辊卷取机液压缸动作用。其调试过程大致相同。
1) 压系统调试说明
2) 液压系统在达到下列技术要求时才能调试
3) 符合YB207一85标准中有关施工要求;
4) 系统管路经清洗后, 清洁度达NAS8级;
5) 整个液压系统达到图纸相应的安装技术要求;
6) 按照YB207一85标准后作下列调整
7) 各液压缸用系统本身油源动作, 应排尽缸体和管路内的空气；
8) 按图纸要求调定各个泵站的溢流阀、减压阀、压力继电器、蓄能器的压力点, 检查动作执行情况;
9) 工作介质按设计要求选用的液压介质, 往油箱加油时, 必须经过精过滤, 过滤精度1 0μm;
10) 启动油泵站电机, 检查电机转动方向是否正确，然后关闭泵站出口截止阀, 重新启动电机, 顺序起动泵1、泵2(一台作为备用泵);
11) 分级升压, 每次升压检查液压元件、附件、管路阀块工作及泄漏情况;
12) 动试验电磁溢流阀卸荷状况;
13) 电试验电磁溢流阀卸荷状况;
14) 开回路, 顺序动作各液压执行元件;
15) 检查冷却器工作情况。
2.5.2. 熔化保温炉组
1) 接通冷却水, 做压力试验, 不得泄漏;
2) 炉体倾翻动作, 运行平稳、无卡阻、振动, 倾角达到设计要求;
3) 炉门开闭流槽回转位置应正确。
2.5.3. 结晶器
1) 接通冷却水, 做压力试验（试验压力1.0MPa, 保压十分钟）, 不得有渗漏现象;
2) 与保温炉联接固定, 定位准确，安装牢固, 接缝处密封合格;
3) 结晶器模口端面应与机列中心线垂直, 两模口应平行, 模口底平面与支承辊、牵引机下传动辊顶面标高相等;
2.5.4. 冷却水系统
1) 按图纸检查进、回水管路系统安装是否正确;
2) 打开进水管路总阀, 慢慢打开各进水分阀检查流量计是否完好, 并将回水阀门开至最大, 检查回水油箱是否工作正常(不能漫出水), 各接头处理否漏水, 各阀门、压力表是否完好;
3) 按图纸要求进行水压试验, 结晶器进因水系统试验压力1.0MPa, 炉子进回水系统0.5MPa;
2.5.5. 支承辊
1) 手动螺母, 使支承辊上、下移动，辊面达到机列操作标高;
2) 用手转动辊子, 转动应灵活。
2.5.6. 二次冷却装置
1) 查安装位置, 操作标高, 保证带坯能顺利通过;
2) 通水管, 检查管路箱体是否漏水, 喷水是否均匀, 因水是否通畅;
3) 通压缩空气管路, 检查气封是否均匀有力;
4) 有阀门、压力表应完好。
2.5.7. 牵引机
1) 盘上压辊转动是否灵活;
2) 导辊转动是否灵活，开合是否平稳;
3) 流伺服电机空载试运转(正、反、停);
4) 机带动谐波减速机试运转〈正、反、停〉;
5) 机带动减速机、牵引辊运转(正、反、停);
6) 动油泵站, 上辊升降运动6~8次应做到无卡阻、爬行等异常现象。
2.5.8. 液压剪
1) 检查并调整上、下刀片的安装情况及刀片间隙;
2) 开动油泵站, 驱动剪切缸使上刀片往复运动, 无卡阻现象, 调整系统压力;
3) 调整上下行程开关位置;
4) 工驱动剪切机在导轨上移动, 应作到床体移动平稳、无卡阻现象; 启动移动液压缸, 使剪切机返回原处, 调整系统压力及返回速度, 防止剪切机返回时冲击;
5) 调整床身移动行程开关位置;
6) 手按电钮使剪切油缸剪切, 人工推动床体移动; 剪切完毕, 剪切缸自动返回, 床体自动返回, 检查行程开关信号是否正确。
2.5.9. 卷取机
该机列中包含两台三辊卷取机, 分别卷取左带和右带, 前后错位布置, 两台卷取机的试运转情况相同。
1) 启动卷取机夹送辊电机试运转;
2) 电机带动联合减速机齿轮座试运转;
3) 电机带动联合减速机、齿轮座、曲柄联轴器, 驱动上下夹送辊试运转, 注意旋转方向, 运转无卡阻等现象;
4) 动下弯曲辊升降电机〈正、反、停〉;
5) 机带动减速机运转(正、反、停);
6) 机带动减速机使下弯曲辊做升降往复运转, 运转平稳;
7) 调整上下升降开关位置及计数开关位置;
8) 开动油泵站，使下夹送辊升降, 升降平稳, 无卡阻、爬行现象, 调整系统压力、调整压力继电器, 使它满足设计要求;
9) 使移动缸动作, 卷取机在导轨上往复移动, 调整好移动速度及行程开关位置;
10) 摇手轮, 使带材侧导向辑移动, 移动应平稳;
11) 转动侧导辊, 转到灵活;
12) 摇卷材对中辊, 横向移动, 移动平稳。
在各台设备达到单机试运转交工验收条件时, 应组织对单体设备的试运转进行验收, 并填写记录, 由各方签字确认。
2.6. 设备无负荷联动试运转
整个单体设备试运转后, 组成对机列全部机械设备按工艺要求和控制条件对整个机列联动试运转。
将二条连接起来的长引绽板放入机列, 或用二条长铜带放入机列。
1) 开动整个机列全部机械设备（不包括炉子）;
2) 按引拉程序, 由微机控制牵引机, 双面铣床送料辊电机, 以及三辑卷取机卷取动作(除剪切机、吸屑装置手动操作外);
a) 引拉程序的设备在控制室, 有如下项目
引拉长度 Xl mm
引拉速度 Vl mm/sec
引拉加速度 a1 mm2/sec
停1 t1 sec
反推长度1 X2 mm
反推速度 V2 mm/sec
反推加速度 a2 mm2/sec
停2 t2 sec
反推长度2 X3 mm
反推速度 V3 mm/sec
反推加速度 a3 mm2/swc
停3 t3 sec
剪切长度 L mm
b) 1.2.2引拉程序分三步:即手动引拉、开始引拉、正常引拉;
手动引拉, 由人工控制做点动引拉一停一点动引拉;
开始引拉，由人工控制转为自动控制, 设置只有拉停的程序，平均速度低;
正常引拉, 设置正常引拉程序, 自动控制全线运行;
模拟生产一段时间后，调定另一组正常引拉程序，新旧程序切换。在运行正常状态下，检查各台设备(包括电控部分) 运转是否正常。
3) 动双面铣床刀轴，吸屑收集装置在自动控制时是否正常。
4) 再次模拟液压剪在自动控制时是否按剪切长度剪切动作, 检查剪切缸和移动缸联锁动作是否符合要求。
5) 模拟卷取机工作状态, 调整卷取辊卷取速度, 检查卷取机联锁运行是否正常。
6) 向结晶器送冷却水, 检查压力、流量及是否漏水。
7) 向二次冷却装置送冷却水, 检查压力、流量及是否漏水。
8) 向二次冷却装置送压缩空气, 检查压力及是否漏气。
9) 无负荷联动试验连续运行不低于8小时, 为考验微机系统的正
10) 确可靠，引锭机应连续运转2~3天。
11) 运行过程中应做好全面检查和记录, 检查项目同单机运转, 并
12) 应增加检查各种事故开关联锁控制是否达到设计要求, 能否满足引拉
13) 工艺要求, 现场人员做好相关记录。
范文三：连铸机
连铸过程自动化技术综述
发布时间:2010-10-08 浏览次数:154
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郭戈 1,王伟 2,柴天佑 3
(1甘肃工业大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州 730050; 2夫连理工大学; 3东北大学 )
[摘要 ]对国际国内的现有连铸过程自动化技术进行了全面的论述. 主要分析和对比了最新的连铸过程 自动化系统和相关的先进技术, 指出 r 国内现有连铸过程存在的主要技术难题和需要开发的一些新技 术.并就提高连铸坯质量的技术策略进行了探讨,最后指出我国开发优质纯净钢连铸技术的必要性。 [关键词 ]连铸;自动化系统;控制策略
[中图分类号 ]TF777:TP29 [文献标识码 ]A
[文章编号 ]l000-7059(2002)02-00l-05
On automation technologies in continuous casting process
GUO GE1, WANG WEI2, CHAI TIAN-YOU3
Abstract : Latest automation systems of continuous casting process both at home and abroad are described. Current continuous casting automation systems and related technologies needed in continuous casting processes are compared in detail. The unsolved problems and new technologies needed in continuous casting process are also listed. Moreover, the approaches are suggested for improving slab quality. And in the end, the authors point out the necessity of developing technologies for high quality pure steel production in China.
Key words: continuous cating; automationsystems; control strategy
O 引言
连续铸造是将液体金属经过一组特殊的冷却和支撑装置连续地浇铸成一定断面形状的铸坯的过 程。与传统的模铸相比,连铸不但简化了生产工艺流程,提高了生产率和产品质量,而且金属收得率 较高,能耗和生产成本也大大低于模铸。连铸机按照机型分为立式、立弯式、垂直多点弯曲式、弧型 以及水平型等,其中弧型连铸机占 60%以上:按照铸坯形状又可分为板坯连铸机、大方坯连铸机、, j 、方坯连铸机和圆坯连铸机等,其中小方坯连铸机约占 50%左右 [1-2]。随着计算机技术和自动化 技术的迅速发展和在连铸生产中的广泛应用, 以及诸如铸坯轻压下技术、 电磁搅拌技术等连铸技术的 不断涌现,连铸开始向近终型连铸、多炉连浇、热送、热轧以及炼钢连铸 -连轧短流程联合生产的方 向发展。但是,连铸过程中也存在许多难题,这是由连铸过程本身的复杂性决定的。其复杂性主要体 现在以下几个方面 [3-7]:
(1)存在着可测或不可测的扰动和未建模动态问题;
(2)具有时变性和非线性特性;
(3)过程本身和执行机构常有较大的滞后;
(4)用于过程测量的传感器也常常受到高频测量噪声的影响;
(5)连铸过程各环节之间相互耦合;
(6)连铸与炼钢和连轧之间需要协调控制和调度。由于上述复杂性,
目前对于连铸过程建模和控制方面的研究成果虽然较多,但还不能很好地应用到实际生产之中, 而常用的 PID 控制方法也不能实现令人满意的控制。 因此, 国内外一些控制学者和专家正在探讨将自 适应控制、预测控制、 H 。控制、模糊专家系统和神经元网络等智能控制方法用于连铸生产过程各环 节控制的可能性,旨在很好地解决各环节间的耦合控制及整个过程的优化和故障诊断等问题 [8-11]。 同时,在连铸计划的编制、最优浇次的分配以及炼钢连铸 -连轧一体化生产的管理和调度策略等方面 进行了许多富有成效的研究工作。 由于连铸在钢铁工业生产中有着十分重要的作用, 因此连铸过程控 制已成为目前国内外自动控制领域的研究热点之一。 本文主要论述国内外连铸过程自动化技术的研究 现状,指出其中存在的问题及其发展方向。
l 连铸技术的研究现状
近 10余年来,连铸技术取得了显著的进步,其中包括中间包钢水加热技术、结晶器钢水流控制 技术、铸坯轻压下技术和高温铸坯制造技术等。连铸过程中钢水温度对铸坯质量很重要,为了将钢水 温度降低幅度控制在较小的范围之内, 有必要对中间包实行加热。 中间包加热有感应加热和等离子加 热两种方式 [12]。 新日铁公司的八幡厂和室兰厂采用感应加热方式, 名古屋厂和我国的抚钢等厂家则采 用等离子加热方式。 中间包加热技术可以大幅度减少由于非正常浇注时的温度变化所造成的浸入式水 口堵塞和铸坯质量降低等不利影响。
最先发展起来的结晶器内钢水流控制技术是钢水电磁搅拌技术 [13],它使得铸坯表层下的夹杂物 和气泡明显减少,初期铸坯凝固壳厚度均匀,铸坯表层的偏析也减少,从而使纵裂等铸坯裂纹大大减 少。甚至原来无法采用连铸的一些半镇静钢也可以采用连铸了。但是,当进行高速浇铸时,单位时间 内流入结晶器的钢水量很大, 即使稍微出现紊流都会导致生成的铸坯凝固壳不稳定, 而且夹杂物难于 上浮,容易使保护渣卷入钢水。为了确保高速浇铸时的铸坯质量和操作稳定,人们就采用静止磁场、 局部磁场等措施对由浸入式水口流人结晶器的钢水流进行控制, 使结晶器内的钢水流动始终处在最佳 状态。
为了克服铸坯中心偏析和缩孔等缺陷, 铸坯轻压下技术从 80年代就开始用于连铸之中 [14]。 在此 之前, 无论方坯连铸还是板坯连铸中都一直采用低温浇铸和电磁搅拌技术, 虽然对于改善宏观偏析起 到了很好的作用,但无法改善半宏观偏析和微孔隙。在采用铸坯轻压下技术后,通过抑制凝固收缩引 起的钢水流动,基本补偿或抵消了铸坯凝固收缩量,从而改善了板坯半宏观偏析、微孔率甚至微观偏 析,与板坯相比,方坯的最终未凝固区变小。这种技术已在新日铁公司的八幡广、室兰厂和君津厂得 到实际应用。
随着连铸技术的不断进步,热连轧 HCR .热送直接轧制 HDR 以及连铸直接热轧 CC — HDR 等短流 程生产已经具备了基本的技术基础 [15], 并已逐渐成为钢铁工业中的一个主要生产流程。 这种技术不但 简化了工艺,缩短了生产周期,而且由
于不经过加热炉,所以减少了鳞落量,提高了金属收得率。近来,有些钢厂为了进一步节能和提高金 属收得率,正在推行小方坯连铸的捧、线材铸态化生产,即省略开坯轧制。这一技术 1991年在新日
铁公司室兰厂的连铸机上开始投入实际应用,一些质量指标基本达到了要求。目前,许多先进工业国 家的连铸比已经达到 80%以上,少数国家已实现了全连铸。
近年来,国内外加强了重要参量的检测技术研究,整个控制系统中普遍采用 DCS 和 PLC ,电气 传动控制则采用交流调速和矢量控制技术, 并采用多级自动化系统实现连铸生产自动化, 出现了代表 世界上自动化技术最高水平的一些连铸机
自动化系统 [16]。 新日铁公司君津 4号双流板坯连铸机通过二级计算机系统自动控制结晶器冷却水量和 结晶器振动参数,配备了一些必要的控制仪表和检测元件,如钢包钢水流量控制仪表、结晶器保护渣 喂送仪表、结晶器液位涡流传感器和热电偶等。连铸机的中心控制室与切割控制窜互相结合,由遥控 割炬完成铸坯切割,通过电视监视器进行生产监督。在保证最佳收得率的情况下,由过程计算机给出 最佳切割长度, 在线切除坯头并用遥控车运走, 定尺铸坯则在计算机控制系统控制下由出坯辊道运走。 采用该系统后,连铸车间的工作人员数量大大减少。
另外,许多厂家采用更为先进的一级自动化系统。如德国东方钢铁公司的连铸机采用一个典型 的三级自动化控制和信息处理系统, 其中第 1级和第 2级分别由 Jeument — Schneidwer 可编程控制器 和西门子 Teleperm — MMSR 基础自动化系统构成。第 3级为一个单独的计算机系统。还有 l 台故障诊 断计算机与所有生产设备相连,负责连铸生产过程的故障诊断。该控制系统主要包括生产计划编制、 转炉炼钢控制、板坯连铸控制、大方坯连铸控制、铸坯清理控制等。此外还有一个用于离线分析和软 件开发的备用控制系统,采用放射性液位仪完成结晶器液位的检测和控制。另外,美国国钢公司 2号 连铸机控制系统也采用了三级计算机控制系统。其中第 1级为 PLC 构成的集散控制系统;第 2级为 VAX-11/785型数字计算机构成的设备监控系统,它对第 1级控制系统进行信息跟踪、存储和为其提 供给定值,并同第 3级交换信息;第 3级为一个负责炼钢和连铸生产调度的计算机系统。该系统可以 根据质量控制系统提供的数据做出关于质量状况、生产数据、收得率等的详细报表,并为操作员提供 操作指导。 在优化生产工艺方面. 该控制系统能够在线计算转炉区的装料和合金添加料以及连铸区的 最优拉速和最优冷却水量,并可显示各设备的运行状况。此外,中间包配备有称重仪表,结晶器配有 一台数控坐标位置测量仪和放射性液位仪, 它们分别用于控制中间包重量、 校准结晶器位置和控制结 晶器液位,并用一台微机来收集自动开浇所需的有关数据。实践证明,采用这种自动开浇技术,即使 在浇铸小方坯时也能保证良好的浇铸效果。 另外, 美国国钢公司大湖分公司新建的 2号一机双流连铸 机的二级自动化系统还可以完成:拉速优化计算; 根据第 3级自动化系统提供的订货信息计算最佳切 割长度;为一级系统提供水雾冷却参数和切割长度设定值;显示和记录与结晶器液位、拉坯速度以及 铸坯温度等相关的操作条件。 还有一些连铸车间采用了能够对工艺流程进行优化的控制系统。 如德国 阿尔贝德·萨尔公司伏克林根厂的四台连铸机采用相同的分级控制系统,实现生产记录、过程控制、 物料跟踪等功能,控制从转炉装料到铸坯切割的整个生产过程中的各项工序。
最近,国外有些厂家的连铸机已经采用了四级自动化系统。美国内陆钢公司 2号和 3号连铸机 都配备了四级自动化信息系统。其中第 1级为显示控制系统,由 DCS 、 PLC 和 CRT 组成;第 2级由过 程计算机和 CRT 组成, 用于设备监控; 第 3级为用于侨调和监视连铸车间各生产设备操作的计算机系 统;第 4级为中心数据处理计算机系统,用来管理和调度连铸及其相关工序,使各工序协调生产.并 保存连铸车间的历史数据。 该厂的二次冷却控制系统采用动态冷却控制模型进行控制. 铸坯引锭杆上 安装有辊缝检测装置和用于辊缝监视的脉冲发生器,以便校准夹辊辊缝和进行夹辊维修。
2 连铸过程中存在的技术问题
虽然有关连铸过程建模与控制的研究近年来取得了可喜的进步,但是其理论研究和实际应用水 平仍然不能满足对连铸生产自动化程度和产品质量越来越高的要求, 尤其在国内还有许多技术问题急 待解决。
(1)大包到中间包以及中间包到结晶器的夹渣物检测至今仍然没有一种很好的办法 [17-21], 致使渣 滓混入钢液,从而使得铸坯出现夹渣,严重影响了产品质量,造成很大的经济损失。
(2)中间包钢水连续测温一直采用热电偶,而且只能是断续测量。每个热电偶寿命少则数小时, 多则十几小时, 光是热电偶一项每年就得消耗大笔资金。 如果能研究一种温度传感器很好地解决中间 包钢水连续测温问题 [22],其意义将是很大的。
(3)中间包钢水液位检测与控制技术 [23]直接关系到结晶器液位控制的效果, 国内目前还仍然采用 传统的 PI(D)控制,由于其中的液压执行机构具有非线性特性以及水口堵塞和磨损等缘故,使得现有 控制方法效果不太理想。
(4)现有的结晶器钢水液位检测与控制技术仍然不完善 [24-26], 无法很好地克服拉速和测量误差等 引起的有色噪声扰动, 使得系统鲁棒性较差。 尤其像薄板坯连铸等对结晶器钢水液位要求很严格的过 程,在这种控制下结晶器液面波动幅
度很大。另外,小方坯连铸机结晶器钢水液位是通过调整拉坯速度实现的,而拉速的改变又影响到一 次和二次冷却水量的控制。 所以, 在解决结晶器液位控制的同时, 如果能将冷却控制问题也综合起来, 实现结晶器液位、一次及二次冷却水量的综合控制,将是很有意义的。
(5)二次冷却控制是目前研究较少的一个重要问题, 国内许多厂家仍然采用传统的手工调节或仪 表调节, 而没有以有效的铸坯表面温度闭环控制为基础的冷却水量控制方法 [27]。 目前常用的所谓冷却 水动态控制方法,虽然因为采用温度计
算值而避免了铸坯表面温度测量误差的影响, 但铸坯温度计算值与实际值之间毕竟有很大差异。 可见 先进控制方法在二冷水系统的应用研究还很不深人, 还没有采用参数辨识的方法建立系统模型或用自 适应控制、神经元网络和遗传算法等智
能方法进行二次冷却系统的建模与控制的研究。
(6)连铸保护渣的自动喂送和控制, 以及自动开浇尤其是板坯连铸机的自动开浇控制问题至今没 有很好地解决,大大影响了铸坯质量和连铸过程的自动化水平。
(7)连铸过程各环节的监测及综合优化控制问题还没有得到研究人员的重视, 使得各控制回路的 控制性能与整个系统的性能无法同时达到最优。
(8)炼钢 -连铸 -连轧短流程生产工艺作为钢铁工业的发展方向, 对于其一体化协调控制、 调度和 管理的研究才刚刚开始,应当加大研究的力度。
(9)连铸过程中诸如漏钢预报等故障诊断和设备维护技术急待改进, 否则将无法满足连铸过程越 来越高的生产要求和质量要求。
(10)为了炼钢操作标准化,生产出纯净钢,迫切需要快速、连续、可靠测定夹杂物总量和特性 的测定技术。 目前, 已有在线检测定氢、 定铝、 定钙和定氮探头。 在线检测夹杂物技术也已开发成功, 但达到实用化尚有一段距离。因此,炼钢工作者目前还主要依靠离线间接测定夹杂物的方法。
(11)目前国际上没有统一的钢纯净度标准 [28]。尽管总氧量是评价钢质量的重要指标,但并非全 部内容,因为允许的总氧量取决于工艺条件、取样位置,特别是取决于预定的产品用途及客户验收标 准, 所以用总氧量评价钢的质量只在钢相对纯净的条件下才有意义。 为了确定冶炼工艺条件对去除夹 杂物的影响,有必要建立一种在工艺操作过程中某一特定点评价钢水纯净度的方法。
(12)连铸坯热送热装是炼钢与轧钢的衔接点,是炼钢、轧钢节能的重要措旋,还有更深层次的 优化炼钢、轧钢生产结构的重要意义。目前连铸坯热送热装技术仍存在着大量技术问题,如连铸坯能 有效地进行热送热装必须以无缺陷坯为基础, 它对连铸生产工艺与设备的优化提出了更高要求, 尤其
是不同钢种连铸无缺陷坯生产的难度增大,这就要求我们加大连铸工艺软件与先进设备的开发力度。 因热送热装工艺改变了连铸坯由热到冷,再由冷到热的加工生产流程,给钢材组织结构、加工性能等 质量控制带来了不少新问题,这些都需研究开发。
(13)为了更有效地将超细小夹杂物减少到更低水平和发展高效连铸,除现有的夹杂物去除方法 (如中间包吹氩气泡法、 有色冶金去气法, 即通过高速旋转吹氩气和中间包电磁搅拌脱去氧气的方法 ) 之外,还需要开发更先进、更成熟的技术。
(14)连铸中间包不仅是稳压、分配钢水和保证钢水连续浇铸的缓冲容器,而且还是防止钢渣进 入结晶器、去除钢液中非金属夹杂物、均匀钢水温度等保证铸坯质量的关键设备。连铸中间包内的控 流元件 (挡渣墙和挡渣堰等 ) 的设置参数对中间包内非金属夹杂物的上浮及均匀钢水温度起着至关重 要的作用。对于多流连铸中间包来说,各流出口温度及所含夹杂物的大小和数量会有很大的差异,从 而给铸坯质量控制带来很大的困难。因此,寻找合理的中间包控流元件的设置参数,对多流连铸中间 包来说具有特别重要的意义。
(15)提高钢渣和其它固体废料的利用率,也是连铸生产对环境更加友好的关键环节之一。我国 大多数企业钢渣没有得到有效利用, 随着原料的涨价和对环保要求的提高, 钢渣有效利用显得越来越 重要,所以有必要开发钢渣综合利用技术。
3 提高连铸坯质量的技术措施
连铸坯质量主要表现为铸坯的纯净度、铸坯表面质量和铸坯内部质量。其中连铸坯的纯净度主 要受钢水纯净度和连铸机机型及操作工艺参数的影响。 为了获得纯净度高的连铸坯, 目前可采用的技 术措施包括:防止钢包渣进人中间包 (采用大包下渣自动检测技术 ) ;采用优质引流砂 (自开率要大于 98%) ;采用长水口和浸入式水口保护浇铸;防止吸入空气;防止中间包覆盖剂和耐火材料污染钢水; 采用带垂直段的弧形连铸机,降低拉速以利夹杂物上浮;采用合适水口结构,防止结晶器内钢水卷渣 等。
连铸的表面缺陷主要为纵裂纹、横裂纹、角横裂等。为了获得表面无缺陷连铸坯,目前可采用 合适的连铸保护渣,合适的连铸拉速,合适的水口结构,合适的结晶器振动参数,合适的一次冷却和 二次冷却制度等。连铸坯的内部缺陷主要为内裂、中心偏析和中心疏松。为了防止连铸坯产生内部缺 陷,目前可采用合适的钢水过热度,合适的连铸拉速,合适的二次冷却技术;采用轻压下技术,连续 弯曲和连续矫直技术等;严格控制板坯连铸机的开口度,准确对弧。
4 结束语
就目前国内外的现状而言,连铸过程的研究集中在实现优质高效薄板连铸的结晶器液位控连铸 过程自动化技术综述制、铸坯二次冷却配水控制、漏钢预报、自动开浇控制以及夹渣检测与去除策略 等方面。 随着汽车业、 造船业等的发展, 我国对优质纯净钢特别是轿车用超深冲板的需求量越来越大, 迫切要求尽快
发展优质纯净钢高效连铸技术。但是优质纯净钢薄板坯连铸过程中还有一些关键技术难题尚未解决, 这使我国生产的钢材质量和品位明显偏低,在优质纯净钢生产方面更是困难重重。为此,开发具有我 国自主知识产权的优质纯净钢高效连铸技术是十分重要和紧迫的。
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范文四：基于无氧铜带坯水平连铸机研制的几点思考
基于无氧铜带坯水平连铸机研制的几点思考
【摘要】 随着社会各行业也取得了突飞猛进的发展, 尤其是我国电子行业的 发展, 而这些发展也为我国铜加工材的发展拓宽了应用市场, 随之出现了一种新 的铜加工材, 即无氧铜。 鉴于此, 本文就无氧铜带坯水平连铸机研制进行研究和 分析。
【关键词】水平连铸机;研制;技术;无氧铜带坯
一、前言
无氧铜属于一种氧含量 ≤8ppm 的纯铜, 其自身传导性较高, 相对于普通紫铜 而言,该材料具备纯度高、高导热性、含氧量少、优良焊接性能与加工性能、高 导电以及良好抗氢脆性等特征, 目前已在电真空、 电气与通讯行业等领域获得了 较为广泛的应用。 当前我国在生产无氧铜带坯上, 常用工艺为两种, 即水平连续 铸造冷轧法和立式半连续铸造热轧开坯法。 下面笔者就无氧铜带坯水平连铸机研 制中关键设备与技术进行详细地研究。
二、无氧铜带坯水平连铸机的分析
(一)无氧铜带坯水平连铸机研制难点
第一, 无氧铜液自身粘度较高, 且流动性相对较差, 易导致石墨结晶器中的 结晶过早地拉毛与氧化, 最终缩短结晶器的使用寿命。 第二, 高温无氧铜液容易 吸气, 易导致带坯的含气量严重超标, 甚者还会造成其表面或者内部出现严重的 裂纹。 鉴于这两个问题, 在本次所研制这一无氧铜带坯水平连铸机, 分别在冷却、 炉型以及铜液等方面进行了相应的改进。
(二)关键设备与技术
1、炉型结构和熔炼保护
第一, 水平连铸机中工频有芯熔化炉与有芯保温炉构成为的连体炉。 熔炼炉 和保温炉通过暗沟连接,暗沟高出熔炼炉底部 150-230mm ,可促进铜液流动的 均匀性。 其中炉体炉壳由型钢和钢板所构成, 在其下部有和感应体连接的过渡性 法兰。
第二,感应体为耐火材料、壳体、水冷套、铜熔沟、线圈以及铁芯所构成, 其中铁芯为高硅胶冷轧钢片的叠压而形成, 所用熔沟则是目前国外最为先进的一 种大截面喷流式紫铜熔沟, 在熔沟内部铜液的流动为单向, 无死区。 在炉内铜液 主要为对流传热, 其热交换相对较为充分, 能使炉内的温度保持均匀。 同时熔沟 和炉腔铜液之间的温度梯度较小, 可使感应体使用寿命得到延长。 此外, 在本次 研究的这一机组中, 感应体线圈为双玻璃丝将包扁铜体绕制而成, 且水冷套为不
范文五：大圆坯连铸机的设计特点及装备水平
【摘 要】 本文主要介绍了中冶京诚（ceri ）自主设计的大圆坯连铸机的设计特点，保证铸坯质量所采取的技术措施、装备水平等。连铸机所采用全程无氧化保护浇注、大容量中间罐、结晶器技术、结晶器液压振动装置、电磁搅拌技术、二冷动态控制及铸坯保温措施、铸坯导向支撑、连续矫直及拉矫机、过程检测及自动控制技术，确立了中冶京诚（ceri ）在大圆坯连铸机自主设计研发领域的国内领先地位。
【关键词】 大圆坯连铸 设计特点 装备水平 中冶京诚
1 前言
由于连铸技术具有显著的高生产效率、高成材率、高质量和低成本的优点，近年来我国的连铸技术在成熟生产技术的应用、新技术的开发、应用基础研究等方面都得到了迅速发展。 随着石油、化工、铁道等行业的发展和连铸圆坯对后续加工的独特优点，市场对高质量大断面连铸圆坯的需求强劲增长。
中冶京诚（ceri ）在大圆坯连铸机的核心技术领域取得了突破性进展，为用户提供了具有自主知识产权的结晶器液压振动、结晶器漏钢预报、动态二冷控制等核心技术和设备。 2008年12月，中冶京诚自行设计并制造的弧型半径r14m 的 φ600mm 大圆坯连铸机一次性热试成功，标志着我国自主开发大断面圆坯连铸机的里程碑；2009年5月，江阴兴澄特钢厂弧型半径 r17m的φ800mm 的大圆坯连铸机一次热试成功，成为世界上直径最大的圆坯连铸机；次年10月，φ900mm 大圆坯热试成功，把记录再次扩大；2011年，φ1000mm 连铸圆坯研发成功，再次刷新了记录，标志着我国大圆坯连铸技术水平进入了国际先进水平行列。 2 连铸机设计特点及装备水平
连铸过程是一个钢水连续填充、连续凝固的过程，铸坯要经历三个冷却区：结晶器冷却区、二次冷却区和空冷区。在这个过程中，热量（包括过热、潜热和显热）通过传导、对流、辐射的传输方式传递出来，钢从液态钢水转变为固态坯料。
2.1 全程无氧化保护浇注
钢水的合金元素极易与空气中的氧反应生成氧化物，形成钢水的二次污染。采取如下保护浇注工艺，可以防止浇钢过程的二次氧化：钢包和中间罐之间采用长水口保护浇注；钢包滑动水口与长水口连接处吹氩气密封；中间罐和结晶器之间采用整体式浸入水口；中间罐内采用保护渣或覆盖剂；结晶器内采用保护渣浇注等。
2.2 大容量中间罐
采用优化设计的t 型中间罐内形有最佳的流场分布，同时也便于档渣墙、堰的砌筑；大容量中间罐内钢水有足够深度保证夹杂物有充分的上浮时间和更换钢包时钢水液面的稳定。 中间罐称重系统与钢包滑动水口连锁，保证浇注过程中中间罐钢水液面高度稳定；涡流液面检测系统和塞棒伺服系统闭环控制，实现结晶器钢水液位自动控制，改善铸坯表面质量；采用中间罐连续测温技术，确保连铸机生产稳定，提高铸坯内部质量。
2.3 结晶器技术
在结晶器设计上，采用内表面镀硬铬的管式结晶器和2排足辊支撑装置。结晶器冷却水采用快速连接板方式自动连接。针对大断面圆坯凝固收缩特点做了如下研发工作：
（1）选择最佳的水缝结构和铜管的支撑方式，通过温度场计算和分析，选择最佳的冷却水量，使铜管上下的温度分布更加均匀，最大温差控制在2～6℃以内；
（2）采用高刚度的结晶器水箱设计，使铜管在全长范围内获得有效的固定支撑，确保浇注过程中足够的稳定性，以获得最佳的铸坯表面质量；
（3）结晶器铜管采用捏合抛物线锥度以适应铸坯的收缩，使铸坯在结晶器内达到最佳的冷却并形成最佳的坯壳厚度；
（4）结晶器铜管内表面采用镀硬铬技术，提高铜管的使用寿命。
2.4 结晶器液压振动装置
结晶器液压振动装置由内、外弧两个单独立的振动单元和一个振动底座组成，其振幅为0～±7.5mm 、频率30～350cpm 、非正弦系数可在0～0.4之间内调整。通过在线调整液压振动参数可控制负滑脱时间在最佳范围之间，改善铸坯表面振痕深度，提高铸坯表面质量，改善结晶器润滑，减少漏钢。该装置技术的先进性及特点如下：
（1）采用计算机仿真和有限元方法进行优化设计，保证系统长期稳定运行；
（2）采用无磨损设计，无易损件和润滑点，维修工作量小；
（3）采用高精度的预应力板簧导向，各向的偏差小（≤ 0.10mm）；
（4）可在线根据拉速变化自动调整振幅、频率；
（5）通过设定非正弦系数，获得正弦和非正弦振动波形；
（6）工作过程中动态监视振动参数；
（7）对坯壳与铜管之间的摩擦力监测及润滑状态分析；
（8）安装方便，不需要额外的调试。
2.5 电磁搅拌技术
对大断面圆坯，为了尽可能获得稳定优良的冶金效果，改善铸坯的表面质量和内部质量（中心疏松和偏析），连铸机基本都配置了结晶器电磁搅拌系统（mems ）和凝固末端电磁搅拌系统（fems ），部分连铸机还配置了铸流电磁搅拌系统（sems ）。其中，铸流电磁搅拌和末端电磁搅拌位置可根据浇注断面的不同连续调整位置。如表1所示。
2.6 二次动态控制及铸坯保温措施
连铸二冷区的冷却是决定铸坯质量的重要因素，这就要求对二次冷却参数进行控制，使铸坯表面温度在拉坯方向上均匀下降，并且要满足铸坯凝固冷却的冶金准则，完成弯曲矫直过程，生产出质量合格的连铸坯。
中冶京诚（ceri ）根据凝固传热计算模型对圆坯的二冷设计做了总体研发设计，并在最后冷却区后至拉矫机前对铸坯采取保温措施：
二冷采用结晶器足辊区全水冷却，活动段区气水雾化冷却。针对用户生产铸坯的不同断面和钢种，分别采用超强、强、中、弱、超弱五种水表进行冷却。二冷控制系统采用按拉速参数动态控制方式进行控制，冷却水按照一定比例分配给不同的冷却区，同时，系统中还嵌入了中间罐钢水过热度参数。冷却区域上部喷嘴采取特殊布置方式以获得最佳的冷却效果。经过多年的生产实践，形成了很有特色的二冷水控制模式-准动态控制，加上优化的喷嘴布置与选型，能很好地保证铸坯的表面和内部质量。 凝固末期，由于圆坯宏观几何形状的原因，断面四周方向上的温度分布更加均匀，中心部位径向长度上含钢液量少，坯壳增长速度越来越快。为了保证铸坯进入矫直区前温度要≥860℃，最后冷却区后至拉矫机前采取了均热保温措施。
2.7 铸坯导向支撑
由于圆坯自身的特点，其导向段的支撑与大方坯相比结构相对简单。因此，大圆坯连铸机的导向段设计，采用活动段和多个固定段相结合的设计方案。
活动段随浇注断面更换，采取四周辊子夹持以保证铸坯的运行稳定及引锭杆的导向。该段喷嘴采用环形交叉布置以达到最佳的冷却效果。固定段的设计则适应不同的浇注断面，满足浇注各种断面前提下大大简化了设备结构。
2.8 连续矫直及拉矫机
为有效降低铸坯在矫直时表面及两相区的矫直应变和应力， 中冶京诚（ceri ）采用连续矫直技术，选取较长的矫直区，有效地降低在矫直区产生的矫直变形。通过优化设计和计算，在浇注大断面圆坯时，保证铸坯表面和两相区的最大变形速率远远低于产生裂纹的临界值。 为满足不同断面大圆坯的矫直及克服矫直过程中产生的矫直反力，在矫直区和水平段上
每流配置5～9架拉矫机，并通过控制系统确保各拉矫机的负荷分布均衡。
2.9 过程检测及自动控制技术
采用三电一体化设计，按工艺过程控制要求，实现对整条生产线的自动、半自动、手动控制。应用可靠的过程检测及自动控制技术，如钢水连续测温、钢包和中间罐称重、振动式下渣检测、结晶器液位检测与控制、结晶器液压振动、二冷动态控制、质量跟踪等，并对辅助系统工况进行实时监控和历史趋势记录。
大圆坯连铸机采用了技术先进的过程检测及自动控制技术，应用在多个钢铁企业的连铸项目上。实践证明，上述技术设计合理、运行稳定、可控精度高、操作维护简便，为高质量大圆坯连铸机提供了可靠保障。
3 大圆坯连铸机工艺流程图（图1）
4 结语
上述连铸机，设备运行状态良好，其装备水平处于国内领先、国际先进的地位。连铸机的控制模型，运行稳定、界面友好、操作方便。连铸机所采用的核心工艺设备由中冶京诚（ceri ）自主设计、研发、供货，确立了中冶京城工程技术有限公司在大圆坯连铸机自主设计研发领域的国内领先地位。如表2所示。
