0011 连铸工艺48问

连铸工艺1.如何决定浇注速度?浇注速度代表了连铸机的生产能力，可用吨/小时来表示。

也可用拉速(米/分)来表示。

从提高连铸机生产率来看，希望浇注速度(拉速)尽可能快。

但是浇注速度是受以下因素限制的：第一是连铸机机身长度。

从结晶器上口到最后一对矫直辊之间的距离叫机身长度。

拉速必须使铸坯在机身长度范围内完全凝固，否则铸坯脱离了夹辊的支撑，内部未凝固的液体就会鼓肚。

第二是出结晶器后的凝固壳厚度。

坯壳太薄，抵抗不了钢水的静压力，会发生胀破漏钢。

因此，最大拉速必须以保证出结晶器后坯壳有足够的厚度而不拉漏为原则。

第三是拉坯力。

拉速太高，铸坯壳厚度变薄，液相穴加长，铸坯在辊间距产生鼓肚的地方增多，使拉坯力增加。

考虑到上述的限制因素，应选择合适的工作拉速，既能发挥铸机的生产能力，又可以保证良好的铸坯质量。

2.什么叫多炉连浇?多炉连浇是指上一次引锭杆可连续浇多炉钢水。

如果浇一炉钢需要一小时，上一次引锭杆及做好铸前准备工作需要一小时。

那么，如果上一次引锭杆能连续浇5炉钢，而准备时间还是一小时。

则铸机的作业率就可以大大提高。

辅助时间大大减少。

连浇炉数越多，说明铸机的利用率就越高,而且金属收得率高，辅助材料消耗减少。

据统计，5炉连浇与单炉浇注相比，铸坯产量提高约50％，金属收得率提高约3％，操作费用降低约25％。

因此，多炉连浇炉数代表了连铸机的生产水平。

要达到多炉连浇，应当从改进生产设备，做好生产组织管理和防止事故等方面着手。

要保证浇注不中断，应迅速更换钢包和中间包，更换钢包时间不应超过3min，更换中间包时间不应超过lmin。

因此，要加强协作，使炼钢炉的出钢频率与连铸机的拉速相适应，使生产有节奏地进行。

还要加强设备的维修，严格操作规程，防止设备和人为事故的发生。

3.如何实现多炉连浇?多炉连浇是一项高难技术。

它是连铸设备、工艺、管理水平的综合体现。

为实现多炉连浇，已开发了一系列的技术。

(1)采用钢包回转台，实现快速更换钢包，能在1～2min完成。

(2)采用大容量中间包，保证更换钢包时，不降低拉速而提供充足的时间。

(3)结晶器在线调宽技术。

过去由于变钢种或断面必须中断浇铸。

采用结晶器在线调宽和异钢种浇注技术，可使连浇时间大大延长。

据统计，结晶器采用在线调宽，平均连浇9.7炉，而不用调宽为5.5炉。

(4)快速更换中间包和更换浸入式水口技术。

(5)防止水口堵塞技术。

如中间包塞杆或浸入式水口吹Ar、钢水钙处理等防止Al2O3在水口聚集。

由于多炉连浇有明显的经济效益。

各类连铸机多炉连浇的水平有明显提高。

1985年统计，板坯、大方坯、小方坯的平均连浇炉数分别为8、11.2和6.8炉，比70年代有很大进步。

多炉连浇能反映当代连铸机装备、工艺和管理的水平，多炉连浇的世界记录不断涌现。

如1991年日本水岛厂板坯连铸机连浇927炉(300tLD)、34天，一次浇坯24.8万吨。

4流方坯连铸机连浇1015炉、38天，一次浇坯15万多吨。

4.提高连浇平均炉数的技术措施有哪些?提高中间包的连浇炉数是提高连铸机生产率、降低操作费用的重要措施。

多炉连浇是个综合指标，受多种因素的影响，也代表生产管理的水平。

我们追求的是要稳定地提高平均连浇炉数水平。

根据工厂经验，实现多炉连浇的技术措施：(1)减少连铸机漏钢事故。

要防止开浇漏钢、注中漏钢、换中间包、拉尾坯漏钢等。

(2)加强钢包的烘烤保温和周转，使红包出钢率达95％以上。

合适的引流砂使水口自开率达90％以上。

(3)改进中间包耐火材料质量，中间包整体塞棒吹氩、防止浸入式水口堵塞，使用Mg—Al环引发剂提高开浇成功率等技术。

(4)实现快速更换中间包技术。

(5)异钢种多炉连浇技术。

5.连铸时为什么要调节中间包钢水流量?进行连铸时，中间包操作是重要的一环。

能否准确平稳地向结晶器供给钢水，对于防止漏钢事故以及铸坯表面和内部缺陷的产生关系很大。

如钢水供给过多，就会发生从结晶器上口溢钢的事故，供给钢水太少，则结晶器内钢液面下降，给操作和铸坯质量带来不利影响。

支配钢水从中间包流出的主要因素是中间包内钢液深度和中间包水口直径。

钢液面深度一般为600～700mm。

浇注过程中水口侵蚀使直径扩大，或水口堵塞使直径减小，都会对流量带来影响。

中间包钢液面深度对铸坯中夹杂物有很大影响。

钢液面太浅，会使中间包表面的渣子卷入结晶器，故深度必须保持在300mm以上。

为了增加钢水在中间包内的停留时间，使夹杂物充分上浮，要求钢液深度更大些为好。

6.什么叫“冷”中间包?连铸用的中间包一般是用耐火砖修砌，工作表面涂上一层耐火泥，然后用煤气烘烤到1100℃左右，用于浇钢。

近年来，中间包内衬用一块块的隔热板镶砌，代替耐火砖，使用前不必烘烤，故叫“冷”中间包。

生产实践证明，“冷”中间包有以下优点：省去了烤包，节省了煤气，相当于每吨坯节约5.7kg标准煤；保温性能好，如绝热板中间包浇注3h后，包外壳温度达70℃，而砌砖中间包浇lh，外壳温度达150℃。

这样可使出钢温度降低5～10℃，有利于提高转炉寿命；减少了砖缝和耐火材料的侵蚀，有利于提高钢质量；改善劳动条件，减轻劳动强度，中间包绝热板修砌简单，冷却后绝热板粉化，易使残钢和内衬分离，清理十分方便。

7.对连铸中间包有什么要求?如果直接将钢水从钢包浇入到结晶器内，就会对浇注操作的控制和铸坯质量带来不利影响。

因此，必须在钢包与结晶器之间设一个中间容器，接受来自钢包的钢水，然后再以稳定流速浇入结晶器。

中间包的作用如下：钢水的储存器，控制注入结晶器的钢水量；钢水的分配器，中间包底装几个水口，实行多流浇铸；钢水的缓冲器，使钢水压力稳定，钢流平稳；钢水清洁器，使钢水在中间包内停留一段时间(如5～l0min)，有利于钢水中夹杂物和混入的渣滴上浮；可以实行多炉连浇，为更换钢包创造条件。

中间包容量一般为钢包容量的20～40％。

为提高钢的质量，目前中间包在向大容积深熔池方向发展。

如有的板坯连铸中间包容量达90t，钢液深度达1300mm。

8.中间包内钢水流出量是如何控制的?在浇注过程中，中间包内钢水深度要求稳定在500～700mm。

钢水流量的控制方法有敞开式和塞棒式两种：敞开式在浇小方坯时，采用定径水口，钢水从水口流出不加控制。

要求定径水口必须有良好的耐钢水侵蚀性能，以保持在浇铸过程中水口直径不扩大。

定径水口材质为氧化锆。

塞棒式采用操纵机构调节中间包塞棒与水口的配合来控制钢流。

由于塞棒长时间在钢水中浸泡，容易软化变形，甚至断裂造成事故。

为此，现在采用整体成形塞棒，在塞棒中通入压缩空气进行冷却等措施，以提高使用寿命。

鉴于塞棒式水口存在的问题，近年来研制了中间包滑动水口装置。

就是用3块滑板，上下两块滑板固定不动，中间加一块活动滑板以控制钢流。

实践证明，滑动水口工作安全可靠，寿命较长，能精确控制钢流，有利于实现自动化。

9.中间包的结构和形状有哪些要求?中间包结构应满足以下要求：力求散热面积小、保温性能好；外形简单，便于砌砖、清包和浇注操作；水口的布置应符合铸坯断面、流数的要求；在长期高温作用下结构稳定可靠。

常用的中间包有长方形、三角形和椭圆形等。

中间包外壳一般用12～20mm的钢板焊成。

内衬用耐火砖(如粘土砖、高铝砖)砌成。

内壁有一定的锥度，以便于清渣和砌砖挤紧。

外壳与砖衬之间要铺15mm厚的石棉板，以减少散热。

包底部设有一个或多个水口。

顶部设有包盖，一是为了保温，二是在浇铸时保护钢包包底，不致过分烘烤而变形。

在浇注之前，应把中间包内清扫干净，内衬必须烘烤到1100℃左右，以避免开浇时水口冻结。

10.什么叫浸人式水口?它的作用是什么?浸入式水口就是把中间包水口加长，插入到结晶器钢液面下一定的深度，这就把浇注流密封起来了。

使用浸入式水口的好处是：隔绝了注流与空气的接触，防止注流冲击到钢液面上的飞溅，杜绝了二次氧化。

通过水口形状的选择，可以调整钢水在结晶器内的流动状态，以促进夹杂物的分离，提高钢的质量。

可以说结晶器使用浸入式水口保护渣浇注，为连铸技术的发展带来了划时代的进步。

浸入式水口形状主要是指钢流出口角度而言，一般有直孔式、侧孔向上、侧孔向下和箱式等4种。

究竟选用哪一种，要根据浇注速度和结晶器断面尺寸来定。

一般认为，浸入式水口保护渣技术只适用于大方坯和板坯连铸，而小于150³150毫米的小方坯，由于断面小，浸入式水口尺寸受到限制，加上拉速快，液面波动大，易造成卷渣，故很难采用这种方法。

11.浇注过程中水口为什么会堵塞?在连铸过程中，中间包水口和浸入式水口常常发生堵塞现象。

轻者要烧氧，重者会使浇注中断停产。

水口堵塞常是操作者头痛的问题。

水口堵塞有两个方面的原因：一是水口冻死。

这是钢水温度低、水口未烘烤好，钢水冷凝所致。

适当提高钢水温度，加强中间包的烘烤就可解决。

二是水口内壁有附着的沉积物造成水口狭窄乃至堵塞，浇铝镇静钢时更为严重。

对水口堵塞物的分析发现，堵塞物的主要组成是以Al2O3为主体的带有玻璃相和金属铁的混合物。

Al2O3熔点高达2050℃，在钢水中以固体质点存在。

钢水中有大量的悬浮的Al2O3夹杂物，而水口内壁上又存在一层熔融的玻璃体，当钢水流经水口时，固体的Al2O3就逐渐沉积在水口壁上。

钢水中的Al2O3夹杂来源有4个方面：一是钢水中铝与水口耐火材料发生反应后的产物；二是空气中的氧与钢中的铝发生反应后的产物；三是钢水的脱氧产物；四是钢水温度降低而生成的产物。

可以说，水口堵塞是上述4种现象综合作用的结果。

12.防止水口堵塞有哪些措施?在连铸生产中，为防止中间包水口堵塞，采用以下方法：(1)选择合适的水口材质，如碳钢、低合金钢用石英水口或锆质水口，含铝钢种用铝碳质水口。

(2)气洗水口：在浸入式水口周围镶入多孔材料，向水口内壁吹入氩气，在钢水与水口壁之间形成一层氩气膜，阻止Al2O3沉积。

氩气压力为0.2～0.35kg/cm2，流量为2～12L/min。

(3)中间包塞棒吹氩：在塞棒中心管吹入氩气，把水口内壁的堵塞物冲走。

但吹气压力和流量要合适，如流量太大，氩气泡会使结晶器钢水面翻腾，把保护渣卷入到钢水中而使夹杂物增加。

(4)钙处理：Al2O3夹杂在钢水中呈固态、串簇状，是水口堵塞的根源。

用变性处理把串簇状的固体Al2O3转变成球形呈液态的铝酸钙就可防止堵水口。

为此向钢包内喷吹Si—Ca粉、喂钙丝，或加Si—Ca合金。

还有水口加热，用CaO质水口和改变水口形状等方法，均对防止水口堵塞有一定效果。

但目前广泛使用的是中间包塞棒吹氩和钙处理法。

13.对中间包支承装置有何要求?在连铸发展初期，中间包是放在固定支座上。

为了适应多炉连浇、快速更换中间包，现在一般采用中间包小车。

小车放在浇铸平台上。

在浇注前，小车载着烘烤好的中间包开到结晶器的上方，使中间包水口对准结晶器中心。

当浇注结束或发生事故时，小车能迅速离开浇注位置。