2号连铸机结晶器液位波动的原因及处理

8-武钢CSP连铸结晶器液面波动控制实践

武钢CSP连铸结晶器液面波动控制实践朱志强武钢股份条材总厂2012-7-10主要内容工艺装备与背景概述典型液面波动的特点及原因控制液面波动的措施结论一、背景与工艺装备1. 背景薄板坯连铸机由于结晶器厚度薄，容积小，其流动强度是传统厚板坯铸机的3-4倍，高拉速下容易产生液面波动，极易发生卷渣，恶化保护渣的熔化、润滑与传热，导致薄板坯出现裂纹、凹陷、夹杂等质量缺陷，严重时还将导致漏钢事故。

2.武钢CSP连铸机主要设备工艺参数3250mm弯曲半径10305mm 冶金长度18185mm 铸机长度5段7个冷却区，17个冷却回路扇形段数自动（Co60放射源）结晶器液面控制1100mm 结晶器长度漏斗型冷坯宽度：900—1600mm 结晶器类型72mm结晶器：70—50mm （液芯压下后）92mm结晶器：90—70mm （液芯压下后）浇铸厚度（扇形段5出口）：72/92mm 浇铸厚度（结晶器出口）900—1600mm 浇铸宽度（标称或冷宽度）2.8—6.0m/min 拉速33t 中包容量170t 钢包容量技术参数项目二、结晶器液面波动的特点及原因分析实际生产中，拉速、过钢量的变化对液面波动的影响是显著的，但除此之外，浇注过程中仍出现了一些异常情况导致的结晶器液面波动，这些异常导致的结晶器液面波动现象的特征也是不一样的。

根据这些结晶器液面异常波动的特点，结晶器液面波动可分为：·包晶反应与鼓肚现象·共振现象·液位检测与控制系统故障·结晶器流场异常1.包晶反应与鼓肚现象鼓肚现象是连铸过程中的常见现象，常见于高拉速、大断面铸坯尺寸的钢种连铸生产条件下，主要原因是冷却不足、坯壳强度不足以抵抗钢水静压力，导致铸坯在两排辊子之间产生鼓肚，鼓肚时产生泵吸效应，导致结晶器液面下降，随着拉坯的进行，鼓肚区域在同一排辊子之间被挤压，液相穴内钢水又回流到结晶器内，导致结晶器内钢水又迅速上涨，如此反复，结晶器内液面呈有节奏的锯齿状的波动。

圆坯连铸开浇过程中液面波动的原因

圆坯连铸开浇过程中液面波动的原因下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!圆坯连铸开浇过程中液面波动的原因在圆坯连铸开浇过程中，液面波动是一个常见的现象。

结晶器液面波动成因及控制

坯和最终产品的质量，甚至会造成铸坯纵裂漏钢、夹
应相变８Ｆｅ＋Ｌ一－ｙＦｅ，会产生约０．３８％的体积收缩，坯壳与结晶器铜板问产生问隙，影响传热，造成
初生坯壳不均匀，出结晶器后易产生鼓肚，从而引起液面波动；再如，对于铝镇静钢，钢水处理不好，或保护浇铸效果差时，钢中夹杂物和脱氧产物（如Ａｌ，Ｏ、ＣａＯ、ＳｉＯ，等）易形成高熔点聚合物附着在水
（１．河北钢铁集团河北钢铁技术研究总院，河北石家庄０５２１６５；２．唐山不锈钢有限责任公司，河北唐
山０６３０１０）
摘要：结晶器液面波动是连铸过程中的常见现象，液面波动过大会造成铸坯夹杂物含量超标、纵裂等产
０５２１６５；２．ＴａｎｇｓｈａｎＳｔａｉｎｌｅｓｓＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔａｎｇｓｈａｎ，Ｈｅｉｂｅｉ，０６３０１０）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｌｅｖｅｌｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｉｎｍｏｌｄｉｓａｎｏｒｍａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎｉｎｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇ．Ｔｏｏｌａｒｇｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ
连铸过程中要求将结晶器液面波动控制在一定范围内（一般为 ± ３ｍｍ），液面波动过大将会影响结晶器保护渣的三层结构，破坏其润滑和传热平衡，导

结晶器内钢液面波动分析与控制

３冷却制度的影响由于坯壳内部钢液静压力的作用，导致两对导辊间产生向外鼓出的变形，即所谓的“鼓肚”。当出现鼓肚时，结晶器液面会下降，而有鼓肚的坯壳到达支撑辊时，又会被挤压回去，从而导致液面上升。如此反复就形成了液面波动。此外，喷嘴歪斜、二冷喷嘴堵塞、二冷支路漏水等使二冷不均匀。在拉坯时，铸坯表面出现回温现象，雾化效果差，也会出现液面波动。４保护渣的状态影响在连续铸钢过程中，置于结晶器内的钢液面上，用来防氧化、保温和吸收非金属夹杂的物料即为结晶器保护渣。结晶器保护渣的状态是否符合浇铸的钢种，例如粘度、碱度、干燥程度等性能指标，或者保护渣受潮变质等，都有可能引起结晶液面波动。二、结晶器液面波动的控制措施１加强对塞棒控制系统的定期维护不同的塞棒机构液面波动的发生率有很大差异，一般磨损大的机构（Ｂ号机构）比磨损较小的机构（Ｄ号机构）液面波动发生率高约１３．００％，因此有必要对塞棒机构进行定期维护，通过润滑加快塞棒执行机构响应速度，有效减少结晶器液面波动的发生。另外，也要对板坯进行定期维护与检修，定期检测板坯尺寸和偏差，以避免其他问题的产生。２控制钢中的夹杂物对夹杂物的控制主要集中在改变夹杂物的形态和分布、提高钢的洁净度两个方面。稀土合金、钙合金是常用的夹杂物变
１钢种特性的影响在连铸过程中。易出现结晶器液面波动的钢种主要为碳素结构钢，碳含量为０．０７％～０．１６％，大多数属于包晶钢范围。在铸钢时，铸坯在凝固过程中会发生包晶反应：６＋Ｌ—ｙ。面心立方６铁素体密度大于体心立方ｙ奥氏体，相变过程中会伴随Ｏ３８％的线收缩，导致较大的相变应力，凝固壳厚薄不均匀。容易造成以下问题：第一。产生横向温度梯度，导致铸坯表面出现纵裂；第二，拉出轧辊扇形截面时．坯料反复鼓肚，造成结晶器内产生液面波动，一旦形成液面波动，就很难消除。２结晶器流场的影响结晶器液面波动函数Ｆ与波高之间呈线性关系，当Ｆ值处于３～５范围时可得到较为理想的液面波动状态。波动函数Ｆ的定义如公式。

连铸结晶器液面波动因素及预防措施

铸坯在二冷区的冷却对液面波动也有影响。传统
ｌ概述
结晶器是连铸设备的心脏。钢水在结晶器内冷
上二次冷却采用弱冷制度，这会造成二冷区铸坯坯壳生长减慢及坯壳表面温度过高，加剧铸坯鼓胀倾向，从而使液面波动产生。
２．４连铸机拉速
却，形成一定厚度的坯壳；初步成形的铸坯在二次冷却区内继续冷却，坯壳变厚；铸坯在拉坯过程中进一步冷却，直至内部完全凝固。钢水在结晶器内的液面
使铸坯卡阻造成。对于钢液面的前后或左右波动，则大多是因为弹簧板异常、个别连接轴销磨损以及结晶器内异物阻碍铸坯运动等原因造成。
２．６其它
２结晶器液面波动原因
２．１钢水化学成分钢水的化学成分对结晶器液面波动的影响很大，因为钢水中有些化学成分在特定条件下会发生反应，影响钢水液面的稳定性。例如，包晶钢极易产
41连铸结晶器液面波动因素及预防措施大连华锐重工集团股份有限公司设计研究院祭飞摘相应措施有效控制结晶器液面波动为稳态浇铸提供保证
２０１４年第１期总第４１期
重工与起重技术
ＨＥＡＶＹＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ＆ＨＯＩｎＮＧＭＡＣＨＩＮＥＲＹ
Ｎ０．１２０１４
结晶器浸入式水口的流场可以影响钢液面的波动。由于受浇注钢水射流的影响，壁面附近的钢液较
活跃，弯月面处的波动较大，但在一定浸入深度下（约
３ａｒｍ），水口的流场对大方坯结晶器液面波动的影响不大。此外，液面波动是由于辊列等距布置，导致板坯
生液面波动，这是因为包晶相变造成初生坯壳不均匀所致。另外，如果钢水中硫和铝的含量过高，会造成水口内Ａｌ２０。和硫化物结瘤，从而引起液面波动。

提高结晶器液面波动控制小于5mm比例

二、项目简介图1 塞棒和液面检测2.3 项目的立项背景2013年以来，邯宝公司炼钢厂随着品种钢产量的增加，结晶器液面波动时有发生，经统计，平均每月结晶器液面波动次数120多炉的钢水生产出铸坯必须经过处理才能使用，其中设备原因如塞棒传感器、液位传感器、扇形段位置传感器等造成的液面波动占40%；工艺原因如水口堵塞、吹氩不当、钢水成分等造成的液面波动占60%。

有时液面波动过大时造成连铸事故停浇每月2次左右，给厂的生产组织和成本带来很大冲击。

国与邯宝炼钢厂同类型连铸机的厂家大约有7-8家，它们厂的结晶器液面波动大多控制在±3mm以，其中包括超低碳钢生产；而邯宝炼钢厂结晶器液面波动大多控制在±5mm以就有些困难，尤其是低碳合金钢、超低碳钢生产时液面波动较大。

进入2014年5月份以来，两台连铸机多次出现结晶器液面波动大的状况，为此邯宝炼钢厂于2014年6月批准实施了《连铸机结晶器液位波动攻关课题》。

2.4技术方案的制定针对存在的诸多疑难问题，我们逐项提出了解决方案。

1）针对炼钢工艺原因引起的液位波动，我们主要从中包吹氩制度的优化、图2 吹氩不当引起的间歇性液面波动情况措施及处置方法：1）改进氩气连接密封方法首先确保气源充足，无漏气：开启氩气气源，把阀门开启最大并确认压力表有压力显示，检查氩气管路末端气流充足，用装有肥皂水的喷水壶检查SEN 机构上水口、机构氩封，确保无漏气；检查中间氩气管路和塞棒氩气管路，确保无漏气。

喷水壶检测管路是否漏气如图3：图3 喷水壶检查管路是否漏气2）检测中包上水口的透气性在浇注过程中，中包上水口透气性的好坏直接影响到中包上水口的吹氩效果，中包上水口吹氩是为了在水口壁四周形成均匀的氩气膜，以防止或减少夹杂物在水口壁附着，进而减少水口径的缩小和堵塞。

一旦上水口发生堵塞，塞棒控流就会发生波动，造成结晶器液面波动增大。

在中包上水口上线前，采用离线上水口透气检测装置对中包上水口透气性进行检查，对于中包上水口透气性检测良好（一方面要求检测装置背压在0.1-0.6bar围；另一方面还要用装有肥皂泡水的喷水壶对整个上水口壁进行检查，要求上水口壁四周气泡弥散均匀）的才能上线安装。

结晶器液面波动的原因

结晶器液面波动的原因结晶器液面波动是指在结晶器中，液体表面出现波动的现象。

这种波动往往是由于结晶器中的一些因素引起的。

本文将探讨结晶器液面波动的几个主要原因。

温度变化是引起结晶器液面波动的一个重要因素。

在结晶过程中，温度的变化会导致溶液的密度发生变化，从而引起液面的波动。

当温度升高时，溶液的密度会减小，液面会上升；而当温度降低时，溶液的密度会增大，液面会下降。

这种温度引起的液面波动通常是周期性的，具有一定的规律性。

搅拌速度也会对结晶器液面波动产生影响。

在结晶器中，搅拌速度越快，液体中的溶质就会更好地分散在溶液中，从而使结晶器液面波动更加剧烈。

当搅拌速度较慢时，溶质的分散程度较低，液面波动较小。

因此，结晶器液面波动的幅度与搅拌速度之间存在一定的正相关关系。

结晶器的形状和尺寸也会对液面波动产生影响。

结晶器的形状和尺寸会影响溶液中的溶质分布情况和流动速度，进而影响液面的波动。

例如，当结晶器的底部较窄时，液体在结晶器中的流动速度会增加，从而导致液面波动更加剧烈。

而当结晶器的底部较宽时，液体的流动速度较慢，液面波动较小。

溶液中的溶质浓度也会对结晶器液面波动产生影响。

当溶液中的溶质浓度较高时，溶质分子之间的相互作用力会增强，从而使液面波动更加剧烈。

而当溶质浓度较低时，溶质分子之间的相互作用力较弱，液面波动较小。

结晶器的工作条件也会对液面波动产生影响。

例如，当结晶器的工作压力较高时，溶液中的气体会更容易溶解，从而增加液面波动的强度。

而当结晶器的工作压力较低时，溶液中的气体溶解较少，液面波动较小。

结晶器液面波动的原因有多种，包括温度变化、搅拌速度、结晶器的形状和尺寸、溶液中的溶质浓度以及结晶器的工作条件等。

了解这些原因对于控制结晶器液面波动，提高结晶过程的稳定性和效率具有重要意义。

只有深入研究这些因素的作用机制，才能更好地应对液面波动带来的问题，为结晶工艺的优化提供科学依据。

包晶钢板坯连铸机结晶器液面波动的原因

总第２６５期２０１８年第１期ＨＥＢＥＩＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹＴｏｔａｌＮｏ．２６５２０１８，Ｎｕｍｂｅｒ１收稿日期：２０１７－０９－２７作者简介：任金亮（１９８５－），男，助理工程师，２０１２年毕业于河北科技大学冶金工程专业，现在河钢集团承钢公司从事炼钢工艺技术工作，Ｅ－ｍａｉｌ：４９７４４３７９４＠ｑｑ．ｃｏｍ包晶钢板坯连铸机结晶器液面波动的原因任金亮，宋银财，张桂林，秦治国（河钢集团承钢公司板带事业部，河北承德０６７００２）摘要：在板坯连铸机实际生产操作中发现，生产包晶钢的时候明显存在结晶器液面波动的问题。

结晶器液面波动的问题致使生产出来的成品表面有裂纹缺陷，直接造成铸坯的不合格率上升。

介绍了连铸机的分类、包晶钢连铸工艺以及结晶器液面波动表现形式。

分析了连铸机液面波动产生的原因，并提出了优化措施。

认为连铸机坯壳厚度不均匀、板坯拉出结晶器阶段产生“鼓肚”、设备精度不够、钢种特性、保护渣的状态以及冷却温度的设定均有可能导致结晶器液面波动。

通过对保护渣性能、冷却制度、液面控制系统等方面优化调整，板坯连铸机包晶钢结晶器液面波动情况明显改善，产品质量的稳定性得到大幅提高。

关键词：包晶钢；板坯连铸；结晶器；液面波动中图分类号：ＴＦ７７７．１文献标识码：Ｂ文章编号：１００６－５００８（２０１８）０１－００５６－０４ｄｏｉ：１０．１３６３０／ｊ．ｃｎｋｉ．１３－１１７２．２０１８．０１１３ＲＥＡＳＯＮＳＦＯＲＭＯＵＬＤＳＵＲＦＡＣＥＦＬＵＣＴＵＡＴＩＯＮＯＦＳＬＡＢＣＡＳＴＥＲＤＵＲＩＮＧＴＨＥＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮＯＦＰＥＲＩＴＥＣＴＩＣＳＴＥＥＬＲｅｎＪｉｎｌｉａｎｇ，ＳｏｎｇＹｉｎｃａｉ，ＺｈａｎｇＧｕｉｌｉｎ，ＱｉｎＺｈｉｇｕｏ（ＢｏａｒｄａｎｄｂｅｌｔｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＨＢＩＳＧｒｏｕｐＣｈｅｎｓｔｅｅｌＣｏｍｐａｎｙ，Ｃｈｅｎｇｄｅ，Ｈｅｂｅｉ，０６７００２）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｍｏｕｌｄｓｕｒｆａｃｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎａｐｐｅａｒｅｄｉｎａｓｌａｂｃａｓｔｅｒｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｐｅｒｉｔｅｃｔｉｃｓｔｅｅｌ．Ｉｔｌｅａｄｓｔｏｔｈｅｃｒａｃｋｄｅｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｆｉｎｉｓｈｅｄｐｒｏｄｕｃｔ，ｗｈｉｃｈｄｉｒｅｃｔｌｙｃａｕｓｅｓｔｈｅｒｉｓｉｎｇｏｆｕｎｑｕａｌｉｆｉｅｄｒａｔｅｏｆｔｈｅｓｌａｂ．Ｔｈｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｅｒｉｔｅｃｔｉｃｓｔｅｅｌａｎｄｔｈｅｆｏｒｍｏｆｍｏｌｄｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｃａｕｓｅｓｏｆｔｈｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｓａｔｅｒａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｉｔｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｈａｔｔｈｅｕｎｅｖｅｎｓｈｅｌｌｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｔｈｅｂｕｌｇｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ，ｔｈｅｐｏｏｒｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙ，ｔｈｅｓｔｅｅｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｔｈｅｓｔａｔｅｏｆｍｏｌｄｆｌｕｘａｎｄｔｈｅｓｅｔｔｉｎｇｏｆｃｏｏｌｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍａｙｌｅａｄｔｏｔｈｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｏｆｍｏｕｌｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｏｌｄｆｌｕｘｓｔａｔｅ，ｃｏｏｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｌｉｑｕｉｄｌｅｖｅｌｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｍｏｌｄｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｉｎｓｌａｂｃａｓｔｅｒｉｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｐｒｏｄｕｃｔｑｕａｌｉｔｙｈａｓｂｅｅｎｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｐｅｒｉｔｅｃｔｉｃｓｔｅｅｌ；ｓｌａｂｃａｓｔｉｎｇ；ｍｏｌｄ；ｌｅｖｅｌｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ０　引言常规要求板坯连铸机在生产过程中把结晶器的液面波动控制±３ｍｍ的范围之内。

连铸结晶器液面波动控制及检测技术研究

d1 d 2 Vm vs cos d nail
d d2 1 b2 b1 (a2 hlump a1hlump ) cos 1 d (d lump ) 5 d nail

dVm
Vm Vm Vm d (d lump ) d (hlump ) d (d1 d 2 ) d lump hlump (d1 d 2 )
NF
90 92 94 96
Casting speed 2.0 m/min Casting speed 2.5 m/min Casting speed 3.0 m/min
90 92 94 96
0
100
200
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
300
400
500
600
0
100
200
300
400
500
600
Distance from center of nozzle (mm)
液面波动剧烈，3.0m/min最高波动达~12mm 更易造成表面卷渣
0
100
200
300
400
500
600
0
100
200
300
400
500
600
Distance from center of nozzle (mm)
Distance from center of nozzle (mm)
t=60s
板坯连铸结晶器内钢水流动模式非常复杂，结晶器内钢水流速检测方法主要包括以下几点：
放射同位素法
缺点是放射性元素污染
安装在结晶器一侧放射线源连续不断地放射出一定强度的γ射线，利用钢液对γ射线的吸收程度来反映钢液液面的高度。

板坯连铸机结晶器液位波动分析及控制策略

ｓｕｉｔ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＳｌａｂｃａｓｔｉｎｇ，Ｌｅｖｅｌｌｕｆｃｔｕａｔｉｏｎ位的目的。结晶器液位控制系统采用双闭
连铸机结晶器液位控制是连铸生产过程自动化的重要环节，其控制效果的好坏直接影响产品质量。若液位波动较大，超过 ±５ｍｍ，会对铸坯质量造成一定的影响，甚至会把未熔化的保护渣
ＴｏｎｇＣｈｕｎｙａｎｇ
（ＪｉｎａｎＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＧｒｏｕｐＣＯ．Ｌｔｄ）
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃａｕｓｅｓｏｆｍｏｕｌｄｌｅｖｅｌｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｏｆｓｌａｂｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｅｒｆｒｏｍｔｈｅａｓｐｅｃｔｓｏｆｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｑｕａｌｉｔｙ，ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｓｌａｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｓｔｒａｎｄｂｕｌｄｇｉｎｇａｎｄ
第２０卷第４期
・
宽厚板
ＷＩＤＥＡＮＤＨＥＡＶＹＰＬＡＴＥ