板坯连铸机的现代化高效性技术改造

1、. . . .  板坯连铸机的现代化高效性技术改造   市场竞争是无情的，只有提高产品质量，降低生产成本，才能在市场上立于不败之地。现代化技术改造主要是要提高生产率，降低生产成本，提高操作灵活性，降低工人劳动强度，尤其重要的就是要提高产品质量。连铸高效化已经成为推动我国钢铁工业结构优化的重大技术，越来越多的企业正在进行高效连铸的技改工作。    连铸机的组成   连铸机是一种高质、高效、低耗的铸锭设备。在国外，冶金企业中发展和应用较快较广。连铸机的重要组成如图1所示。板坯连铸机技术改造 

2、;   连铸机的改造主要是通过一些新的技术来对铸机进行改造以此来达到连铸的现代化高效性和提高产品质量目的。    1 板坯连铸机滑动水口液压传动系统    （1）滑动水口概述    板坯连铸机中的中间包是连铸生产线上的重要设备。滑动水口是安装在中间包底部用来控制钢液从中间包流到结晶器的流量。液压滑动水口克服了塞棒工作时出现的断裂、熔融、变形、钢流关不住等故障。    （2）滑动水口液压传动系统工作原理

3、60;   滑动水口液压传动系统最终可以实现自动的现代化控制，只有高自动化水平的工厂才能以低成本来实现高质量产品的生产。同时达到生产的高效性和降低工人劳动强度的目的。滑动水口液压传动系统的自动控制是利用液位检测信号和水口实际位置的位置检测信号与设定值相比较所产生的误差来控制滑动水口驱动液压缸动作，自动调节滑动水口开度的大小以调节钢液流量，实现随动控制。其工作流程如图2。根据滑动水口液压传动系统其工作流程图可以设计出滑动水口液压系统如图3。   如当DT2通电。滑动水口开启时的主油路如下：    进油路压力

4、源P换向阀右位（液控单向阀2、3K口）伺服阀右位液控单向阀2节流阀5单向阀8液压缸右腔，活塞左移，滑动水口开启；回油路液压缸左腔滤油器13单向阀10单向阀7液控单向阀3伺服阀右位油箱。    滑动水口关闭时的主油路是：    压力源P换向阀右位（液控单向阀2、3K口）伺服阀左位液控单向阀3节流阀6单向阀11液压缸左腔，活塞右移，滑动水口关闭；回油路液压缸右腔滤油器12单向阀9单向阀4液控单向阀2伺服阀左位油箱。    在油路中，还应装有液压检测器与位置检测器，液压检测器用来传

5、递结晶器中钢水的实际位置再与初始液位设定进行比较放大后输入液位调节器中。位置检测器则用来传递液压缸实际位置再与滑动水口开度设定比较放大后输入到开口调节器，最终向伺服阀输入信号。这样来实现自动调节滑动水口开度的大小。   2 板坯连铸机液压振动    液压振动技术是近些年来开发的新技术，它具有机械振动所没有的优越性，目前已在现代化高效的大型板坯连铸机振动装置上得到了普遍的采用。    （1）连铸机结晶器振动概述    在连铸技术的发展过程中，只有采用了结晶器

6、振动装置后，连铸才能成功。结晶器振动的目的是防止拉坯时坯壳与结晶器粘结，同时获得良好的铸坯表面，即结晶器向上运动时，会减少新生的坯壳与铜壁产生粘着，以此防止坯壳受到较大的应力，使铸坯表面出现裂纹；而当结晶器向下运动时，借助摩擦，在坯壳上施加一定的压力，愈合结晶器上升时拉出的裂痕，这就要求向下运动的速度大于拉坯速度，形成负滑脱。机械式的振动装置由直流电动机驱动，通过万向联轴器，分两端传动两个蜗轮减速机，其中一端装有可调节轴套，蜗轮减速机后面再通过万向联轴器，连接两个滚动轴承支持的偏心轴，在每个偏心轮处装有带滚动轴承的曲柄，并通过带橡胶轴承的振动连杆支撑振动台，产生振动。机械振动一般采用正弦曲线振

7、动，振动波形、振幅固定不变。液压振动技术采用液压系统作为振动源，具有控制精度高、调整灵活、在线设备体积小、重量轻、维护简单等特点，它不仅能满足高频振动的要求，消除电机，减速器传动中由于冲击负载所造成的电机烧损和减速器损坏等问题，更主要的是它可以根据工艺条件的要求任意改变振动波形，控制负滑动速度与负滑动时间，改善结晶器与铸坯之间的润滑和脱模，减少粘结性漏钢事故；同时可降低高拉速条件下的振动频率，减少机构磨损。   （2）液压振动原理    液压振动工作流程如图4所示。    液压振动的动力装置为液

8、压油源，它作为动力源向振动液压缸提供稳定压力和流量的油液。液压振动的核心控制装置为振动伺服阀。振动伺服阀灵敏度极高，油源提供动力如有波动，伺服阀的动作就会失真，造成振动时运动不平稳和振动波形失真。为此，要在系统中设置蓄能器以吸收各类波动和冲击，保证整个系统的压力稳定。正弦和非正弦曲线振动靠振动伺服阀控制，而振动伺服阀的控制信号来自曲线生成器，主控室的计算机通过PLC控制曲线生成器设定振动曲线(同时也设定振幅和频率)。曲线生成器通过液压缸传来的位置反馈信号来修正振幅和频率。经过修正的振动曲线信号转换成电信号来控制伺服阀。只要改变曲线生成器即可改变振动波形、振幅和频率。曲线生成器输入信号的波形、振

9、幅和频率可在线任意设定，设定好的振动曲线信号传给伺服阀，伺服阀即可控制振动液压缸按设定参数振动。在软件编程中，同时还可以设置多种报警和保护措施以避免重大事故的发生。这种在线任意调整振动波形、振幅和频率是机械振动所实现不了的。    根据液压振动系统其工作流程图可以设计出液压伺服控制系统如图5。    在图5所示的系统中，伺服阀是系统的核心所在，用于控制液压缸运动的方向与速度。伺服阀的进、出油口回路上接有4个截止阀通过手动关闭，用于在维修时将伺服阀与油路隔离。进回油路上有2个小型蓄能器，用于进一步吸收流量脉动，同时可

10、以提高伺服液压缸开始动作时的响应速度。图中的两个溢流阀是作为安全阀来用的。在回路中，还应装有位置传感器与压力传感器，用于实现反馈控制。过滤器精度达3m，保证了伺服阀对油源清洁度的要求。并应设置了多个测压接头，便于故障的查找。    振动台液压缸是一种特殊的液压缸，部应装有位置传感器。由于振动缸处在高温、多尘、潮湿恶劣的环境中，所以缸还应设计压缩空气通道，进行液压缸的冷却和吹扫。振动伺服液压缸结构上应是典型的双杆双作用对称缸，因为双杆双作用缸具有动态控制性能好，缸工作容腔小、刚度高、伺服控制阀块可直接安装在振动液压缸缸体上等特点，也因为这样有利于提高液压系

11、统的动态响应性。此外，双杆双作用缸还具有短行程、导向密封面长的特点。最后，由于要求伺服液压缸在起动过程中反应灵敏，因此应选用摩擦阻力小，密封效果好的密封件，保证伺服液压缸工作平稳。    与机械振动相比，板坯连铸机的液压振动装置具有一系列优点：振动力由两点传入结晶器，传力均匀；在高频振动时运动平稳，高频和低频振动时不失真，振动导向准确度高；结构紧凑简单，传递环节少，与结晶器对中调整方便，维护也方便；采用高可靠性和高抗干扰能力的PLC控制，可长期保证稳定的振动波形；可改变振动曲线，并可在线设定振动波形等，增加了连铸机可浇铸的钢种；改善铸坯表面与结晶器铜壁的

12、接触状态，提高铸坯表面质量并减少粘结漏钢。在快速浇铸中要求提高结晶器振动装置的频率，同时，为提高产品质量，要求采用各种不同的振动波形。而液压伺服振动装置的主要优点正是能够精确连续地改变振动波形、振幅和振动频率。所以，液压伺服振动技术将是板坯连铸振动技术的一个发展趋势。   3 高效连铸的核心技术结晶器技术    众所周知，结晶器是连铸机的“心脏”，国外各种高速连铸技术的开发均以结晶器为中心来展开，高效连铸的结晶器技术，同常规连铸相比，高速连铸结晶器主要在以下三个方面进行突破。    （1）增加铜

13、管长度    高拉速条件下，为加速结晶器钢水的凝固，延长一冷段是直接有效的措施。如奥地利VAI公司的普通结晶器的800mm增加到1000mm，卢森堡PaulWurth公司的高速结晶器长度由700mm延长至1000mm，连铸技术国家工程研究中心(以下简称连铸中心)研制的连续锥度结晶器长度由700mm增至1000mm，冶金设备研究院开发的GS型曲面结晶器长度由700mm加至1000mm等。    （2）提高冷却强度    为改善结晶器的传热效果，确保结晶器出口具有足够的厚度，一般

14、采用减少铜管与水套的间隙、增加冷却水流速、减薄铜管壁厚、开发结晶器导热性能高的材质等措施来提高一冷强度。如意大利Danieli公司的Danam1结晶器铜管壁厚为11mm冷却水压12×105Pa、结晶器材质是Cu2Cr2Zr，美国Rokop公司的抛物线结晶器不锈钢水套的间隙是常规的一半等。    （3）采用连续锥度多锥度铜管    拉速提高后，结晶器几何形状需适应铸坯的凝固收缩，从而使铸坯和模壁始终尽可能地接触良好，抑制气隙产生，传热增加且均匀稳定，角部坯壳能和中部坯壳一样均匀地生长，结晶器铜管多采用连续锥

15、度或多锥度来满足这些要求。如瑞典Concast公司的Convex，德国Demag公司的抛物线锥度结晶器，PaulWurth的高速结晶器，连铸中心的连续锥度结晶器，GS型曲面结晶器等均采用了此技术。以上述技术为核心开发的高速结晶器，可显著地提高拉速，如Convex可提高拉速50%100%，Danam1提高54%，Diamold、连续锥度结晶器以与Demag、PaulWurth和Rokop的高速结晶器等均提速50%以上。    4 在线快速调厚调宽的零号扇形段    厚板钢种的铸坯和常规板坯不同点之一就是前者批量小，后

16、者批量大，由于很多厚板钢种都是高级钢种，成分差异大，质量要求高，再加上批量小，则各钢种之间均不能连浇(因为连浇后的交接坯变成废坯，使金属利用率降低，成本提高)。传统板坯连铸机如果浇热轧带钢铸坯，在不改变厚度时，结晶器可以热状态在线调宽，改变厚度时将结晶器和零号扇形段一起吊走更换，才能开始浇注。浇注厚板钢种时，若调整宽度，当板坯厚度较薄时，可停机在线调整结晶器宽度，当板坯厚度较厚，零号段需调宽或者板坯需要调整厚度时均需要将结晶器和零号扇形段一起吊走更换，才能够重新浇铸。在线快速调厚调宽的结晶器用在高速板坯连铸机上，与之相适应地又开发了能够快速调厚、调宽的零号扇形段。这样，浇注不同厚度的板坯时，整

17、个连铸机的辊缝才能够快速得到调节，而不用整体更换任何设备，从而减少了重新对弧的工序，减少了作业时间，提高了板坯连铸机的作业率。    在线快速调厚、调宽的零号扇形段是与在线快速调厚调宽的结晶器相配合的，与传统的零号扇形段相比，结构上有很大变化。其主体结构和二冷区机械夹紧扇形段类似，主要由带辊子的弧框架，外弧框架，蜗轮蜗杆传动的四个导向柱，夹紧用碟形弹簧组等构成。最大的区别之一在于新的零号扇形段的窄边设有调宽装置与其传动装置，这些结构和结晶器调宽装置类似，不同点在于结晶器窄边是个整体，而零号段窄边为分段式，两者均用电动方式进行调宽，其腔尺寸是一致的。另一个

18、大的区别在于，这种零号扇形段的调厚传动装置与二冷扇形段差别较大，二冷扇形段的调厚(调整辊子开口度)装置的传动装置与本体设备是脱开的，设置在固定的基础上，由电机驱动，可以整体调整辊子开口度或按铸坯的入口侧或出口侧分别调整。而新的零号扇形段调厚传动装置则与设备本体设计成一体，由两个液压马达进行驱动，只能整体调整辊子开口度。在这种零号扇形段中，液压马达用液压源和主机液压源在一起，当设备安装到位后，用快换接头接通。   结语    以上介绍了板坯连铸机的四项技术，这些技术对板坯连铸机的生产均有着十分重要的意义。连铸高效化是提高铸机的生产率、改

19、善铸坯质量以与降低生产成本而获得较高经济效益的途径，是现代钢铁企业优化结构、技术进步和提高市场竞争力的关键所在。各企业应积极借鉴吸收国外先进的连铸高效化技术、结合本厂的实际情况、并根据市场的需求状况实施全面系统、分批有序的高效化改造，同时还应联合科研院校积极开发实用的连铸新型技术，推动企业在激烈的市场竞争中不断发展。连铸机扇形段起着支撑和导向铸坯的作用,是在铸坯凝固过程中直接与之接触的设备,对铸坯表面质量和部质量有很大的影响。扇形段控制的目的主要是使其根据工艺需求确保准确和稳定的辊缝。介绍了宝钢4#板坯连铸机扇形段控制系统的组成和特点,从控制阀和位置传感器这两个决定辊缝控制系统稳定和精度的关键

20、点入手,阐述了提高系统稳定性和精确性的措施;最后介绍了利用扇形段控制来优化连铸工艺流程的理论和实践。一种板坯连铸机扇形段二次辅助冷却用活动喷淋架申请号/专利号： 7本实用新型提供了一种作为板坯热轧连铸机扇形段的二次辅助冷却用活动喷淋架。所述活动喷淋架能使在二冷区域扇形段，尤其是在铸坯凝固前期的扇形段二冷喷嘴具有在线冷却围的自动调整能力。本实用新型通过合理的连杆顶升结构，可实现喷嘴的喷淋宽度在铸坯宽度方向的实时、在线可调，即，二冷喷嘴的高度、宽度能在线实时根据铸坯浇铸规格进行快速的自动切换，在保证良好的幅切精度同时，大大减少了喷淋管路系统的复杂程度，且能在一定程度上节约二冷水量。使用本实用新型装

21、置能灵活控制、改善二冷喷淋系统的喷淋效果，实现铸坯表面的合理喷淋冷却工艺，能显著降低铸坯因为二冷工艺的不匹配造成的缺陷。申请日：2008年09月19日公开日：授权公告日：2009年08月05日申请人/专利权人：宝山钢铁股份申请人地址：市宝山区富锦路果园发明设计人：段明南;永杰;周永专利代理机构：代理人：立平专利类型：实用新型专利分类号：B22D11/124一种扇形段驱动辊与其轴承座的冷却装置本实用新型属于连铸机技术领域，特别是一种扇形段驱动辊与其轴承座的冷却装置。冷却水分别向驱动辊和轴承座供给，驱动辊的供水管通过扇形段框架与轴承座、端盖、双通道置式旋转接头、辊子芯轴连接，驱动辊的回水管通过扇形

22、段框架的另一侧与双通道置式旋转接头、端盖连接；轴承座的供水管通过扇形段框架与轴承座连接，轴承座的回水管从扇形段框架的另一侧与轴承座连接。本实用新型配管简单，便于扇形段设备的检修和维护。一种扇形段驱动辊与其轴承座的冷却装置一种扇形段驱动辊与其轴承座的冷却装置，包括有驱动辊的供、回水管与轴承座的供、回水管，其特征在于驱动辊的供水管通过扇形段框架与轴承座、端盖、双通道置式旋转接头、辊子芯轴连接，驱动辊的回水管通过扇形段框架的另一侧与双通道置式旋转接头、端盖连接；轴承座的供水管通过扇形段框架与轴承座连接，轴承座的回水管从扇形段框架的另一侧与轴承座连接。中冶赛迪工程技术股份专利号: 8申请日: 2004

23、年4月30日公开/公告日:授权公告日:2005年7月20日申请人/专利权人:中冶赛迪工程技术股份国家/省市: (85)申请人地址:市渝中区双钢路1号 :400013发明/设计人: 文彬、曾珊、晓华代理人: 爱云专利代理机构: (50209)专利代理机构地址: ()专利类型: 发明公开号: 0000000公告日: 2005年7月20日授权日: 20公告号: 2710795优先权: 审批历史: 附图数: 1页数: 2权利要求项数: 1双支撑卧式板弹簧紧装置申请号/专利号： 9双支撑卧式板弹簧紧装置，属木材加工机械中的部件。由两个回转顶杆构成，其特点是两个回转顶杆的一端分别设有刃口，两个回转顶杆的另

24、一端分别与铰支座转动连接，两个铰支座分别固定连接在板弹簧的两端，在板弹簧上加有副板弹簧。本实用新型可以很方便的安装在现有的带锯机上，取代原有的杠杆压砣式紧装置。与原有的杠杆压砣式紧装置相比，缩短了紧系统的传动链，使反应时滞提高；可使锯条横向振动位移降低左右、横向扭转振动位移降低左右；提高加工锯材锯路的平行度；明显提高木材加工质量和木材综合利用率。具有结构简单、成本低、反应快、工作性能稳定、使用寿命长等特点。申请日：2007年01月28日公开日：授权公告日：2008年01月02日申请人/专利权人：北华大学申请人地址：省市丰满区泰山路32号发明设计人：高金贵;兆方;洪刚;杉;菊;惠专利代理机构：市

25、达利专利事务所代理人：天休专利类型：实用新型专利分类号：B27B13/08铸坯导向和二次冷却装置strand guide and secondary coolingzhuPi daoxlangheerei lengque zhuangzhl铸坯导向和二次冷却装置(Strand guide andsecondary eooling equipment)连续铸钢过程中，从结晶器出来的铸坯凝固壳很薄，由于钢水静压力作用，有很大的外胀力，需要对铸坯进行支撑和夹持，同时要对铸坯喷水强制冷却，使铸坯坯壳继续增厚，直至大部分凝固，铸坯导向和二次冷却装置就是起这种作用的连铸设备。同时，铸坯导向装置还起着为引锭

26、杆导向的作用。该装置主要由辊子、喷水集管和喷嘴等组成。有的连铸机浇注断面变化围大，还设有弧辊调节机构。 方坯连铸机导向段特别是小方坯连铸机由于浇注断面较小，冷却快，钢水静压力小，铸坯出结晶器时坯壳已可以支承自身，鼓肚(见鼓肚与菱变)倾向小，导向装置只设置少量辊子用于引锭杆的导向。(见图1)。断面较大的方坯连铸机在结晶器之下设置了一段四面嘟鬓蘸i黝 夹持的辊子，对大方坯夹持和导向。获 图1方坯连铸机铸坯导向和二冷装置与轴承·_各种管线、电机与减速装置和液压缸等组成。 1一辊子;2一喷水集管;3一喷嘴;4一弧辊调节机构、外弧框架的夹紧和升降有电动一机械和液压两 种方式，液压方式结构简单、

27、自重轻，但调节开口度时 拌瑞止淤褥薪言黔 止三一)一毛以 图2扇形段结构 1一压下液压缸;2一夹紧缸;3一弧框架;4一弧分节辊;5一外弧分节辊;6一外弧框架 730需人工介入。电动一机械方式结构复杂，设备自重大，但可以远距离调节。图2为一个扇形段的结构。矫直段在弧形导向段之下。铸坯在这一段中被单点、多点矫直或连续矫直，一般由12个扇形段组成，其称谓沿称扇形段x段。每个扇形段也有47对辊子。结构形式与弧形导向段类似，但该段中各个扇形段不能互换。水平段在矫直段之后。经过矫直的板坯还未完全凝固，在该段还需支承和导向。水平段的长度根据冶金长度而定，其结构也类似于弧形导向段。 二次冷却装置设置在二冷室中

28、每个扇形段，由冷却水总管、支管和喷嘴组成。它的作用是将雾化的细小水滴直接喷射到高温铸坯的表面，加速热量的传递，使坯壳不断加厚。二次冷却一般均分区调节水量和水压。方坯连铸机分3一5个区，板坯连铸机分810区。二冷喷嘴为铜质，有全水冷却喷嘴和气雾冷却喷嘴两大类。全水冷却喷嘴有扁平式、锥形和螺旋形等不同型式。气雾喷嘴是高压空气和水从两个方向进入喷嘴混合，利用压缩空气把水滴雾化成极细的水滴而喷射出来，这种喷嘴水流量调节围大，水滴直径小，冷却效率高。(见气一水喷雾冷却)喷嘴的特性包括不同供水压力下水流量、水流密度分布、喷射角，水雾直径和水滴速度等。 (俞)将高温钢水连续不断地浇注到一个或一组实行强制冷却

29、的带有“活底”的铜模，待钢水凝固成具有一定厚度的坯壳后，从铜模的另一端拉出。这样铸坯就会连续不断地从铜模拉出，这种高温钢水直接浇注成钢坯的工艺，叫“连续铸钢”。它是连接炼钢和轧钢的中间环节，是炼钢厂（或车间）的重要组成部分。连铸生产的工艺流程为：钢包中间包结晶器二次冷却拉坯矫直切割辊道输送推钢机铸坯。连铸技术的应用彻底改变了炼钢车间的生产流程和物流控制，为车间生产的连续化、自动化和信息技术的应用，以与为大幅度改善环境和提高产品质量提供了条件。连铸生产的正常与否，不但影响到炼钢生产任务的完成，而且也影响到轧材的质量和成材率。此外，连铸技术的发展，还会带动冶金系统其他行业的发展，它对企业组织结构和

30、产品结构的简化与优化有着重要的促进作用。2. 连铸技术2.1 连铸工艺的优点钢液的两种成形工艺（模铸法和连铸法）比较如图1所示。图1模铸与连铸工艺流程对比图连铸过程是在连续状态下，钢液释放显热和潜热，并逐渐凝固成一定形状铸坯的工艺过程。钢在这种由液态向固态转变过程中，体系存在有动量、热量和质量的传输过程，存在相变、外力和应力引起的变形等过程，所有这些过程均十分复杂，往往耦合进行或相互影响。与模初轧开坯工艺相比，连铸工艺具有如下优点：（1）简化了铸坯生产的工艺流程，省去了模铸工艺的脱模、整模、钢锭均热和开坯工序。流程基建投资可节省40%，占地面积可减少30%，操作费用可节省40%，耐火材料的消耗

31、可减少15%。（2）提高了金属收得率，集中表现在两方面一是大幅度减少了钢坯的切头切尾损失；二是可生产出的铸坯最接近最终产品形状，省去了模铸工艺的加热开坯工序，减少金属损失。总体讲，连铸造工艺相对模铸工艺可提高金属收得率约9%。（3）降低了生产过程能耗，采用连铸工艺，可省去钢锭开坯均热炉的燃动力消耗。可节省能耗1/41/2。（4）提高了生产过程的机械化、自动化水平，节省了劳动力，为提高劳动生产率创造了有利条件，并可进行企业的现代化管理升级。2.2 中国连铸技术的发展状况中国是世界上研究和应用连铸技术较早的国家，从20世纪50年代起就开始连铸技术的研究，60年代初进入到连铸技术工业应用阶段。但是，

32、从60年代末到70年代末，连铸技术几乎停滞不前。1982年统计数字表明，世界平均连铸比为30%左右，而中国的连铸比仅为6.2%。80年代后，中国连铸技术进入新的发展时期，从国外引进了一批先进水平的小方坯、板坯和水平连铸机。80年代中期，中国拥有了第一个全连铸钢厂武钢第二炼钢厂。近年来，中国连铸技术飞速发展。到2005年，中国除、外，其他各省（市、自治区）都有了连铸，连铸比已经达到了97.5%，目前，中国的钢铁冶金工艺水平达到了世界中上等水平。2.3 中国连铸技术水平与工业发展国家的差距虽然中国的连铸起步较早，尤其是最近十几年的飞速发展，已经使中国的连铸技术达到了很高的水平，而且中国的连铸技术也

33、已经在国外（越南、伊拉克等）得到了应用，但中国的连铸技术还存在很多不足，和发达的工业国家相比还有很大的差距，其具体表现在：（1）目前国外的常规连铸生产已趋成熟，连铸机的作业率普遍大于80%，大型板坯连铸机连铸约100200万t钢才漏钢一次，已基本可生产无缺陷铸坯（包括合金钢）。而中国连铸机生产稳定性较差，事故相对较多，作业率还偏低，铸坯质量还有一定的差距。（2）近终形连铸连轧技术在国外已产业化或加快产业化步伐。目前，国外已投产和在建中的薄板坯连铸连轧生产线约有50多套，薄带连铸已建多台工业试验机组，预计不久将实现产业化。而中国还处于起步阶段。（3）国外高效连铸技术进一步发展。国外低碳板坯速普遍

34、大于2m/min，最高可达3.0m/min；130mm×130mm和150mm×150mm低碳方坯最大拉速分别超过4m/min和3.5m/min，连铸机生产效率大大提高。而中国还存在较大差距。（4）国外的连铸生产自动控制水平迅速提高。国外连铸机中已普遍采用结晶器液面检测与控制技术，主计算机铸坯质量跟踪和判定技术、漏钢预报警与控制技术在大型板坯连铸机中得到使用，智能化技术也有了很大发展（如智能化二冷段）。而中国自行设计的连铸机总体控制水平还较低。（5）国外精炼比迅速提高，相关配套技术同步发展。目前，国外精炼比已超过70%，中间包耐材寿命一般可达30h/包，最高约100h/包。

35、而中国精炼比仅为20%，中间包最高寿命30h/包。（6）合金钢连铸比国外较高。目前国外合金钢连铸比一般已达到80%以上，最高可达92%。而中国低于这个水平。3. 连铸生产设备连铸机的发展大致经历了立式立弯式弧形超低头形水平等几个阶段。每次新机型的出现，说明了技术的进步。但每种机型都各有其特点，有它的最适应的围，还没有一种机型完全取代其它机型的趋势。目前，连铸机除满足产量要求外，从生产率、铸坯品种质量、铸坯断面、降低连铸机高度、节省基建和设备投资等方面综合分析，以弧形连铸机较为优越，它是应用的主要机型。但板坯连铸机的总趋向是用直弧型替代弧型，以消除可减轻铸坯弧侧夹杂物积聚问题。据悉，日本NKK已

36、将所有板坯连铸机改为直弧型。连铸生产所用设备通常可分为主体设备和辅助设备两大部分。主体设备主要包括：（1）浇铸设备钢包运输设备、中间包与中间包小车或旋转台；（2）结晶器与其振动装置；（3）二次冷却装置（小方坯连铸机、大方坯连铸机和板坯连铸机有很大差别）；（4）拉坯矫直机设备拉坯机、矫直机、引锭链、脱锭与引锭子链存放装置；（5）切割设备火焰切割机与机械剪切机等。辅助设备主要包括：（1）出坯与精整设备辊道、推（拉）钢机、翻钢机、火焰清理机等；（2）工艺设备中间包烘烤装置、吹氩装置、脱气装置、保护渣供给与结晶器润滑装置等；（3）自动控制与测量仪表结晶器液面测量与显示系统、过程控制计算机、测温、测重、

37、测长、测速、测压等仪表系统。4. 连铸设备关键技术钢包回转台的关键技术有：（1）钢包加盖；（2）单包升降系统，钢包称量系统；（3）防氧化保护浇注系统；（4）钢包下渣检测系统；（5）钢包倾斜机构；（6）长水口自动安装系统；（7）钢水质量控制系统；（8）钢水温度控制检测系统；（9）钢包吹氩搅拌；（10）回转驱动采用液压马达的新型驱动系统。中间包与其烘烤装置的关键技术有：（1）中间包大型化（已达4080 t）；（2）中间包结构形状的优化，挡渣墙的设置和新型耐火材料的利用；（3）钢水自动称量反馈系统；（4）中间包冶金技术；（5）采用瓷泡沫过滤器过滤各类夹杂物；（6）热中间包循环使用工艺和设备；（7）浸

38、入式水口快速更换装置，滑动水口、浸入式水口组合使用与氩气密封；（8）自动开浇工艺与系统；（9）烘烤装置自动点火器；（10）浸入式水口部烘烤技术。中间包车关键技术有：（1）结晶器液面检测安装机构；（2）复杂紧凑的机械结构、电缆与管线走向设计；（3）长水口自动安装机械手（当被设计在中间包车上时）；（4）中间包倾斜浇注技术（提高金属收得率）。结晶器关键技术有：（1）结晶器倒锥度；（2）在线热状态调宽调锥度系统；（3）结晶器在线停机调厚；（4）高速浇铸时铜板冷却水高流速均匀传热冷却结构；（5）涡流式、电磁式、同位素式、浮子式、激光式、超声波式等各种有效的液面检近期系统；（6）漏钢预报与热成像系统；（7

39、）结晶器铜板热面温度控制系统与最低进水温度控制；（8）结晶器电磁搅拌和电磁制动；（9）一个结晶器浇多流铸坯的插装式结构；（10）结晶器铜板母材采用合金铜并镀镍铬、镍铁合金或镍钴合金（提高其高温抗变形的能力和耐磨性能）；（11）浇铸宽板坯有采用分段式结晶器足辊或高拉速时采用格栅支承结构；（12）浸入式水口随板坯宽度和拉速变化而变化的最佳工艺特性；（13）保护渣自动供给装置；（14）保护渣的理化性能检测设施。结晶器振动装置关键技术有：（1）液压伺服振动机构（能在浇铸过程中改变振幅、频率和波形偏斜率）；（2）缓冲力的优化；（3）高频率小振幅工艺的优化；（4）振动体质量的最小化与板簧导向系统；（5）外

40、装式结晶器电磁钢流控制装置的支撑与运转机构；（6）装式结晶器电磁钢流控制装置的支撑机构；（7）结晶器运动状况动态监视系统（主要监视摩擦力的变化）；（8）结晶器振动反向控制模型（拉速提高频率降低，振幅提高）。零号扇形段的关键技术有：（1）调宽调厚装置与工艺设备参数；（2）设备冷却、有效润滑与防漏钢设施；（3）牢靠的定位与对弧调整功能。二冷扇形段区域的关键技术有：（1）多点弯矫或连续弯矫；（2）细辊密布、分段辊；（3）大刚性扇形段与其刚性的连续一致性；（4）扇形段的夹紧方式，轻压下的动、静态与操作技术；（5）夹紧和压下液压缸专用阀组；（6）压下液压缸压力分组控制；（7）剖分轴承，能够吸引辊子受热膨

41、胀量的轴向移动型的CARBTM（瑞典SKF公司）、RUB（日本NSK公司）、SC（日本Koyo公司）轴承的合理采用；（8）新型耐高温、抗腐蚀、耐磨损、抗疲劳龟裂的辊子材料选用，辊子堆焊与喷射技术的采用；（9）二冷区电磁搅拌装置（主要用于不锈钢、硅钢等特钢）；（10）二冷段整体吊装更换方式；（11）多功能辊缝仪；（12）大流量围（12030）的气水雾化喷嘴；（13）二冷区气水雾化冷却计算机、仪表自动控制系统；（14）压缩空气的压力控制技术；（15）铸坯表面温度检测系统；（16）二冷区喷淋宽度无级切换系统或仪表有级切换系统；（17）板坯凝固末端静态或动态轻压下技术；（18）全交流矢量变频调速系统；

42、（19）各种冷却水、气自动接通结构；（20）计算机生产管理；（21）连铸车间质量保证体系的设立和有效运转；（22）计算机辊列设计与设备结构设计（使设计质量和可靠性不断提高，设计进程加快）。上述技术的开发和应用，使得当今连铸技术趋于完善化。同时也构成了当今连铸技术的基础，使连铸机生产过程趋于稳定，产品质量等到了改善。5. 中国连铸技术发展的思考近10多年来，经过广大工程技术人员和冶金人的不懈努力，中国的连铸技术发展取得了令世人瞩目的成绩。但要想整体赶上或达到西方工业发达国家连铸水平，仍然有许多工作要做。5.1 进一步发展高效连铸技术（传统连铸技术的发展方向）指连铸机实现高拉速、高作业率、高连浇炉

43、数与低拉漏率生产高温无表面缺陷连铸坯的技术。实现连铸高效化的前提是：与时为连铸机供应温度和成分均合格的钢水；完善自动检测的手段和电子计算机的联网控制；具有高质量的连铸用保护渣和耐火材料；操作人员具有熟练的操作技术等。实现连铸高效化，其核心是提高连铸机的拉速。提高连铸机拉速，需要解决结晶器和二冷段的冷却效果、结晶器的液面控制与相关技术问题。5.2 推广近终形连铸技术近终形连铸技术是指浇铸接近最终产品（板坯或者带坯）形状的连铸技术。主要包括薄板坯连铸技术，薄带连铸技术和异型坯连铸技术和喷雾成形等。同传统工艺相比，它主要具有工艺简单、生产周期短、低能量消耗、生产成本低、质量较高等优点。这些优点恰好弥

44、补了传统工艺加工量较大、工序复杂、能耗大、生产周期长、成本较高、劳动强度大等不足。此外，利用薄带连铸技术的快速凝固效应可以获得一些难以生产的材料和新功能材料。近终形连铸技术的应用前景是光明的。5.3 增加连铸钢种，提高铸坯质量随着连铸技术的发展，过去一些只能用模铸生产的钢种已实现连铸生产。摆在我们面前的任务是扩铸钢种围和比例，完善高碳钢、合金钢连铸的技术手段，实现连铸以生产普碳低合金钢为主向扩大生产优质碳素钢、高碳钢、高强度合金钢的转变。同时，要从炼钢到连铸整个过程加快新技术与装备的应用与改造，提高钢的纯净度，改善铸坯部结构，生产无缺陷铸坯。5.4 提高自动化控制水平自动化控制作为一项关键技术

45、在连铸生产过程中起着重要的作用。只有高水平的自动控制，才能保证连铸的高水平。单凭经验和手控方式很难保证连铸生产的顺利进行和生产高质量的铸坯。当然，高水平的自动控制与研究和先进检测设备的应用是分不开的。5.5建立与选取高精度的连铸过程数学模型连铸过程是包含流动、传质、传热等复杂现象的液态金属凝固成形过程，流动、传质、传热过程交互作用、相互影响，采用实物研究非常困难，几乎是不可能的。数学模拟是指用数学模型来使现象或过程再现，它的一系列优点决定了其在钢铁生产中的应用十分广泛。建立与选取能真实反映连铸过程且具有足够计算精度的数学模型，是连铸过程数学模拟的关键，对连铸技术的发展将起到重要的推动作用。5.

46、6 提高连铸综合管理水平目前国不少企业的生产管理模式时常使工序与工序之间产生脱节，不能最大限度地发挥已有的生产潜能，对生产高效化产生了严重的制约。因此，提高生产组织管理水平，是连铸生产环节中必须考虑的一个重要问题。5.7 积极采用连铸新工艺、新成果，追赶世界先进水平目前发展起来的薄板坯连铸技术、单晶连铸技术、连铸坯高温热送热装与直接轧制、水平连铸技术、铸坯的轻压下技术以与中间包冶金等技术均有良好的发展前景。引进这些新工艺将对中国连铸甚至整个钢铁工业的发展起到重要的促进作用。当前，大力发展连铸技术已经成为我国钢铁工业的一项重要技术政策，它是节约能源、提高成材率、增加经济效益、实现钢铁工业现代化的

47、重大战略措施。“以连铸为中心，炼钢为基础，设备为保证”的生产技术方针，把连铸技术的发展推向一个新的阶段。1)  rotational flow guide device旋流导向装置1.The study of water model research of SEN with rotational flow guide device;带旋流导向装置浸入式水口的水模型研究2)  rotational flow旋流1.Production and application of new type of rotational flow and burble flo

48、cculator;新型旋流扰流絮凝反应器的生产应用2.Study of atomizing characteristics of the two-phase rotational flow water mist nozzles;两相流旋流型细水雾喷嘴的雾化特性研究3.The eddy flow around waterspout of a tub and the cyclone in the bottom of a typhoon are convergent flow-in rotational flow.水槽排水孔形成的旋涡和台风底层的气旋都是Coriolis力作用下的辐合流入层旋流,台风

49、顶部是辐散流出层气旋。3)  swirling flow旋流1.Transonic gas-water separation and liquid drainage technology by swirling flow in gas wellbore;气井井筒跨音速气水分离与旋流排液技术2.A new non-linear algebraic stress model for modeling swirling flow;一种可应用于旋流计算的非线性代数应力模型3.Normal mode analysis for the sound propagation in a li

50、ned annular duct with mean swirling flow;包含平均旋流的圆环管道声传播的模态分析4)  cyclone旋流1.The practical application of cyclone rehandling technology in Chengzhuang Mine;旋流技术在成庄矿井下的实践应用2.Mechanism of high efficiency integrated cyclone transmission-separation equipment and determination of critical intake

51、flow rate;高效旋流式传递-分离一体化设备机理与临界入口流量的确定3.A new type of cyclone vane wheel was designed and studied experimentally.设计了一种用于离心分离的新型导流旋流叶轮,对其阻力特性和分离效率进行实验研究,获得最佳结构参数。5)  swirl旋流1.De-swirling EXperimental Research for Strong Swirling Field on MHD Coal-fired Combustor;磁流体燃煤燃烧室强旋流流场的消旋试验研究2.Simulat

52、ion of inlet swirl and evaluation in flight test;进气道旋流的模拟与试飞中的测量与评价3.The paper introduces the separation principle and main property of the FCSMC-3000×6000 steep-swirl micro-bubble flotation bed,indicates that this equipment has the characteristics of running reliable,operating simple,high sele

53、ctivity,high efficiency and stabling the products quality through the exact application of the FCSMC-3000×6000 steep-swirl bed in Lingshan coal preparation plant.介绍了FCSMC - 30 0 0× 60 0 0旋流 -静态微泡浮选床的分选原理、主要性能 ,灵山选煤厂采用FCSMC - 30 0 0× 60 0 0旋流 -静态微泡浮选床生产浮选精煤的实践表明 ,该设备具有运行可靠、电耗低、操作简单、分选选

54、择性好、效率高、产品质量稳定等特6)  swirl flow旋流1.Study on one-dimensional nonstationary flow of swirl flow exhaust pipe;旋流排气管的一维非定常流动研究2.Swirl flow can effectively form instability flow and secondary flow to intensify micro-flow mixing and reduce thickness of boundary layer, which leads to the heat trans

55、fer enhancement of swirl flow.旋流动力稳定性是影响旋流传热和流动性能的重要因素, 今提出了基于旋流稳定性基本判据的瑞利判据和失稳指标b,分析旋流动力稳定性的影响因素与其对传热效果的影响作用。3.The heat transfer enhancement and flow resistance characteristics of non-decaying swirl flow formed by a spiral fin tube is investigated experimentally in this paper.对于螺旋肋片形成非衰减性旋流的传热和阻力特性

56、进行了实验研究 ,并比较分析了非衰减性旋流与多翅管和衰减性旋流在传热和阻力特性方面的差异 。铸坯导向和二次冷却装置连续铸钢过程中，从结晶器出来的铸坯凝固壳很薄，由于钢水静压力作用，有很大的外胀力，需要对铸坯进行支撑和夹持，同时要对铸坯喷水强制冷却，使铸坯坯壳继续增厚，直至大部分凝固，铸坯导向和二次冷却装置就是起这种作用的连铸设备。同时，铸坯导向装置还起着为引锭杆导向的作用。该装置主要由辊子、喷水集管和喷嘴等组成。有的连铸机浇注断面变化围大，还设有弧辊调节机构。方坯连铸机导向段特别是小方坯连铸机由于浇注断面较小，冷却快，钢水静压力小，铸坯出结晶器时坯壳已可以支承自身，鼓肚(见鼓肚与菱变)倾向小，

57、导向装置只设置少量辊子用于引锭杆的导向。(见图1)。断面较大的方坯连铸机在结晶器之下设置了一段四面夹持的辊子，对大方坯夹持和导向。板坯连铸机铸坯导向段板坯浇注面大，故其导向段结构比较复杂。为了防止板坯鼓肚变形，铸坯导向装置由一系列密排的夹持辊组成，这些辊子从上到下辊径逐渐增大，辊间距也逐渐增大。为提高辊子的刚度和强度，在浇注较宽板坯需要较长的辊身时，需将辊子分成23节，中间加支撑，这样的辊子称为分节辊。为便于检修，由几组辊子组成一个整体结构，称为扇形段。根据不同的区域和不同的作用，又将扇形段分为支撑导向段、弧形导向段、矫直段和水平段。支撑导向段通称扇形段O段，是紧随结晶器之下的一组辊段，通常与

58、振动装置的主要部件组成快速更换台，可以整体吊装，线外检修。对直弧型连铸机，铸坯在这一段通过多点弯曲，过渡到固定弧形半径的弧形。支撑导向段主要由辊子、辊子轴承座、前框架，后框架，侧框架、缓冲装置、冷却水配管等组成。弧形导向段是引导扇形O段来的板坯并进行拉坯，对板坯连续喷水冷却并引导和夹送引锭杆。这一段弧形半径固定，由多个扇形段组成，称为扇形段1段、2段×段。每个扇形段有47组辊子。各个扇形段尽量做成一样，使其具有互换性。为了夹送引锭杆和拉坯，从某个扇形段开始就设置驱动辊。这一段结构由、外弧框架、侧框架、外弧辊子与轴承。各种管线、电机与减速装置和液压缸等组成。、外弧框架的夹紧和升降有电动

59、一机械和液压两种方式，液压方式结构简单、自重轻，但调节开口度时需人工介入。电动一机械方式结构复杂，设备自重大，但可以远距离调节。图2为一个扇形段的结构。矫直段在弧形导向段之下。铸坯在这一段中被单点、多点矫直或连续矫直，一般由12个扇形段组成，其称谓沿称扇形段×段。每个扇形段也有47对辊子。结构形式与弧形导向段类似，但该段中各个扇形段不能互换。水平段在矫直段之后。经过矫直的板坯还未完全凝固，在该段还需支承和导向。水平段的长度根据冶金长度而定，其结构也类似于弧形导向段。二次冷却装置设置在二冷室中每个扇形段，由冷却水总管、支管和喷嘴组成。它的作用是将雾化的细小水滴直接喷射到高温铸坯的表面，

60、加速热量的传递，使坯壳不断加厚。二次冷却一般均分区调节水量和水压。方坯连铸机分35个区，板坯连铸机分810区。二冷喷嘴为铜质，有全水冷却喷嘴和气雾冷却喷嘴两大类。全水冷却喷嘴有扁平式、锥形和螺旋形等不同型式。气雾喷嘴是高压空气和水从两个方向进入喷嘴混合，利用压缩空气把水滴雾化成极细的水滴而喷射出来，这种喷嘴水流量调节围大，水滴直径小，冷却效率高。(见气一水喷雾冷却)喷嘴的特性包扇形段轴承损坏原因分析1.载荷分布不均：1)辊子同轴度偏差大。在辊子修磨过程中辊子的同轴度偏低，拉钢过程中辊子的弯曲量会加重，经过长时间的使用，导致个别辊子超负荷工作，使其损坏，同时也会使铸坯出现鼓肚、凹陷等质量问题。2)对中间隙偏差大。单片对中时，个别辊子辊面与样规间隙值(对中间隙)是标准的上限，而其他几根辊子对中间隙是标准值的下限，导致这根辊子较其他辊子高，对中