连铸质量控制

连铸工艺

第一节连铸钢水的准备

第二节中间包钢水温度的控制第三节拉速的确定和控制第四节铸坯冷却的控制第五节连铸过程检测与自动控制要想使连铸生产稳定高效地进行，并且保证铸坯质量，首先要准备好成分、温度、脱氧程度及纯净度都合格的钢水。这里重点介绍钢水温度的要求。另外，炼钢工序和连铸工序要紧密配合，步调一致。第一节连铸钢水的准备

浇铸温度:指钢水进入结晶器时的温度.也可以指中间包内的钢水温度.通常一炉钢水需在中间包内测温3次，即开浇后5min、浇铸中期和浇铸结束前5min,而这3次温度的平均值被视为平均浇铸温度。钢水的浇铸温度要求:(在一定范围内的合理温度)◆在尽可能高的拉速下，保证铸坯出结晶器时形成足够厚度的坯壳，使连铸过程安全的进行下去；◆在结晶器内,钢水将热量平稳的传导给铜板，使周边坯壳厚度能均匀的生长，保证铸坯表面质量。

钢水温度过高的危害：①出结晶器坯壳薄，容易漏钢；②耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，降低浇铸安全性；③增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；④铸坯柱状晶发达；⑤中心偏析加重，易产生中心线裂纹。

钢水温度过低的危害：①容易发生水口堵塞，浇铸中断；②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷；③非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。

一、浇铸温度的确定（浇铸温度也称目标浇铸温度）：T浇=TL+△T

式中：

TL——液相线温度△T——钢水过热度第二节中间包钢水温度的控制

1、液相线温度TL

液相线温度，即开始凝固的温度，就是确定浇铸温度的基础。推荐一个计算公式：

TL=1537-{88[%C]+8[%Si]+5[%Mn]+30[%P]+25[%S]+5[%Cu]+4[%Ni]+2[%Mo]+2[%V]+1.5[%Cr]}

2、钢水过热度△T的确定

钢水过热度主要是根据铸坯的质量要求和浇铸性能来确定。钢种类别过热度非合金结构钢10-20℃铝镇静深冲钢15-25℃高碳、低合金钢5-15℃二、出钢温度的确定

㈠钢水过程温降分析钢水从出钢到进入中间包经历5个温降过程：△T总=△T1+△T2+△T3+△T4+△T5△T1出钢过程的温降；△T2出完钢钢水在运输和静置期间的温降(1.0～1.5℃/min)；△T3钢包精炼过程的温降（6～10℃/min）；△T4精炼后钢水在静置和运往连铸平台的温降(0.5～1.2℃/min）;△T5钢水从钢包注入中间包的温降。1、△△T1钢水从从炼钢钢炉的的出钢钢口流流入钢钢包这这个过过程的的温降降分析：：热量损损失形形式：：钢流辐辐射热热损失失、对对流热热损失失、钢钢包吸吸热。。影响因因素：：出钢时时间、、出钢钢温度度及钢钢包的的使用用状况况。降低热热量损损失的的措施施：①尽量量降低低出钢钢温度度②减少少出钢钢时间间③维护护好出出钢口口，使使出钢钢过程程中最最大程程度保保持钢钢流的的完完整整性④钢包包预热热⑤保持持包底底干净净2、△△T2出完钢钢钢包包内钢钢水到到精炼炼开始始前经经过的的运输输和静静置过过程中中产生生的温温降分析：：热量损损失形形式：：钢水上上表面面通过过渣层层的热热损失失、钢钢包包包衬吸吸热。。影响因因素：：钢包的的容量量、包包衬材材质及及温度度，钢钢包的的运运输距距离。。降低热热量损损失的的措施施：①钢包包烘烤烤、充充分预预热②减少少留置置时间间③在钢钢包内内加入入合适适的保保温剂剂3、△△T3钢包精精炼过过程的的温降降分析：：热量损损失取取决于于二次次精炼炼的时时间和和方法法。例如:向钢钢包中中吹Ar,由由于Ar气气的搅搅拌强强化了了对流流传热热，同同时Ar气气本身身还吸吸热,所以以随着着吹Ar时时间的的延长长及Ar气气量的的增加加,热热量损损失会会增大大.4、△△T4钢包精精炼结结束钢钢水在在静置置和运运往连连铸平平台的的温降降分析：：热量损损失形形式：：钢水上上表面面通过过渣层层的热热损失失、钢钢包包包包衬吸吸热。。热量损损失大大小：：钢包内内衬吸吸热降降低加了保保温剂剂，温温降减减小5、△△T5钢水从从钢包包注入入中间间包过过程中中产生生的温温降分析：：热量损损失形形式：：辐射热热损失失、对对流热热损失失、钢钢包吸吸热。。影响因因素：：钢流保保护状状况；；中间间包的的容量量、材材质、、烘烤温温度及及保温温措施施降低热热量损损失的的措施施：①钢流流需保保护，，采用用长水水口②减少少浇铸铸时间间③充分分预热热中间间包内内衬④中间间包钢钢液面面添加加保温温剂⑤提高高连浇浇炉数数㈡出出钢温温度的的确定定T出钢=T浇+△T总控制好好出钢钢温度度是保保证目目标浇浇铸温温度的的首要要前提提。具具体的的出钢钢温度度要根根据每每个钢钢厂在在自身身温降降规律律调查查的基基础上上，根根据每每个钢钢种所所要经经过的的工艺艺路线线来确确定。。㈢钢钢水温温度控控制要要点1、出出钢温温度控控制：：①提高高终点点温度度命中中率②确保保从出出钢到到二次次精炼炼站，，钢包包钢水水温度度处于于目标标范围围之内内2、充充分发发挥钢钢包精精炼的的温度度与时时间的的协调调作用用3、控控制和和减少少从钢钢包到到中间间包的的温度度损失失采用长长水口口保护护浇铸铸；钢钢包、、中间间包加加保温温剂3、钢钢水在在钢包包中的的温度度控制制根据冶冶炼钢钢种严严格控控制出出钢温温度，，使其其在较较窄的的范围围内变变化；；其次次，要要最大大限度度地减减少从从出钢钢、钢钢包中中、钢钢包运运送途途中及及进入入中间间包的的整个个过程程中的的温降降。实际生生产中中需采采取在在钢包包内调调整钢钢水温温度的的措施施：①钢包包吹氩氩调温温。②加废废钢调调温。。③在钢钢包中中加热热钢水水技术术。④钢水水包的的保温温。一、拉拉速定定义:拉坯坯速度度是以以每分分钟从从结晶晶器拉拉出的的铸坯坯长度度来表表示.拉坯坯速度度应和和钢液液的浇浇注速速度相相一致致。二、拉拉速控控制的的意义义：拉拉速控控制合合理,不但但可以以保证证连铸铸生产产的顺顺利进进行,而且且可以以提高高连铸铸生产产能力力,改改善铸铸坯的的质量量.现现代连连铸追追求高高拉速速.三、、拉拉速速确确定定：：1、、确确定定原原则则:确确保保铸铸坯坯出出结结晶晶器器时时的的能能承承受受钢钢水水的的静静压压力力而而不不破破裂裂，，对对于于参参数数一一定定的的结结晶晶器器，，拉拉速速高高时时，，坯坯壳壳薄薄；；反反之之拉拉速速低低时时则则形形成成的的坯坯壳壳厚厚。。一一般般，，拉拉速速应应确确保保出出结结晶晶器器的的坯坯壳壳厚厚度度为为8-15mm。。第三三节节拉拉速速的的确确定定和和控控制制2、、影响响因因素素A、、机机身身长长度度的的限限制制根据据凝凝固固的的平平方方根根定定律律，，铸铸坯坯完完全全凝凝固固时时达达到到的的厚厚度度又机机身身长长度度得到到拉拉速速B、、拉拉坯坯力力的的限限制制拉速速提提高高，，铸铸坯坯中中的的未未凝凝固固长长度度变变长长，，各各相相应应位位置置上上凝凝固固壳壳厚厚度度变变薄薄，，铸铸坯坯表表面面温温度度升升高高，，铸铸坯坯在在辊辊间间的的鼓鼓肚肚量量增增多多。。拉拉坯坯时时负负荷荷增增加加。。超超过过拉拉拔拔转转矩矩就就不不能能拉拉坯坯，，所所以以限限制制了了拉拉速速的的提提高高。。C、、结结晶晶器器导导热热能能力力的的限限制制根据据结结晶晶器器散散热热量量计计算算出出，，最最高高浇浇注注速速度度板坯坯为为2.5米米/分分方坯坯为为3-4米米/分分D、、拉拉坯坯速速度度对对铸铸坯坯质质量量的的影影响响（1））降降低低拉拉速速可可以以阻阻止止或或减减少少铸铸坯坯内内部部裂裂纹纹和和中中心心偏偏析析（2））提提高高拉拉速速可可以以防防止止铸铸坯坯表表面面产产生生纵纵裂裂和和横横裂裂（3））为为防防止止矫矫直直裂裂纹纹，，拉拉速速应应使使铸铸坯坯通通过过矫矫直直点点时时表表面面温温度度避避开开钢钢的的热热脆脆区区。。E、、钢钢水水过过热热度度的的影影响响一般般连连铸铸规规定定允允许许最最大大的的钢钢水水过过热热度度，，在在允允许许过过热热度度下下拉拉速速随随着着过过热热度度的的降降低低而而提提高高。。F、钢种种影响就含碳量量而言，，拉坯速速度按低低碳钢钢、中碳碳钢、高高碳钢的的顺序由由高到低低；就钢中合合金含量量而言，，拉速按按普碳钢钢、优质质碳素钢钢、合金金钢顺序序降低。。钢水在结结晶器内内的冷却却即一冷冷确定，，其冷却却效果可可以由通通过结晶晶器壁传传出的热热流的大大小来度度量。1、一冷冷作用：：一冷就就是结晶晶器通水水冷却。。其作用用是确保保铸坯在在结晶器器内形成成一定的的初生坯坯壳。2、一冷冷确定原原则：一一冷通水水是根据据经验确确定，以以在一定定工艺条条件下钢钢水在结结晶器内内能够形形成足够够的坯壳壳厚度和和确保结结晶器安安全运行行为前提提。通常结晶晶器周边边供水2L/mm.min。。进出水水温差不不超过100C，出水水温度控控制在45-5000C为宜，，水压控控制在0.4-0.7Mpa.第四节铸铸坯坯冷却的的控制一、一冷冷确定二、二冷冷确定1、二冷冷作用:二次冷冷却是指指出结晶晶器的铸铸坯在连连铸机二二冷段进进行的冷冷却过程程.其目目的是对对带有液液芯的铸铸坯实施施喷水冷冷却,使使其完全全凝固,以达到到在拉坯坯过程中中均匀冷冷却.2、二冷冷强度确确定原则则:二冷冷通常结结合铸坯坯传热与与铸坯冶冶金质量量两个方方面来考考虑.铸铸坯刚离离开结晶晶器,要要采用大大量水冷冷却以迅迅速增加加坯壳厚厚度,随随着铸坯坯在二冷冷区移动动,坯壳壳厚度增增加,喷喷水量逐逐渐降低低.因此此,二冷冷区可分分若干冷冷却段,每个冷冷却段单单独进行行水量控控制.同同时考虑虑钢种对对裂纹敏敏感性而而有针对对性的调调整二冷冷喷水量量.3、二冷冷水量与与水压:对普碳钢钢低合金金钢，冷冷却强度度为：1.0-1.2L/Kg钢.对低碳钢钢、高碳碳钢,冷冷却强度度为：0.6-0.8L/Kg钢.对热裂纹纹敏感性性强的钢钢种，冷冷却强度度为:0.4-0.6L/Kg钢.水压为0.1-0.5MPa一、连铸过程程自动检检测第五节连连铸过程程检测与与自动控控制（一）中中间包钢钢液温度度测定1、中间间包钢液液温度的的点测用快速测温温头及数字显显示二次次仪测量量温度。。2、中间包钢钢液温度度的连续续测定（二）结结晶器液液面控制制1、放射射性同位位素测量量法2、红外外线结晶晶器液面面测量法法3、热电偶结结晶器液面测测量法4、激光结晶晶器液面测量量法（三）连铸机机漏钢预报装装置（四）连铸二二次冷却水控控制（五）铸坯表表面缺陷在线线检测1、工业电视视摄象法2、涡流检测测法二、连铸过程程质量控制（一）提高钢钢纯净度的措措施1、无渣出钢钢2、选择合适适的精炼处理理方式3、采用无氧氧化浇注技术术4、充分发挥挥中间罐冶金金净化器的作作用5、选用优质质耐火材料6、充分发发挥结晶器的的作用7、采用电电磁搅拌技术术，控制注流流运动（二）连铸坯表面质质量及控制连铸坯表面质质量的好坏决决定了铸坯在在热加工之前前是否需要精精整，也是影响金金属收得率和和成本的重要要因素，还是是铸坯热送和和直接轧制的的前提条件。连铸坯表面缺缺陷形成的原原因较为复杂杂，但总体来来讲，主要是是受结晶器内内钢液凝固所所控制。（三）连铸坯坯内部质量及及控制铸坯的内部质质量是指铸坯坯是否具有正正确的凝固结结构、偏析程程度、内部裂裂纹、夹杂物物含量及分布布状况等。凝固结构是铸铸坯的低倍组组织，即钢液液凝固过程中中形成等轴晶晶和柱状晶的的比例。铸坯坯的内部质量量与二冷区的的冷却及支撑撑系统密切相相关。1、减少铸坯坯内部裂纹的的措施（1）采用压压缩浇铸技术术，或者应用用多点矫直技技术（2）二冷区区采用合适夹夹辊辊距，支支撑辊准确对对弧（3）二冷水水分配适当，，保持铸坯表表面温度均匀匀（4）合适拉拉辊压下量，，最好采用液液压控制机构构2、夹杂物物的控制(3)钢包精炼炼渣成分控制制不管采用何种种精炼方法（（如RH、LF、VD）），合理搅拌拌强度和合理理精炼渣组成成是获得洁净净钢水的基础础。合适的钢包渣渣成分CaO/Al2O3＝1.5～～1.8，，CaO/SiO2=8～13，（FeO+MnO）<5％。高碱度、低低熔点、低低氧化铁、、富CaO钙铝酸盐盐的精炼渣渣，能有效效吸收大颗颗粒夹杂物物，降低总总氧。(5)中间间包控流装装置中间包不是是简单的过过渡容器，，而是一个个冶金金反应应容器，作作为钢水进进入结晶器器之前进一一步净化钢钢水中间包促进进夹杂物上上浮其方法法：1）增加钢钢水在中间间包平均停停留时间t：t＝w/（（a×b××ρ×v））中间包向大大容量深熔熔池方向发发展。2）改变钢钢水在中间间包流动路路径和方向向，促进夹杂物上浮浮。（6）中间间包复盖剂剂中间包是钢钢水去除夹夹杂物理想想场所。钢钢水面上复复盖剂要有有效吸收夹夹杂物。碳化稻壳；；中性渣：（（CaO/SiO2=0.9～～1.0））；碱性渣：（（CaO+MgO/SiO2≥3）；双层渣。渣中（SiO2）增加，钢钢水中T[O]增加加。生产洁洁净钢应用用碱性复盖盖剂。（7）碱性性包衬钢水与中间间包长期接接触，钢水水与包衬的的热力学性性能必须是是稳定的，，这是生产产洁净钢的的一个重要要条件。包衬材质中中SiO2增加，铸坯坯中总氧T[O]是是增加，因因此生产洁洁净钢应用用碱性包衬衬。对低碳Al-K钢钢，中间包包衬用Mg-Ca质质涂料（Al2O3→0），包包衬反应层层中Al2O3可达21％％，说明能能有效吸附附夹杂物。。(8)钢种种微细夹杂杂物去除大颗粒夹杂杂（>50μm）去去除，采采用中中间包控流流技术；小颗粒夹杂杂（<50μm）去去除：－中间包钙钙质过滤器器－中间包电电磁旋转(9)防止止浇注过程程下渣和卷卷渣—加入示示踪剂追踪踪铸坯中夹夹杂物来源源；—结晶器器渣中示踪踪剂变化；；—铸坯中中夹杂物来来源，初步步估算外来来夹杂物占占41.6%二次氧氧化占39%，脱脱氧产物为为20%(11)结结晶器钢水水流动控制制（四）连铸铸坯形状缺缺陷及控制制1、鼓肚变变形带液心的铸铸坯在运行行过程中，，于两支撑撑辊之间，，高温坯壳壳中钢液静静压力作用用下，发生生鼓胀成凸凸面的现象象，称之为为鼓肚变形形。板坯宽宽面中心凸凸起的厚度度与边缘厚厚度之差叫叫鼓肚量，，用以衡量量铸坯彭肚肚变形程度度。减少鼓肚应应采取措施施◆降低连连铸机的高高度◆二冷区区采用小辊辊距密排列列；铸机从从上到下辊距应由密密到疏布置置；◆支撑辊辊要严格对对中◆加大二二冷区冷却却强度。。◆防止支支撑辊的变变形，板坯坯的支撑辊辊最好选用多节辊。。2、菱形变变形菱形变形也也叫脱方。。是大、小小方坯的缺缺陷。是指指铸坯的一一对角小于于90°，，另一对角角大于90°；两对对角线长度度之差称为为脱方量。。应对菱变的的措施◆选用合适锥锥度的结晶晶器◆结晶器最好好用软水冷冷却◆保持结晶器器内腔正方方形，以使使凝固坯壳壳为规规正正的的形状◆结晶器以下下的600mm距离离要严格对对弧；并确确保二冷区区的均匀冷冷却。◆控制好钢液液成分。3、圆铸坯坯变形