第一篇：上引法连铸的工艺与设备

上引法连铸的工艺与设备

关键 上引法连铸 感应炉 连铸机 结晶器 异型铜材摘要

本文介绍了上引法连铸机的工艺特点及装备，为进一步开拓市场，增强国产上引法设备在国际贸易中的竞争力，不断改进上引法的工艺装备是十分必要的。同时，此举也可以进一步开拓上引法在其它工业领域的应用。

一、概述随着电气工业的蓬勃发展，对电线电缆制品的质量要求也随之提高，需要使用更多的杂质含量少，含氧量低的高纯铜，高纯铜的特点在于高导电率、高密度、极优的塑性和良好的抗疲劳强度。

目前世界上普遍采用的生产高纯铜的方法有铜的连铸连轧法（Continuous Casting and Rolling）、浸涂法（Dipforming）和上引法（UP-Casting）。上引法与连铸连轧和浸涂法相比，其特点是：

1.由于拉轧工艺与铸造工艺不是连续的，拉轧是在常温下进行的，不需气体保护，铜材也不会被氧化。因此设备投资小，厂房布置也灵活。

2.单机产量变化范围大，年产量可以从几百吨到几万吨，可供不同规模的厂家选用不同型号的上引机组。此外，由于连铸机是多头的，可以很容易地通过改变铸造规格（铸杆直径），来改变单位时间的生产量，因此其产量可视原材料的供应情况和产品的需求情况来决定，便于组织生产，节约能源。

3.只需更换结晶器和改变石墨模的形状，即可生产铜管，铜排等异型铜材，并可在同一机器上生产不同规格、品种的铜材，灵活机动，这可说是上引法的最大特点了。

4.如果采用分体炉，即熔化和保温在二个感应炉中进行，则就比较容易实现用上引法生产合金铜材。

二、工艺原理上引法连铸铜杆的基本特点是“无氧”，即氧含量在10ppm以下，在电解铜熔化，铜液转移，结晶成型的整个工艺过程中，采用木碳还源和鳞片石墨覆盖、隔氧等措施。氧在熔融铜液中是以氧化铜（CuO）和氧化亚铜（CuO2）的形式存在的，木碳（C）在高温下与其作用，可以脱氧，使其氧含量小于10ppm，反应方程式如下：

CuO+CuO2+C→Cu+CuO+CO→2Cu+CO2↑在反应过程中产生的CO保护气氛和鳞片石墨的隔氧作用，使铜液在熔化腔向保温腔的转移及结晶过程中，铜液不再被氧化。

三、设备简介电解铜经剪切（或整块），用人工（或机械）加入工频感应熔化炉（或连体炉的熔化部分），熔化是在木碳覆盖保护下进行的，熔融的铜液经过一段时间的静止还原脱氧并达到一定的温度后，通过有CO气体保护的流槽（或连体炉的溢流口）经过渡腔（铜液在此进一步还原脱氧、清除渣质），进而平稳地流入保温炉（或连体炉的保温腔），铜液的温度由热电偶测量，温度值由仪表显示。炉子输入功率可以根据设定的温度自动调节，也可根据铜液的实际温度电动调节，以控制铜液的温度在一定的范围内。

连铸机固定于保温炉的上方，有6头、8头、多至20多头等多种形式，分两排各自固定在连铸机的两侧，每根铸杆有上、下两对辊轮间歇向上牵引、辊轮由一台（或多台）直流电动机（或步进电机或伺服电机）驱动，每根结晶器可单独装拆而不影响其他结晶器的正常工作。根据保温炉内铜液液位的高低，连铸机可上、下自行运动，以保证结晶器和保温炉内铜液液位相对位置恒定。每根铸杆都有一控制器和挠杆机，铸杆经导轮装置从连铸机引到控制器和挠杆成圈，成圈完毕后把铸杆剪断，并把成圈铸杆吊运走，供下道工序加工。

四、新型上引连铸设备的特点上海电缆研究所从1978年研究试制上引法至今已有25个年头了，上引法的炉、连铸机和挠杆机在这25年中都有了很多改进，以进一步开拓市场，增强国产上引法在国际贸易中的竞争力。1.工频感应电炉是连铸机的基本设备要生产高质量的无氧铜杆，首先要提供高质量的无氧铜熔液，工频有芯感应炉可以满足这个要求。新型的上引法用工频感应电炉有以下几个特点： ⑴ 把熔化炉膛设计成长方形，可以整块电解铜加料而不增加炉膛的散热面积。⑵ 用连体炉取代了分体炉，不但可以减少铜液在从熔化炉到保温炉转移过程中的氧化和温度及液位的波动，而且省掉了分体炉必须的煤气发生炉，从而减少了投资和运行成本。⑶ 在熔化腔和保温腔之间增设一个过渡腔，铜液从熔化腔经过渡腔流入保温腔时避免直接流入，这不仅有利于温度和液位的平稳，而且在过渡腔内使铜液得到更充分的还原，同时可以比较容易在过渡腔内清除渣质。有了过渡腔以后，使铜液的温度稳定均匀，液位平稳，铜液清洁，从而使铜杆质量稳定。⑷ 采用不等截面熔沟，使铜液在熔沟内形成定向高速流动，有充分的热交换，使各种高熔点的氧化渣及已蚀损的石英砂随液流流出熔沟。加速熔铜内铜液的流动，这不仅可以缩短熔炼时间，提高电炉生产能力，而且降低了熔沟内的温度，避免熔渣堵塞，从而提高炉子的工作寿命。⑸ 在一般情况下，炉体的寿命是感应体寿命的2－5倍，而且熔化炉和保温炉的感应体寿命也不一样，因此设计可拆卸式感应体是合理的，也是必须的。这样可以在某一感应体发生故障时，不需要拆除整个炉子，而只需拆下损坏的感应体重筑，从而节省停炉时间和生产投入。2.连铸机是上引法的关键设备 ⑴ 上引连铸是间歇向上牵引实现的，间歇牵引每次动作的升程的节距。间歇牵引的开停比例，牵引频率和节距都会影响铸杆的质量。

从上引法诞生至今，连铸机的牵引部分经历了三个阶段：

第一阶段是机械牵引系统，超越离合器、棘轮棘爪、螺杆步进机构和凸轮步进机构都属于这一类，这种牵引机构维修方便，造价便宜，它的最大缺点是易磨损、打滑，从而影响产品质量。此外引杆速度低，节距调节困难等等。目前新型的连铸机已不采用这种机构。

第二阶段是步进电机牵引系统，这种系统是为了克服机械牵引系统的缺点而研究出来的，不易打滑，牵引力矩大，有利于铸杆质量的提高，但引杆速度不快，常用于大直径（φ14mm以上）铸杆的牵引系统。

第三阶段是伺服电机牵引系统：近年来φ8mm小直径铸杆的上引机很受青睐，可以省去冷轧机或巨拉机，降低生产成本30％以上。φ8mm铸杆的截面积仅为φ14mm铸杆截面积的1/3，为了保持同样头数的上引机的产量，必须要提高上引速度，间歇牵引的开停动作达每分钟600次左右，机械牵引和步进电机牵引都很难达到，于是产生了伺服电机牵引系统，不仅满足了高频率的间歇牵引，节距可根据不同铸杆直径任意调节，而且不会打滑，运行稳定。⑵ 结晶器是连铸机的重要部件，对铸杆的质量和上引速度起决定性的作用，尤其是一次冷却区的结构、材料的选用和加工精度，却直接影响到热传导的效果和结晶速度，结晶器二次冷却区的铜管内壁与铸杆间的间隙大小对铸杆冷却效果也有很大的影响。铸杆与铜管内壁间是一个近乎真空的气隙，其热阻为1/k 1/k=1/α（d2/d1）α：为气隙的放热系数是一常数 d2：为铜管内壁之直径 d1：为铸杆的直径因此为达到冷却效果，合理选择内套管的直径是很重要的，而且铸杆直径越小，其气隙应更少。在使用过程中，结晶器内管的外侧和隔套的内侧，常会结水垢，每厚1毫米的水垢相当于30毫米厚的钢板的热阻，可见水垢对冷却效果的影响有多大！为了保证引杆的速度和质量，对冷却水的要求绝不能轻视。3.电控系统上引法连铸的工艺过程简单是它的特点之一，但是对工艺操作的要求却非常严格，铜液的温度、液位的高低结晶器插入铜液的温度，牵引的节距、频率以及冷却水的压力、流量和温度等都必须控制在一定的范围内，以往常常凭经验，由人工操作、控制，这难免会产生差错，导致产品质量不稳定。新型的上引连铸机组有一套比较完善的控制和报警系统，例如铜液温度的自动控制和极限高温与极限低温的报警，液位自动跟踪和高位与低位的报警及紧急停车，冷却水压的自动调节系统等，此外，牵引的伺服电机控制由PLC系统来完成并配备彩屏显示和打印装置，可以把即时的运行参数显示出来并能定时打印，这不但省去了抄表记录繁琐的工作，而且避免了差错，这不仅有利于稳定产品质量还便于生产管理。

五、上引连铸技术的发展前景及延伸产品在本文的概述部分，已经阐述了与连铸连轧和浸涂法相比，上引法的最大特点是其产品的多样性--可以生产异型铜材。用上引法生产异型铜材是近几年来才发展起来的，到目前为止，我们已经可以用上引法生产外圆内圆、外方内圆等多种管材、铜排和双孔铜排等铸造铜材，经后道工序加工可以制造发电机用的空心导线，冰箱和空调机用的蒸发管，电车线等产品。上引法还可以制造铜合金铸坯，铜合金的使用范围就更广泛了。例如，黄铜材料可以用于制造表壳、拉链、锁坯、眼镜架和建筑装潢材料等。

上引法这一铜材生产工艺，除了在电线电缆行业中应用外，在其他工业领域中还有广阔的发展空间。

第二篇：连铸工艺及设备复习

连铸工艺及设备复习

1.钢和生铁是铁碳合金，其界定是：W［C］＜2.11%为钢，W［C］≥2.11%为生铁。2.磷、硫一般为有害元素，磷含量过高会造成钢的“冷脆”性，硫含量高造成钢的热脆性，氧含量超过限度后会加剧钢的热脆性，并形成氧化物夹杂和气泡，因而冶炼终了要脱氧；钢中氢使钢产生氢脆（白脆），氮会导致蓝脆和时效性。

3.炼钢的基本任务是：脱碳、脱磷、脱硫、脱氧；去除有害气体和夹杂物；提高温度；调整成分。炼钢过程通过供氧、造渣、升温、加合金、搅拌等手段完成上述任务。4.铁水预处理的脱硫剂有：钝化金属镁和石灰。

5.炉外精炼系统在提高钢水质量的同时，调整钢水成分和温度达到目标值，精确控制成分和温度满足连铸的要求；精炼设备还起到缓冲、协调炼钢－连铸生产的作用。6.炉外精炼的目的是：在真空或常压条件下对钢水进行深脱碳、脱硫、脱氧、去气、调整成分（微合金化）和温度并使其均匀化，去除夹杂物，改变夹杂物形态和组成等。7.吹氩搅拌分为强搅拌和弱搅拌，加合金、加造渣剂渣洗用强搅拌，利于加速反应，均匀成分、温度；弱搅拌利于夹杂上浮，减少二次氧化。8.转炉炼钢工艺制度包括装入制度（装入铁水量和废钢量）、供氧制度（氧流量、氧压、枪位）、造渣制度、温度制度、终点控制（成分、温度达到要求）与脱氧合金化制度。9.溅渣护炉：转炉钢水出尽后检查炉衬损坏情况，根据情况实施溅渣护炉操作。

10.炉外精炼：根据的需要选择钢水精炼方式。在精炼过程中可以精确地调整温度和成分，继续深脱硫、脱氧、脱气、提高钢液纯净度，改善夹杂物形态等。11.根据转炉吹炼过程中金属成分、熔渣成分、熔池温度的变化规律，吹炼过程大致分为三个阶段：

A、吹炼前期。也称硅锰氧化期。任务是早化渣、多去磷、均匀升温。［Si］+{O2}=（SiO2）

［Si］+2(FeO)={SiO2}+2[Fe] ［Mn］+1/2{O2}=(MnO)［Mn］+（FeO）=(MnO)+ [Fe] ［Mn］+[O]=(MnO)B、吹炼中期。主要是脱碳、脱磷、脱硫反应 ［C］+1/2｛O2｝＝｛CO｝ ［C］+（FeO）＝｛CO｝+ [Fe] ［C］+［O］＝｛CO｝

2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO.P2O5)+5[Fe]

2[P]+5(FeO)+3(CaO)=(4CaO.P2O5)+5[Fe] [FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO)[FeS]+(MnO)=(MnS)+(FeO)[FeS]+(MgO)=(MgS)+(FeO)C、吹炼终点。12.钢水脱氧：

A、沉淀脱氧：基本原理——向钢液中加入与氧亲和力大于铁的脱氧元素，用来夺取钢液中的氧，并生成不溶于钢液的氧化物排至炉渣中，从而降低钢中含氧量

B、扩散脱氧：基本原理：在炼钢过程中，根据氧在金属液与炉渣间的分配定律，通过不断降低炉渣中氧化铁含量来相应地降低钢液中氧含量的方法。真空脱氧属于扩散脱氧。13.根据脱氧的程度，钢分为沸腾钢和镇静钢。脱氧不完全的钢为沸腾钢；脱氧完全的钢是镇静钢。14.模铸方法有上注法和下注法。

15.弧形连铸机的特点是：铸机的高度基本上等于圆弧半径，铸机高度低，仅为立式铸机高度的三分之一；设备较轻，安装和维护方便，基建投资低。铸坯在被矫直前没有附加的弯曲变形，坯壳承受钢水静压力小，不易产生鼓肚和内裂，但钢水中非金属夹杂物的上浮条件不好，有向内弧侧聚集的倾向。

16.立弯式连铸机的特点： 立弯式连铸机与立式相比，机身高度降低，节省投资；水平方向出坯，加长机身比较容易，可实现高速浇注；铸坯内未凝固钢液中的夹杂物容易上浮，夹杂物分布均匀。缺点是因铸坯要经过一次弯曲一次矫直，容易产生内部裂纹；基建费用仍然较高。

17.立式连铸机的特点： 立式连铸机从中间包到切割站车主要设备都排列在一条垂直线上。这种铸机占地面积小，设备紧凑；高温铸坯无弯曲变形，铸坯表面和内部裂纹少；钢液中夹杂物易于上浮；二次冷却装置和夹辊等结构简单，便于维护。但这种铸机的基建费用昂贵；只能低速浇注，生产率低；钢水静压力大，容易使铸坯鼓肚。18.低头或超低头连铸机的机型是根据连铸机高度与铸坯厚之比确定的。

19.弧形连铸机规格表示方法：aRb－C

a表示机数R表示弧形或椭圆形连铸机b表示圆弧半径，若为椭圆形铸机为多个半径之乘积C表示铸机拉坯辊辊身长度。20.坯壳厚度计算公式：KLvc

21.液芯长度计算公式：

DL2K2v

22.钢包内衬由保温层、永久层和工作层组成。

23.长水口用于钢包与中间包之间流注保护，避免钢水二次氧化和流注的飞溅、保温，还可消除敞开浇注的卷渣。其材质有熔融石英和铝碳质两种。24.中间包的作用：减小钢水静压力，使注流稳定；中间包利于夹杂物上浮，净化钢水；实现多炉连浇；在一机多流上起分流浇注作用；中包冶金功能。25.倒锥度：由于钢水在结晶器内凝固形成一定厚度的坯壳使铸坯收缩，在结晶器壁和坯壳之间产生一定的气隙，影响铸坯与结晶器壁之间进行传热，因此需要设定倒锥度来支撑坯壳和增加传热。26.过长的结晶器无益于坯壳的增厚，是没有必要 的。

27.结晶器振动的目的：铸坯得以强制脱模；利于铸坯的润滑，消除粘连；万一坯壳发生粘连拉裂，由于结晶器的振动可以得到愈合；能够改善铸坯表面质量。28.二冷区的作用：

1、使铸坯快速完全凝固；

2、对铸坯起支撑、导向作用，防止鼓肚；

3、对引锭杆起支撑导向作用；

4、对直结晶器的弧形连铸机要完成弯曲作用；

5、对多拉矫机而言，起到拉坯作用；

6、对于椭圆形连铸机又是分段矫直区。29.喷嘴类型：压力喷嘴、气水雾化喷嘴。30.矫直方式：一点矫直，多点矫直，连续矫直。

31.压缩浇铸基本原理：在矫直点前设一组驱动辊，给铸坯一定推力；在矫直点后面布置一组制动辊，给铸坯一定的反推力，铸坯在受压力状态下矫直。作用是可使铸坯内弧侧的拉应力减小，实现带液芯铸坯的矫直，达到铸机的高拉速、提高铸机生产能力。32.轻压下有机械应力轻压下和热应力轻压下。33.引锭装置的作用：引锭杆是结晶器的活底，开浇前用它堵住结晶器的下口，开浇后结晶器内的钢水与引锭头凝结在一起，经拉矫机的牵引，铸坯随引锭杆连续地从结晶器下口拉出，直到铸坯通过拉矫机，与脱钩为止，引锭装置完成任务，铸机进入正常拉坯状态。34.引锭杆装入结晶器的方式有上装式和下装式。

35.火焰切割原理是：预热氧与燃气混合燃烧的火焰，使切割缝处的金属熔化，然后利用高压切割氧的能量所熔化的金属熔掉，形成切缝，切断铸坯。36.燃气有乙炔、丙烷、天然气、焦炉煤气、氢气等。

37.割嘴分为内混式和外混式。38.电磁搅拌有助于纯净钢水、改善铸坯凝固结构、提高铸坯的质量和内部质量，扩大品种。39.电磁搅拌的原理：当磁场以一定速度相对钢水运动时，钢水中产生感应电流，载流钢水与磁场相互作用产生电磁力，从而驱动钢水运动。

40.电磁搅拌器在连铸安装的位置一般有三处：结晶器电磁搅拌、二冷区电磁搅拌、凝固末端电磁搅拌。

41.结晶器电磁搅拌能够均匀钢水温度、减少钢水过热、促进气体和夹杂上浮、增加等轴晶晶核。

42.二冷区电磁搅拌可以扩大中心等轴晶带，细化晶粒，也有利于减小中心疏松和中心偏析，夹杂物在横断面上分布均匀，从而改善铸坯内部质量。

43.凝固末端电磁搅拌可使铸坯获得中心宽大的等轴晶带，消除或减少中心疏松和中心偏析，对于高碳钢效果尤为明显。44.结晶器电磁制动：抑制液面波动防止卷渣，降低注流冲击，气泡、夹杂得以上浮排除，还有控制结晶器弯月面，改善结晶器纵向传热均匀性的功能。45.结晶器钢水液位检测有红外线法、热电偶法、磁感应法、涡流法、雷达法、激光法和同位素法。

46.液面控制（中包钢流控制）有：滑动水口控制，塞棒控制、复合控制。47.结晶器漏钢预报主要是检测粘结漏钢。

48.铸机长度是指从结晶器中心至出坯挡板之间的总长度。49.铸机高度是从拉矫机底座基础面至中间包顶面的距离。

50.结晶器、设备冷却供水为闭路供水系统。二冷水为开路系统。51.屈服强度：由弹性变形点转变为塑性变形时的应力。52.纯铁在912℃以下以体心立方晶格形式存在，标作；912－1394℃之间转化为面心立方晶格，标作；1394－1538℃之间又是以体心立方晶格形式存在，标作。53.同素异晶转变是晶格原子重新规则排列的过程，因此同素异晶转变是遵循形核、核长大的规律，称其为二次结晶，也称再结晶。

54.两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的，并且有金属性质的材料叫合金。55.固溶体：一种金属或非金属元素均匀地溶于另一种金属中所形成的晶体相叫固溶体。根据溶质原子在溶剂晶格中的分布状况，分为置换固溶体和间隙固溶体。

56.奥氏体是碳溶于γ-Fe中的固溶体，属面心立方晶格。铁素体是面溶于α－Fe或δ-Fe中的固溶体，是体心立方晶格。57.铁碳合金状态图中，有三条横线，包晶线，共晶线，共析线。

58.碳含量在0.09%～0.53%的铁碳合金都会出现包晶反应，但在0.12%最易出现裂纹。59.淬火将钢的工件加热到临界点以上温度，保温一段时间，然后急剧冷却的工艺过程叫淬火。

60.回火处理是交淬火后的钢件加热到727℃以下的某一温度，保温一段时间，然后以一定的方式冷却，得到较稳定组织的工艺过程。

61.退火：钢件加热到临界温度，即铁碳合金状态图GSK线附近，保温一段时间后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工艺。

62.金属结晶需要两个条件：一定的过冷度，此为热力学条件；必要的晶核，此为动力学条件。63.晶体长大机构有两种形式：定向生长(形成单向的柱状晶)；等轴晶生长。

64.液相线温度指钢水冷却开始凝固的温度；固相线温度指钢加热开始熔化的温度。65.选择结晶又称选分结晶。钢溶液中碳和其他元素含量较低，比较纯，熔点较高，最先凝固成晶体，杂质含量高，熔点也低些，后凝固，这种现象即称为选择结晶。66.工艺上控制偏析的措施：增加钢液凝固速度；合适的铸坯断面；控制钢液流动状态；采用电磁搅拌；降低钢水温度、防止鼓肚；降低S、P含量。

67.钢液的收缩随温降和相变可分为3个阶段：液态收缩；凝固收缩；固态收缩。68.连铸坯的凝固特征：

1、连铸坯的凝固过程实质是热量释放、传递的过程，也是强制快速冷却的过程

2、铸坯是边下行、边散热、边凝固，因而铸坯形成了很长的液相穴

3、连铸坯的凝固是分阶段完成的。

4、铸坯在连铸机内下行，铸坯的冷却可以看作是经历“形变热处理”过程。69.由于钢水与结晶器铜壁的润湿作用，钢水与铜壁相接触之处形成了一个半径很小的弯月面。70.铸坯凝固结构从边缘到中心是由细小的等轴晶带、柱状晶带、中心等轴晶带组成。71.小钢锭结构：由于冷却不均匀，柱状晶优先发展，当两边的柱状晶相接，出现搭桥现象，在凝固过程中形成疏松和疏孔，并伴随有严重的偏析。

72.连铸坯冷却过程中的应力：热应力；组织应力；机械应力。连铸坯表面与其内部温度不均匀、收缩不一致而产生的应力是热应力。热应力的大小主要取决于铸坯线收缩量。73.连铸对钢水温度的要求：高温、稳定、均匀。

74.浇注温度包括两部分：一是钢水的液相线温度，二是调出液相线温度的数值，即过热度。75.钢水的可浇性也是指钢水的流动性。

76.现代冶金生产两工艺流程：

长流程：高炉铁水—铁水预处理—转炉炼钢—精炼—连铸—连轧

短流程：废钢、生铁、金属化球团—电弧炉炼钢—精炼—连铸—连轧 77.从钢水注入结晶器开始到拉矫机构启动的时间为起步时间。

78.单位质量钢水从液态到固态到室温放出的热量包括：过热、潜热、显热。

79.铸机冷却分为三个冷却区：一冷即结晶器冷却、二冷即喷淋冷却、三冷即铸坯在空气中冷却。80.中包冶金功能：冶金净化功能、精炼功能。

81.铸坯中夹杂物按来源分：内生夹杂与外来夹杂。82.浇注过程中防止钢水二次氧化的措施：

1、钢包与中间包之间采用长水口

2、采用氩封

3、中包内使用中包覆盖剂

4、采用浸入式水口

5、结晶器液面使用保护渣

83.保护渣的三层结构：液渣层、烧结层、原渣层。

84.浸入式水口插入过深过浅都影响结晶器内钢水的正常流动，对铸坯质量均不利。85.结晶器冶金作用：

1、凝固坯壳生长的均匀性；

2、液相穴内夹杂物上浮；

3、结晶器内钢水的微合金化；4凝固结构的控制。

86.连铸坯质量主要是四方面：

1、铸坯纯净度；

2、铸坯的表面质量；

3、铸坯的内部质量；

4、铸坯的外观形状。

87.连铸机的机型对铸坯内的夹杂物的数量和分布有着重要影响。弧形结晶器的铸坯夹杂物分布很不均匀，偏 析于内弧侧。

88.影响纵裂的因素：

1、铸坯的宽度；

2、钢水成分(C、S、P)；

3、浸入式水口插入深度；

4、保护渣性能等。89.纵裂预防措施：

1、合理的倒锥度；

2、结晶器、足辊、零段要准确对弧；

3、选用性能良好的保护渣；

4、浸入式水口的参数要合理；

5、合适的浇注温度；

6、保持结晶器液面平稳；

7、钢的成分在合适的范围；

8、采用热 顶式结晶器；

9、铸坯冷却均匀。90.铸坯矫直内弧侧受拉应力作用，由于振痕缺陷效应而产生应力集中，如果正值700～900℃脆化温度区，促成了振痕波谷形成横裂。91.钢水中氧、氢含量高是形成皮下气泡的重要原因。

92.板坯连铸机可采用压缩浇铸技术、或者应用多点矫直技术、连续矫直技术等；或者带直线段的多点弯曲、多点矫直连铸机，均能避免铸坯发生内部裂纹。

93.铸坯鼓肚量的大小与钢水静压力、夹辊间距、冷却强度等因素有密切关系。94.脱方也叫菱变，是小方坯特有的缺陷。

95.Q235指屈服强度值为235Mpa的碳素结构钢。

96.400℃为铸坯热装的最低温度线，铸坯在400℃以下节能效果不明显，不再称其为热装。97.连铸坯热送热装和直接轧制技术的优点：

1、节能；

2、缩短生产周期；

3、提高金属收得率；

4、降低生产成本。98.实现热送热装的条件：

1、提供无缺陷铸坯；

2、高温出坯；

3、在输送过程 中采用保温技术；

4、实施炼钢、连铸、热 轧生产一体化管理。99.质量管理的3个阶段：事后检验阶段、数理统计阶段、全面质量管理阶段。

第三篇：连铸工艺

连铸工艺

首先做好准备工作，包括把中间包吊运到中间包台架上，固定在浇注位置上，装好定径水口，烘烤好中间包和定径水口，烤好后装好引流砂等待钢水包的到来，还要准备好润滑剂，捞渣棒，调温冷铁，做好开浇前的所有准备工作。检查好二冷室喷嘴，进行试水，不喷水的要拆下来用氧气吹通再装好，确实需要更换的才能更换，以保证浇注时少发生事故。

从钢包掉运到钢包旋转台，把旋转台开到浇注位置，首先是测量钢包内钢水的温度要求保持在1650-1680度之间，温度过高则需加入少量冷铁调温，达到浇注温度要求。

开启滑动机构打开水口，让钢包内的钢水注入中间包，中间包内钢水达到三分之二时在测量一次中间包内钢水的温度，要求是1525-1545度之间，方可打开定径水口开始浇注，首先打开中间一流，带浇注正常后依次序打开左右几流正常浇注。

在浇注开始的同时打开零段，二次冷却水达到拉坯的正常要求，一般零段冷却水许全部打开，二段冷却水视钢坯的温度调整在0.2-0.66MP.在浇注过程中要勤捞渣，尽量做到拉速平稳，保持住中间包内的温度，温度低于浇注要求时要注氧升温。

钢坯出了拉矫机到达火焰切割位置时切掉坯头一般视所装冷铁的长度而定。火焰切割定尺要准确，长度不能偏差5公分。

正常浇注完成后，钢包要关闭好滑动机构，转到浇注位置的180°方向，就算完成一次钢包浇注。整个连铸浇注完成后清理好浇注平台的卫生，吊运走在浇注过程中留下的渣铁，把中间包吊运到清理修补打结位置以备下次生产用。

连铸备品配件大概消耗在每吨钢坯2.5.元人民币左右，不包括结晶器铜管。

第四篇：连铸工艺范文

连铸工艺流程介绍

----冶金自动化系列专题

【导读】：转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。本专题将详细介绍转炉（以及电炉）炼钢生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。【发表建议】

连铸的目的: 将钢水铸造成钢坯。

连铸的工艺流程:

将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。【查看全文】

连铸自动化控制工艺流程图

连铸自动化控制主要有连铸机拉坯辊速度控制、结晶器振动频率的控制、定长切割控制等控制技术。【查看全文】

连铸的主要工艺设备介绍:

钢包回转台

钢包回转台：设在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包过跨和支承钢包进行浇铸的设备。由底座、回转臂、驱动装置、回转支撑、事故驱动控制系统、润滑系统和锚固件6部分组成。【查看全文】

中间包

中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。【查看全文】

结晶器

在连续铸造、真空吸铸、单向结晶等铸造方法中，使铸件成形并迅速凝固结晶的特种金属铸型。结晶器是连铸机的核心设备之一，直接关系到连铸坯的质量。【查看全文】

拉矫机

在连铸工艺中，连铸机拉坯辊速度控制是连铸机的三大关键技术之一，拉坯速度控制水平直接影响连铸坯的产量和质量，而拉坯辊电机驱动装置的性能又在其中发挥着重要作用。【查看全文】

电磁搅拌器

电磁搅拌器（Electromagnetic stirring: EMS）的实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强化钢水的运动。具体地说，搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯的钢水内，就在其中感应起电流，该感应电流与当地磁场相互作用产生电磁力，电磁力是体积力，作用在钢水体积元上，从而能推动钢水运动。【查看全文】

冷却喷嘴

冷却喷嘴具有结构简单、喷雾均匀的特点，根据喷雾面积需要，可在集管上安装许多喷嘴，当喷嘴均匀排列时，可保证喷雾的互相交叉，并略有重叠部分，使整个集管喷射分布均匀；主要适用于连铸机、初轧和各种需要扁平喷雾冷却的机械设备中。【查看全文】

火焰切割机

火焰切割机也叫氧气切割。根据切割钢板的厚度安装适当孔径的割嘴；【查看全文】 

连铸系统也是一个比较复杂的系统，用到的自动化产品比较多，下面列举部分产品出来：

常用到的自动化设备：PLC、组态软件、变频器、工控机、工业以太网交换机等等。

连铸自动化控制工艺流程图

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连铸自动化控制工艺流程图：

将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。

有连铸机拉坯辊速度控制、结晶器振动频率的控制、定长切割控制等主要控制技术。

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水平连铸控制工艺流程图： 图片：

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生产线实景图：

连铸工艺详解

连铸的生产工艺流程：将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。

连铸钢水的准备

一、连铸钢水的温度要求：

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。

二、钢水在钢包中的温度控制：

根据冶炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄的范围内变化；其次，要最大限度地减少从出钢、钢包中、钢包运送途中及进入中间包的整个过程中的温降。

实际生产中需采取在钢包内调整钢水温度的措施： 1）钢包吹氩调温

2）加废钢调温

3）在钢包中加热钢水技术

4）钢水包的保温

中间包钢水温度的控制

一、浇铸温度的确定

浇铸温度是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。

浇铸温度的确定可由下式表示（也称目标浇铸温度）：

T=TL+△T。

二、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：

T=1536-{78[%C]+7.6[%Si]+4.9[%Mn]+34[%P]+30[%S]+5.0[%Cu]+3.1[%Ni]+1.3[%Cr]+3.6[%Al]+2.0[%Mo]+2.0[%V]+18[%Ti]}

三、钢水过热度的确定

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℃

四、出钢温度的确定

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(5～1.2℃/min）；

△T5钢水从钢包注入中间包的温降。

T出钢 = T浇+△T总

控制好出钢温度是保证目标浇铸温度的首要前提。具体的出钢温度要根据每个钢厂在自身温降规律调查的基础上，根据每个钢种所要经过的工艺路线来确定。

拉速的确定和控制

一、拉速控制作用:

拉速定义:拉坯速度是以每分钟从结晶器拉出的铸坯长度来表示。拉坯速度应和钢液的浇注速度相一致。拉速控制合理,不但可以保证连铸生产的顺利进行,而且可以提高连铸生产能力,改善铸坯的质量.现代连铸追求高拉速。

二、拉速确定原则:

确保铸坯出结晶器时的能承受钢水的静压力而不破裂，对于参数一定的结晶器，拉速高时，坯壳薄；反之拉速低时则形成的坯壳厚。一般，拉速应确保出结晶器的坯壳厚度为12-14mm。

影响因素：钢种、钢水过热度、铸坯厚度等。

1）机身长度的限制

根据凝固的平方根定律，铸坯完全凝固时达到的厚度： 又机身长度：

得到拉速：

2）拉坯力的限制

拉速提高，铸坯中的未凝固长度变长，各相应位置上凝固壳厚度变薄，铸坯表面温度升高，铸坯在辊间的鼓肚量增多。拉坯时负荷增加。超过拉拔转矩就不能拉坯，所以限制了拉速的提高。3）结晶器导热能力的限制

根据结晶器散热量计算出，最高浇注速度：

板坯为2.5米/分

方坯为3-4米/分

4）拉坯速度对铸坯质量的影响

（1）降低拉速可以阻止或减少铸坯内部裂纹和中心偏析

（2）提高拉速可以防止铸坯表面产生纵裂和横裂

（3）为防止矫直裂纹，拉速应使铸坯通过矫直点时表面温度避开钢的热脆区。

5）钢水过热度的影响

一般连铸规定允许最大的钢水过热度，在允许过热度下拉速随着过热度的降低而提高，如图1所示。

6）钢种影响：就含碳量而言，拉坯速度按低碳钢、中碳钢、高碳钢的顺序由高到低。就钢中合金含量而言，拉速按普碳钢、优质碳素钢、合金钢顺序降低。

图1 拉速与温度对应表

第四节 铸坯冷却的控制

钢水在结晶器内的冷却即一冷确定，其冷却效果可以由通过结晶器壁传出的热流的大小来度量，如图2所示。

图2 钢水在结晶器内的冷却

1）一冷作用：一冷就是结晶器通水冷却。其作用是确保铸坯在结晶器内形成一定的初生坯壳。

2）一冷确定原则：一冷通水是根据经验，确定以在一定工艺条件下钢水在结晶器内能够形成足够的坯壳厚度和确保结晶器安全运行的前提。通常结晶器周边供水2L/mm·min。进出水温差不超过8℃，出水温度控制在45-500℃为宜，水压控制在0.4-0.6Mpa。

3）二冷作用:二次冷却是指出结晶器的铸坯在连铸机二冷段进行的冷却过程.其目的是对带有液芯的铸坯实施喷水冷却,使其完全凝固,以达到在拉坯过程中均匀冷却.4）二冷强度确定原则:二冷通常结合铸坯传热与铸坯冶金质量两个方面来考虑.铸坯刚离开结晶器,要采用大量水冷却以迅速增加坯壳厚度,随着铸坯在二冷区移动,坯壳厚度增加,喷水量逐渐降低.因此,二冷区可分若干冷却段,每个冷却段单独进行水量控制.同时考虑钢种对裂纹敏感性而有针对性的调整二冷喷水量.5）二冷水量与水压:对普碳钢低合金钢，冷却强度为：1.0-1.2L/Kg钢。对低碳钢、高碳钢,冷却强度为：0.6-0.8L/Kg钢。对热裂纹敏感性强的钢种，冷却强度为:0.4-0.6L/Kg钢，水压为0.1-0.5MPa，如图3所示。

图3 凝固系数与二冷水量关系

连铸过程检测与自动控制

一、连铸过程自动检测

（一）中间包钢液温度测定

1）中间包钢液温度的点测

用快速测温头及数字显示二次仪测量温度，如图4所示。

图4 二次温度测量仪

2）中间包钢液温度的连续测定

采用连续测温热电偶对中间包钢液温度进行连续测量，如图5所示。

图5 连续测温热电偶

（二）结晶器液面控制

1）放射性同位素测量法如图6所示：

图6 放射性同位素测量法

2）红外线结晶器液面测量法如图7所示：

图7 红外线结晶器液面测量法

3）热电偶结晶器液面测量法如图8所示：

图8 热电偶结晶器液面测量法

4）激光结晶器液面测量法如图9所示：

图9 激光结晶器液面测量法

（三）连铸机漏钢预报装置如图10所示：

图10 连铸机漏钢预报装置

（四）连铸二次冷却水控制如图11所示：

图11 连铸二次冷却水控制

（五）铸坯表面缺陷在线检测

1）工业电视摄象法如图12所示：

图12 工业电视摄象法

2）涡流检测法如图13所示：

图13 涡流检测法

二、连铸坯表面质量及控制

（一）连铸过程质量控制

1）提高钢纯净度的措施

（1）无渣出钢

（2）选择合适的精炼处理方式

（3）采用无氧化浇注技术

（4）充分发挥中间罐冶金净化器的作用

（5）选用优质耐火材料

（6）充分发挥结晶器的作用

（7）采用电磁搅拌技术，控制注流运动

（二）连铸坯表面质量及控制

连铸坯表面质量的好坏决定了铸坯在热加工之前是否需要精整，也是影响金属收得率和成本的重要因素，还是铸坯热送和直接轧制的前提条件。

连铸坯表面缺陷形成的原因较为复杂，但总体来讲，主要是受结晶器内钢液凝固所控制，如图14所示。

图14 连铸坯表面缺陷示意图

（三）连铸坯内部质量及控制

铸坯的内部质量是指铸坯是否具有正确的凝固结构、偏析程度、内部裂纹、夹杂物含量及分布状况等。

凝固结构是铸坯的低倍组织，即钢液凝固过程中形成等轴晶和柱状晶的比例。铸坯的内部质量与二冷区的冷却及支撑系统密切相关，如图15，图16所示。

图15 铸坯内部缺陷示意图

图16 “V”形偏析

1）减少铸坯内部裂纹的措施

（1）采用压缩浇铸技术，或者应用多点矫直技术

（2）二冷区采用合适夹辊辊距，支撑辊准确对弧

（3）二冷水分配适当，保持铸坯表面温度均匀

（4）合适拉辊压下量，最好采用液压控制机构

2）夹杂物的控制

从炼钢

精炼 连铸生产洁净钢，主要控制对策是：

（1）控制炼钢炉下渣量

● 挡渣法（偏心炉底出钢、气动法、挡渣球）

● 扒渣法：目标是钢包渣层厚＜50mm，下渣2Kg/t

（2）钢包渣氧化性控制

● 出钢渣中高（FeO+MnO）是渣子氧势量度。（FeO+MnO）↑板胚T[O]↑

（3）钢包精炼渣成分控制

不管采用何种精炼方法（如RH、LF、VD），合理搅拌强度和合理精炼渣组成是获得洁净钢水的基础。

合适的钢包渣成分：CaO/ Al2O3＝1.5～1.8，CaO/ SiO2=8～13，（FeO+MnO）＜5％。高碱度、低熔点、低氧化铁、富CaO钙铝酸盐的精炼渣，能有效吸收大颗粒夹杂物，降低总氧。

（4）保护浇注

● 钢水保护是防止钢水再污染生产洁净钢重要操作

● 保护浇注好坏判断指标：－△[N]＝[N]钢包－[N]中包；－△[Al]s＝[Al]钢包－[Al]中包

● 保护方法：①中包密封充Ar；②钢包

中间包长水口，△[N]＝1.5PPm甚至为零；③中间包

结晶器浸入式水口

(5)中间包控流装置

● 中间包不是简单的过渡容器，而是一个冶金反应容器，作为钢水进入结晶器之前进一步净化钢水

● 中间包促进夹杂物上浮其方法：

a.增加钢水在中间包平均停留时间t：t＝w/（a×b×ρ×v）。中间包向大容量深熔池方向发展。

b.改变钢水在中间包流动路径和方向，促进夹杂物上浮。

（6）中间包复盖剂

中间包是钢水去除夹杂物理想场所。钢水面上复盖剂要有效吸收夹杂物。

● 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，钢水中T[O]增加。生产洁净钢应用碱性复盖剂。

（7）碱性包衬

钢水与中间包长期接触，钢水与包衬的热力学性能必须是稳定的，这是生产洁净钢的一个重要条件。包衬材质中SiO2增加，铸坯中总氧T[O]是增加，因此生产洁净钢应用碱性包衬。

对低碳Al-K钢，中间包衬用Mg-Ca质涂料（Al2O3→0），包衬反应层中Al2O3可达21％，说明能有效吸附夹杂物。

（8）钢种微细夹杂物去除

● 大颗粒夹杂（>50μm）去除，采用中间包控流技术

● 小颗粒夹杂（<50μm）去除：

－中间包钙质过滤器

－中间包电磁旋转

（9）防止浇注过程下渣和卷渣

● 加入示踪剂追踪铸坯中夹杂物来源

● 结晶器渣中示踪剂变化

● 铸坯中夹杂物来源，初步估算外来夹杂物占41.6%二次氧化占 39%，脱氧产物为20%

（10）防止Ar气泡吸附夹杂物

对Al－K钢，采用浸入式水口吹Ar防止水口堵塞，但吹Ar会造成：

● 水口堵塞物破碎进入铸胚，大颗粒Al2O3轧制延伸会形成表面成条状缺陷

● ＜1mmAr气泡上浮困难，它是Al2O3和渣粒的聚合地，当气泡尺寸>200μm易在冷轧板表面形成条状缺陷。

为解决水口堵塞问题，可采用：

－钙处理改善钢水可浇性

－钙质水口

－无C质水口

目前还是广泛采用吹Ar来防止堵塞。生产洁净钢总的原则是：钢水进入结晶器之前尽可能排除Al2O3。

（11）结晶器钢水流动控制

三、连铸坯形状缺陷及控制

（一）鼓肚变形

带液心的铸坯在运行过程中，于两支撑辊之间，高温坯壳中钢液静压力作用下，发生鼓胀成凸面的现象，称之为鼓肚变形。板坯宽面中心凸起的厚度与边缘厚度之差叫鼓肚量，用以衡量铸坯彭肚变形程度。

减少鼓肚应采取措施 ：

（1）降低连铸机的高度

（2）二冷区采用小辊距密排列；铸机从上到下辊距应由密到疏布置

（3）支撑辊要严格对中

（4）加大二冷区冷却强度

（5）防止支撑辊的变形，板坯的支撑辊最好选用多节辊

图17 铸坯鼓肚示意图

（二）菱形变形

菱形变形也叫脱方。是大、小方坯的缺陷。是指铸坯的一对角小于90°，另一对角大于90°；两对角线长度之差称为脱方量。

应对菱变的措施 ：

（1）选用合适锥度的结晶器

（2）结晶器最好用软水冷却

（3）保持结晶器内腔正方形，以使凝固坯壳为规正正的形状

（4）结晶器以下的600mm距离要严格对弧；并确保二冷区的均匀冷却

（5）控制好钢液成分

（三）圆铸坯变形

圆坯变形成椭圆形或不规则多边形。圆坯直径越大，变成随圆的倾向越严重。形成椭圆变形的原因有：

（1）圆形结晶器内腔变形

（2）二冷区冷却不均匀

（3）连铸机下部对弧不准

（4）拉矫辊的夹紧力调整不当，过分压下

可采取相应措施：

（1）及时更换变形的结晶器

（2）连铸机要严格对弧

（3）二冷区均匀冷却

（4）可适当降低拉速

（四）夹杂物的控制

提高钢纯净度的措施：

（1）无渣出钢

（2）选择合适的精炼处理方式

（3）采用无氧化浇注技术

（4）充分发挥中间罐冶金净化器的作用

（5）选用优质耐火材料

（6）充分发挥结晶器的作用

（7）采用电磁搅拌技术，控制注流运动

（五）间包冶金

当前对钢产品质量的要求变得更加严格。中间包不仅仅只是生产中的一个容器，而且在纯净钢的生产中发挥着重要作用。

70年代认识到改变中间包形状和加大中间包容积可以达到延长钢液的停留时间，提高夹杂物去除率的目的；安装挡渣墙，控制钢液的流动，实现夹杂物有效碰撞、长大和上浮。80年代发明了多孔导流挡墙和中间包过滤器。

在防止钢水被污染的技术开发中，最近已有实质性的进展。借助先进的中间包设计和操作如中间包加热，热周转操作，惰性气氛喷吹，预熔型中间包渣，活性钙内壁，中间包喂丝，以及中间包夹杂物行为的数学模拟等，中间包在纯净钢生产中的作用体现得越来越重要。

在现代连铸的应用和发展过程中，中间包的作用显得越来越重要，其内涵在被不断扩大，从而形成一个独特的领域——中间包冶金。

中间包冶金的最新技术：

（1）H型中间包

（2）离心流中间包

（3）中间包吹氩

（4）去夹杂的陶瓷过滤器

（5）电磁流控制

图18 H型中间包 [连铸设备]钢包回转台

钢包回转台

钢包回转台：设在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包过跨和支承钢包进行浇铸的设备。由底座、回转臂、驱动装置、回转支撑、事故驱动控制系统、润滑系统和锚固件6部分组成。

钢包回转台的作用是将位于受包位置的满载钢包回转至浇钢位置，准备进行浇注，同时将浇完钢水的空包转至受包位置，准备运走。钢包回转台大致有3种类型：

单臂钢包回转台：由底座、立柱、上转臂、上转臂驱动装置、下转臂、下转臂驱动装置组成。蝶形钢包回转台：由底座、升降液压缸、回转架、钢包支座、回转臂、平行连杆、驱动装置、防护板组成。

钢包回转台是连铸机的关键设备之一，起着连接上下两道工序的重要作用。钢包回转台的回转情况基本上包括两侧无钢包、单侧有钢包、两侧有钢包三种情况，而单个钢包重量已超过140吨。三种情况下，钢包回转台受力有很大不同，但无论在何种情况下，都要保证钢包回转台的旋转平稳，定位准确，起停时要尽可能减小对机械部分的冲击，为减少中间包液面波动和温降，要缩短旋转时间。因此，我们在变频器的容量选择上，留有余地，即比电机功率加大一级。同时利用变频器的s曲线加速功能，通过调整s曲线保证加、减速曲线平滑快速，减少对减速机的冲击，再通过PLC判断变速限位、停止限位实现旋转过程中高、低速自动变换及到位停车，同时满足了对旋转时间和平稳运行的要求。

[连铸设备]中间包

中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。

连铸机钢水包和结晶器之间钢水过渡的装置，用来稳定钢流，减小钢流对坯壳的冲刷，以利于非金属夹杂物上浮，从而提高铸坯质量。

[连铸设备]结晶器

在连续铸造、真空吸铸、单向结晶等铸造方法中，使铸件成形并迅速凝固结晶的特种金属铸型。

结晶器包括：

直型结晶器、弧形结晶器 curved mold：用于弧型和超低头型（椭圆型）连铸机上。

组合式结晶器 composite mold：由四块壁板组成，每块壁板又由一块铜板和一块钢（铁）板用螺栓连接而成。

多级结晶器 multi stage mold

调宽结晶器 adjustable mold：宽度可调的结晶器，一般只用于板坯连铸。

结晶器是连铸机的核心设备之一，直接关系到连铸坯的质量。结晶器的振动频率要求准确，并根据拉坯速度自动调整，在高振频时，由于电机负载率上升，转差率增加，导致振动频率有所降低，而为了保证振动频率的精确，需要打开变频器的转差补偿控制，在负载增加时，使变频器自动增加输出频率以提供在没有速度降低情况下所需要的电机转差率，补偿量正比于负载的增加量，并在整个调速范围内都起作用。

另外，结晶器的振动是由电机带动偏心机构旋转来实现的，因此表现为输出电流及母线电压呈现周期性震荡，在振动频率较高时有引起母线过电压故障的可能，通过允许变频器的母线调节功能，使变频器会基于直流母线电压自动调整输出频率，监测到母线电压瞬时升高时变频器会适当增加输出频率以减小引起母线电压升高的再生能量，这样做降低了出现变频器过压故障的可能性。

[连铸设备]拉矫机

拉矫机

在连铸工艺中，连铸机拉坯辊速度控制是连铸机的三大关键技术之一，拉坯速度控制水平直接影响连铸坯的产量和质量，而拉坯辊电机驱动装置的性能又在其中发挥着重要作用。交流电机变频调速技术日益成熟，交流变频驱动调速平稳，调速范围宽，对机械冲击低，交流电机维护量低，交流变频调速已取代直流调速，完全能够满足拉坯辊速度控制的需要。4、5号连铸机的拉矫机为五辊双机架三驱动，上拉坯辊、下拉坯辊、矫直辊由三台同型号电机共同驱动，完成引锭杆的上下传送运行和连铸坯牵引，三台电机必须保持同步，与一般的同步要求不同的是要保证三个辊面的线速度相同，而不是三台电机的转速相同，以避免出现负载分配不均引起母线过压、欠压、过载故障。

三台变频器接受相同的速度指令，按照同一频率运行，但由于三辊处于一个半径8m的圆弧段的不同位置上，若要保持三个辊面的线速度相同，则三台电机的转速实际应有轻微差别，加上三台电机的参数不可能完全相同，这就造成了三台电机同步的困难。如果打开母线调节功能，虽然可以在一定程度上避免由于不同步造成的母线电压升高，但会造成电机转速的不稳定，从而使拉速值波动，进一步影响到结晶器钢水液面和二冷配水的稳定，甚至有造成事故的危险。为此，我们利用变频器内置的PI控制功能，使三台电机构成主从驱动系统，即以上拉坯电机作为主驱动电机，工作在速度调节方式，下拉坯电机和矫直电机作为从动电机，工作在带有速度修正的速度调节方式下，通过比较主从电机的力矩电流产生偏差信号，从而修正从动电机的速度。变频器间的力矩电流信号传送可以通过变频器内置的模拟量输入、输出通道来实现，无需另外添加硬件。这种方法构成的主从驱动系统，结构简单，完全利用变频器内置功能实现，可以连续自动完成速度修正，应用在多辊传动的拉矫机上效果非常理想。

拉矫机和结晶器振动装置采用变频器调速系统，拉矫机变频器的启动、停止以及调速由PLC发送给拉矫机变频器，拉矫机的实际速度FM经光电隔离后再反馈给PLC，然后由PLC传送给相应仪表显示实际值。结晶器振动采用同调方式，即振动频率随拉速变化而变化，即根据下面的公式，来控制结晶器振动频率f:

计算出振动频率f由PLC发送给结晶器振动变频器，使结晶器的振动适应于拉速变化，系统框图如图所示。

[连铸设备]电磁搅拌器

电磁搅拌器 electromagnetic stirring, EMS：连续铸钢时，利用电磁力控制钢液凝固过程，改善铸坯质量的工艺。也称EMS技术。

电磁搅拌器（Electromagnetic stirring: EMS）的实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强化钢水的运动。具体地说，搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯的钢水内，就在其中感应起电流，该感应电流与当地磁场相互作用产生电磁力，电磁力是体积力，作用在钢水体积元上，从而能推动钢水运动。

电磁搅拌器的安装位置和搅拌器模式

根据电磁搅拌器在铸机冶金长度上的不同安装位置大致有以下几种模式

结晶器电磁搅拌：Mold Electromagnetic stirring: MEMS 搅拌器安装在结晶器铜管外面 二冷区电磁搅拌：Strand Electromagnetic Stirring: SEMS 搅拌器安装在铸坯外面 凝固末端电磁搅拌：Final Electromagnetic stirring:FEMS 用于方坯连铸 搅拌器安装在铸坯外面

电磁搅拌器的冶金效果

搅拌位置

冶金效果

适用钢种

MEMS

增加等轴晶率

低合金钢

减少表面和皮下的气孔和针孔

弹簧钢

减少表面和皮下的夹杂物

冷轧钢

坯壳均匀化

中高碳钢等

稍稍改善中心偏析

SEMS

扩大等轴晶率

不锈钢

减少内裂

改善中心偏析

工具钢

减少中心疏松

FEMS

细化等轴晶

弹簧钢

有效地改善中心偏析

轴承钢

有效地改善中心缩孔和疏松

特殊高碳钢

[连铸工艺]火焰切割的工艺

厚度大于50mm的厚钢板一般采用火焰切割，也叫氧气切割。其工艺大体如下：

（1）根据切割钢板的厚度安装适当孔径的割嘴； 

（2）将氧气和燃气压力调至规定值；

（3）用切割点火器点燃预热焰，接着慢慢打开预热氧气阀，调节火焰白心长度，使火焰成中性焰，预热起割点； 

（4）在切割起点上只用预热焰加热，割嘴垂直于钢板表面，火焰白心尖端距钢板表面1.5～2.5mm；

（5）当起点达到燃烧温度（辉红色）时，打开切割氧气阀，瞬间就可进行切割；

（6）在确认已割至钢板下表面后，就沿着切割线以适当的速度移动割嘴继续往前切割； 

（7）切割终了时，先关闭切割氧气阀，再关闭预热焰的氧气阀。

定尺切割

定尺方式有碰球定尺和非在线定尺切割:

(1)碰球定尺

即切割机定尺脉冲信号由定尺碰球发出，但由于钢坯表面的氧化皮的导电率差，尽管碰到了碰球，但不一定接触良好，为防止误切，系统利用拉矫机速度信号进行积分运算来计算坯长，并与定尺信号进行比较，确保定尺信号的准确性。

(2)非在线定尺切割

利用专门的非在线式铸坯长度测量装置，根据热坯热辐射的原理，通过探头锁定铸坯在导轨内的区域，当铸坯进入区域并占满整个区域后发出定尺信号，然后再给出剪切命令。

氧气切割的基本原理及过程。

氧气切割是利用气体火焰的热能将工件切割处预热到燃点后，喷出高速切割氧流，使金属燃烧并放出热量而实现切割的方法。气割过程有三个阶段：

⑴预热 气割开始时，利用气体火焰（氧乙炔焰或氧丙烷焰）将工件待切割处预热到该种金属材料的燃烧温度——燃点（对于碳钢约为1100～1150℃）。

⑵燃烧 喷出高速切割氧流，使已达燃点的金属在氧流中激烈燃烧，生成氧化物。

⑶吹渣 金属燃烧生成的氧化物被氧流吹掉，形成切口，使金属分离，完成切割过程。

氧气切割的三条件：

金属材料要进行氧气切割应满足以下三个条件：

1）金属燃烧生成氧化物的熔点应低于金属熔点，且流动性要好。

2）金属的燃点应比熔点低。

3）金属在氧流中燃烧时能放出大量的热量，且金属本身的导热性要低。

符合上述气割条件的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢、低合金钢以及钛。其它常用的金属材料如铸铁、不锈钢、铝和铜等由于不满足此三条件，所以不能应用氧气切割，这些材料目前常用的切割方法是等离子弧切割。

[连铸设备]冷却喷嘴

连铸二次冷却的目的是对离开结晶器后的铸坯进行连续冷却 ,使之逐渐凝固 ,到切割机前完全凝固。凝固过程受铸坯的导热性、喷雾介质的冷却效果、以及铸坯质量等的限制。凝固过程应控制铸坯表面温度在浇注方向均匀下降。所以连铸坯二次冷却喷嘴的冷态特性 ,对连铸生产和保证连铸坯质量是非常重要的。对喷嘴生产厂家生产的喷嘴喷头的材质 ,要求有足够的强度 ,否则在运输、安装和检修中一旦有磕碰、紧固等现象 ,会造成喷嘴的水流量、喷射角度和水流密度分布变化 ,对连铸生产有不良影响。

冷却喷嘴具有结构简单、喷雾均匀的特点，根据喷雾面积需要，可在集管上安装许多喷嘴，当喷嘴均匀排列时，可保证喷雾的互相交叉，并略有重叠部分，使整个集管喷射分布均匀；主要适用于连铸机、初轧和各种需要扁平喷雾冷却的机械设备中。

连铸二冷喷嘴的类型、喷雾方法对铸坯冷却的影响 ,各类喷嘴冷却的优缺点 ,以及环型喷嘴嘴头的材质在检修中出现的问题。对包钢引进大方坯和大圆坯的汽雾喷嘴和国产喷嘴的冷态特性进行测试研究 ,测试结果表明 ,国产喷嘴的水流密度分布在中心的左右 ,分布均匀 ,对大方坯和大圆坯的横向均匀降温有益 ,但是国产喷嘴的喷射角度在测试的五种喷嘴中 ,有四种喷嘴符合国家黑色冶金对喷嘴喷射角度的要求 ,只有D40 197-1喷嘴在高压测试时超国家要求的 +4° ,有少量国产喷嘴在同压力条件下的流量误差在 1%～ 10 %之间。

[连铸设备]火焰切割机

图片：

厚度大于50mm的厚钢板一般采用火焰切割，也叫氧气切割。其工艺大体如下：

（1）根据切割钢板的厚度安装适当孔径的割嘴； 

（2）将氧气和燃气压力调至规定值；

（3）用切割点火器点燃预热焰，接着慢慢打开预热氧气阀，调节火焰白心长度，使火焰成中性焰，预热起割点； 

（4）在切割起点上只用预热焰加热，割嘴垂直于钢板表面，火焰白心尖端距钢板表面1.5～2.5mm；

（5）当起点达到燃烧温度（辉红色）时，打开切割氧气阀，瞬间就可进行切割；

（6）在确认已割至钢板下表面后，就沿着切割线以适当的速度移动割嘴继续往前切割； 

（7）切割终了时，先关闭切割氧气阀，再关闭预热焰的氧气阀。

[连铸设备]钢包烘烤器

钢包在新砌后和盛装钢水前一般都需要烘烤，用来烘烤钢包的装置就称为钢包烘烤器，又称烤包器。

钢包烘烤器有在线烘烤器和离线烘烤器两大类，离线烘烤器有立式烘烤器和卧式烘烤器两种，另外还有专门烘烤中间包的中间包烘烤器。

第五篇：连铸工艺详解

连铸工艺详解

连铸的生产工艺流程：将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。

连铸钢水的准备

一、连铸钢水的温度要求：

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。

二、钢水在钢包中的温度控制：

根据冶炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄的范围内变化；其次，要最大限度地减少从出钢、钢包中、钢包运送途中及进入中间包的整个过程中的温降。

实际生产中需采取在钢包内调整钢水温度的措施：

1）钢包吹氩调温

2）加废钢调温

3）在钢包中加热钢水技术

4）钢水包的保温

中间包钢水温度的控制

一、浇铸温度的确定

浇铸温度是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。

浇铸温度的确定可由下式表示（也称目标浇铸温度）：

T=TL+△T。

二、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：

T=1536-{78[%C]+7.6[%Si]+4.9[%Mn]+34[%P]+30[%S]+5.0[%Cu]+3.1[%Ni]+1.3[%Cr]+3.6[%Al]+2.0[%Mo]+2.0[%V]+18[%Ti]}

三、钢水过热度的确定

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℃

四、出钢温度的确定

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(5～1.2℃/min）；

△T5钢水从钢包注入中间包的温降。

T出钢 = T浇+△T总

控制好出钢温度是保证目标浇铸温度的首要前提。具体的出钢温度要根据每个钢厂在自身温降规律调查的基础上，根据每个钢种所要经过的工艺路线来确定。

拉速的确定和控制

一、拉速控制作用:

拉速定义:拉坯速度是以每分钟从结晶器拉出的铸坯长度来表示。拉坯速度应和钢液的浇注速度相一致。拉速控制合理,不但可以保证连铸生产的顺利进行,而且可以提高连铸生产能力,改善铸坯的质量.现代连铸追求高拉速。

二、拉速确定原则:

确保铸坯出结晶器时的能承受钢水的静压力而不破裂，对于参数一定的结晶器，拉速高时，坯壳薄；反之拉速低时则形成的坯壳厚。一般，拉速应确保出结晶器的坯壳厚度为12-14mm。

影响因素：钢种、钢水过热度、铸坯厚度等。1）机身长度的限制

根据凝固的平方根定律，铸坯完全凝固时达到的厚度：

又机身长度：

得到拉速：

2）拉坯力的限制

拉速提高，铸坯中的未凝固长度变长，各相应位置上凝固壳厚度变薄，铸坯表面温度升高，铸坯在辊间的鼓肚量增多。拉坯时负荷增加。超过拉拔转矩就不能拉坯，所以限制了拉速的提高。

3）结晶器导热能力的限制

根据结晶器散热量计算出，最高浇注速度：

板坯为2.5米/分

方坯为3-4米/分

4）拉坯速度对铸坯质量的影响

（1）降低拉速可以阻止或减少铸坯内部裂纹和中心偏析

（2）提高拉速可以防止铸坯表面产生纵裂和横裂

（3）为防止矫直裂纹，拉速应使铸坯通过矫直点时表面温度避开钢的热脆区。

5）钢水过热度的影响

一般连铸规定允许最大的钢水过热度，在允许过热度下拉速随着过热度的降低而提高，如图1所示。

6）钢种影响：就含碳量而言，拉坯速度按低碳钢、中碳钢、高碳钢的顺序由高到低。就钢中合金含量而言，拉速按普碳钢、优质碳素钢、合金钢顺序降低。

图1 拉速与温度对应表

第四节 铸坯冷却的控制

钢水在结晶器内的冷却即一冷确定，其冷却效果可以由通过结晶器壁传出的热流的大小来度量，如图2所示。

图2 钢水在结晶器内的冷却

1）一冷作用：一冷就是结晶器通水冷却。其作用是确保铸坯在结晶器内形成一定的初生坯壳。

2）一冷确定原则：一冷通水是根据经验，确定以在一定工艺条件下钢水在结晶器内能够形成足够的坯壳厚度和确保结晶器安全运行的前提。通常结晶器周边供水2L/mm·min。进出水温差不超过8℃，出水温度控制在45-500℃为宜，水压控制在0.4-0.6Mpa。

3）二冷作用:二次冷却是指出结晶器的铸坯在连铸机二冷段进行的冷却过程.其目的是对带有液芯的铸坯实施喷水冷却,使其完全凝固,以达到在拉坯过程中均匀冷却.4）二冷强度确定原则:二冷通常结合铸坯传热与铸坯冶金质量两个方面来考虑.铸坯刚离开结晶器,要采用大量水冷却以迅速增加坯壳厚度,随着铸坯在二冷区移动,坯壳厚度增加,喷水量逐渐降低.因此,二冷区可分若干冷却段,每个冷却段单独进行水量控制.同时考虑钢种对裂纹敏感性而有针对性的调整二冷喷水量.5）二冷水量与水压:对普碳钢低合金钢，冷却强度为：1.0-1.2L/Kg钢。对低碳钢、高碳钢,冷却强度为：0.6-0.8L/Kg钢。对热裂纹敏感性强的钢种，冷却强度为:0.4-0.6L/Kg钢，水压为0.1-0.5MPa，如图3所示。

图3 凝固系数与二冷水量关系

连铸过程检测与自动控制

一、连铸过程自动检测

（一）中间包钢液温度测定

1）中间包钢液温度的点测

用快速测温头及数字显示二次仪测量温度，如图4所示。

图4 二次温度测量仪

2）中间包钢液温度的连续测定

采用连续测温热电偶对中间包钢液温度进行连续测量，如图5所示。

图5 连续测温热电偶

（二）结晶器液面控制

1）放射性同位素测量法如图6所示：

图6 放射性同位素测量法

2）红外线结晶器液面测量法如图7所示：

图7 红外线结晶器液面测量法

3）热电偶结晶器液面测量法如图8所示：

图8 热电偶结晶器液面测量法

4）激光结晶器液面测量法如图9所示：

图9 激光结晶器液面测量法

（三）连铸机漏钢预报装置如图10所示：

图10 连铸机漏钢预报装置

（四）连铸二次冷却水控制如图11所示：

图11 连铸二次冷却水控制

（五）铸坯表面缺陷在线检测

1）工业电视摄象法如图12所示：

图12 工业电视摄象法

2）涡流检测法如图13所示：

图13 涡流检测法

二、连铸坯表面质量及控制

（一）连铸过程质量控制

1）提高钢纯净度的措施

（1）无渣出钢

（2）选择合适的精炼处理方式

（3）采用无氧化浇注技术

（4）充分发挥中间罐冶金净化器的作用

（5）选用优质耐火材料

（6）充分发挥结晶器的作用

（7）采用电磁搅拌技术，控制注流运动

（二）连铸坯表面质量及控制

连铸坯表面质量的好坏决定了铸坯在热加工之前是否需要精整，也是影响金属收得率和成本的重要因素，还是铸坯热送和直接轧制的前提条件。

连铸坯表面缺陷形成的原因较为复杂，但总体来讲，主要是受结晶器内钢液凝固所控制，如图14所示。

图14 连铸坯表面缺陷示意图

（三）连铸坯内部质量及控制

铸坯的内部质量是指铸坯是否具有正确的凝固结构、偏析程度、内部裂纹、夹杂物含量及分布状况等。

凝固结构是铸坯的低倍组织，即钢液凝固过程中形成等轴晶和柱状晶的比例。铸坯的内部质量与二冷区的冷却及支撑系统密切相关，如图15，图16所示。

图15 铸坯内部缺陷示意图

图16 “V”形偏析

1）减少铸坯内部裂纹的措施

（1）采用压缩浇铸技术，或者应用多点矫直技术

（2）二冷区采用合适夹辊辊距，支撑辊准确对弧

（3）二冷水分配适当，保持铸坯表面温度均匀

（4）合适拉辊压下量，最好采用液压控制机构

2）夹杂物的控制

从炼钢 精炼 连铸生产洁净钢，主要控制对策是：

（1）控制炼钢炉下渣量

● 挡渣法（偏心炉底出钢、气动法、挡渣球）

● 扒渣法：目标是钢包渣层厚＜50mm，下渣2Kg/t

（2）钢包渣氧化性控制

● 出钢渣中高（FeO+MnO）是渣子氧势量度。（FeO+MnO）↑板胚T[O]↑

（3）钢包精炼渣成分控制

不管采用何种精炼方法（如RH、LF、VD），合理搅拌强度和合理精炼渣组成是获得洁净钢水的基础。

合适的钢包渣成分：CaO/ Al2O3＝1.5～1.8，CaO/ SiO2=8～13，（FeO+MnO）＜5％。高碱度、低熔点、低氧化铁、富CaO钙铝酸盐的精炼渣，能有效吸收大颗粒夹杂物，降低总氧。

（4）保护浇注

● 钢水保护是防止钢水再污染生产洁净钢重要操作

● 保护浇注好坏判断指标：－△[N]＝[N]钢包－[N]中包；－△[Al]s＝[Al]钢包－[Al]中包

● 保护方法：①中包密封充Ar；②钢包 中间包长水口，△[N]＝1.5PPm甚至为零；③中间包 结晶器浸入式水口

(5)中间包控流装置

● 中间包不是简单的过渡容器，而是一个冶金反应容器，作为钢水进入结晶器之前进一步净化钢水

● 中间包促进夹杂物上浮其方法：

a.增加钢水在中间包平均停留时间t：t＝w/（a×b×ρ×v）。中间包向大容量深熔池方向发展。

b.改变钢水在中间包流动路径和方向，促进夹杂物上浮。

（6）中间包复盖剂 中间包是钢水去除夹杂物理想场所。钢水面上复盖剂要有效吸收夹杂物。

● 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，钢水中T[O]增加。生产洁净钢应用碱性复盖剂。

（7）碱性包衬

钢水与中间包长期接触，钢水与包衬的热力学性能必须是稳定的，这是生产洁净钢的一个重要条件。包衬材质中SiO2增加，铸坯中总氧T[O]是增加，因此生产洁净钢应用碱性包衬。

对低碳Al-K钢，中间包衬用Mg-Ca质涂料（Al2O3→0），包衬反应层中Al2O3可达21％，说明能有效吸附夹杂物。

（8）钢种微细夹杂物去除

● 大颗粒夹杂（>50μm）去除，采用中间包控流技术

● 小颗粒夹杂（<50μm）去除：

－中间包钙质过滤器

－中间包电磁旋转

（9）防止浇注过程下渣和卷渣

● 加入示踪剂追踪铸坯中夹杂物来源

● 结晶器渣中示踪剂变化

● 铸坯中夹杂物来源，初步估算外来夹杂物占41.6%二次氧化占 39%，脱氧产物为20%

（10）防止Ar气泡吸附夹杂物

对Al－K钢，采用浸入式水口吹Ar防止水口堵塞，但吹Ar会造成：

● 水口堵塞物破碎进入铸胚，大颗粒Al2O3轧制延伸会形成表面成条状缺陷

● ＜1mmAr气泡上浮困难，它是Al2O3和渣粒的聚合地，当气泡尺寸>200μm易在冷轧板表面形成条状缺陷。

为解决水口堵塞问题，可采用：

－钙处理改善钢水可浇性

－钙质水口

－无C质水口

目前还是广泛采用吹Ar来防止堵塞。生产洁净钢总的原则是：钢水进入结晶器之前尽可能排除Al2O3。

（11）结晶器钢水流动控制

三、连铸坯形状缺陷及控制

（一）鼓肚变形

带液心的铸坯在运行过程中，于两支撑辊之间，高温坯壳中钢液静压力作用下，发生鼓胀成凸面的现象，称之为鼓肚变形。板坯宽面中心凸起的厚度与边缘厚度之差叫鼓肚量，用以衡量铸坯彭肚变形程度。

减少鼓肚应采取措施 ：

（1）降低连铸机的高度

（2）二冷区采用小辊距密排列；铸机从上到下辊距应由密到疏布置

（3）支撑辊要严格对中

（4）加大二冷区冷却强度

（5）防止支撑辊的变形，板坯的支撑辊最好选用多节辊

图17 铸坯鼓肚示意图

（二）菱形变形

菱形变形也叫脱方。是大、小方坯的缺陷。是指铸坯的一对角小于90°，另一对角大于90°；两对角线长度之差称为脱方量。

应对菱变的措施 ：

（1）选用合适锥度的结晶器

（2）结晶器最好用软水冷却

（3）保持结晶器内腔正方形，以使凝固坯壳为规正正的形状

（4）结晶器以下的600mm距离要严格对弧；并确保二冷区的均匀冷却

（5）控制好钢液成分

（三）圆铸坯变形

圆坯变形成椭圆形或不规则多边形。圆坯直径越大，变成随圆的倾向越严重。形成椭圆变形的原因有：

（1）圆形结晶器内腔变形

（2）二冷区冷却不均匀

（3）连铸机下部对弧不准

（4）拉矫辊的夹紧力调整不当，过分压下

可采取相应措施：

（1）及时更换变形的结晶器

（2）连铸机要严格对弧

（3）二冷区均匀冷却

（4）可适当降低拉速

（四）夹杂物的控制

提高钢纯净度的措施：

（1）无渣出钢

（2）选择合适的精炼处理方式

（3）采用无氧化浇注技术

（4）充分发挥中间罐冶金净化器的作用（5）选用优质耐火材料

（6）充分发挥结晶器的作用

（7）采用电磁搅拌技术，控制注流运动

（五）间包冶金

当前对钢产品质量的要求变得更加严格。中间包不仅仅只是生产中的一个容器，而且在纯净钢的生产中发挥着重要作用。

70年代认识到改变中间包形状和加大中间包容积可以达到延长钢液的停留时间，提高夹杂物去除率的目的；安装挡渣墙，控制钢液的流动，实现夹杂物有效碰撞、长大和上浮。80年代发明了多孔导流挡墙和中间包过滤器。

在防止钢水被污染的技术开发中，最近已有实质性的进展。借助先进的中间包设计和操作如中间包加热，热周转操作，惰性气氛喷吹，预熔型中间包渣，活性钙内壁，中间包喂丝，以及中间包夹杂物行为的数学模拟等，中间包在纯净钢生产中的作用体现得越来越重要。

在现代连铸的应用和发展过程中，中间包的作用显得越来越重要，其内涵在被不断扩大，从而形成一个独特的领域——中间包冶金。

中间包冶金的最新技术：

（1）H型中间包

（2）离心流中间包

（3）中间包吹氩

（4）去夹杂的陶瓷过滤器

（5）电磁流控制

图18 H型中间包