连铸连轧
薄板坯连铸连轧之产品质量控制
王庆
（安徽工业大学）
摘要介绍了国外关于薄板坯连铸连轧生产中影响产品质量各种因素的研究成果, 对于一些主要的影响原理进行了简单的探讨,并且介绍了薄板坯来连铸连轧工艺产品的质量优势和工艺优势，使人们对采用薄板坯连铸连轧技术生产质量合格产品主要方面有一定基本了解。
关键词薄板坯连铸连轧质量
薄板坯连铸连轧在国际上是新出现的技术, 这些技术在正常生产中可满足用户需要, 但为达到现代工业对于板带钢质量的苛刻要求, 在生产控制方面要注意一些问题, 本文介绍了国外的一些经验。
1 薄板坯连铸连轧技术工艺流程与产品质量
现在拥有薄板坯连铸连轧技术的外国公司主要有4家, 其典型工艺布置各不相同。工艺布置的不同对质量性能是有影响的。
1.1 西马克的CSP技术
西马克CSP技术设备相对简单, 流程通畅, 易于掌握, 但是由于其采用50mm的板坯, 对薄规格产品道次变形量过大, 轧机负荷大; 对厚规格的产品压缩比过小, 对提高质量不利, 了产品范围的扩大和质量的提高。
1.2 德马克的ISP技术
德国德马克ISP技术连铸75mm板坯, 液芯压下至60m , 2架大压下轧机轧制到20mm, 进感应炉和无芯卷取箱炉均热, 4架精轧机轧制为成品。德马克方案的技术含量较高, 液芯压下大压下轧机、感应加热等都有特色, 但是新技术多带来的问题就是设备复杂,对管理水平和水平要求高。另外, 板坯出连铸机后进大压下轧机前, 板坯温度一般已不均匀, 工艺设计此有一除鳞设备, 但是板坯此时除鳞, 温度下降不利于轧制, 不除鳞则影响表面质量, 在生产一矛盾始终未得到解决。大压下轧机与连铸机连接在一起, 中间无缓冲设备, 而轧机换辊需要停机进行, 势必影响铸机的工作。
1.3奥钢联的CONROLL技术
奥钢联只在美国MANSFIELD的ARMCO利用原有的旧轧机改造了一条使CONROLL铸机的生产线。该生产线浇铸75～125mm的板坯, 奥钢联技术的特点是全部使用成熟技术。近年人们认为,连铸薄板坯从质量与经济性方面考虑, 并非越薄越好, 而是有一个经济厚度, 这一厚度为90～100mm左右。因为这个厚度离传统的板坯厚度较近, 可以借用长期积累的丰富经验与技术; 板坯较厚压缩比大, 从而可提高产品质量; 板坯断面积大可采用较低的拉速, 降低了结晶器磨损, 减少了拉漏几率; 在卷重相同的情况下板坯定尺短, 输送辊道、加热炉长度较短, 节省了投资, 平板结晶器的加工、修复也相对容易, 有色金属消耗低。
1.4 达涅利的FTSR技术
达涅利为加拿大的ALGOMA钢铁公司建设薄板坯连铸连轧线已投产, 该生产线使用达涅利的凸透镜型结晶器, 铸造60～80mm的薄板坯, 出结晶器进行液芯压下到50～70mm然后进入辊底式隧道炉均热, 由一台粗轧机轧制到25～35mm , 再进行均热(辊底式隧道炉) ,最后进入6机架精轧机组。达涅利技术生产的钢种范围较广, 包括包晶钢在内均可生产。在提高质量方面考虑也比较全面, 增加了边部感应加热和粗轧后的二次加热。为得到更好的表面质量, 达涅利的生产线有三次除鳞, 分别在连铸机出口、粗轧机入口和精轧机入口, 这对于提高表面质量无疑是有利的。达涅利设计的除鳞机为旋转的形式, 这对于提高表面质量和减少
除鳞后在铸坯表面的积水有利。
2薄板坯连铸连轧的质量优势
2.1 薄板坯连铸连轧技术除其短流程、近终形、节约能源、成本低的优势外, 另一重要
的优点是质量好。由于薄板坯在结晶器内的冷却强度远大于传统的板坯, 其二次和三次枝晶更短, 铸态组织晶粒比传统板坯更细、更均匀。原始组织精细为最终组织的细化创造了条件。同时因冷却强度大, 板坯的微观偏析也得到较大的改善, 分布也更均匀, 产品的性能更加稳定。直轧工艺取消了γ-α相变温度区的中间冷却,热轧变形是在粗大的奥氏体组织上直接进行。而传统的所谓冷装工艺, 通过中间冷却的γ-α-γ相变过程, 形成大大细化的新的奥氏体组织。因此为把粗大的奥氏体转变成细小的成品组织, 对于直接轧制工艺也需确定合适的总变形量, 对于采用50mm的板坯而言, 这个总变形量只能比传统的冷装的厚板坯轧制的总
变形量小。从这个角度讲, 薄板坯连铸连轧的性能质量的提高也有困难。直接轧制工艺在生产低合金钢时也有特点。通常微合金元素的完全溶解是合金元素在钢中多重作用的前提。薄板坯高温直接装炉, 许多合金元素不会象在传统的生产工艺中因为板坯冷却而析出, 而是始终处于溶解的状态, 其不仅在初始组织而且在再结晶后均起到晶粒的细化作用。比如, 为了在成品组织中取得弥散硬化, 一部分合金元素在相变之后仍应处于溶解状态。常规冷装工艺, 再加热前的冷却过程中合金元素已经以碳、氮化物的形式析出,再加热过程中, 一般不可能以固溶状态保持到相变以后, 就起不到使最终产品晶粒细化的作用。薄板坯则通过工艺的优化控制避免这一问题, 根据需要在变形前使材料中的合金元素处于固溶状态, 通过变形的诱导析出使析出物有更精细的均匀分布。而剩余的合金元素保留到相变以后析出, 造成对材料的进一步强化。这种状态可最大的发挥合金元素的潜力, 减少合金元素的用量。薄板坯连铸连的均热工艺还保证了板坯在轧制过程中的温度的均匀和稳定, 以CSP技术为例,辊底式隧道
炉与轧机同在生产线上, 板坯头部进入轧机时, 其他部分仍然在炉内保温, 出炉后的板坯也
与空气接触的时间极短, 马上进行轧制, 所以保证了板坯的横断面与纵向的温度分布非常均匀。最大的温度差可在±10℃左右。纵向的温度也与横向相同, 在整个的变形过程中没有因为温度的变化而引起轧制力的波动。这种原始组织的均匀和轧制过程温度的均匀保证了产品的性能质量的稳定和均匀。薄板坯连铸连轧产品的尺寸精度也是很高的, 统计表明98.9%带
卷长度的纵向厚差不大于±0.025mm; 99.3%带卷长度的宽度差不大于±3.1mm。
2.2 薄板坯连铸连轧提高产品质量的结晶动力学优势
薄板坯连铸作为近终形浇铸, 与传统板坯连铸相比, 具有以下特点: 板坯厚度小; 拉
坯速度大; 凝固速度快; 出坯温度高; 冶金长度短; 比表面积大。薄板坯出料架后直接进入长辊底式加热炉均热, 然后进行连轧, 再通过层流冷却最后卷取。该工艺特点使其产品具备了下列优势。
2.2.1 由于板坯减薄而加快了冷却和凝固的速度, 这不仅使板坯内部宏观偏析大为减轻,
而且起到了细化一次奥氏体晶粒的作用。这是由于铸坯在凝固过程和凝固后的- 变过程中, 存在非常好的高形核率条件, 通过凝固过程的强冷使奥氏体组织明显细化, 并且晶
粒的细化作用随铸坯在冷却过程( 1 500～1 350 ℃) 中冷却率的提高而加强。
2.2.2 由于铸态组织细小、均匀, 加工温度均匀, 产品的组织晶粒也均匀, 从而性能均匀一致,薄板坯的产品在带宽的各点性能基本相同,而传统方法生产的产品边部与中部的性能
有较大差别, 这显然是由于边部温降快, 晶粒细所致。薄板坯产品的性能参数分布非常集中, 而传统方法的产品性能参数则比较分散。
2.2.3 直接轧制可以发挥微合金元素的全部潜在作用, 即通过工艺优化控制, 根据需要在薄板坯变形前使材料中的合金元素处于固溶状态, 经变形诱导析出并使析出物有更精细的
均匀分布,剩余的合金元素则保留至相变以后析出, 造成对材料的进一步强化。这种状态可最大程度地发挥合金元素的潜力, 减少合金元素的用量。实际生产证明普通热轧机生产的品
种, 薄板坯连铸连轧工艺大都可以生产( 一般不包括0.08%～0.15%C的普碳钢) , 而且显微结构更加均匀。
3影响产品质量的因素及其控制
3.1对原料的要求
应该采取提高钢水中的夹杂物在钢包和中间包的上浮能力的措施, 同时, 严格脱氧和脱硫操作, 减小固体夹杂物的形成, 在NUCOR厂, 用硅钙或钙铁改善氧化铝夹杂前, 就已经将硫的含量降到最低。在添加钙促进夹杂物自钢水中分离后, 对钢水实施气体搅拌。为防止钢水的再氧化, 还采取了一系列的措施。诸如石灰萤石铝混合脱氧渣的使用等。钢水的成分也很重要, 因薄板坯在结晶器中的冷却强度远高于传统的板坯, 这造成很强的表面热应力,它
可导致纵向表面裂纹的形成, 特别对于碳含量在0.065%～0.15%的钢尤为显著, 为减少其影响, 西马克和达涅利采用了一种复杂断面的结晶器。尽管如此, 在生产上应该尽量避免
0.065%～0.15%碳含量, 因其容易形成纵向和横向裂纹。为了避免氮化铝的析出, 铝的含量应小于0.035% , 氮的含量应小于0.009% , NUCOR的研究认为, 当板坯温度低于900 ℃时, 氮化铝的析出会造成奥氏体晶界脆化, 在板坯的振痕处引起横向裂纹。硫的含量应低于0.01%～0.015% , 可防止薄板坯的表面裂纹, 同时防止形成CaS堵塞水口。通过钢包内喷吹氩气和钙铝渣脱硫, 可达到这一目的。残留元素(Cu、Sn、Pb) 一般来自于废钢, 含量过高时在热轧中可引起热脆, 所以将废钢和适当量的直接还原铁配合使用是必要的。当铜的含量超过0.15%时, 应使镍的含量提高, 达到Cu/Ni=1。磷的含量应在0.001%～0.005%的范围。铬、镍、钼一般也来自于废钢, 对于热轧带钢其无有害的影响, 但是会提高钢板的强度, 对于冷轧板, 特
别是有成型性要求的汽车板, 是不利的。为使成分均匀, NUCOR厂在脱氧后马上添加合金元素, 并实施电磁搅拌30～40 min。
3.2薄板坯冷却、均热与质量的关系
应当指出的是薄板坯连铸连轧中析出物(如碳化物、硫化物、氮化物等) 生成的规律与常规的板坯是不同的。如MnS的析出, 常规生产中钢水的凝固是缓慢的, 钢坯的再加热时间也很长, 因此析出的硫化锰的粒子也比较粗大; 但是对薄板坯连铸连轧其析出的粒子则很细小。这往往造成了同样成分的钢种, 两者生产的板带性能有差异。所以在薄板坯生产中必须对与析出物生成有直接关系的冷却、均热等工序给予特殊的重视。研究认为, 薄板坯产生横向裂纹的主要原因是AlN的析出, 当板坯的温度接近A r3 温度时, AlN就会在奥氏体晶界析出, 当温度达到A r3 时铁素体也开始在奥氏体晶界析出, 二者共同影响弱化了奥氏体晶界, 易产生裂纹。对于薄板坯, 由于冷却较快, 这一问题尤其突出。在传统的板坯生产中, 由于板坯在加热炉中保温时间很长, AlN可以再次溶解。但薄板坯的均热一般仅15min左右, 并且均热温度也较低, 一般仅1100℃, 连铸冷却中形成的AlN粒子不能溶解, 在轧制中就会出现困难。解决这一问题的办法, 一方面如前所述, 控制铝、氮的含量; 另一方面可以提高均热温度到1225℃, 使AlN溶解; 保证在轧制的过程中不析出, 目前达涅利和奥钢联采取的办法是在连
铸机后增加一边部感应加热器(因为边部温度降低最快, 最易产生裂纹) , 同时优化结晶器内的钢水流动和连铸机对板坯的冷却, 避开AlN的析出区。对低合金钢也有同样的问题, 在氮含量较高的情况下, Nb(C,N) 和AlN同时析出, 同样会降低钢的塑性。
3.3 铸轧对产品性能的影响
与传统的板坯生产相同, 薄板坯在连铸以后也会在内部存在偏析, 通过电子探针分析薄板坯内部碳、锰偏析的情况。可知在板坯内的大多区域碳、锰并无特殊的变化, 仅在接近板坯的中心区时, 两种元素先少量的正偏析, 然后变为负偏析, 达到中心是很高的正偏析值。研究认为, 偏析的形成程度与连铸后液芯压下的工艺参数有关, 特别是液芯压下的影响最大, 如果工艺制度合适, 则可以减少偏析的程度。并且液芯压下对改善板坯的内部疏松也十分有利。
3.4变形量对产品质量的影响
薄板坯连铸连轧与传统的板坯生产重要的是压下量的不同, 传统的板坯生产热带一般从200～300mm轧制到成品厚度; 薄板坯则为50～100m轧到成品厚度, 若按传统的方法组织生产可能会出现质量的问题。从图1可以看到在变形程度1～1.5(相当于变形量63%～78%) 以前, 钢
的密度和
面缩率是
连续增加
的, 当变
形量达到
63～78时,
性能曲线
增加平缓,
即如果继
续增加变
形量对常
规的力学
性能的影
响不会很
大。特别
值得注意
的是对某
些有特殊要求的钢材, 变形量大小对某些参数, 如脆性转变温度是至关重要的。
由图2可知变形量对低温转变脆性的影响远大于对强度指标的影响。
由上述可知, 总变形量和道次变形量对产品性能的影响较大, 但因钢种不同, 影响的程度和指标不同,在生产中应根据产品要求和工艺条件综合考虑。
3.5轧制温度对产品质量的影响
在薄板坯连铸连轧中由于做到了直接轧制、在线均热等, 因而, 轧制温度可以比较低。实施低温轧制可以节约能源, 提高质量。对于普通碳钢, 一般的温度制度是均热至1100～1150℃, 开轧温度为1050～1100℃, 终轧为900℃左右。对于正常的生产该工艺参数可以保证产品的质量。如前所述, 由于薄板坯很薄, 边部、角部和头部温降很快, 一旦板坯的温度低于A r3, AlN 等的析出将会造成质量问题; 并且为提高合金元素固溶量,需要高的变形温度,
通过合金元素固溶量的提高, 提高奥氏体的再结晶温度, 使再结晶组织细化。所以对不同的钢种应具体分析, 采用不同的工艺制度。
薄板坯连铸连轧目前还属于比较新的技术, 仍然在发展, 所以对于产品质量的影响因素和质量的控制方法, 各国也都在研究和摸索。相信不久的将来会有比较完整的理论出现, 使质量的控制达到更高的水平。
参考文献
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[7]康永林,柳得橹,王中丙,等.薄板坯连铸连轧CSP生产低碳钢板的组织特征[J].钢铁,2001,(6):40-43.
连铸连轧
薄板坯连铸连轧之产品质量控制 王庆 （安徽工业大学） 摘要介绍了国外关于薄板坯连铸连轧生产中影响产品质量各种因素的研究成果, 对于一些主要的影响原理进行了简单的探讨,并且介绍了薄板坯来连铸连轧工艺产品的质量优势和工艺优势，使人们对采用薄板坯连铸连轧技术生产质量合格产品主要方面有一定基本了解。 关键词薄板坯连铸连轧质量 薄板坯连铸连轧在国际上是新出现的技术, 这些技术在正常生产中可满足用户需要, 但为达到现代工业对于板带钢质量的苛刻要求, 在生产控制方面要注意一些问题, 本文介绍了国外的一些经验。 1 薄板坯连铸连轧技术工艺流程与产品质量 现在拥有薄板坯连铸连轧技术的外国公司主要有4家, 其典型工艺布置各不相同。工艺布置的不同对质量性能是有影响的。 1.1 西马克的CSP技术 西马克CSP技术设备相对简单, 流程通畅, 易于掌握, 但是由于其采用50mm的板坯, 对薄规格产品道次变形量过大, 轧机负荷大; 对厚规格的产品压缩比过小, 对提高质量不利, 了产品范围的扩大和质量的提高。 1.2 德马克的ISP技术 德国德马克ISP技术连铸75mm板坯, 液芯压下至60m , 2架大压下轧机轧制到20mm, 进感应炉和无芯卷取箱炉均热, 4架精轧机轧制为成品。德马克方案的技术含量较高, 液芯压下大压下轧机、感应加热等都有特色, 但是新技术多带来的问题就是设备复杂,对管理水平和水平要求高。另外, 板坯出连铸机后进大压下轧机前, 板坯温度一般已不均匀, 工艺设计此有一除鳞设备, 但是板坯此时除鳞, 温度下降不利于轧制, 不除鳞则影响表面质量, 在生产一矛盾始终未得到解决。大压下轧机与连铸机连接在一起, 中间无缓冲设备, 而轧机换辊需要停机进行, 势必影响铸机的工作。 1.3奥钢联的CONROLL技术 奥钢联只在美国MANSFIELD的ARMCO利用原有的旧轧机改造了一条使CONROLL铸机的生产线。该生产线浇铸75～125mm的板坯, 奥钢联技术的特点是全部使用成熟技术。近年人们认为,连铸薄板坯从质量与经济性方面考虑, 并非越薄越好, 而是有一个经济厚度, 这一厚度为90～100mm左右。因为这个厚度离传统的板坯厚度较近, 可以借用长期积累的丰富经验与技术; 板坯较厚压缩比大, 从而可提高产品质量; 板坯断面积大可采用较低的拉速, 降低了结晶器磨损, 减少了拉漏几率; 在卷重相同的情况下板坯定尺短, 输送辊道、加热炉长度较短, 节省了投资, 平板结晶器的加工、修复也相对容易, 有色金属消耗低。 1.4 达涅利的FTSR技术 达涅利为加拿大的ALGOMA钢铁公司建设薄板坯连铸连轧线已投产, 该生产线使用达涅利的凸透镜型结晶器, 铸造60～80mm的薄板坯, 出结晶器进行液芯压下到50～70mm然后进入辊底式隧道炉均热, 由一台粗轧机轧制到25～35mm , 再进行均热(辊底式隧道炉) ,最后进入6机架精轧机组。达涅利技术生产的钢种范围较广, 包括包晶钢在内均可生产。在提高质量方面考虑也比较全面, 增加了边部感应加热和粗轧后的二次加热。为得到更好的表面质量, 达涅利的生产线有三次除鳞, 分别在连铸机出口、粗轧机入口和精轧机入口, 这对于提高表面质量无疑是有利的。达涅利设计的除鳞机为旋转的形式, 这对于提高表面质量和减少
连铸连轧法生产铜杆---图
连铸连轧法生产铜杆 一、连铸连轧铜杆生产工艺过程： 电解铜加料机竖炉上流槽保温炉下流槽浇堡 铸造机夹送辊剪切机坯锭预处理设备轧机清洗冷却管道涂蜡成圈机包装机成品运输 二、连铸连轧铜杆生产线 当前世界各国采用的铜杆连续生产线新工艺主要有：意大利的Properzi系统（缩称CCR系统），美国的SouthWire系统（缩称SCR系统）、联邦德国的Krupp/Hazelett系统（缩称Contirod系统）、以及将法国的SECIM系统。这些系统在原理上基本相同，工艺上也大同小异，其差异主要是在铸机和轧机的形式和结构上。 CCR系统沿用铝连铸连轧的双轮铸机和三角轧机形式连铸连轧铜杆。最初铜铸锭截面1300mm2，现在最大可达2300mm2，理论能力18t/h，轧制孔型系“三角——圆”系统。当锭子截面太大时，原轧机前面加两平一立辊机架，采用箱式孔型开坯，箱孔型道次减缩率在40%左右。 SCR系统是在CCR的基础上改进而成的如图2-35，铸机由双轮改为五轮（一大四小），轧机则改为平一立辊式连轧机，孔型改为箱—椭—圆系统。头上两道箱式孔型同样起开坯作用。SCR五轮铸机可铸铜锭截面6845 mm2，理论能力2518t/h。 图2-35 1——提升机及加料台2——熔化炉3——保温炉4——液压剪5——铸锭整形器6——飞剪7——酸洗8——卷取装置9——精轧机组10——粗轧机组11——连铸机 Contirod系统工艺和生产规模基本上和SCR一样，只是铸机改用了“无轮双钢带式”即Hazelett式。 SECIM系统（图2-36），采用四轮式连铸机，（一大三小），最大铸锭截面4050mm2，11机架，孔型前三道为箱—扁—圆系统。生产铜杆φ7~16mm，重量达到5t，生产能力30 t/h。
连铸连轧知识点
连铸连轧部分知识点 1、连铸生产工艺对连铸设备的要求： 1）必须适合高温钢水由液态变成液固态，又变成固态的全过程； 2）必须具有高度的抗高温，抗疲劳强度的性能和足够的强度； 3）必须具有较高的制造和安装精度，易于维修和快速更换，充分冷却和良好的润滑等。 2、连铸流运行轨迹将连铸机分为哪几种？简述每种机型的特点？ 1）立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭圆形连铸机和水平连铸机。2）A、立式连铸机：此铸机坯壳冷却均匀，且不受弯曲矫直作用，故不宜产生内部和表面裂纹，有利于夹杂物上浮，但其设备高度大，操作不方便，投资费用高，设备维护及事故处理难，铸坯断面和定长及拉速受限，并且铸坯因钢水静压力大，板坯股肚变形较突出。 B、立弯式连铸机：铸机的中间包，结晶器，导辊，引锭杆沿垂线分布。拉矫机切割机沿水平布置，浇注和冷却凝固在垂直方向上完成，完全凝固后被顶弯90°，进入弯曲段，在水平方向出坯，它的铸机高度比立式下降，运输方便，可适合较长定尺的要求，但由于增加了一次弯曲和矫直，一造成裂纹。 C、弧形连铸机：分为单点矫直弧形连铸机，多点矫直弧形连铸机，直结晶器弧形连铸机。a）单点矫直弧形连铸机：优点：高度比立式、立弯式低，故设备重量轻，投资费用低，安装和维修方便，钢水对铸坯的静压力小，可减少因股肚造成的内列和偏析，有利于提高拉速改善铸坯质量。缺点：钢水凝固过程中，非金属夹杂物有向弧内聚焦的倾向，一造成铸坯内部杂物分布不均匀。b）多点矫直弧形连铸机：优点：固液界面变形率降低铸坯带液芯矫直时，不产生内部裂纹，有利于提高拉速。 c）直结晶器弧形连铸机优点：具有立式的优点，有利于大型夹杂物的上浮及钢中夹杂物的平均分布，比立弯式高度更高，建设费用低。缺点：铸坯外弧侧坯壳受拉伸，两相区易造成裂纹缺陷，设备结构复杂，检修，维修难度大。 D、椭圆形连铸机：其优点是高度较弧形大大减小，钢水静压力低，铸坯股肚量小，内部裂纹中心偏析得到改善，投资节约20%----30%（比弧形）。但结晶器内钢水中的夹杂物几乎无上浮机会，故对钢水要求严格。 E、水平连铸机：其优点是设备高度最低，钢水物二次氧化，铸坯质量得到改善，不受弯曲及矫直作用，有利于防止裂纹，设备维护简单，事故处理方便，但中间包和结晶器连接处的分离较贵，结晶器和铸坯间润滑困难，拉坯时结晶器不振动，适合小坯量，多种浇注，200mm以下方坯，圆坯，特殊钢。 3、连铸连轧的定义：由连铸机生产出来的高温无缺陷坯，不需要清理和再加热（但需经过短时均热和保温处理）而直接轧制成材，这样把“铸”“轧”直接连成一条生产线的工艺流程就称为连铸连轧。 4、连铸和连轧紧凑联结的方法：连铸坯热装、直接轧制。连铸坯热装工艺是指连铸机生产的钢坯不经过冷却，在热状态下卷入加热炉加热，然后进行轧制的方法。连铸坯直接轧制工艺是指铸机出来的高温铸坯不再经过加热或只对边棱进行轻度的补充加热就直接送往轧机轧制成材。 5、连铸连轧的优点：1）简化生产工艺流程，生产周期短； 2）占地面积少； 3）固定资产投资少； 4）金属的收得率高； 5）钢材性能好； 6）能耗少； 7）工厂定员大幅降低； 8）劳动条件好，易于实现自动化。 6、提高拉坯速度的限制因素：1）拉坯力的限制； 2）铸坯断面影响； 3）铸坯厚度影响； 4）结晶器导热能力的限制； 5）速度对铸质的影响； 6）钢水过热度的影响；7）钢种的影响。 7、二冷区包括：足辊段、支撑导向段和扇形段。 二冷区冷却方式：1）干式冷却；2)水喷雾冷却；3）水—气喷雾冷却（效果最好）。 8、倒锥度：为了减少气隙，加速钢水的传热和坯壳生长，通常结晶器的下口断面比上口断面小。倒锥度过小会导致坯壳过早脱离铜壁产生气隙，降低冷却效果，或使结晶器的坯壳厚度不够产生拉漏事故；倒锥度过大容易导致坯壳与结晶器铜壁之间的挤压力过大从而加速铜壁的磨损。 9、结晶器满足要求：1）结构简单重量轻；2）良好的导热性和水冷条件； 3）应做上下往复运动并加润滑剂； 4）结晶器有足够的刚度，以免影响铸坯质量。 10、结晶器震动方式：同步式、负滑脱式、正弦振动式 11、结晶器调宽方法：1）停机变宽； 2）平移变宽； 3）转动加平移变宽（最具代表性）。
连铸结晶器液面自动加渣控制系统简介
连铸结晶器液面自动加渣控制系统简介
连铸结晶器液面自动加渣控制系统简介 一、概述 连铸机浇筑时结晶器加保护渣是连铸生产中最重要的工作，保护渣在连铸生产中起着极为重要的作用，如防止二次氧化、润滑及吸附杂质等。连铸工艺要求保护渣在浇铸过程中形成熔融层、烧结层及粉渣层等三层结构，以便更好的发挥作用。少加勤加是添加保护渣的一条重要原则。 二、现场现状 目前连铸机上采用的加渣方式大都还是人工方式，每个工人管理着一流或两流，需时刻观察着结晶口的状态，需要加时就用随便的推上一堆，心情好或领导在时加的还均匀些，领导不在那就看自己的心情了，心情好负责些，心情不好那就随便了。况且连铸机旁的环境比较恶劣，工人的劳动强度很大，要求工人长时间的高质量的完成加渣工作也有难度。因此人工添加保护渣受操作者因素的影响较大，很难保证添加的稳定性，容易产生卷渣和液面波动，从而产生夹杂、振痕加深等缺陷。针对这种情况，我公司最新研发了一套连铸结晶器液面自动加渣控制系统，可以代替工人进行自动加渣而基本无需工人干预。 三、系统简介 我公司新研发的连铸结晶器液面自动加渣控制系统，包括工控机、控制执行单元、现场控制报警单元、加料仓、气动单元、结晶器渣液面温度检测装置、渣料喷头、料位计、专用软件组成。
连铸结晶器液面自动加渣控制系统是一套闭环自动控制系统，它以工控机为核心，通过专用软件来自动控制各个组成部分自动工作，在基本参数设置完成后，由工控机来根据连铸机结晶器内渣液面的实际情况进行参数调整，无需再人工干预调整而能保证结晶器内渣液面的均匀和稳定。 系统的工作过程由工控机实时不停的读取结晶器内渣液面的表面温度，如果渣液面的表面温度超过设定的加料温度，则工控机控制执行单元让加料仓下料，同时打开气动单元，保护渣在下料管内被送料气体经渣料喷头均匀吹送到结晶器内，然后再测结晶器内渣液面的表面温度，如果渣液面的表面温度仍然超过设定的加料温度，则工控机重复上面的加料过程，如果测量到结晶器内渣液面的表面温度低于设定的加料温度则停止加料和关闭气动单元。 在现场设有工人控制箱，可以控制任意一流加料系统的启动和停止。当出现故障时控制箱会发出声光报警，并指示灯提示哪一流出现问题。 系统实现框图如下： 图1系统框图 加 料 下料控制单 渣料 工控 干燥 渣层 料显示 报
薄板坯连铸连轧
薄板坯连铸连轧 薄板坯连铸连轧技术是 20 世纪 80 年代末世界钢铁工业发展的一项重大技术 , 它的开发成功是近终形浇铸技术的重大突破。按类型可分为CSP、ISP、FTSR、和CONROLL技术，但就不同类型的生产线来看，以CSP建设得最多[3]。 CSP(Compact Strip Production)即紧凑式板带生产工艺，是由德国施罗曼.西马克（SMS）公司研究开发的薄板坯连铸连扎技术，世界上第一条CSP生产线，于1989年在美国NUCOR公司的CRAWFORDSVILLE厂建成，投产后，取得满意的生产效果和良好的经济效益，因而得到广泛应用。目前，有38台CSP连铸机在内的24条CSP生产线广泛分布在北美、南美、欧洲、亚洲、非洲等世界各地，生产能力达到3900万吨/年[4，5]。 图1.1为CSP生产线示意图，工艺流程为：电炉（AD或DC）→钢包精炼炉→薄板坯连铸机→均热保温→热连轧机→层流冷却→地下卷取。该工艺设备结构简单，操作稳定，产量高。具有流程短、生产简便且稳定，产品质量好、成本低、有很强的市场竞争力等一系列突出优点。 图1.1 CSP工艺生产线 1-中间包；2-结晶器；3-切断剪；4-均热炉；5-事故剪；6-除鳞机；7-精轧机； 8-1号层流却；9-飞剪；10-生产薄规格的旋转式卷取机；11-2号层流冷却； 12-生产厚规格的常规卷取机 薄板坯连铸连轧工艺流程特点： (1) 整个工艺流程是由炼钢(电炉或转炉) -炉外精炼- 薄板坯连铸- 物流的时间节奏与温度衔接- 热连轧5 个单元工序组成, 将原来的炼钢厂和热轧厂紧凑地压缩, 有机地组合在一起。 (2) 在整个工序流程中, 炼钢炉、薄板坯连铸机和热连轧机都是刚性较强的工艺装置, 为了稳定地连续浇铸和轧制, 需匹配好各段物流。例如, 对于宽度1350～1600 mm的薄板坯, 若平均拉速为415 m/ min , 则转炉容量应在100 t以上。
连铸连轧
1、连铸流运行轨迹将连铸机分为哪几种？简述每种机型的特点？ 1）立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭圆形连铸机和水平连铸机。 2）A、立式连铸机：优点：铸机坯壳冷却均匀，且不受弯曲矫直作用，故不宜产生内部和表面裂纹，有利于夹杂物上浮；缺点：其设备高度大，操作不方便，投资费用高，设备维护及事故处理难，铸坯断面和定长及拉速受限，并且铸坯因钢水静压力大，板坯股肚变形较突出。 B、椭圆形连铸机：优点：是高度较弧形大大减小，钢水静压力低，铸坯股肚量小，内部裂纹中心偏析得到改善，投资节约20%----30%（比弧形）。缺点：结晶器内钢水中的夹杂物几乎无上浮机会，故对钢水要求严格。 C、水平连铸机：优点:是设备高度最低，钢水物二次氧化，铸坯质量得到改善，不受弯曲及矫直作用，有利于防止裂纹，设备维护简单，事故处理方便；缺点：中间包和结晶器连接处的分离较贵，结晶器和铸坯间润滑困难，拉坯时结晶器不振动，适合小坯量，多种浇注，200mm 以下方坯，圆坯，特殊钢。 D、弧形连铸机：分为单点矫直弧形连铸机，多点矫直弧形连铸机，直结晶器弧形连铸机。a）单点矫直弧形连铸机：优点：高度比立式、立弯式低，故设备重量轻，投资费用低，安装和维修方便，钢水对铸坯的静压力小，可减少因股肚造成的内列和偏析，有利于提高拉速改善铸坯质量。缺点：钢水凝固过程中，非金属夹杂物有向弧内聚焦的倾向，一造成铸坯内部杂物分布不均匀。 b）多点矫直弧形连铸机：优点：固液界面变形率降低铸坯带液芯矫直时，不产生内部裂纹，有利于提高拉速。 c）直结晶器弧形连铸机优点：具有立式的优点，有利于大型夹杂物的上浮及钢中夹杂物的平均分布，比立弯式高度更高，建设费用低。缺点：铸坯外弧侧坯壳受拉伸，两相区易造成裂纹缺陷，设备结构复杂，检修，维修难度大。 2、连铸生产工艺对连铸设备的要求： 1）必须适合高温钢水由液态变成液固态，又变成固态的全过程； 2）必须具有高度的抗高温，抗疲劳强度的性能和足够的强度； 3）必须具有较高的制造和安装精度，易于维修和快速更换，充分冷却和良好的润滑等。 3、连铸连轧的定义：由连铸机生产出来的高温无缺陷坯，不需要清理和再加热（但需进过短时均热和保温处理）而直接轧制成材，这样把“铸”“轧”直接连成一条生产线的工艺流程就称为连铸连轧。 4、连铸和连轧紧凑联结的方法：连铸坯热装、连铸坯直接轧制。 连铸坯热装工艺是指连铸机生产的钢坯不经过冷却，在热状态下卷入加热炉加热，然后进行轧制的方法。 连铸坯直接轧制工艺是指铸机出来的高温铸坯不再经过加热或只对边棱进行轻度的补充加热就直接送往轧机轧制成材。 5、连铸连轧的优点：1）简化生产工艺流程，生产周期短；2）占地面积少； 3）固定资产投资少；4）金属的收得率高；5）钢材性能好；6）能耗少； 7）工厂定员大幅降低；8）劳动条件好，易于实现自动化。 6、提高拉坯速度的限制因素：1）拉坯力的限制；2）铸坯断面影响；3）铸坯厚度影响；4）结晶器导热能力的限制；5）速度对铸质的影响；6）钢水过热度的影响；7）钢种的影响。 7、二次区包括：足辊段、支撑导向段和扇形段。 二冷区冷却方式：1）干式冷却；2)水喷雾冷却；3）水—气喷雾冷却（效果最好）。 二冷区作用：1）带液心的铸坯从结晶器中拉出后，需喷水或喷气水直接冷却，使铸坯快速凝固，以进入拉铸区； 2）对未完成凝固的铸坯起支撑、导向作用，防止铸坯的变形； 3）在上引锭杆时对锭杆起支撑、导向作用； 4）直弧形连铸机，二冷区第一段把直坯弯成弧形坯。 8、结晶器的主要参数：⑴长度；⑵倒锥度（最重要）；⑶结晶器断面。 倒锥度：为了减少气隙，加速钢水的传热和坯壳生长，通常结晶器的下口断面比上口断面
连铸连轧
连铸连轧
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1、连铸流运行轨迹将连铸机分为哪几种？简述每种机型的特点? 1）立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭圆形连铸机和水平连铸机。 2）A、立式连铸机：优点：铸机坯壳冷却均匀，且不受弯曲矫直作用,故不宜产生内部和表面裂纹,有利于夹杂物上浮;缺点:其设备高度大,操作不方便,投资费用高，设备维护及事故处理难，铸坯断面和定长及拉速受限,并且铸坯因钢水静压力大，板坯股肚变形较突出。 B、椭圆形连铸机:优点:是高度较弧形大大减小,钢水静压力低，铸坯股肚量小，内部裂纹中心偏析得到改善,投资节约20％－--－30%（比弧形）。缺点:结晶器内钢水中的夹杂物几乎无上浮机会，故对钢水要求严格。 C、水平连铸机：优点：是设备高度最低,钢水物二次氧化,铸坯质量得到改善，不受弯曲及矫直作用,有利于防止裂纹,设备维护简单,事故处理方便；缺点:中间包和结晶器连接处的分离较贵,结晶器和铸坯间润滑困难,拉坯时结晶器不振动,适合小坯量，多种浇注,20０ｍｍ以下方坯,圆坯，特殊钢。 Ｄ、弧形连铸机:分为单点矫直弧形连铸机,多点矫直弧形连铸机，直结晶器弧形连铸机。 a）单点矫直弧形连铸机:优点：高度比立式、立弯式低,故设备重量轻,投资费用低,安装和维修方便,钢水对铸坯的静压力小,可减少因股肚造成的内列和偏析，有利于提高拉速改善铸坯质量。缺点:钢水凝固过程中，非金属夹杂物有向弧内聚焦的倾向，一造成铸坯内部杂物分布不均匀。 b）多点矫直弧形连铸机：优点：固液界面变形率降低铸坯带液芯矫直时，不产生内部裂纹，有利于提高拉速。 c)直结晶器弧形连铸机优点:具有立式的优点,有利于大型夹杂物的上浮及钢中夹杂物的平均分布，比立弯式高度更高，建设费用低。缺点：铸坯外弧侧坯壳受拉伸,两相区易造成裂纹缺陷,设备结构复杂，检修,维修难度大。 2、连铸生产工艺对连铸设备的要求: 1)必须适合高温钢水由液态变成液固态，又变成固态的全过程； 2)必须具有高度的抗高温,抗疲劳强度的性能和足够的强度; 3）必须具有较高的制造和安装精度，易于维修和快速更换,充分冷却和良好的润滑等。 3、连铸连轧的定义：由连铸机生产出来的高温无缺陷坯,不需要清理和再加热（但需进过短时均热和保温处理）而直接轧制成材，这样把“铸”“轧”直接连成一条生产线的工艺流程就称为连铸连轧。 4、连铸和连轧紧凑联结的方法:连铸坯热装、连铸坯直接轧制。 连铸坯热装工艺是指连铸机生产的钢坯不经过冷却，在热状态下卷入加热炉加热，然后进行轧制的方法。 连铸坯直接轧制工艺是指铸机出来的高温铸坯不再经过加热或只对边棱进行轻度的补充加热就直接送往轧机轧制成材。 5、连铸连轧的优点：1）简化生产工艺流程,生产周期短; ２）占地面积少; ３)固定资产投资少;4）金属的收得率高; ５）钢材性能好;6)能耗少; 7)工厂定员大幅降低；8)劳动条件好，易于实现自动化。 6、提高拉坯速度的限制因素:1）拉坯力的限制；２)铸坯断面影响; 3）铸坯厚度影响; 4)结晶器导热能力的限制；5）速度对铸质的影响;6）钢水过热度的影响；7)钢种的影响。７、二次区包括:足辊段、支撑导向段和扇形段。 二冷区冷却方式:1)干式冷却;2)水喷雾冷却；３)水—气喷雾冷却(效果最好)。 二冷区作用：1）带液心的铸坯从结晶器中拉出后，需喷水或喷气水直接冷却,使铸坯快速凝固,以进入拉铸区; 2)对未完成凝固的铸坯起支撑、导向作用，防止铸坯的变形； 3）在上引锭杆时对锭杆起支撑、导向作用; 4)直弧形连铸机，二冷区第一段把直坯弯成弧形坯。 8、结晶器的主要参数:⑴长度；⑵倒锥度(最重要)；⑶结晶器断面。 倒锥度：为了减少气隙,加速钢水的传热和坯壳生长，通常结晶器的下口断面比上口断面小。倒锥度过小会导致坯壳过早脱离铜壁产生气隙，降低冷却效果，或使结晶器的坯壳厚度不够产生拉漏事故；倒锥度过大容易导致坯壳与结晶器铜壁之间的挤压力过大从而加速
连铸结晶器液面自动加渣控制系统简介样本
连铸结晶器液面自动加渣控制系统简介 一、概述 连铸机浇筑时结晶器加保护渣是连铸生产中最重要的工作, 保护渣在连铸生产中起着极为重要的作用, 如防止二次氧化、润滑及吸附杂质等。连铸工艺要求保护渣在浇铸过程中形成熔融层、烧结层及粉渣层等三层结构, 以便更好的发挥作用。少加勤加是添加保护渣的一条重要原则。 二、现场现状 当前连铸机上采用的加渣方式大都还是人工方式, 每个工人管理着一流或两流, 需时刻观察着结晶口的状态, 需要加时就用随便的推上一堆, 心情好或领导在时加的还均匀些, 领导不在那就看自己的心情了, 心情好负责些, 心情不好那就随便了。况且连铸机旁的环境比较恶劣, 工人的劳动强度很大, 要求工人长时间的高质量的完成加渣工作也有难度。因此人工添加保护渣受操作者因素的影响较大, 很难保证添加的稳定性, 容易产生卷渣和液面波动, 从而产生夹杂、振痕加深等缺陷。针对这种情况, 我公司最新研发了一套连铸结晶器液面自动加渣控制系统, 能够代替工人进行自动加渣而基本无需工人干预。 三、系统简介 我公司新研发的连铸结晶器液面自动加渣控制系统, 包括工控机、控制执行单元、现场控制报警单元、加料仓、气动单元、结晶器渣液面温度检测装置、渣料喷头、料位计、专用软件组
成。 连铸结晶器液面自动加渣控制系统是一套闭环自动控制系统, 它以工控机为核心, 经过专用软件来自动控制各个组成部分自动工作, 在基本参数设置完成后, 由工控机来根据连铸机结晶器内渣液面的实际情况进行参数调整, 无需再人工干预调整而能保证结晶器内渣液面的均匀和稳定。 系统的工作过程由工控机实时不停的读取结晶器内渣液面的表面温度, 如果渣液面的表面温度超过设定的加料温度, 则工控机控制执行单元让加料仓下料, 同时打开气动单元, 保护渣在下料管内被送料气体经渣料喷头均匀吹送到结晶器内, 然后再测结晶器内渣液面的表面温度, 如果渣液面的表面温度依然超过设定的加料温度, 则工控机重复上面的加料过程, 如果测量到结晶器内渣液面的表面温度低于设定的加料温度则停止加料和关闭气动单元。 在现场设有工人控制箱, 能够控制任意一流加料系统的启动和停止。当出现故障时控制箱会发出声光报警, 并指示灯提示哪一流出现问题。 系统实现框图如下:
薄板坯连铸连轧
薄板坯连铸连轧是生产热轧板卷的一项结构紧凑的短流程工艺，是继氧气转炉炼钢及连续铸钢之后，又一重大的钢铁产业的技术革命。薄板坯连铸连轧是将传统的炼钢厂和热轧厂紧凑地压缩并流畅地结合在一起。随着在大产业生产中的不断完善、不断发展，该工艺的节能和高效的特点突现出来，充分显示出该工艺的先进性、公道性和科学性，也给企业带来了巨大的经济效益。 薄板坯连铸连轧技术因众多的单位参与研究开发，已形成了各具特色的薄板坯连铸连轧生产工艺，如CSP、ISP、FTSR、CONROLL、TSP、QSP等。其中推广应用最多的是CSP工艺。各种薄板坯连铸连轧技术各具特色，同时又相互影响、相互渗透，并在不断地发展和完善。 一、三种薄板坯连铸连轧技术的各自现状: 1.1 CSP CSP是由德国西马克公司开发的世界上最早投入工业化生产的薄板坯连铸连轧技术，自1989年在纽柯公司建成第一条生产线以来，随着技术的不断改进，该生产线不断发展完善，现已进入成熟阶段。 CSP技术的主要特点是：（1）采用立弯式铸机，漏斗型直结晶器，刚性引锭杆，浸入式水口，连铸用保护渣，电磁制动闸，液芯压下技术，结晶器液压振动，衔接段采用辊底式均热炉，高压水除鳞，第一架前加立辊轧机，轧辊轴向移动，轧辊热凸度控制，板形和平整度控制，平移二辊轧机等。（2）可生产0.8mm或更薄的碳钢、超低碳钢。（3）生产钢种包括：低碳钢、高碳钢、高强度钢、高合金钢及超低碳钢。 1.2 ISP ISP是由德马克公司最早开发的，1992年1月在意大利阿尔维迪公司克雷莫纳厂建成投产，设计能力为50万吨/a。它是目前最短的薄板坯连铸连轧生产线，主要技术特点是：（1）采用直弧型铸机，小漏斗型结晶器，薄片状浸入式水口，连铸用保护渣，液芯压下和固相铸轧技术，感应加热后接克雷莫纳炉（也可用辊底式炉），电磁制动闸，大压下量初轧机+带卷开卷+精轧机，轧辊轴向移动，轧辊热凸度控制，板形和平整度控制，平移式二辊轧机。（2）生产线布置紧凑，不使用长的均热炉，总长度180m左右。从钢水至成卷仅需30min，充分显示其高效性。（3）二次冷却采用气雾或空冷，有助于生产较薄断面且表面质量要求高的产品。（4）整个工艺流程热量损失较小，能耗少。（5）可生产1.0mm或更薄的产品。1.3 FTSR FTSR是由意大利达涅利公司开发出的一种薄板坯连铸连轧工艺，有的也称FTSC。该技术具有相当的灵活性，能浇铸范围较宽的钢种。可提供表面和内部质量、力学性能、化学成分均匀的汽车工业用板。主要技术特点是：（1）采用直弧型铸机， H2结晶器，结晶器液压振动，三点除鳞，浸入式水口，连铸用保护渣，动态软压下（分多段，每段可单独），熔池自动控制，独立的冷却系统，辊底式均热炉，全液压宽度自动控制轧机，精轧机全液压的AGC，机架间强力控制系统，热凸度控
各种连铸连轧生产线的比较
各种连铸连轧生产线的比较 一、基本概述 裸电线是电线电缆不可缺少的部分，除了光缆以外，几乎所有的电线电缆都需要导体、需要裸线，而且相当数量的一部分产品就以裸电线的形式出现，例如钢芯铝绞线。粗略概算，包括导体部分在内的裸电线的总产值，约占电线电缆总产值的三分之一，它有着举足轻重的作用。 裸电线、电线电缆导体，其材料主要是铜、铜合金、铝、铝合金，以及其它有色和稀有金属材料。 在工农业总的用铜量中，电线电缆行业用铜量占有很高的比重。九十年代初期，全国电线电缆行业的用铜量约近30万吨，而今年估计用铜量为80余万吨，约增加近二倍的用铜量，价格却从最高每吨3万元至现在每吨1.5万元，下跌约50％，因此一些在缺铜时采用铝作代用品的电线电缆产品又恢复采用铜，如布电线、电车线等，使铜的用量日增。铜作为电线电缆最主要的导电材料，又逐步向不同的用途延伸，如用作电车线的高强度、高耐磨的铜合金线应运而生；使用高纯度、高精度的铜线为通信电缆等提供优质导电材料；特细铜线、超细铜线更为新型的电子仪器设备、通信设备、办公自动化设备等提供更为优良的产品，用铜量的增加便是理所当然的。 每年几十万吨铜需要加工，从电解铜板、加工成杆、线或异型材，需要约万台套以上的杆材、线材和异型材的生产设备，这是十分庞大的设备群体。 铜杆生产中最主要四种方法的设备，我国都应有尽有。拥有2台套浸涂法设备和至少700余台套的上引法机组用于生产无氧铜杆，保守估计，设备年生产能力在180万吨至200万吨；从德国、美国、意大利引进的铜铸轧机组超过10
台套，加上国产的连铸连轧机组，光亮铜杆的生产能力至少为50万吨至60万吨；至于原有常用的横列式轧机轧制黑铜杆，加上用水平连铸法制作型材的坯料，其年生产能力不低于30万吨至50万吨。也就是说，我国拥有的生产设备中，无氧、低氧铜杆的年生产能力在220万吨至250万吨左右。加上黑铜杆生产能力，将超过300万吨。由于乡镇企业的大量出现，一些简易的生产铜杆的方法，也就无法在此估计之中。80万吨的需要量和250万吨无氧、低氧铜装机能力之间，存在着很大的距离，因此相当大的部分设备就不得不处于减产或停产状态，以700 余台套上引法机组为例，估计约1/3至1/4的机组由于各种原因而处于停产状态，而1/2的机组的产量尚未达到原设计的生产能力，但即使如此，由上引法机组生产的铜材，仍占有我国铜杆用量的半璧江山，起着重要的作用。 我国铜线拉线机约在万台左右，至少有一半是由电工机械厂制造的，少量由国外引进，这二部分设备的性能都较优，特别至九十年代中后期，国产大、中、小拉采用连续退火的水平，已与国外设备逐步靠近，差距大大缩小了。然而在乡镇企业中仍有土拉线机，这些机器能耗高、劳动强度高、效率低、粗糙，难以加工质优的产品，这部分设备数量估计约为总数的一半，需要给予彻底改造或弃之不用。 裸电线中大量采用铝，例如：铝绞线及钢芯铝绞线。九十年代初期，用铝量每年尚不超过20万吨，以后随着经济的增长逐年增加，由于以前国家在电力系统的政策上是重发电轻送电，使送电的增长赶不上发电的增长速度。近年来开始的城市电网和农村电网改造，使送电的增长速度急剧加快，兼之九十年代开始建设的大型电站，像二滩电站、黄河小浪底电站和长江三峡电站，将相继逐步建成，送电便成为电站建设以后的重中之重，送电工程建设步入本世纪以来最辉煌、
连铸自动化
攀钢1#板坯连铸机的自动化系统改造实践 2009-4-29 9:13:00 来源：中国自动化网浏览：50 网友评论条点击查看 一、引言 攀钢1#板坯连铸机于1993年10月18日一次热负荷试车成功。1996年实现高效化改造，2003年年产板坯210万吨，大大超过原设计100万吨的能力。原自动化控制系统采用贝利-N90集散控制系统，原过程计算机系统采用的是TJ2236小型计算机，控制系统的设备已淘汰，有的元件也日趋老化，系统故障增多，控制系统备件已无法准备。因此，对现有的基础自动化控制系统和过程计算机控制系统进行了改造。 二、自动化控制系统的构建 攀钢1#板坯连铸机自动化系统改造拟采用两级控制系统，即由基础自动化系统（L1）及过程控制计算机系统（L2）组成。基础自动化网络系统采用光纤环形以太网，过程计算系统的网络采用星型连接，两条以太网独立配置，以解决网络数据的畅通。自动化系统配置如图1所示。 1. 基础自动化系统构成 基础自动化（L1）级配置11套西门子S7-400PLC系统，其中新增7套PLC（包括1套平台控制的公共PLC,2套流道控制的流PLC，2套冷却控制的冷却PLC，1套出坯控制的出坯PLC），且大量采用分布式远程I/O站，各分布式I/O站与控制器间以现场总线连接;利旧4套（包括2套
拉矫机控制PLC和2套框架控制PLC）。HMI系统配置两台服务器，互为热备方式。设置5个操作员站、1个工程师站。 ⑴公共PLC系统的配置 公共PLC配备了主站、2路PROFIBUS-DP网络以及4个远程I/O站。其中，一路DP网络连接浇铸平台大包操作的1个远程I/O站，另一路DP网络连接电气室和公共水系统的3个远程I/O 站。 ⑵流PLC系统的配置 流PLC配备了主站、2路PROFIBUS-DP网络以、11个远程I/O站以及PROFIBUS-DP网络中继器2台。其中，一路DP网络连接浇铸平台上的1个远程I/O站，另一路DP网络连接切割PLC 室、电气室、切割室、现场液压阀台、现场操作箱的10个远程I/O站。由于第2路PROFIBUS-DP 网络线路较长，在线路中配置了PROFIBUS-DP网络中继器，对信号进行放大。 ⑶冷却PLC系统的配置 冷却PLC配备了主站、2路PROFIBUS-DP网络以及5个远程I/O站。其中，一路DP网络连接结晶器水的1个远程I/O站，另一路DP网络连接二冷水、二冷气控制的4个远程I/O站。 ⑷出坯PLC系统的配置 出坯PLC配备了主站、1路PROFIBUS-DP网络以及6个远程I/O站。其中，电气室3个远程I/O站、切割室2个远程I/O站、出坯室1个远程I/O站。 ⑸网络系统的配置 L1网络是自动化系统的关键环节，采用了光纤环形以太网。网络系统连接11套PLC系统、2台L1监控服务器、2台L2服务器、5个L1操作员站以及1个L1工程师站。 ⑹操作监控系统的配置 操作监控系统配置2台L1监控服务器以及5个L1操作员站，两台服务器，互为热备方式。 2. 过程计算机系统L2的构成 过程控制计算机系统在结构上采用三层应用结构，第一层为前端客户表现层，即系统的HMI，主要完成L2系统与用户的人机界面交互，第二层为中间应用服务层，主要完成应用系统的业务逻辑处理;第三层为后台数据库层，完成生产数据的历史存储。L2级系统在L1级系统的支撑下，对连铸生产过程进行优化控制、管理。 ⑴L2服务器系统 L2服务器系统包括1台数据库服务器和1台用服务器。由1台PC服务器担当数据库服务器，由1台PC服务器担当应用服务器。在服务器中配置Windows 2003 Server操作系统和Oracle 数据库管理系统。服务器位于计算机机房。服务器通过高速以太网与各PC客户机相连接，实现数据共享，提高了系统的灵活性和可靠性。网络拓扑结构为星型，采用100Mbps快速以太交换网技术构建系统网络，通讯协议采用TCP/IP。 ⑵技术工作站 配置技术工作站TWS（Technology Work Station）1台。位于计算机室，与二级应用服务器交换数据，主要用于模型开发及模型仿真程序，可选择配置较好的专用工作站。 ⑶工艺师工作站
连铸连轧杆工艺技术操作规程
山东平阴铝厂企业标准 QJ/PL03.4-2001 连铸连轧杆工艺技术 操作规程 2001—10—01发布2001—11—01实施 山东平阴铝厂
说明: 1.本规程由山东平阴铝厂科技处提出,由科技处组织起草. 2. 编制：邹永华、叶俊 审核：黄建芳 批准：谷吉存 参加讨论人员:：黄建芳、沈其民、杨飞侠、王显锋、边红、 邹永华、赵凯
目录 一生产工艺流程图 (1) 二熔炼工艺技术操作规程 (1) 三浇铸工艺技术操作规程 (3) 四轧制工艺技术操作规程 (4) 五收杆工艺技术操作规程 (5) 六清炉工艺技术操作规程 (6) 七烘炉工艺制度 (6) 八检查、包装 (6) 附：连铸连轧杆生产工艺卡片
一、生产工艺流程图 铝杆 二熔炼工艺技术操作规程 1 新保温炉的使用 ①保温炉投入使用前，按烘炉工艺制度进行烘炉，待炉膛温度升到800℃以上时进行洗炉。 ②洗炉应用A199.70以上品位铝水，灌铝水占炉子容积的1/2，用大耙伸进熔体中充分搅拌，然后将铝水放出，如此再清洗一次。
按连铸连轧杆生产工艺技术要求进行配料。 3 装炉 ①一般固体炉料要在灌炉前加入。若为调整铝液温度或化学成份，需要加入固体炉料。固体炉料在加入之前，要在炉门预热，待干燥后再用大耙或钎子推入炉内。禁止向炉内扔甩固体炉料以免铝水溅到电热体上或者溅出伤人。 ②灌炉前要扒干净敞口包表面的浮渣，小心倒入炉内，要倒干净敞口包内的铝水。 ③装炉前要停电，加完炉料后，根据情况确定是否送电与关闭炉门。 ④将装入的铝水、固体炉料重量记入连铸连轧杆生产工艺卡片。 4 取样 ①取样温度720～740℃，当铝水温度高出这个温度时，要通过添加固体炉料来调整铝水温度，取样前铝水温度夏天720～730℃，冬天730～740℃。 ②取样部位：熔体中间部位。 ③取样前，必须充分搅拌，搅拌时间不少于5分钟。搅拌时，作到铝液“起波不起浪”。 ④搅拌后，立即取样进行分析，鉴定化学成分是否符合要求，取样前，取样勺要预热。 ⑤当成分不符合要求时，应采用加中间合金或稀释的方法重新配料，再进行二次取样分析。 ⑥将加入的中间合金的重量计入连铸连轧杆生产工艺卡片。 5 精炼 ①精炼之前温度720～740℃。 ②精炼所用保温砖必须预热，并且在四氯化碳中浸泡30分钟以上。 ③精炼器装入保温砖之前，先在炉门口予热。 ④精炼时，精炼器应在整个熔池内缓慢移动，沿整个熔池均匀精炼，时间不少于15分钟。 ⑤精炼剂用量0.5千克/吨铝。 ⑥将精剂量的用量计入卡片。
连铸连轧
第一章 模铸与连铸的比较 ?模铸：钢水→整模→浇铸→脱模→均热→初轧→成品轧制 ?连铸：钢水→连铸→成品轧制 ?液态铸轧：钢水→铸轧成品 模铸铸锭的凝固 ?将炼成的钢水浇注到铸铁或砂型制成的钢锭模内，凝固后形成的锭子称为钢锭。钢锭经轧制或锻压成为钢 材后方能使用，所以钢锭是半成品。 ?根据浇注方法的分为上注钢锭和下注钢锭。下注锭的表面质量优于上注锭。 ?根据脱氧程度的不同又有沸腾钢钢锭、半镇静钢钢锭和镇静钢钢锭三种。沸腾钢是脱氧不完全的钢，镇静 钢是脱氧完全的钢，半镇静钢的脱氧程度介于前两者之间，接近于镇静钢。 钢锭的应用现状 ?模铸锭与连铸坯相比，所占比例逐年减少，最终将减少到约占10％，其中合金钢和不锈钢将减少到20％， 工具钢和特殊钢将减少到40％。这是由于连铸坯可以多炉连浇、收得率高、不需初轧或开坯、能耗低，质量甚至优于模铸锭。 ?但模铸镇静钢不可能完全被淘汰，因为锻造用钢、一些小批量生产的高级合金钢及VAR(真空电弧重熔)和 ESR(电渣精炼)用的坯料仍需用模铸镇静钢来生产。 钢锭的质量 ?钢锭的质量有表面质量和内部质量之分。 ?表面质量：结疤、裂纹、表皮的纯净度和致密度。 ?内部质量：钢锭内部的纯净度、致密度、低倍非金属夹杂物数量和宏观偏析的程度。 ?沸腾钢的表面质量好，但由于锭心偏析大，内部质量不如镇静钢。 连铸：使金属液由中间包经浸入式水口不断地通过水冷结晶器，凝成硬壳后从结晶器下方出口连续拉出，经喷水冷却，全部凝固后切成坯料的一种铸造工艺。 连铸的设备以弧形连铸机为例，主要有钢包支承装置、盛钢桶(钢包)、中间罐、结晶器(一次冷却装置)、结晶器振动装置、铸坯导向和二次冷却装置、引锭杆、拉坯矫直装置(拉矫机)、切割设备和铸坯运出装置(见辊道和横向移送设备)等 连铸的优点 变间断生产为连续生产，产量↑（连铸比，连浇炉数） 冷却强度大，铸造组织比较细密，偏析小 切头切尾率少，成才过程烧损和切损少，成材率提高8～12％ 工艺过程缩短，生产周期短，能耗、运输成本降低，能耗降低30～60％（视是否热装、热送、直接轧制而定） 环保条件好，无整、脱模时的污染 便于自动化，提高技术水平 连铸的好处在于节能和提高金属收得率。 连铸的发展史 1、现代炼钢技术的发展（连铸技术的作用） （1） 1947年－1974年： 技术特点：转炉、高炉的大型化；以模铸－初轧为核心，生产外延扩大。 （2） 1974年－1989年： 技术特点：全连铸工艺，以连铸机为核心。 （3） 1989年－现在：
薄板坯连铸连轧技术
薄板坯连铸连轧技术 薄板坯连铸连轧是20世纪80年代末开发成功的新技术。自1989年美国纽柯克拉兹维莱钢厂世界第一套薄板坯连铸连轧CSP生产线投产以来，该项技术发展很快，至今已建成和在建的薄板坯连铸连轧生产线（含中厚板坯连铸连轧）已近30条，生产能力达4000万吨以上，占热轧带钢总产量的11%。薄板坯连铸连轧技术除SMS开发的CSP外还有DEMAG的QSP、DANIELI的FTSR和V AI的CONROL 等5种类型。 实践证明，它们具有三高（装备水平高、自动化水平高、劳动生产效率高）、三少（流程短工序少、布置紧凑占地少、环保好污染少）和三低（能耗低、投资低、成本低）等优点。和传统工艺相比，薄板坯连铸连轧工艺还具有如下特点： ⑴由于板坯厚度较薄，它在结晶器内冷却强度大，柱状晶短，铸态组织晶粒细化。 ⑵直接轧制，取消了α—δ相变温度区的中间冷却，热轧变形在粗大奥氏体组织上直接进行，避免合金元素在板坯冷却过程中析出，而使成品组织得到弥散硬化和获得更精细、更均匀的金相组织。 ⑶均热工艺、辊底炉式均热炉保证了板坯在轧制过程中头尾温度的均匀和稳定，而使带钢全长的力学性能和厚度公差均匀一致。 ⑷强力高压水除鳞，保证带钢的表面质量。 ⑸高精度动态液压压下厚度自动控制（HAGC）、板形和平直度自动控制（PCFC）、精确的宽度和温度自动控制使带钢的几何尺寸
精度达到最高水平。 ⑹较高的轧制温度、进精轧机的开轧温度一般控制在1100～1150℃，比常规轧机进精轧高100～150℃。因此，即使精轧机架数少，也能更易轧制超薄热轧带钢。 ⑺由于薄板坯连铸连轧机生产线的小时产量主要取决于连铸机的拉速和板坯宽度，因此轧制薄规格带钢不会像传统轧机那样受到很大影响。 薄板坯连铸连轧机的上述特点使其在产品质量和薄规格轧制上具有较大优势。
铝杆连铸连轧机简单说明
UL+Z-1800/10+255/12型铝杆连铸连轧生产线机械说明一、机组用途及组成 本设备采用连铸连轧法工艺生产电工铝杆，生产的杆径为￠10mm。原材料为普铝锭或废铝线。 本生产线由溶化炉（竖炉）、五轮式整体连铸机、油剪机、喂料装置、连轧机、润滑系统、冷却系统、滑动无油收杆装置等组成。 （其中炉子为外购配套或用户自备） 二、技术规范 （一）主要技术参数 导电铝杆直径：￠10mm 生产能力： 2.5-4.8t/h 设备总尺寸：36.05×7.2×4.2m 设备总重量：55t （二）各组成部分技术参数： 1、五轮式连铸机（四面冷却） 1）、结晶轮直径￠1800mm 2）、结晶轮截面积 1800mm2 3)、铸锭面积 1800mm2 4）、浇铸速度 8-15m/min（电动机转速 500-1000rpm） 5）、结晶轮转速 1.66-3.3r/min 6）、电动机型号 Z4-112/4-2 5.5K 1000r/min 7）、冷却水压 0.35-0.6Mpa 8）、冷却水量 100t/h (内冷 40t/h；外冷 40t/h；侧冷 20t/h) 9）、浇堡升降电机 Y901-2 1.1KW 2840r/min 10）、钢带压紧气缸 10A-2CDD125B100-Y 11)、钢带张紧气缸 10A-2CDD250B100-Y 2、油剪 3、连轧机 1）、形式 2+10(2架两辊；10架三辊Y型) 2）、出杆直径￠10 3）、机架数 12架 4）、轧辊名义尺寸￠255mm 5）、相邻机架传动比 1：1.25 6）、终轧速度 V＝7.2m/s 7）、产量 2.5-4.8t/h 8）、轧制中心高 900mm 9）、主电机型号功率 Z4-315-22 225kw 680r/min 10）、齿轮箱润滑油箱 3m3 11）、乳化液 65m3 4、喂料装置
连铸连轧综述
薄板坯连铸连轧综述 1.前言 连铸连轧技术作为钢铁生产工业近年来最重要的技术进步之一，具有节约能源、流程短、设备少、成材率高、生产成本低、产品质量好、品种开发潜力大等突出优点[1~5]。而在薄板坯在生产过程中应用该技术时获得的组织晶粒细小、二次枝晶间距小、偏析程度低，应用该技术进行生产优势更加明显[6]。因此，全世界各大钢铁生产企业纷纷引进投建薄板坯连铸连轧生产线。近些年来，随着薄板坯连铸连轧技术日益成熟和广泛，使人们认识到原来的薄板坯连铸连轧技术仍有许多不足之处，开始进行技术的再开发和提高，使技术更臻于成熟和完善。2.薄板坯连铸连轧技术简介 2.1连铸连轧技术 连铸连轧全称连续铸造连续轧制，是将液态金属连续通过水冷结晶器凝固后直接进入轧机进行塑性变形的工艺方法。传统生产工艺是用熔炼炉将炼好的钢液铸成铸锭，经过保温、锻造制成锻坯，之后再通过均热炉加热到高温并保温一段时间后才进行热轧。这一过程需要多次加热保温，既浪费了能源，也使生产周期过长。而连铸连轧技术则是把熔炼好的液态钢倒入连铸机中轧制出钢坯（称为连铸坯），然后不经冷却，在均热炉中保温一定时间后直接进入热连轧机组中轧制成型的钢铁轧制工艺。这种工艺巧妙地把铸造和轧制两种工艺结合起来，相比于传统的先铸造出钢坯后经加热炉加热再进行轧制的工艺具有简化工艺、改善劳动条件、增加金属收得率、节约能源、提高连铸坯质量、便于实现机械化和自动化的优点[1~5]。 2.2薄板坯连铸连轧 连铸坯在轧制之前依据板坯厚度可以分为厚板坯连铸、中厚板坯连铸和薄板坯连铸。随着连铸坯厚度的减小，板坯中部的冷却速度增大。冷却速度增大之后，铸坯中部的晶粒变得细小、缺陷减少、偏析减轻、二次枝晶的间距也随之减小。