连铸

立项背景：

连续铸钢对钢厂结构影响最大，连铸是钢厂炼钢生产主要方式。连铸已成为现代化钢铁企业炼钢生产的主要方式。目前连续铸钢技术已为全世界各产钢国普遍采用，不少发达国家连续铸钢的比例已达90％以上，不少炼钢厂已实现全连铸。实现全连铸钢厂，使钢铁企业结构发生了重大变化。由于连铸取代了模铸和初轧工序，替代了开坯工序，使联合企业的钢材产品向专业化方向发展；钢铁厂的车间布置、合理规模，甚至仓库设置、资金周转等，也随之发生了巨大变化。对钢厂结构而言，连续铸钢的影响非常之大。

在发展连续铸钢过程中，不断提高连铸坯的质量是一个重要课题。我国在发展连铸过程中，也对铸坯质量进行了大量的研究工作，全面提升连铸生产率和铸坯质量。

近年来，我国连铸工艺技术水平取得很大的进步，很多炼钢厂的连铸生产都积累了丰富的生产经验。科研单位和院校也不断有新的研究成果。在金融风暴对钢铁企业造成很大影响的形势下，炼钢-连铸企业更要以降低成本、提高质量、搞活品种、适应市场为宗旨。另外，连铸企业对工艺技术水平的提高和对技术改造将会有更高的要求。

连铸工艺是否合理最终体现在连铸质量和经济效益上。

连铸坯基本质量要求是铸坯的洁净度，铸坯的表面和内部质量（致密程度和偏析程度）。

主要内容为：1、连铸新工艺技术的发展和应用；2、提高钢水洁净度的关键技术和实践经验；3、连铸生产高效化及相关技术；4、拓宽连铸品种生产优质连铸坯的经验；5、新型连铸机设计特点、装备水平及生产经验；6、铸坯缺陷控制的有关措施及自动化检测技术；7、炼钢-连铸的节能环保技术及发展；8、有关保护材料和高温材料技术；9、生产过程管理及成本控制。

铸坯质量的提高主要依赖于连铸装备和工艺的优化，就我国目前现有装备而言，提高特殊钢铸坯质量的主要措施是采取低过热度浇铸与电磁搅拌相结合的办法来扩大等轴晶区，减轻偏析和疏松的集中度。同时根据不同钢种的特点选择合适的保护渣、结晶器设计与冷却、二冷和拉坯制度，以防止裂纹等缺陷的产生。

为进一步提高铸坯质量，近年出现了一些新的技术：1)浇铸过程液面自动控制；2)结晶器和凝固末段电磁搅拌工艺优化；3)大方坯轻压下技术；4)利用外场或形核剂细化铸态组织技术；5)复式结晶器控制凝固组织技术；6)结晶器钢液流动控制技术等

用计算机控制算法优化工业过程需要实时的过程参数。一个工艺过程被优化的程度取决于工艺过程信息的数量和质量，所以开发高级传感器可以改善工艺过程的控制水平。

钢铁冶炼过程中最重要的参数就是金属熔体的化学组成。钢水接触大气会使其中的氧、氮、氢等元素含量升高；有时某些元素与耐火材料或大气等作用会降低其在钢中的含量，这些都将影响钢的质量。

近年来，随着炼钢、连铸生产工艺技术的不断发展，以及企业内部管理的不断提高，炼钢、连铸称重系统的作用越来越重要了。

传感器漂移是由于浇铸时，辐射温度较高，传感器受热引起，引起故障。

渣检测的重要性，在钢水连铸生产过程中，浮于钢水上部的钢渣，在浇铸后期逐渐流入中间包，影响钢才品质，甚至使钢水连铸无法进行，为了改善钢材品质，提高钢铁企业的经济效益，目前国内外研制了多种下渣检测方法：如红外线检测技术、电磁感应检测法、超声波检测法等。其中电磁检测方法已在国内外的一些大型冶金企业投入运行，并取得了显著的

经济效益，但是连铸过程的特殊性和恶劣的浇铸环境，使得这些检测系统在安装、用和维护过程中成本都较高，且寿命较短。

针对以上问题，本院提出了一种基于振动检测的下渣检测方法，通过VQ技术进行钢水状态识别，实现对连铸下渣的准确检测。

连铸铸坯的质量手多方面因素的影响，其中主要是连铸工艺的优劣、钢水的纯净度、以及连铸设备的好坏，比如温度控制精度等。拟定科学的工艺方案，以期最大限度地消除各种铸坯缺陷，同时节约能源，提高生产效率。

评价连铸坯质量是从以下几方面：连铸坯的纯净度、表面质量、内部质量、外观性质。

为进一步提高铸坯质量，近年出现了一些新的技术：1)浇铸过程液面自动控制；2)结晶器和凝固末段电磁搅拌工艺优化；3)大方坯轻压下技术；4)利用外场或形核剂细化铸态组织技术；5)复式结晶器控制凝固组织技术；6)结晶器钢液流动控制技术等。

针对当前钢水连铸下渣检测系统（SWCC-SDS）成本高、难于安装等问题，提出了一种基于矢量量化技术的钢水下渣检测方法。对钢水连铸下渣过程进行了研究，我院根据连铸过程中钢水、钢渣产生的振动差异，确定了把振动信号作为主要检测信号的实施方案，利用振动传感器，搭建了远离钢水的控制系统，解决了钢渣检测的传感器易耗问题。通过技术对经过预处理的实时信号进行特征提取、码本训练，来判断钢水状态，实现连铸下渣的自动控制。

连铸过程十分复杂，导致铸坯的各种缺陷往往是关联和矛盾的，

连铸结晶器的夹紧力大小直接关系到钢坯质量和结晶器的使用寿命。随着拉速的提高，在线自动调宽结晶器的推广应用，结晶器夹紧力的测量和控制得到更进一步的重视。

结晶器的传统加紧技术是由四根拉杆螺栓和碟形弹簧来实现的。夹紧力大小通过测量碟形弹簧的形变来确定，变形则通过直尺和卡尺来测量，既不太准确，也不太方便。这在铸坯宽度不变或不需要在线调宽的结晶器上，传统方法相当有效，但是在需要在线调宽时，传统方法就显得难以适应了。

在连铸生产工艺过程中，结晶器钢水液位自动控制能减少和避免漏钢、溢钢，对于提高铸坯质量和稳定生产过程都起着重要作用。而结晶器液位的精确性检测是实现液位自动控制的关键。

尽管国外在高温测温方面实力雄厚的一些专门公司(如美国Wall公司)所生产的传感器及测温仪测量精确、性能稳定、可靠性高，但仍属于温度单点测量仪器，目前尚无能在复杂现场条件下长期运行、在线实时检测铸坯表面温度场分布的常规产品。

连铸结晶器的软夹紧技术对连铸产品的质量和生产率有直接影响。用高温荷重传感器直接测量夹紧力，用电液技术控制夹紧力，比传统方法效果好。

趋势：

随着连铸技术的发展，连铸比的提高，高生产率和高质量铸坯已成为当今板坯连铸技术追求的目标。

冶金自动化技术在工业自动化技术的推动和冶金行业技术需求的双重机制拉动下，将呈现三大趋势。