异型坯连铸机全保护浇注工艺设计应用
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匀性 ，容易 产生 表面 裂纹 ；③水 Ｌ更换 频 繁 ，ｌ且 Ｊ 而
要 穿过 钢流 ，造成 液 面波 动较大 ，一 方面使 保护 渣
润 滑不 均引起 表 面质 量 问题 ，另一 方 面容 易 卷渣 ，
题造 成 的结 晶器 流 场 的恶 化 以及钢 水 的二次 氧化 问
题造 成 的钢水 污染 ， 是该 浇注模 式 无法解 决 的 、 约 制 产 品质量 的根 本性 问题 。 为此 ， 计 出一 套 满 足 近 设
严 重时 引起渣 漏事 故 ；④ 中问包 下部机 构 复杂 ，交
叉作 、 多 。 Ｉ
终 型异型坯 连铸 机 冶金功 能 和现场 应用 的全保 护 浇 注工 艺 ， 底解 决 了原 有 浇 注模 式 带 来 的 钢 水 二 次 彻 氧化 和流场 不合 理 的 问题 ， 一步 提 高 了连 铸坯 质 进
自动控 制功 能 的单水 口全保 护 浇注 工艺 ， 护 浇 注 工 艺条件 下 ， 晶器 流场 合理 ， 护 渣 液渣 保 结 保 层 分布 均 匀稳定 。不但 防止 了钢 水 的二 次氧化 ， 高 了连 铸坯 质量 ， 提 同时提 高 了连铸 机 的 自动 化控 制 水平 ， 降低 了工人 的劳动 强度 ， 改善 了作 业环境 。
关键 词 ： 近终 型 异型坯 保 护 浇注 Ｈ型钢
－
０ 前 言
莱 钢异 型坯 连铸机 自２ ０ ０ ５年 投产 以来 ， 直采 一 用 双定 径水 口 ＋半 浸 入 式 水 口 的 敞开 浇 注 工 艺 生 产， 中间包应 用定 径水 口快换 技术 ， 过调 整定径 水 通
１０ ４ｍ × ９ ２ ｍ ３ ０ｍｍ× ０ｍｍ。 中间 包至结 晶 器的注 ９ 流设计 为定径 水 口半 敞开 浇 注 ， 图 １ ａ ， 浇 和 见 （）开 更换 水 口或意外 浇 注条件 下通 过事 故流槽 处理 。 该连铸 机 存 在 的 主 要 问题 ：① 腹 板 和翼 缘 太 窄 ，空 问 太小 ，容易 造成 水 口与初 生坯壳 粘连 引起
半径 １ ２ｍ。设计三种异 型坯 断面尺寸分 别为 ： ５ｍ ５ ｍ ５
Ｘ４ ０ ｉ ４ ｈｍ ｘ ９ ｎｌ 、 ５ ｍｍ × ３ ０ ０ ｍ ７０ ７ ｍｍ × ９ ｒｉ ０ ａ ｎ、
作者简介 ：Ｋ ｊ ｌ
（９ ２一） 女 ，９ ５年 ７Ｊ 毕业予鞍 …ｔ １７ ， １９ ｊ 刊铁学院钢
口的直 径实现 中间包至 结 晶器钢水 的控流 。半 浸入 式 水 口使 用套 圈 支架 支 撑 在 结 晶器 上 ， 注过 程 中 浇
钢 流的 散流 、 流 问题造 成水 口结 冷钢 ， 偏 要通 过调 整 半 浸入式 水 口的位 置 或 吹 氧 来解 决 ， 口的对 中 问 水
漏钢事故 ； ②异型坯表面积大 ，断面形状复杂 ，各 个面冷 却强 度差 别大 ，加 剧 ＿ 坯表 而温 度的 不均 ｒ 铸
莱钢 科技
２１ ０ ０年 １ ２月
异 型 坯 连 铸 机 全 保 护 浇 注 工 艺 设 计 应 用
张 婕， 邓存 善， 单兆 光 ， 蕾 ， 文海 李 徐 （ 术 中心 ） 技
摘
要 ： 过对近 终 型异 型坯连 铸机 工 艺 、 通 设备 及 配套 耐 火材料 的设 计 改造 ， 实现 了具 有 塞棒
质量 。
ｆ￣ 出 口处 的坯 壳 发 育情 况 。 舣 直管 水 ¨模 式 １ｌ ７ｉ
下 ， ｌ射流 引发 的高 温 区域 明显 偏 向下方 ， 水－ ． １ 熔池 液
面的钢 水基本 卜完伞 失 去过 热 （ 于 ０ ２Ｋ） 小 ． 。钢 水
高 温 偏 下除 ｌ 保 护 渣 熔 化 不利 外 ， 自水 门的 ｒ 对 来
高度满足 艺操作需求或通过人工操作塞棒机构压 杆来 实 现 。采 用 塞棒 自动 控 制 ， 变 了原 有 的通 过 改
调 整拉 速实现 液 面 自动 控 制 的方 式 ， 面检 测 信 号 液 反馈 给 塞棒控 制 机构 ， 过 调 整 塞wk.baidu.com棒 开启 度 来 调 整 通
＿
铁冶金 々、 。靠级 】 帅， Ｉ ： 主要从 炼 钢＿ Ｚ技 术研究乖 型钢， 】 ｌ ： ¨ ＩＩ ｌ ｉ 『
口， 应用 结 晶器液 面 自动控制 、 压正 弦及 非正 弦振 液
（ ）半 浸 入 式 水 口 敞 开 浇 注 （ ） 入 式 水 口 全 保 护 浇 注 ａ ｂ浸
图 １ 近 终 型 异 型 坯 浇 注 方 式
动、 汽水 雾化 冷却 等先进 的工 艺技 术 ， 整体设 备水 平
２ 全 保 护 浇 注 塞棒 机 构 设 计
开发 ｌ 。 ： 作
１ ５
张
婕 ， ； 型坯 连铸机 全保 护浇 注工 艺设计应 用 等 异
第 ６期 （ 总第 １０期 ） ５
浇注模 式下仿 真计 算 得到 的结 品器熔 池钢 水温度 分
，
中间包 钢水 的流繁 ， 稳定 结 晶器液 面 ， 晶器 液 控 结
制精度 高 ， 制 在 ± ｌ 以 内 ， 可控 ３ｍＴ Ｉ 实现 了恒拉 速 、 恒 液 面浇 注 ， 使整 个连 铸工 艺参数 稳定 ， 有利 于铸坯 均 匀冷却、 夹杂物 一 ￣ Ｌｉ和保 护渣 的熔化 ， 而提高 铸坯 － 从
量， 为高端 产品 的研发 奠定 基础 。
１ 异 型坯 连 铸 机 的特 点
莱 钢 异 型坯 连 铸机 为奥 钢联 设 计 ， 目前 国 内 是
断面最 大 、 腹板 最 薄 的近 终 型 异 型坯 连 铸 机 。主 要
设 备如 结 晶器振 动装 置 、 晶器 和 控 制 系统 均 为进 结
塞棒控 制机 构 ， 过 Ｐ 】 晶器 液 面控 制进 通 Ｉ Ｌ结 Ｃ１ 行 ＰＤ运算 ， 供 塞棒 位参 考 值 和 建 立 的一 套 浇 铸 Ｉ 提 设 定值 、 塞棒 实 际位 值 进 行 调整 、 位 ， 定 以保 证 液 面
先进 。铸机形式为 ３ ３ 机 流全弧形连铸机， 铸机弧形
要 穿过 钢流 ，造成 液 面波 动较大 ，一 方面使 保护 渣
润 滑不 均引起 表 面质 量 问题 ，另一 方 面容 易 卷渣 ，
题造 成 的结 晶器 流 场 的恶 化 以及钢 水 的二次 氧化 问
题造 成 的钢水 污染 ， 是该 浇注模 式 无法解 决 的 、 约 制 产 品质量 的根 本性 问题 。 为此 ， 计 出一 套 满 足 近 设
严 重时 引起渣 漏事 故 ；④ 中问包 下部机 构 复杂 ，交
叉作 、 多 。 Ｉ
终 型异型坯 连铸 机 冶金功 能 和现场 应用 的全保 护 浇 注工 艺 ， 底解 决 了原 有 浇 注模 式 带 来 的 钢 水 二 次 彻 氧化 和流场 不合 理 的 问题 ， 一步 提 高 了连 铸坯 质 进
自动控 制功 能 的单水 口全保 护 浇注 工艺 ， 护 浇 注 工 艺条件 下 ， 晶器 流场 合理 ， 护 渣 液渣 保 结 保 层 分布 均 匀稳定 。不但 防止 了钢 水 的二 次氧化 ， 高 了连 铸坯 质量 ， 提 同时提 高 了连铸 机 的 自动 化控 制 水平 ， 降低 了工人 的劳动 强度 ， 改善 了作 业环境 。
关键 词 ： 近终 型 异型坯 保 护 浇注 Ｈ型钢
－
０ 前 言
莱 钢异 型坯 连铸机 自２ ０ ０ ５年 投产 以来 ， 直采 一 用 双定 径水 口 ＋半 浸 入 式 水 口 的 敞开 浇 注 工 艺 生 产， 中间包应 用定 径水 口快换 技术 ， 过调 整定径 水 通
１０ ４ｍ × ９ ２ ｍ ３ ０ｍｍ× ０ｍｍ。 中间 包至结 晶 器的注 ９ 流设计 为定径 水 口半 敞开 浇 注 ， 图 １ ａ ， 浇 和 见 （）开 更换 水 口或意外 浇 注条件 下通 过事 故流槽 处理 。 该连铸 机 存 在 的 主 要 问题 ：① 腹 板 和翼 缘 太 窄 ，空 问 太小 ，容易 造成 水 口与初 生坯壳 粘连 引起
半径 １ ２ｍ。设计三种异 型坯 断面尺寸分 别为 ： ５ｍ ５ ｍ ５
Ｘ４ ０ ｉ ４ ｈｍ ｘ ９ ｎｌ 、 ５ ｍｍ × ３ ０ ０ ｍ ７０ ７ ｍｍ × ９ ｒｉ ０ ａ ｎ、
作者简介 ：Ｋ ｊ ｌ
（９ ２一） 女 ，９ ５年 ７Ｊ 毕业予鞍 …ｔ １７ ， １９ ｊ 刊铁学院钢
口的直 径实现 中间包至 结 晶器钢水 的控流 。半 浸入 式 水 口使 用套 圈 支架 支 撑 在 结 晶器 上 ， 注过 程 中 浇
钢 流的 散流 、 流 问题造 成水 口结 冷钢 ， 偏 要通 过调 整 半 浸入式 水 口的位 置 或 吹 氧 来解 决 ， 口的对 中 问 水
漏钢事故 ； ②异型坯表面积大 ，断面形状复杂 ，各 个面冷 却强 度差 别大 ，加 剧 ＿ 坯表 而温 度的 不均 ｒ 铸
莱钢 科技
２１ ０ ０年 １ ２月
异 型 坯 连 铸 机 全 保 护 浇 注 工 艺 设 计 应 用
张 婕， 邓存 善， 单兆 光 ， 蕾 ， 文海 李 徐 （ 术 中心 ） 技
摘
要 ： 过对近 终 型异 型坯连 铸机 工 艺 、 通 设备 及 配套 耐 火材料 的设 计 改造 ， 实现 了具 有 塞棒
质量 。
ｆ￣ 出 口处 的坯 壳 发 育情 况 。 舣 直管 水 ¨模 式 １ｌ ７ｉ
下 ， ｌ射流 引发 的高 温 区域 明显 偏 向下方 ， 水－ ． １ 熔池 液
面的钢 水基本 卜完伞 失 去过 热 （ 于 ０ ２Ｋ） 小 ． 。钢 水
高 温 偏 下除 ｌ 保 护 渣 熔 化 不利 外 ， 自水 门的 ｒ 对 来
高度满足 艺操作需求或通过人工操作塞棒机构压 杆来 实 现 。采 用 塞棒 自动 控 制 ， 变 了原 有 的通 过 改
调 整拉 速实现 液 面 自动 控 制 的方 式 ， 面检 测 信 号 液 反馈 给 塞棒控 制 机构 ， 过 调 整 塞wk.baidu.com棒 开启 度 来 调 整 通
＿
铁冶金 々、 。靠级 】 帅， Ｉ ： 主要从 炼 钢＿ Ｚ技 术研究乖 型钢， 】 ｌ ： ¨ ＩＩ ｌ ｉ 『
口， 应用 结 晶器液 面 自动控制 、 压正 弦及 非正 弦振 液
（ ）半 浸 入 式 水 口 敞 开 浇 注 （ ） 入 式 水 口 全 保 护 浇 注 ａ ｂ浸
图 １ 近 终 型 异 型 坯 浇 注 方 式
动、 汽水 雾化 冷却 等先进 的工 艺技 术 ， 整体设 备水 平
２ 全 保 护 浇 注 塞棒 机 构 设 计
开发 ｌ 。 ： 作
１ ５
张
婕 ， ； 型坯 连铸机 全保 护浇 注工 艺设计应 用 等 异
第 ６期 （ 总第 １０期 ） ５
浇注模 式下仿 真计 算 得到 的结 品器熔 池钢 水温度 分
，
中间包 钢水 的流繁 ， 稳定 结 晶器液 面 ， 晶器 液 控 结
制精度 高 ， 制 在 ± ｌ 以 内 ， 可控 ３ｍＴ Ｉ 实现 了恒拉 速 、 恒 液 面浇 注 ， 使整 个连 铸工 艺参数 稳定 ， 有利 于铸坯 均 匀冷却、 夹杂物 一 ￣ Ｌｉ和保 护渣 的熔化 ， 而提高 铸坯 － 从
量， 为高端 产品 的研发 奠定 基础 。
１ 异 型坯 连 铸 机 的特 点
莱 钢 异 型坯 连 铸机 为奥 钢联 设 计 ， 目前 国 内 是
断面最 大 、 腹板 最 薄 的近 终 型 异 型坯 连 铸 机 。主 要
设 备如 结 晶器振 动装 置 、 晶器 和 控 制 系统 均 为进 结
塞棒控 制机 构 ， 过 Ｐ 】 晶器 液 面控 制进 通 Ｉ Ｌ结 Ｃ１ 行 ＰＤ运算 ， 供 塞棒 位参 考 值 和 建 立 的一 套 浇 铸 Ｉ 提 设 定值 、 塞棒 实 际位 值 进 行 调整 、 位 ， 定 以保 证 液 面
先进 。铸机形式为 ３ ３ 机 流全弧形连铸机， 铸机弧形