板坯連鑄技術(shù)發(fā)展前景

1、008 板坯連鑄技術(shù)開展前景Toshihiko Emi江蘇沙鋼鋼鐵研究所 (IRIS, JP/SS)中國江蘇省張家港市錦豐鎮(zhèn)， 215625 摘要：隨著綜合性生產(chǎn)車間生產(chǎn)線連鑄機(jī)流數(shù)、堿性氧氣轉(zhuǎn)爐和熱軋 機(jī)的最小化， 投資和修理費(fèi)用也降至最小， 板坯連鑄機(jī)的生產(chǎn)力需要提升。 在不削弱鑄坯質(zhì)量的前提下，通過最大化結(jié)晶器通鋼量和拉速，硬件和軟 件方面都有了專門大的進(jìn)展以增加生產(chǎn)力。在過去的幾十年中取得了明顯 的進(jìn)展，有些覺察普遍有效，而另一些僅對特定條件下有效。對技術(shù)進(jìn)展 進(jìn)行評判測試顯示出，核心技術(shù)差不多與試驗的時刻和過程相違抗。本文 在此根底上講明了板坯連鑄技術(shù)的進(jìn)展前景。關(guān)鍵詞：連鑄機(jī)生產(chǎn)力

2、，拉速，夾雜物，裂紋，偏析，中間包，電磁 流場操縱在過去的三十年間， 連鑄生產(chǎn)工藝差不多成熟， 與之相連的煉鋼廠從 B OF/EAF 到 HRM 的顯現(xiàn)能夠提升生產(chǎn)力和鑄坯質(zhì)量。在許多改良中，一些 通過時刻的考查幸存了下來，而另一些隨著外圍技術(shù)的改良而進(jìn)行了修改， 這些都使工藝得到了增強(qiáng)。本文簡要的描述了值得改良和欠缺的地點(diǎn)，同 時描畫了以后進(jìn)展的前景。1 生產(chǎn)力的進(jìn)展一個帶有 2座 300t BOF 轉(zhuǎn)爐和精煉爐，以及兩架串列布置的熱軋機(jī)組 的工廠，每年能夠生產(chǎn) 9 百萬噸的熱軋卷。如果每臺連鑄機(jī)差不多上兩流 的話，那么整個連鑄機(jī)需要澆鑄同樣數(shù)量的鋼水，才能夠使投資和修理費(fèi) 用最低。測量技術(shù)

3、差不多使用以提升結(jié)晶器的通鋼量和拉速，當(dāng)兩流板坯 連鑄機(jī)平均拉速為2.4m/min,最大速度可達(dá)2.6m/min，能夠增加生產(chǎn)力到 4.5百萬噸，。1.1 增加結(jié)晶器的通鋼量從歷史觀點(diǎn)來講，結(jié)晶器的通鋼量通過最小化連鑄機(jī)修理時刻差不多 有所提升，最小化連鑄機(jī)修理時刻采取的措施有： 1從結(jié)晶器上部裝入 引錠桿；2多澆次連續(xù)澆鑄；3最大化中間包；4鋼水流線型進(jìn)入 中間包。當(dāng)流線型困難時，能夠分不使用 5鑄坯動態(tài)調(diào)寬和 6變換 鋼種等級。結(jié)晶器中不管是自動調(diào)寬依舊等級變換，在不停澆的情形下， 鋼種都在中間包中進(jìn)行和 /或電磁制動以最小化結(jié)晶器中熔池中混合的鋼 水。耐火材料的進(jìn)展也增加了結(jié)晶器的通鋼量

4、，這要緊表現(xiàn)在 7大的熱 周期的中間包，8枯燥、振動形成的 MgO 與葡萄糖粘結(jié)劑形成的小中間 包的工作內(nèi)襯， 9內(nèi)襯區(qū)，采納不同結(jié)構(gòu)的氧化鋁 -石墨浸入式水口 SE N以減少堵塞。停澆操作也降至最小，采納手段為10快換浸入式水口 和 11快換中包 1。此外， 1 2開發(fā)了耐用的連鑄機(jī)零件，例如在結(jié)晶器內(nèi)壁涂上Ni/Cr合金以優(yōu)化冷卻水通道，液壓振動系統(tǒng)，牢固的小直徑別離式支撐輥，扇 形段結(jié)構(gòu)采納合金，氣霧噴嘴能夠在不堵塞噴嘴的情形下實(shí)現(xiàn)弱冷和平均 冷卻，這些都最大化了結(jié)晶器的通鋼量，這些技術(shù)的進(jìn)展為當(dāng)代板坯連鑄 的成功鋪平了道路 2 。1.2 提升拉速 以增加生產(chǎn)力為目的的高拉速連鑄遇到了專

5、門多困難，盡管經(jīng)推測的 實(shí)際坯殼厚度能夠在不漏鋼的情形下使拉速到達(dá) 8m/min。對傳動板坯連鑄 機(jī)配置 3，一個明顯的困難是：高拉速連鑄機(jī)需要的冶金長度較長，這導(dǎo) 致投資增加，同時，外表缺陷，非金屬夾雜物甚至漏鋼都會隨拉速的增加 而增加。然而，大局部的困難依舊被克服了，在盡可能減少投資和修理費(fèi) 用的情形下提升了拉速，而不是增加了流數(shù)，在先進(jìn)的連鑄機(jī)上采納的措 施如下：最嚴(yán)峻的困難是結(jié)晶器下方鑄坯坯殼的漏鋼，漏鋼的緣故被證實(shí)是結(jié) 晶器和坯殼的局部粘結(jié)。由于坯殼外表顯現(xiàn)拉力，隨后坯殼朝連鑄拉速45C 方向這是剪切力最大的方向產(chǎn)生撕裂造成的，撕裂沒有愈合就擴(kuò)展了， 液態(tài)鋼水從結(jié)晶器出口處流出。這種

6、現(xiàn)象首次通過采納比擬漏鋼坯殼的形狀和在結(jié)晶器銅板中植入3D排列的熱電偶以觀看結(jié)晶器相應(yīng)的專門熱流 情形觀看到，該排列差不多加固，并能夠通過啟動報警來推測漏鋼。當(dāng)有 報警信號時，通過降低拉速，使結(jié)晶器中形成的裂紋愈合，隨后再復(fù)原至 原先拉速。該系統(tǒng)1能夠有效的防止粘結(jié)漏鋼，差不多作為商業(yè)上的標(biāo) 準(zhǔn)設(shè)備在專門多連鑄機(jī)上成功使用。當(dāng)結(jié)晶器保護(hù)渣滲透入結(jié)晶器/坯殼界面時會形成不適宜的潤滑，這也會導(dǎo)致粘結(jié)的產(chǎn)生。差不多做了許多工作 以2最優(yōu)化不同連鑄條件和鋼種下的結(jié)晶器保護(hù)渣的熔化速率，軟化點(diǎn)，粘度和結(jié)晶相。此外，3長結(jié)晶器900mm替代了短結(jié)晶器700mm以增加結(jié) 晶器出口處的坯殼強(qiáng)度，通過屢次對高溫

7、時結(jié)晶器傳熱和坯殼強(qiáng)度的研究， 這差不多成為高拉速連鑄機(jī)的一個通常選擇。這是輔以4優(yōu)化氣霧噴嘴 冷卻使之不受堵塞的阻礙，5提升結(jié)晶器下方鑄坯支撐系統(tǒng)足輥和6在二次冷卻區(qū)采納小直徑窄間隔距離的輥?zhàn)右灾舞T坯，同時幸免鼓 肚。2鑄坯質(zhì)量的進(jìn)展高生產(chǎn)力的操作通常采納高拉速，這會增加鑄坯的外表和內(nèi)部缺陷。 缺陷產(chǎn)生的阻礙因素和缺陷差不多分類，并采取措施來幸免它們，分不如 下：2.1外表質(zhì)量連鑄板坯的外表缺陷差不多被分類，阻礙因素和幸免措施將在不處詳 細(xì)講明4。外表裂紋，大局部發(fā)生在二冷區(qū)的橫裂紋，隨溫度，鼓肚和/或第二脆性區(qū)950 CvTv1050 C處的矯直應(yīng)力而增加，第二脆性區(qū)是由 于丫晶界處產(chǎn)生

8、了不純潔的析出物。為了幸免顯現(xiàn)裂紋，二冷方式被設(shè)計 為1保持鑄坯外表溫度在出結(jié)晶器時盡可能的高，在結(jié)晶器下方溫度降 低最小化，隨后熱量將鑄坯重新加熱到高處，接著直線降低，直到矯直點(diǎn)。 該二冷方式差不多相當(dāng)程度的降低了外表裂紋，同時為熱裝和熱軋保存了 熱量。在專門少的情形，2在二冷區(qū)上部采納強(qiáng)冷，以使鑄坯外表轉(zhuǎn)變?yōu)?a相，去除a晶粒內(nèi)部形成的丫晶界處的夾雜物，隨后被熱量再加熱并 緩冷。一個有味的例外是，高能輸入焊接的橫裂紋敏銳鋼 AHSS 鋼板不適 合上述提到的冷卻方式 1。這種情形下，3在二冷區(qū)上部，鑄坯外表 強(qiáng)冷，就像方式 2一樣，然而使納米級析出物形成以提升微觀組織，進(jìn)而 提升強(qiáng)度，使外表

9、不產(chǎn)生裂紋，在隨后的二冷區(qū)采納緩冷 5 。外表裂紋差不多大大降低，除了這些努力之外，采取措施還有 4小 直徑可別離支撐輥以幸免鼓肚 5設(shè)置并保持輥隙像設(shè)計的一樣平行以保 持凝固段組織 6強(qiáng)勁的路線支撐和根底 7氣霧噴嘴，這能夠弱冷和 平均冷卻鑄坯外表。通過 8連續(xù)矯直差不多使施加矯直應(yīng)力的危害減少 到無害的水平。因此，在精心設(shè)計的現(xiàn)代連鑄機(jī)上，在二次冷卻區(qū)的外表裂紋大多是 由于磨損、輥?zhàn)硬粓A和 /或輥?zhàn)硬恍D(zhuǎn)，輥隙不規(guī)那么，排列路線走樣，噴嘴 堵塞造成的，這些都可歸于修理的缺乏。然而，也有一些對裂紋敏銳的鋼 種除外，這需要額外的單獨(dú)采納不同平常的冷卻方式。更嚴(yán)峻的外表缺陷產(chǎn)生的更確切的地點(diǎn)是在

10、結(jié)晶器內(nèi)，彎月面以下小 于 50mm 的地點(diǎn)，那個地點(diǎn)在高溫時形成的坯殼專門薄且不平均。深的振 痕會導(dǎo)致角部裂紋、外表偏析、凹坑和橫裂紋的形成。這差不多通過采納 9高頻率短行程的液壓結(jié)晶器振動系統(tǒng)和非正弦模式以及 10正確選 擇結(jié)晶器保護(hù)渣得到了解決或減少了缺陷了發(fā)生。SEN 浸入式水口由于堵塞、坯殼的間歇性膨脹和造成波動的不正當(dāng)?shù)?手動操作增加了熱流造成了過度的和 /或不對稱的鋼水流入量。波動可誘導(dǎo) 不平穩(wěn)，流淌的保護(hù)渣進(jìn)入結(jié)晶器 /坯殼界面，彎月面處鋼水溢出或鋼水夾 帶，這會形成渣條、凹坑、縱裂、坯殼重疊、角裂、橫裂或夾渣。這些缺 陷通常隨拉速的增加而增加。彎月面波動的被動操縱由 11優(yōu)化

11、 SEN 浸 入式水口的出口角度和結(jié)晶器保護(hù)渣性能，這都取決于通鋼量、結(jié)晶器尺 寸和鋼種。結(jié)晶器保護(hù)渣性能應(yīng)滿足：a熔化速率能保持液態(tài)結(jié)晶器愛 護(hù)渣厚度足夠覆蓋彎月面處振幅駐波到達(dá)的液態(tài)鋼水，同時足夠平均結(jié)晶 器/坯殼界面處的液渣層；b粘度和界面張力足夠高以防止夾帶的渣進(jìn)入 結(jié)晶器中的鋼水中，但液渣要多于進(jìn)入邊界的渣子；c渣膜里的結(jié)晶相沿結(jié)晶器壁提供了微觀氣隙來緩冷，從而在坯殼側(cè)保持液態(tài)；d吸取夾 雜物并上浮至彎月面；e保護(hù)渣外表處具有良好的絕緣能力，以防止彎 月面處過冷。對不同鋼種和不同拉速，找到同時滿足a至e的一種保護(hù)渣是困 難的。盡管有許多體會和模型，結(jié)晶器振動的相互作用和保護(hù)渣的流入行

12、 為仍舊需要澄清。因此，在或多或少試驗和錯誤的根底上，差不多開發(fā)了 特定應(yīng)用的連鑄保護(hù)渣。在那個地點(diǎn)，作進(jìn)一步的深入研究是絕對有必要 的。結(jié)晶器中，不適當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶器錐度造成縱裂，但 12結(jié)晶器錐度隨拉 速和鋼種的操縱差不多到位，長期以來降低了裂紋的發(fā)生率。包晶鋼由于凝固過程存在L+ Sy的轉(zhuǎn)變而顯示出了專門的體積收 縮，該轉(zhuǎn)變產(chǎn)生了細(xì)小的皺紋，甚至生長出了不平均的坯殼，因此結(jié)晶器 和保護(hù)渣界面存在不平均的熱流，在大于 1.6m/min 的高拉速情形下導(dǎo)致了 外表質(zhì)量缺陷，通常為短的縱裂、凹坑和橫向裂紋。這些缺陷并不是在所 有的鑄坯上都有，而是在拉速降低時存在。優(yōu)化連鑄工藝參數(shù)，專門是 1 3正確

13、選擇結(jié)晶器保護(hù)渣，抑制彎月面處的波動，在澆鑄包晶鋼板坯，拉 速為 2.2m/min 時，都能有效的降低缺陷。為了在更高的速度澆鑄，還需要 做更多的研究，否那么，綜合鋼鐵廠連鑄機(jī)的生產(chǎn)力可不能增加，因為那兒 的產(chǎn)品組合包含了專門大一局部的包晶鋼鋼種。組合使用上述提到的113被動措施，再加上嚴(yán)格的連鑄機(jī)操作和修理，差不多實(shí)現(xiàn)了熱裝和 熱送鑄坯。排除外表清理能夠節(jié)約能源，增加產(chǎn)品收得率和保持順行。然 而，對更先進(jìn)的主動操縱，我們不得不等待進(jìn)展 14結(jié)晶器中電磁變化 操縱通鋼量，這將在第 3.2 章節(jié)進(jìn)行描述標(biāo)號錯誤，沒有第 3章節(jié)，請注 意！。2.2 內(nèi)部質(zhì)量 在內(nèi)部缺陷中，過去經(jīng)常遇到的皮下裂紋，

14、角部裂紋，中間裂紋 和中心裂紋差不多大大降低，這是由于在高拉速時，在連鑄機(jī)設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn) 化方面采納了上述提到的進(jìn)展。仍未解決或局部解決的是宏觀夾雜物外生 源和大型內(nèi)生夾雜物以下統(tǒng)稱為宏觀夾雜 ，在最初的坯殼中存在氬氣泡 夾帶，靠近鑄坯厚度中心處存在溶質(zhì)偏析點(diǎn) /帶。221宏觀夾雜和氬氣泡隨著對質(zhì)量要求的進(jìn)一步提升，宏觀夾雜的臨界大小也在降低。目前， 在日本，75%以上的碳鋼要通過有效的LF和/或 RH以滿足質(zhì)量要求。在如 此的氣氛下，宏觀夾雜大多發(fā)生在鋼水從鋼包轉(zhuǎn)移到中間包和中間包轉(zhuǎn)移 到結(jié)晶器的過程中，專門是在非穩(wěn)固狀態(tài)，要緊來源是空氣的二次氧化， 鋼包覆蓋劑和SEN浸入式水口材料的脫落。因此

15、，減少宏觀夾雜的措施第 一要在中間包，其次要在結(jié)晶器中采取。在中間包中1，措施有：1最小化鋼包覆蓋劑進(jìn)入中間包；2通過長水口和保護(hù)套管保護(hù)鋼水到中間 包中；3采納氬氣或中間包覆蓋劑覆蓋中包熔池，覆蓋劑為低活度的二 氧化硅，最低含量的氧化鐵+錳氧化物通常小于3% ; 4使用大體積的 中間包，最多達(dá)80t，它有足夠深的出口擋墻以確保較長的停留時刻，以便 夾雜物上浮，幸免漩渦的形成，同時幸免中包覆蓋劑進(jìn)入結(jié)晶器中。對1,措施還不夠，它要求更好的設(shè)備，在空間和操作都可行的情周期，并】圖1大型中間包80t與水冷的Ar氣密封蓋，開澆填充 1500mm原 文此處單位錯誤對一個小尺寸中間包可能會有例外，設(shè)備可

16、能有些成效，但只要有可 能，舉薦使用較大些的中間包。在開澆和停澆以及連澆中，二次氧化和夾 帶導(dǎo)致鋼水中的宏觀夾雜進(jìn)入結(jié)晶器中。在開始澆鑄板坯時減少宏觀夾雜 長期以來一直采納5延長開澆填充時刻6，它不同于傳統(tǒng)的開澆填充， 因為它能夠在開澆“ 10min前使熱周期中間包保持熔池深度在 1500mm, 這可能是由于通過滑動板吹氬氣，幸免了中包水口鋼水的凍結(jié)。順便提及，6熱周期中間包差不多僅用一個中間包就連續(xù)澆鑄了一個月，見圖 2和 圖3所示。結(jié)果顯示，大幅度減少了宏觀夾雜和耐火材料的本錢，自 19 89年以來，中間包修復(fù)工作專門少預(yù)熱。5min澆鑄板壞比復(fù)®嵩左云三老*g-:-1C min

17、S minij :；?E<e;2圖3通過10mln內(nèi)擴(kuò)大開始填充范疇1500mm,板坯上部宏觀夾雜降 低了在中間包中，陶瓷過濾器、電磁攪拌、鋼水真空轉(zhuǎn)移、通過多孔磚吹 氬、使用AC或DC等離子槍或變頻感應(yīng)加熱等措施都被采納1。只是， 考慮本錢/空間以及操作，前三者慢慢消逝了。當(dāng)每爐澆鑄時刻過長時仍使 用加熱器。事實(shí)上，在小方坯/大方坯連鑄機(jī)上使用變頻加熱器，它們使用 小尺寸的中間包；在板坯連鑄機(jī)上使用等離子槍，它使用大尺寸中間包。 關(guān)于后者，中間包的快速轉(zhuǎn)向治理和高速率澆鑄相結(jié)合，使得中間包中保 持較高溫度，如此加熱裝置變得不是必須的。中間包使用氬氣看起來僅局 限于等離子槍沖擊的熱點(diǎn)和中

18、間包的大局部鋼水之間的傳熱。鋼水和SEN浸入式水口的傳熱從中間包連續(xù)到結(jié)晶器，傳熱速率由中 間包中液態(tài)鋼水熔池的頭部、塞棒或滑門操縱，后者對大尺寸中間包更常 用一些。連鑄過程中，鋁脫氧鋼隨 Al含量的增加，SEN浸入式水口發(fā)生堵 塞是一個困擾已久的咨詢題，它會降低生產(chǎn)力，并損害鑄坯質(zhì)量。堵塞的 機(jī)理目前差不多差不多清晰，然而目前還沒有專門成功的方法能夠幸免該 現(xiàn)象，例如，a使用厚的耐火材料內(nèi)襯以幸免周圍氧氣經(jīng)由 SEN浸入式 水口的氧化鋁石墨壁上 CO和SlO的滲透，當(dāng)鋼水中的Al與氧化物接觸時； b采納光滑致密的氧化鋁套管或穩(wěn)固的石灰氧化鋯涂在SEN浸入式水口的內(nèi)壁，以降低鋼水中Al的粘性；

19、c鉆孔外形為逐步減少氧化鋁夾雜傳 至內(nèi)壁提供了時機(jī)；d對相似情形，鋼水入口流量產(chǎn)生了漩渦，所有這 些都沒有獲得普遍的成功。有些有效的手段差不多成為傳統(tǒng)被使用，如7鋼水中參加Ca，以使 粘性氧化鋁轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的鈣鋁酸鹽；8從中包水口或SEN浸入式水口吹 氬，以使通過氬氣的吹入抑制空氣進(jìn)入內(nèi)壁；9使用大直徑孔，以預(yù)備 堵塞時快換。事實(shí)上，條款7在結(jié)晶器中引入了鈣鋁酸鹽，條款8 提供良好的氬氣泡，與氧化鋁夾雜物結(jié)合，夾帶并形成帶狀物；條款9那么完全是一個被動的措施。能夠解決該咨詢題的普遍有效的措施還沒有發(fā) 覺。中間包中采取的措施并沒有完全排除鋼水中的宏觀夾雜進(jìn)入結(jié)晶器此外，SEN浸入式水口也有脫落，這

20、增加了水口的堵塞和進(jìn)入結(jié)晶器的鈣 鋁酸鹽夾雜物含量。因此差不多對結(jié)晶器采取了措施，包括10選擇垂直彎曲/漸進(jìn)彎曲類型的機(jī)器設(shè)計，其中結(jié)晶器區(qū)域和二次冷卻區(qū)的頂端部 分的垂直區(qū)域大約有3m,這有利于夾雜物上浮。關(guān)于連鑄鋼種的需求，該 設(shè)計的優(yōu)勢差不多在20世紀(jì)70年代末被成認(rèn)，并在日本取代了許多典型 的板坯連鑄機(jī)，同時，近30年前也在世界上日益得到了普及。彎月面處波動和出SEN浸入式水口進(jìn)入坯殼熔池的鋼流滲透深度減至 最小，采取措施包括11按照通鋼量和結(jié)晶器尺寸，優(yōu)化出鋼口角度和 S12結(jié)晶器中0.5出/$能夠使夾雜物離開凝固坯殼，并上升至結(jié)晶器鋼水的流尚q最大|保護(hù)渣中q MESS,EMLA，

21、或者13減緩SEN浸入式水口出口鋼流，使IIf較薄鑄hr深度進(jìn)入熔池，以利于夾雜物上浮至結(jié)晶器保護(hù)渣中坯中的穿透C-MOld , EMLS。典型的示意圖見圖4和圖57,8。n一 n 一丨EN浸入式水口的插入深度，得到一些主動的成效。這些被動的措施在降低 宏觀夾雜方面有限。相反的十動的措施差不多開發(fā)，如川成松功側(cè)O=Krrm結(jié)晶器中的不同電磁攪拌心L s屮仙過跡陲F底郵圖5結(jié)晶器中的不同電磁制動、JT R - 1 RI I優(yōu)化操作條件下，;二者在抑制彎月面處波動都顯示出了一定的優(yōu)點(diǎn), 降低波動與外表缺優(yōu)化操S 0.5圖6得到降低0.0陷系見圖6和圖7。制板和骨線t中碳結(jié)晶器匚用磁攪拌后，澆鑄LC

22、AK板坯皮下大型氧化鋁夾雜EMS XEMS幵圖7結(jié)晶器中使用電磁攪拌后，澆鑄 MC-HSLA板坯產(chǎn)生的縱裂得到降低一樣來講，攪拌在去除皮下宏觀夾雜和氬氣泡更有效，因為金屬流沖 刷靠近彎月面的凝固前沿，這在今后能夠操縱，因此，帶鋼種類對澆鑄鑄 坯外表的要求更期望長條狀缺陷減少。攪拌也使結(jié)晶器中的過熱散失平均， 增加熔池末端等軸晶的形成，在一定程度上有利于降低中心偏析。澆鑄潔凈敏銳鋼種時，制動更適合用來降低高通鋼量時的宏觀夾雜。 此外，制動的優(yōu)點(diǎn)在于增加彎月面處鋼水溫度，大約 5C,這是由于電磁能 的輸入。該增加有利于減薄結(jié)晶器壁處凝固鉤的坯殼，減少鉤子處宏觀夾 雜和Ar氣泡的捕捉，減輕振痕深度和

23、結(jié)晶器/坯殼邊界處保護(hù)渣的流入，從 而減少角部裂紋、縱裂和凹坑。222中心偏析詩-龍4過去，采納鑄坯電磁攪拌EMS和凝固末端電磁攪拌，嘗試驅(qū) 左、拉I. 12 - I. Irinin散熔池末端形成的等溶質(zhì)偏析點(diǎn)-的措施，是距通常呈錐形減少，辱收縮。壓:由晶間的溶質(zhì)富如果沒有溶質(zhì)偏析帶在鑄坯凝固末端通過一對輥?zhàn)?J f由于凝固和鑄坯凝固末端溫度的降低造成了過度 多進(jìn)行了研究， 度處形成等軸 如此可不能吸取溶質(zhì)蠶集的樹枝晶間液彳束時壓下量可能會增加F量的優(yōu)化差不'液體分布更加0平均。以減少板坯中心厚度處的可辨不 目前，降低偏析點(diǎn)和偏析帶的最有效 :實(shí)行輕壓下扇形段處的輥?zhàn)娱g圖8顯示了壓下量

24、大約為0.75m晶，壓下量在凝固末端正好完成， 體進(jìn)入凝固末端，從而等軸晶間的0.51,01.5壓卜址t mu H)圖8優(yōu)化凝固末端輕壓下以減少板坯的中心偏析章節(jié)2和3的表達(dá)來自于自己的體會，但最近歐洲的趨勢 9,10與之相 似。4傳感，建模與過程操縱、性能及生產(chǎn)在連續(xù)鑄造中，所設(shè)計的單元過程與鑄坯質(zhì)量緊密有關(guān)。增加的生產(chǎn) 力受工藝和質(zhì)量的阻礙。因此，關(guān)于提升生產(chǎn)力來講，工藝的綜合操縱是 至關(guān)重要的。關(guān)于阻礙生產(chǎn)力和質(zhì)量的單元過程、關(guān)鍵參數(shù)應(yīng)在構(gòu)建任何 操縱結(jié)構(gòu)前充分了解。傳感器的進(jìn)展關(guān)于監(jiān)控阻礙生產(chǎn)力和質(zhì)量的參數(shù)， 建立模型來重現(xiàn)生產(chǎn)過程是操縱系統(tǒng)的重要先決條件。關(guān)于鋼包渣進(jìn)入中間包中，許多

25、執(zhí)行設(shè)備，例如擋渣球、飛鏢，帶有 氣體注入的蝴蝶閥和簡單的擠壓操作，都進(jìn)行了測試，然而成效有限。鋼 包渣的流出由光學(xué)或聲學(xué)傳感器進(jìn)行操縱也未獲成功，這是由它自身固有 的缺點(diǎn)決定的。電磁傳感器一直還算有用，但缺乏以排除夾帶，因為當(dāng)它 偵測到有夾帶行為時差不多晚了。對后期澆鑄過程的保護(hù)渣和鋼水行為進(jìn) 行建模仍顯缺乏，推測夾帶開始的時刻還不夠準(zhǔn)確。關(guān)于要求專門嚴(yán)格的鋼種，唯獨(dú)的實(shí)際操作手段是在鋼包中保存相當(dāng) 數(shù)量的金屬，上面是鋼包渣，并把這些金屬返回到上游，但這會犧牲生產(chǎn) 力并增加本錢。基于良好的建模和傳感器，需要開發(fā)更加智能化的操縱， 以幸免渣隨鋼水流下、中間包中由于鋼包渣的夾帶產(chǎn)生的二次氧化等難

26、題。 正如前面所述，在本錢和空間都許可的前提下，結(jié)合電磁感應(yīng)器就像AMEPA和電磁流量操縱驅(qū)動器可能是一個解決方案。對結(jié)晶器彎月面，電磁液位傳感器結(jié)合 SEN浸入式水口通鋼量操縱， 澆鑄速率和鼓肚差不多成為一個抑制波動的有用的二級工具。電磁流量操 縱中，彎月面處進(jìn)行動態(tài)流量分析能夠?qū)㈦姶艌龇治?Maxwell方程和流 體流淌分析Navier-Stokes方程與當(dāng)時的操縱意見觀看員，采納的/從 調(diào)度-H 處獲得的簡單非線性自適應(yīng)相結(jié)合并給出解決方案11。近期彎月面處電磁金屬流速傳感器的進(jìn)展差不多能夠在原處/實(shí)時確實(shí)定流速以驗證流量分析和阻礙流淌的因素。當(dāng)流體 /熱通量與各種外表缺陷 的關(guān)系都定量

27、的明確后，使用電磁手段對流體和缺陷進(jìn)行動態(tài)操縱就變得 有可能。這種操縱差不多在輕壓下系統(tǒng)中，利用模型和監(jiān)測過程的參數(shù)進(jìn) 行操縱使用。模型推測的凝固末端的位置正好讓輥?zhàn)釉谀莾簣?zhí)行各種連鑄 過程的工藝參數(shù)并進(jìn)行壓下。過程操縱由傳感和模型已擴(kuò)展至質(zhì)量操縱。 單元過程操縱已開始對三級進(jìn)行整合，使生產(chǎn)總量進(jìn)行操縱成為可能。5結(jié)論傳統(tǒng)板坯的連鑄差不多專門成熟，在本錢和市場的驅(qū)動下，向更高生 產(chǎn)力和提升質(zhì)量上進(jìn)展。結(jié)晶器通鋼量和拉速有待改善以提升生產(chǎn)力，同 時，宏觀夾雜和溶質(zhì)偏析需要最小化以保證質(zhì)量，如此的要求在今后還要 連續(xù)下去。為了滿足要求，金屬傳輸系統(tǒng)需要 1進(jìn)展設(shè)備，以停止鋼包渣進(jìn)入 中間包，這能夠

28、由電磁傳感器和流量操縱組合實(shí)現(xiàn)； 2通過長水口或套 管傳遞金屬，向中間包中通入氬氣； 3采納熱周期，結(jié)構(gòu)簡單的大型中 間包80t,沒有其它設(shè)備，但向底部出口傾斜，以確保有足夠的熔池深度 >1.5m； 4采納氬氣密封蓋或覆蓋適宜成分的中包覆蓋劑以隔離中間 包中的鋼水；5鋼水開始填充后，采納合理的保持時刻10min。當(dāng) 采納上述措施后，鋼水從中間包進(jìn)入結(jié)晶器中， SEN 浸入式水口的堵塞能 夠使用大孔徑的 SEN 浸入式水口得到充分減少，而且它能夠在澆鑄過程中 進(jìn)行即時改變。在過去的幾十年中，這些措施已得到應(yīng)用，然而，由于操作上的困難， 措施使用的還不完整。只是，在工業(yè)生產(chǎn)軸承鋼中采納的中間

29、包，采納全 氬封，再加上鋼包中殘留的金屬，這能夠幸免渣漩渦，在過去的二十年間 差不多實(shí)現(xiàn)了，由于二次氧化和爐渣乳化產(chǎn)生的宏觀夾雜實(shí)際上差不多不 存在了。對結(jié)晶器來講，采納適宜的結(jié)晶器保護(hù)渣和SEN浸入式水口，優(yōu)化電磁鋼水操縱，結(jié)合先進(jìn)的結(jié)晶器設(shè)計及液壓振動是最終的解決方案。優(yōu)化 需要更好的傳感器來監(jiān)控鋼水流淌，分清初始凝固和外表缺陷的關(guān)系并建 模，采納模型并結(jié)合當(dāng)時的操縱意見進(jìn)行綜合操縱。本文還有更多的研究 工作要做。在二冷區(qū)，設(shè)備、建模和操縱都需要正確的進(jìn)展，以排除更多 難題。然而，在較高拉速時，較好的模型和凝固末端輕壓下操縱需要更好 的進(jìn)展以適應(yīng)高速連鑄。傳統(tǒng)板坯連鑄在生產(chǎn)力方面操作其它類

30、型，通過全面采納 TMCP-AcC 工藝并集合較高的壓下量，還能夠生產(chǎn)更多先進(jìn)鋼種，專門是在鋼板領(lǐng)域 更是如此。能夠預(yù)見，拉速和鑄坯質(zhì)量仍是今后的先進(jìn)方向。參考文獻(xiàn)1 Sahai, Y. and Emi, T., Tundish Technology for Clean Steel Produc tion, World Scientific Publ., Singapore., 20212 The Making, Shaping and Treating of Steel, 11th ed., Casting Vol ume, Cramb, A. ed., AISE Steel Foundat

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