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1、涟钢CSSP 连连铸理论论培训教教材一、 csp连连铸总体体描述连续铸钢钢技术的的发展趋趋势是近近终型连连铸技术术的开发发应用，上上下连铸铸与轧钢钢工序的的无缝连连接，实实现紧凑凑的生产产工艺流流程，最最大限度度的节能能和减少少环境污污染，提提高金属属收得率率，缩短短从钢水水到成材材的生产产周期。涟钢cssp连铸铸机为立立弯式，于于20004年22月5日日一次热热试车成成功，生生产第一一块连铸铸坯，创创造了达达产达效效世界第第一的世世界记录录。铸机机主要设设备为蝶蝶式钢包包回转台台、中间间包车、漏斗型型结晶器器、液压压振动台台、扇形形1、22、3、4段，带带刚性引引锭杆的的顶弯夹夹送装置置、拉
2、矫矫装置、以及摆摆动剪，其其核心设设备是漏漏斗型结结晶器。在钢包回回转台的的两侧各各有一个个中包车车和和中中包预热热站，车车上配有有浸入式式水口预预热烧嘴嘴。每台台中包车车都配备备有称重重系统，以以称量中中间包钢钢水重量量。每个个中间包包在正常常工作情情况下，容容量为226228吨，溢溢渣情况况下为330332吨。中间包包钢水液液位可采采用自动动和手动动进行控控制，钢钢水从中中间包注注入结晶晶器采用用塞棒伺伺服机构构控制，它它和Coo60放放射源、闪烁记记数器和和PLCC装置一一起组成成结晶器器液位控控制系统统。塞棒棒是整体体式的，而而塞棒机机构采用用压缩空空气冷却却。结晶晶器液位位控制系系统
3、可实实现连铸铸机的自自动开浇浇，即当当液位控控制系统统检测到到钢水液液位的110时时，铸机机振动台台开始振振动，夹夹送辊开开始拉坯坯。钢水水从中间间包注入入结晶器器，是通通过一个个扁平式式的整体体式浸入入式水口口，它的的出钢口口是专门门设计的的，以适适应结晶晶器形状状结构要要求。结晶器是是一个直直的漏斗斗式结晶晶器，上上大下小小，在宽宽边铜板板上部中中心有一一个宽的的垂直、锥形的的漏斗区区域，以以保证浸浸入式水水口有足足够的空空间。漏漏斗区域域为从铜铜板上部部向下大大约8550mmm，以下下便是结结晶器下下部平行行出口部部分。下下部结晶晶器模壁壁是平行行的，从从而形成成最后铸铸坯的断断面尺寸寸
4、。结晶器振振动装置置是一个个短杆式式的液压压振动系系统，可可以产生生正弦和和非正弦弦振动，目目前涟钢钢采用的的是非正正弦振动动。而结结晶器下下面则为为铸坯导导向的扇扇形1、2、33、4段段。打开开结晶器器后，可可以允许许刚性引引锭杆的的插入，也也可以清清除漏钢钢后形成成的坯壳壳。漏钢钢后通常常影响到到结晶器器和扇形形1段，他他可以很很容易的的作为一一个整体体用吊车车吊出更更换。结结晶器的的宽度和和锥度可可以远程程调整，借借助于主主控室内内驱动PPLC方方式进行行预设定定，在浇浇注期间间，主控控操作人人员可以以根据生生产计划划或轧制制规格要要求进行行在线调调宽，通通常情况况下还可可以通过过调锥来
5、来进行结结晶器热热流的控控制，以以稳定浇浇注状态态，确保保铸坯坯坯壳的均均匀冷却却。通常常涟钢二二次冷却却有3条条冷却曲曲线，根根据不同同钢种，选选择不同同的冷却却曲线，随随着拉速速的增加加，水量量不断增增大。铸坯出扇扇形段后后，进入入夹送辊辊顶弯装装置，依依靠液压压，顶弯弯辊将铸铸坯与引引锭杆分分离，铸铸坯进入入3.225m半半径的弧弧形段，再再通过拉拉矫机进进行一点点矫直。夹送辊辊顶弯装装置及拉拉矫装置置的冷却却均为内内冷。然然后铸坯坯进入摆摆动剪，在在摆动剪剪处进行行铸坯切切头和定定尺铸坯坯的剪切切，在主主控室HHMI画画面可进进行铸坯坯长度的的设定。通常铸铸坯在摆摆剪处的的温度为为95
6、0010050，主要要由于不不同拉速速所致。二、技术术参数机型 立弯式式流数 2流流间距 2260000mmm浇铸平台台标高 1151665mmm冶金长度度 97705mmm顶弯半径径 32250mmm浇注断面面： 990016000mmm7055mmm（冷冷尺寸）回转台参参数：回转台承承载能力力 22000t回转半径径 55500mmm回转速度度 1.0rppm（电电机驱动动） 0.5rppm（事事故驱动动）回转臂升升降行程程10000mmm回转臂升升降速度度 300mm/s包盖升降降行程 8550mmm包盖旋转转角度 655包盖升降降速度 500mm/s中间包容容量： 工作液位位 27tt
7、（液位位深度 10050mmm）溢流液位位 300t（液液位深度度 111500mm）中间包车车参数：中间包车车承载能能力 665t 行走速度度 1.5/115m/minn中间包升升降行程程6000mm中间包升升降速度度 600mm/s中包横移移距离 40mmm位置精度度 1mmm结晶器：材质 宽宽面：CCu-AAg；窄窄面：CCu-NNi-BBe高度 111000mm出口宽度度 990016000mmm72mmm结晶器漏漏斗上口口宽度长度高度 1180/1900mm8800/11100mmm8500mm结晶器振振动： 振幅 2mmm5mmm 基本本设定 3mmm频率 06600ccpm EM
8、MBr： 最最大线圈圈电流 4660A 变变压器功功率 1160kkVA塞棒：行程 1000mmm（50mmm）驱动方式式 机机电驱动动 引锭锭杆形式式： 刚性性下装式式拉矫辊对对数 4对（其其中24上辊辊为驱动动辊）铸坯清洗洗装置：喷咀数 213（上上下各113个）喷咀压力力 6110baar 摆动剪：剪切力 124400kkN马达功率率 4450kkW最快剪切切速度 8块/分钟三、 浇注工艺艺技术参参数1、 钢水温度度控制1.1液液相线温温度的计计算钢水液相相线温度度取决于于每炉钢钢水的化化学成份份。因为为钢水凝凝固的初初试点受受熔融形形核条件件的影响响，因而而不可能能从液相相线温度度来预
9、测测钢水凝凝固的初初始温度度。虽然然如此，液液相线温温度还是是被当做做每炉钢钢水能否否适合浇浇注的一一个主要要的参考考温度。液相线温温度TLL15336+元素含含量系数液相线温温度计算算系数如如下表11： 表1 液液相线温温度计算算系数表表元素名称称系数C0.22%0.2%CC00.5%C0.55%C-65-88-(9+65*C)Si-8-8-10Mn-5-5-6P-30-30-30S-25-25-30Al-1.77-1.77-3Cu-5-5-5Cr-1.55-1.55-1.55Ni-4-4-3.55V-2-2W-1Co-1.77Zr-12.8Nb-7Ta-3Ti-14As-14Sn-10通常
10、，中中间包钢钢水实测测温度减减去计算算的液相相线温度度，就可可以知道道该炉钢钢水的过过热度。钢水的的过热度度不仅影影响到钢钢水的凝凝固行为为，而且且影响到到浇铸保保护渣的的熔融行行为。1.2 钢水过过热度控控制不同钢种种中间包包钢水过过热度要要求：见见表2。表2，不不同钢种种过热度度范围钢 种种中间包钢钢水过热热度连浇炉次次开浇第一一炉低碳钢(C0.007，MMn0.55)20403050高强度低低合金钢钢(C0.007，MMn0.5)20402545中碳钢(C00.155)20352545高碳钢(C00.255)153525452、 拉速控制制2.1开开浇拉速速控制开浇拉速速设定一一般为33
11、.44.00 m /miin，开开浇拉速速控制曲曲线如下下：第一步：在8ss内加速速到1.75mm/miin（aa133.133m/mmin22）第二步：以2.14mm/ mmin22加速度度将速度度上升到到设定的的拉速（在在切头后后根据情情况再调调速）。2.2浇浇铸过程程中拉速速控制 最大可能能浇铸速速度取决决于：冶冶金长度度、结晶晶器冷却却和二次次冷却的的类型和和强度、液芯压压下厚度度、钢种种、钢水水过热度度、中间间包液面面、生产产节奏等等。2.2.1中间间包钢水水过热度度在规定定范围内内的拉速速优化控控制：见见表3表3，中中间包钢钢水过热热度在规规定范围围内的拉拉速优化化控制钢 种种中间
12、包钢钢水过热度Vc（mm/miin）57mmm厚坯Vc（mm/miin）72mmm厚坯低碳钢（CC0.007，MMn0.55）20403.76.003.05.00高强度低低合金钢钢（C0.007，MMn0.5）20403.54.882.84.88中碳钢（CC0.15）15353.54.552.84.44高碳钢（CC0.25）15353.54.552.84.442.2.2如果果过热度度超过表表3范围，则则最大拉拉速按表表4进行控控制。表4，过过热度超超标最大大拉速控控制表（72mm厚板坯）钢种过热度低低于下限限过热度高高于上限限过热度Vmaxx（m/minn）过热度Vmaxx（m/minn）72
13、mmm57mmm72mmm57mmm低碳钢152205.56.0404455.05.5高强度低低合金钢钢152205.05.0404434.34.3中碳钢121154.74.8354404.24.3高碳钢121154.74.8354404.24.32.2.3中间间包吨位位与拉速速关系，见见表5：表5，不不同中间间包液面面下的最最大拉速速中间包钢钢水吨位位（吨）最大拉速速（722mm900016600mmm）低碳钢高强度低低合金钢钢中碳钢高碳钢20不限制154.84.54.54.2124.54.34.34.0104.24.14.13.884.03.93.93.863.8（尾尾出后）3.8（尾尾出
14、后）3.7（尾尾出后）3.7（尾尾出后）2.2.4 LLCR时时拉速控控制，见见表6：表6，LLCR时时拉速控控制表（低低碳钢、HSLLA、中中碳钢的的K分别别取266.5，226，225）液芯压下下量mmm最低事故故拉速（mm/miin）最高拉速速（m/minn）低碳钢HSLAA中碳钢低碳钢HSLAA中碳钢72 682.32.22.15.65.45.072 662.52.42.25.95.75.372 642.62.52.36.16.15.672 622.82.72.56.76.56.072 603.02.92.77.26.96.472 573.33.22.98.07.77.1 2.2.5浇
15、铸铸过程中中最低拉拉速控制制57mmm厚铸坯坯：3.5m/minn 72mmm 厚厚铸坯：2.88m/mmin2.2.6紧急急降速控控制在漏钢预预报系统统发出警警告后，自自动或手手动激活活紧急降降速。不同钢种种的紧急急降速控控制如表表7所示：表7，紧紧急降速速控制步骤拉速（mm/miin）时间（ss）加速度（mm/miin2）从到低碳钢中碳钢高碳钢低碳钢中碳钢高碳钢1Vc1.022290909021.01.055500031.01.7553.43.43.413.112513.112513.112541.7554.0（或或Vc）65901002.14431.51.3552.3尾尾出拉速速控制第一
16、步：降低拉拉速到00.5mm/miin；第二步：保持00.5 m/mmin的的拉速440s；第三步：提高拉拉速到55.0mm/miin。3、结晶晶器冷却却控制 采用用ISOO控制，结结晶器冷冷却水从从上到下下流经冷冷却水槽槽。3.1结结晶器冷冷却水参参数进水压力力 宽宽面14.5baar；窄窄面16.5baar出水压力力 88100barr进水温度度 设设计为338，操作作时355400（启动动温度30）出水温度度 54最大进出出水温差差 116补偿水： 压力 6bbar 流量 100 m33/h事故水： 流量 2500m3/h（115miin）压力 3baar3.2结结晶器冷冷却水流流量控制
17、制，见表表8：表8，结结晶器冷冷却水流流量控制制表宽面流量量控制窄面流量量控制铜板厚度度(mmm)冷却水流流量(LL/miin)铜板厚度度(mmm)冷却水流流量(LL/miin)1511656000（v9.00m/ss）11112190（vv8.2m/s）161175600012113195171185700013114200181195800014115205192205900016117210202216000017118215212226100018119220（vv9.2m/s）222236200023224630002422564000（v11.0m/s）3.3结结晶器冷冷却水水水质
18、要求求，见下下表9：表9，结结晶器冷冷却水水水质要求求项目单位参数项目单位参数PH（220）./.8.59.55不溶解固固体总量量mg/LL300总硬度dH0.5Cl2（mmg/LL）mg/LL50碳酸盐硬硬度dH0.5Fe+MMnmg/0.5沉淀悬悬浮物mg/LL10SiO22mg/LL10硫酸盐mg/LL100氨mg/LL0.1油脂mg/LL03.4结结晶器冷冷却水报报警，见见表100：表10，结结晶器冷冷却水报报警浇注危险险报警水流量低低于正常常10%进水温度度455出水温度度588进水压力力122barr浇注停止止报警水流量低低于正常常15%进水温度度488出水温度度600进水压力力1
19、00barr浇铸停止止报警55s钟内内必须停停浇。如如果进水水压力低低于2.5baar事故故水自动动打开，必必须停浇浇。4、二次次冷却控控制4.1二二次冷却却水水质质要求，见见表111：表11，二二冷水水水质要求求项目单位参数项目单位参数PH./.6沉淀和悬悬浮物mg/LL20暂时硬度度dH10Fe+MMnmg/LL0.5总硬度3dH25Cl-mg/LL400碳酸盐硬硬度dH15总溶解固固体mg/LL150004.2二二冷水参参数最大进水水压力 14.0baar最大流量量 9990mm3/h最低流量量 3300 m3/h进水温度度 35喷咀压力力：扇形段11 15bbar（通通过增压压泵增压压
20、）扇形段22、3、4 100barr事故水流流量 1190mm3/hh（持续续15分分钟，其其中扇形形段1为为90 mm3/hh，扇形形段2、3、44为1000 mm3/hh）4.3二二次冷却却喷淋区区和控制制回路二次冷却却系统分分为6个个喷淋区区，144个控制制回路，其其分布见见图1。喷淋区111.0 喷淋淋环+窄窄侧 格栅栅喷淋区222.0喷淋区333.23.13.03.13.2扇形段 1喷淋区444.24.14.04.14.2扇形段22喷淋区555.25.15.05.15.2扇形段 3喷淋区666.26.16.06.16.2扇形段 4图1，二二次冷却却水系统统分布图图控制回路路的面积积、
21、位置置、流量量、喷咀咀数量、喷咀排排数见表表11：表11，每每个区域域喷嘴数数量、直直径、流流量、类类型控制回路路喷咀排数喷嘴数水流量 L/minn单位面积积水流量量（L/m2minn）开始位置mm终止位置置mm每一喷嘴嘴每一区域域最小最大最小最大最小最大1.0窄边11245.65.627.1127.1167223251083503901691118844100001000010600131992.0241614162211.0011.006.96.945.9945.9927.6627.661761541101517346434426073771547710600155003.05122144
22、2.63743741748817481315500282003.15122642.61661667773.25122642.61661667774.013223669.66366361980015951728200479554.113223444.21851856424.213223444.21851856425.024335725.5396396139008529747955724555.124335482.81341344705.224335482.81341344706.036447723.82712719366621672455970556.136447482.61251253846.
23、236447482.6125125384注：喷淋淋区13，PPmaxx155barr；喷淋淋区46，PPmaxx100barr； 喷喷淋区116，PPminn0.7baar位置从结结晶器液液面即铜铜板顶部部以下1100mmm开始始计。4.4二二冷水量量的确定定4.4.1概述述PLC系系统为二二次冷却却提供了了10条条冷却曲曲线用于于72 mmm厚结结晶器，其其中15号冷冷却曲线线备用，66100冷却曲曲线根据据钢种选选择，高高强钢和和耐候钢钢用7#，中碳碳钢用88#，低低碳钢用用9#。选择好合合适的冷冷却曲线线后，PPLC系系统将根根据铸坯坯宽度、钢水过过热度、二冷进进水温度度、液芯芯压下厚厚
24、度及拉拉速等自自动调节节二冷水水量。二冷水的的修正系系数有：宽度修修正系数数fwiddth、厚度修修正系数数fthiicknnesss、中间间包钢水水过热度度修正系系数fsupperhheatt、二冷冷水进水水温度修修正系数数finlletttempp总系数ff总fwiddthfthiicknnesssfsupperhheattfinlletttempp二冷水流流量喷喷淋表流流量值f总，当该该值小于于允许的的最小流流量值时时，以最最小流量量来控制制。最小小流量值值如下表表12：表12，二二冷区最最低流量量控制表表控制回路路1.02.03.03.1/3.224.04.1/4.225.05.1/5
25、.226.06.1/6.22流量L/minn905903701456301603901002701004.4.2二冷水水修正系系数宽度修修正系数数，见表表1314：表13，控控制回路路3.11、4.1、55.1、6.11冷却曲曲线宽度度系数冷却曲线线浇注宽度度950mmm10400mm11000mm11400mm13500mm11000.2550.3550.4550.50.9 表144，控制制回路33.2、4.2、55.2、6.22冷却宽宽度系数数冷却曲线线浇注宽度度13600mm14000mm14500mm15000mm17000mm11000.2550.3550.4550.50.9 铸坯坯
26、厚度修修正系数数在控制回回路1.0、22.0、3.00、3.1、33.2，铸铸坯厚度度变化对对二冷水水的设定定没有影影响。控制回路路4.006.2，二二冷水设设定值与与厚度有有关。4.04.22：ftthicckneessd/DD5.06.22：ftthicckneess1L（1d/DD）/Vcc（d/2k）2d：在扇扇形段44出口测测得的铸铸坯厚度度 D：基准厚厚度，770mmmL：冶金金长度，9705mm 二冷冷水进水水温度修修正系数数，见图图2修正系数数1.0441.0221.0000.9880.9660.94410 155 200 255 300 355 400 455 进进水温度度（
27、） 图图2 二二冷水进进水温度度修正系系数中间包包钢水过过热度修修正系数数，见图图4 修正系数数1.0661.0551.0441.0331.0221.0111.0000.99910 15 200 225 300 335 40 455 550 55 600 665 70 过热度度（） 图图3 中间包包过热度度修正系系数4.5二二冷水的的报警，见见表155表15，二二冷水报报警报警信号号极限条件件措施1，2，33区域浇铸停止止报警低于设定定值600紧急关闭闭滑动水水口，紧紧急关闭闭塞棒，尾尾出1，2，33区域浇铸危险险报警低于设定定值800降低拉速速到2.5/33.5mm/miin（区区域3），如
28、果不能能排除故故障，在在5分钟钟内停止止浇铸4，5，66区域浇铸危险险报警低于设定定值800区域4：降低拉拉速至33.6mm/miin；区域5、6：降降低拉速速至2.5/33.5mm/miin；如果不能能排除故故障，在在15分分钟内终终浇。4.6侧侧喷水控控制 在在扇形四四段下有有一排侧侧喷水，其其作用是是防止边边部过冷冷。 喷喷嘴数目目：144个（在在固定侧侧左右两两边各77个） 水水压： 19bbar 流流量： 80L/miin（每每个喷嘴嘴） 喷喷嘴的开开关根据据铸坯宽宽度来控控制，如如下表116：表16，侧侧喷水开开关控制制喷嘴结晶器出出口宽度度 mmm9001000010011110
29、001101112200120111300013011144001401115500150111660016011177001234567开开开开开开开关开开开开开开关关开开开开开关关关开开开开关关关关开开开关关关关关开开关关关关关关开关关关关关关关5、设备备冷却水水5.1设设备闭路路冷却水水5.1.1设备备闭路冷冷却水水水质要求求 ，见见表177：表17，设设备冷却却水水质质要求项目单位参数项目单位参数PH./.7.58.33Fe+MMnmg/LL0.5水中沉淀淀mg/LL20Cl-mg/LL150碳酸盐硬硬度dH5沉淀和悬悬浮物mg/LL15总硬度dH10总溶解固固体mg/LL8005.1
30、.2设备备闭路冷冷却水参参数，见见表188表18，设设备冷却却水参数数项目参数项目参数水流量420mm3/hh出水温度度50进水压力力7barr进出水温温差15回水压力力2.5bbar事故水流流量200 m3/h（持持续时间间15分分钟）进水温度度35事故水压压力3barr5.1.3设备备闭路冷冷却水报报警浇铸停止止报警（压压力低于于设定值值80）：在在15分分钟内不不能排除除故障，必必须停浇浇。5.2 设备开开路冷却却水5.2.1 设设备开路路冷却水水参数冷却水流流量： 3500 m/h4000 m/h最大进水水温度 355 CC进水压力力 8baar事故水 1000 mm3/hh（持续续1
31、5 minn）6、结晶晶器控制制6.1概概述结晶器器是连铸铸机的心心脏。铸铸坯的初初生坯壳壳是在结结晶器弯弯月面形形成的，弯弯月面铜铜板表面面的损伤伤会导致致铸坯缺缺陷，因因此铜板板质量对对铸坯质质量会产产生很大大的影响响。每次浇浇铸结束束后或更更换结晶晶器之后后，必须须对结晶晶器进行行检查：水管对对接是否否密封完完好，结结晶器铜铜板表面面状况是是否完好好，关闭闭功能是是否正常常等等。结晶器器铜板表表面缺陷陷深度若若大于00.5mmm，需需更换结结晶器。结晶器器铜板表表面粘有有残钢残残渣时或或裂纹、凹坑、划痕深深度小于于0.55mm时时必须进进行打磨磨或改变变浇铸宽宽度。铜板如如果窄边边与宽边
32、边之间的的缝隙0.335mmm，用铁铁泥进行行密封，间间隙较大大则更换换结晶器器或改变变浇铸宽宽度。结晶器器宽边新新铜板浇浇钢80000吨吨后，必必须进行行第一次次铣磨，以以后每浇浇钢1000000吨后进进行一次次铣磨。新铜板板的初始始厚度为为25mmm，每每次平均均加工量量为1.2mmm左右。铜板可可以使用用（报废废之前）的的最薄厚厚度为115mmm，窄边边最薄厚厚度为111mmm。安装结结晶器时时，振动动台必须须清洁，必必须保持持结晶器器的严格格对中。必须用用专用吊吊具吊运运结晶器器。6.2结结晶器监监控（漏漏钢预报报）结晶器每每宽边有有3排224个热热电偶，每每窄边有有4排88个热电电偶
33、，如如果结晶晶器热电电偶测得得的温度度梯度超超过设定定值，将将发出报报警，可可通过手手动或自自动进行行紧急降降速，避避免漏钢钢。6.3结结晶器锥锥度设置置锥度与钢钢种、浇浇铸宽度度、漏斗斗形状有有关。浇浇铸开始始时必须须按照锥锥度表设设置锥度度，浇铸铸过程中中根据窄窄面/宽宽面的热热流比来来调节锥锥度，确确保热流流比在555880。结晶器锥锥度控制制见表119：表19，结结晶器锥锥度控制制表冷态宽度度mm低碳钢a111.177 a222.66中碳钢a111.188 a222.55高强度低低合金钢钢a111.188 a222.50结晶器宽宽度（mmm）锥度（mmm）结晶器宽宽度（mmm）锥度（m
34、mm）结晶器宽宽度（mmm）锥度（mmm）900923.942.111922.952.144922.502.155910934.212.188933.212.200932.752.211920944.472.233943.462.266943.002.277930954.742.299953.722.322953.252.333940965.002.355963.972.388963.502.399950975.272.411974.232.455973.752.455960985.542.477984.482.511984.002.511970995.802.533994.742.57799
35、4.252.57798010066.0772.59910044.9992.63310044.5002.63399010166.3332.65510155.2552.69910144.7552.6991000010266.6002.71110255.5002.75510255.0002.7551010010366.8772.77710355.7662.81110355.2552.8111020010477.1332.83310466.0112.87710455.5002.8771030010577.4002.89910566.2772.93310555.7552.9331040010677.6662.95510666.5222.99910666.0002.9991050010777.9333.01110766.7883.05510766.2553.0551060010888.2003.07710877.0333.11110866.2553.1111070010988.4663.13310977.2993.17710966.7553.1771080011088.7333.19911077.5443.23311