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1、涟钢CSP 连铸理论培训教材一、 csp连铸铸总体描述述连续铸钢技技术的发展展趋势是近近终型连铸铸技术的开开发应用，上上下连铸与与轧钢工序序的无缝连连接，实现现紧凑的生生产工艺流流程，最大大限度的节节能和减少少环境污染染，提高金金属收得率率，缩短从从钢水到成成材的生产产周期。涟钢cspp连铸机为为立弯式，于于20044年2月55日一次热热试车成功功，生产第第一块连铸铸坯，创造造了达产达达效世界第第一的世界界记录。铸铸机主要设设备为蝶式式钢包回转转台、中间间包车、漏漏斗型结晶晶器、液压压振动台、扇扇形1、22、3、44段，带刚刚性引锭杆杆的顶弯夹夹送装置、拉拉矫装置、以以及摆动剪剪，其核心心设备
2、是漏漏斗型结晶晶器。在钢包回转转台的两侧侧各有一个个中包车和和和中包预预热站，车车上配有浸浸入式水口口预热烧嘴嘴。每台中中包车都配配备有称重重系统，以以称量中间间包钢水重重量。每个个中间包在在正常工作作情况下，容容量为26628吨吨，溢渣情情况下为330322吨。中间间包钢水液液位可采用用自动和手手动进行控控制，钢水水从中间包包注入结晶晶器采用塞塞棒伺服机机构控制，它它和Co660放射源源、闪烁记记数器和PPLC装置置一起组成成结晶器液液位控制系系统。塞棒棒是整体式式的，而塞塞棒机构采采用压缩空空气冷却。结结晶器液位位控制系统统可实现连连铸机的自自动开浇，即即当液位控控制系统检检测到钢水水液位
3、的110时，铸铸机振动台台开始振动动，夹送辊辊开始拉坯坯。钢水从从中间包注注入结晶器器，是通过过一个扁平平式的整体体式浸入式式水口，它它的出钢口口是专门设设计的，以以适应结晶晶器形状结结构要求。结晶器是一一个直的漏漏斗式结晶晶器，上大大下小，在在宽边铜板板上部中心心有一个宽宽的垂直、锥锥形的漏斗斗区域，以以保证浸入入式水口有有足够的空空间。漏斗斗区域为从从铜板上部部向下大约约850mmm，以下下便是结晶晶器下部平平行出口部部分。下部部结晶器模模壁是平行行的，从而而形成最后后铸坯的断断面尺寸。结晶器振动动装置是一一个短杆式式的液压振振动系统，可可以产生正正弦和非正正弦振动，目目前涟钢采采用的是非
4、非正弦振动动。而结晶晶器下面则则为铸坯导导向的扇形形1、2、33、4段。打打开结晶器器后，可以以允许刚性性引锭杆的的插入，也也可以清除除漏钢后形形成的坯壳壳。漏钢后后通常影响响到结晶器器和扇形11段，他可可以很容易易的作为一一个整体用用吊车吊出出更换。结结晶器的宽宽度和锥度度可以远程程调整，借借助于主控控室内驱动动PLC方方式进行预预设定，在在浇注期间间，主控操操作人员可可以根据生生产计划或或轧制规格格要求进行行在线调宽宽，通常情情况下还可可以通过调调锥来进行行结晶器热热流的控制制，以稳定定浇注状态态，确保铸铸坯坯壳的的均匀冷却却。通常涟涟钢二次冷冷却有3条条冷却曲线线，根据不不同钢种，选选择
5、不同的的冷却曲线线，随着拉拉速的增加加，水量不不断增大。铸坯出扇形形段后，进进入夹送辊辊顶弯装置置，依靠液液压，顶弯弯辊将铸坯坯与引锭杆杆分离，铸铸坯进入33.25mm半径的弧弧形段，再再通过拉矫矫机进行一一点矫直。夹夹送辊顶弯弯装置及拉拉矫装置的的冷却均为为内冷。然然后铸坯进进入摆动剪剪，在摆动动剪处进行行铸坯切头头和定尺铸铸坯的剪切切，在主控控室HMII画面可进进行铸坯长长度的设定定。通常铸铸坯在摆剪剪处的温度度为950010550，主要由由于不同拉拉速所致。二、技术参参数机型 立弯式式流数 2流流间距 260000mm浇铸平台标标高 151165mmm冶金长度 97055mm顶弯半径 3
6、3250mmm浇注断面： 900016000mm70555mm（冷冷尺寸）回转台参数数：回转台承载载能力 2200t回转半径 55000mm回转速度 11.0rppm（电机机驱动） 0.55rpm（事事故驱动）回转臂升降降行程10000mmm回转臂升降降速度 330mm/s包盖升降行行程 8850mmm包盖旋转角角度 655包盖升降速速度 50mmm/s中间包容量量： 工作液位 227t（液液位深度 10550mm）溢流液位 30t（液液位深度 11550mm）中间包车参参数：中间包车承承载能力 65tt 行走速度 1.5/155m/miin中间包升降降行程6000mm中间包升降降速度 660
7、mm/s中包横移距距离 40mmm位置精度 1mm结晶器：材质 宽宽面：Cuu-Ag；窄面：CCu-Nii-Be高度 11000mm出口宽度 90016000mm72mmm结晶器漏斗斗上口宽度度长度高度 1180/1190mmm880/11000mm850mmm结晶器振动动： 振振幅 2mm5mm 基基本设定 3mm频率 006000cpm EMBBr： 最大大线圈电流流 4660A 变压压器功率 1160kVVA塞棒：行程 1000mm（50mmm）驱动方式 机电驱动动 引锭杆杆形式： 刚性性下装式拉矫辊对数数 4对（其其中244上辊为驱驱动辊）铸坯清洗装装置：喷咀数 2213（上上下各13
8、3个）喷咀压力 610baar 摆动剪：剪切力 124400kNN马达功率 450kkW最快剪切速速度 8块块/分钟三、 浇注工艺技技术参数1、 钢水温度控控制1.1液相相线温度的的计算钢水液相线线温度取决决于每炉钢钢水的化学学成份。因因为钢水凝凝固的初试试点受熔融融形核条件件的影响，因因而不可能能从液相线线温度来预预测钢水凝凝固的初始始温度。虽虽然如此，液液相线温度度还是被当当做每炉钢钢水能否适适合浇注的的一个主要要的参考温温度。液相线温度度TL15366+元素含量量系数液相线温度度计算系数数如下表11： 表1 液相线线温度计算算系数表元素名称系数C00.2%0.2%C0.5%C00.5%C
9、-65-88-(9+665*CC)Si-8-8-10Mn-5-5-6P-30-30-30S-25-25-30Al-1.7-1.7-3Cu-5-5-5Cr-1.5-1.5-1.5Ni-4-4-3.5V-2-2W-1Co-1.7Zr-12.88Nb-7Ta-3Ti-14As-14Sn-10通常，中间间包钢水实实测温度减减去计算的的液相线温温度，就可可以知道该该炉钢水的的过热度。钢钢水的过热热度不仅影影响到钢水水的凝固行行为，而且且影响到浇浇铸保护渣渣的熔融行行为。1.2 钢钢水过热度度控制不同钢种中中间包钢水水过热度要要求：见表表2。表2，不同同钢种过热热度范围钢 种中间包钢水水过热度连浇炉次开浇
10、第一炉炉低碳钢(CC0.077，Mnn0.5)2044030550高强度低合合金钢(CC0.077，Mnn0.55)2044025445中碳钢(CC0.115)2033525445高碳钢(CC0.225)15335254452、 拉速控制2.1开浇浇拉速控制制开浇拉速设设定一般为为3.44.0 m /mmin，开开浇拉速控控制曲线如如下：第一步：在在8s内加加速到1.75m/min（aa13.13m/min22）第二步：以以2.144m/ mmin2加速度将将速度上升升到设定的的拉速（在在切头后根根据情况再再调速）。2.2浇铸铸过程中拉拉速控制 最大可能浇浇铸速度取取决于：冶冶金长度、结结晶器
11、冷却却和二次冷冷却的类型型和强度、液液芯压下厚厚度、钢种种、钢水过过热度、中中间包液面面、生产节节奏等。2.2.11中间包钢钢水过热度度在规定范范围内的拉拉速优化控控制：见表表3表3，中间间包钢水过过热度在规规定范围内内的拉速优优化控制钢 种中间包钢水水过热度Vc（m/min）57mm厚厚坯Vc（m/min）72mm厚厚坯低碳钢（CC0.077，Mnn0.5）204403.766.03.055.0高强度低合合金钢（CC0.077，Mnn0.55）204403.544.82.844.8中碳钢（CC0.115）153353.544.52.844.4高碳钢（CC0.225）153353.544.52
12、.844.42.2.22如果过热热度超过表表3范围，则则最大拉速速按表4进行控制制。表4，过热热度超标最最大拉速控控制表（772mm厚厚板坯）钢种过热度低于于下限过热度高于于上限过热度Vmax（mm/minn）过热度Vmax（mm/minn）72mm57mm72mm57mm低碳钢152005.56.0404555.05.5高强度低合合金钢152005.05.0404334.34.3中碳钢121554.74.8354004.24.3高碳钢121554.74.8354004.24.32.2.33中间包吨吨位与拉速速关系，见见表5：表5，不同同中间包液液面下的最最大拉速中间包钢水水吨位（吨吨）最大拉
13、速（72mm9001600mm）低碳钢高强度低合合金钢中碳钢高碳钢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（尾尾出后）3.7（尾尾出后）3.7（尾尾出后）2.2.44 LCRR时拉速控控制，见表表6：表6，LCCR时拉速速控制表（低低碳钢、HHSLA、中中碳钢的KK分别取226.5，226，255）液芯压下量量mm最低事故拉拉速（m/min）最高拉速（mm/minn）低碳钢HSLA中碳钢低碳钢HSLA中碳钢72 6882.32.22.15.65.45.072 6662.52.42.25.9
14、5.75.372 6442.62.52.36.16.15.672 6222.82.72.56.76.56.072 6003.02.92.77.26.96.472 5773.33.22.98.07.77.1 2.2.55浇铸过程程中最低拉拉速控制57mm厚厚铸坯：33.5m/min 72mmm 厚铸坯坯：2.88m/miin2.2.66紧急降速速控制在漏钢预报报系统发出出警告后，自自动或手动动激活紧急急降速。不同钢种的的紧急降速速控制如表表7所示：表7，紧急急降速控制制步骤拉速（m/min）时间（s）加速度（mm/minn2）从到低碳钢中碳钢高碳钢低碳钢中碳钢高碳钢1Vc1.0222909090
15、21.01.055500031.01.753.43.43.413.122513.122513.122541.754.0（或或Vc）65901002.14331.51.352.3尾出出拉速控制制第一步：降降低拉速到到0.5mm/minn；第二步：保保持0.55 m/mmin的拉拉速40ss；第三步：提提高拉速到到5.0m/min。3、结晶器器冷却控制制 采用ISSO控制，结结晶器冷却却水从上到到下流经冷冷却水槽。3.1结晶晶器冷却水水参数进水压力 宽面14.55bar；窄面16.55bar出水压力 8110barr进水温度 设计为为38，操作时时35440（启动温温度30）出水温度 544最大进
16、出水水温差 166补偿水： 压压力 66bar 流流量 110 m33/h事故水： 流量 2250m33/h（115minn）压力 33bar3.2结晶晶器冷却水水流量控制制，见表88：表8，结晶晶器冷却水水流量控制制表宽面流量控控制窄面流量控控制铜板厚度(mm)冷却水流量量(L/mmin)铜板厚度(mm)冷却水流量量(L/mmin)151665600（vv9.00m/s）11122190（vv8.22m/s）161775600121331951718857001314420018199580014155205192005900161772102021160001718821521222610
17、018199220（vv9.22m/s）222336200232446300242556400（vv11.0m/ss）3.3结晶晶器冷却水水水质要求求，见下表表9：表9，结晶晶器冷却水水水质要求求项目单位参数项目单位参数PH（200）./.8.599.5不溶解固体体总量mg/L300总硬度dH0.5Cl2（mmg/L）mg/L50碳酸盐硬度度dH0.5Fe+Mnnmg/0.5沉淀悬浮浮物mg/L10SiO2mg/L10硫酸盐mg/L100氨mg/L0.1油脂mg/L03.4结晶晶器冷却水水报警，见见表10：表10，结结晶器冷却却水报警浇注危险报报警水流量低于于正常100%进水温度45出水温度5
18、8进水压力12baar浇注停止报报警水流量低于于正常155%进水温度48出水温度60进水压力10baar浇铸停止报报警5s钟钟内必须停停浇。如果果进水压力力低于2.5barr事故水自自动打开，必必须停浇。4、二次冷冷却控制4.1二次次冷却水水水质要求，见见表11：表11，二二冷水水质质要求项目单位参数项目单位参数PH./.6沉淀和悬浮浮物mg/L20暂时硬度dH10Fe+Mnnmg/L0.5总硬度3dH25Cl-mg/L400碳酸盐硬度度dH15总溶解固体体mg/L15004.2二冷冷水参数最大进水压压力 14.0barr最大流量 9990m3/h最低流量 3300 mm3/h进水温度 35喷
19、咀压力：扇形段1 15baar（通过过增压泵增增压）扇形段2、33、4 10bbar事故水流量量 1190m33/h（持续续15分钟钟，其中扇扇形段1为为90 m33/h，扇形形段2、33、4为1100 mm3/h）4.3二次次冷却喷淋淋区和控制制回路二次冷却系系统分为66个喷淋区区，14个个控制回路路，其分布布见图1。喷淋区11.0 喷淋环环+窄侧 格栅喷淋区22.0喷淋区33.23.13.03.13.2扇形段 11喷淋区44.24.14.04.14.2扇形段2喷淋区55.25.15.05.15.2扇形段 33喷淋区66.26.16.06.16.2扇形段 44图1，二次次冷却水系系统分布图图
20、控制回路的的面积、位位置、流量量、喷咀数数量、喷咀咀排数见表表11：表11，每每个区域喷喷嘴数量、直直径、流量量、类型控制回路喷咀排数喷嘴数水流量 L/miin单位面积水水流量（LL/m2min）开始位置mm终止位置mmm每一喷嘴每一区域最小最大最小最大最小最大1.0窄边11245.65.627.127.167223251083503901691188410001000106013192.0241614162211.011.06.96.945.945.927.627.61761541101517346434426073771547106015503.05121442.6374374174817
21、4813155028203.1512642.61661667773.2512642.61661667774.013233669.66366361980159517282047954.113233444.21851856424.213233444.21851856425.024355725.5396396139085297479572455.124355482.81341344705.224355482.81341344706.036477723.827127193666216724597056.136477482.61251253846.236477482.6125125384注：喷淋区区13
22、，PPmax115barr；喷淋区区46，PPmax110barr； 喷淋淋区166，Pmiin0.7barr位置从结晶晶器液面即即铜板顶部部以下1000mm开始计计。4.4二冷冷水量的确确定4.4.11概述PLC系统统为二次冷冷却提供了了10条冷冷却曲线用用于72 mmm厚结晶器器，其中115号冷冷却曲线备备用，610冷却却曲线根据据钢种选择择，高强钢钢和耐候钢钢用7#，中中碳钢用88#，低碳碳钢用9#。选择好合适适的冷却曲曲线后，PPLC系统统将根据铸铸坯宽度、钢钢水过热度度、二冷进进水温度、液液芯压下厚厚度及拉速速等自动调调节二冷水水量。二冷水的修修正系数有有：宽度修修正系数ffwidt
23、th、厚度度修正系数数fthiccknesss、中间间包钢水过过热度修正正系数fsupeerheaat、二冷冷水进水温温度修正系系数finleettemmp总系数f总总fwidtthfthiccknesssfsupeerheaatfinleettemmp二冷水流量量喷淋表表流量值f总，当该值值小于允许许的最小流流量值时，以以最小流量量来控制。最最小流量值值如下表112：表12，二二冷区最低低流量控制制表控制回路1.02.03.03.1/33.24.04.1/44.25.05.1/55.26.06.1/66.2流量L/mmin905903701456301603901002701004.4.22
24、二冷水修修正系数宽度修正正系数，见见表1314：表13，控控制回路33.1、44.1、5.1、6.1冷却曲曲线宽度系系数冷却曲线浇注宽度950mmm1040mmm1100mmm1140mmm1350mmm1100.250.350.450.50.9 表14，控控制回路33.2、44.2、5.2、6.2冷却宽宽度系数冷却曲线浇注宽度1360mmm1400mmm1450mmm1500mmm1700mmm1100.250.350.450.50.9 铸坯厚厚度修正系系数在控制回路路1.0、22.0、33.0、33.1、33.2，铸铸坯厚度变变化对二冷冷水的设定定没有影响响。控制回路44.066.2，二二
25、冷水设定定值与厚度度有关。4.044.2：ffthiccknesssd/D5.066.2：ffthiccknesss1L（1dd/D）/Vcc（d/22k）2d：在扇形形段4出口口测得的铸铸坯厚度 D：基基准厚度，70mmL：冶金长长度，97705mmm 二冷水水进水温度度修正系数数，见图22修正系数1.041.021.000.980.960.9410 15 200 25 300 35 400 45 进水温度度（） 图图2 二冷冷水进水温温度修正系系数中间包钢钢水过热度度修正系数数，见图44 修正系数1.061.051.041.031.021.011.000.9910 115 220 225
26、30 35 40 45 50 55 60 65 70 过过热度（） 图图3 中中间包过热热度修正系系数4.5二冷冷水的报警警，见表115表15，二二冷水报警警报警信号极限条件措施1，2，33区域浇铸停止报报警低于设定值值60紧急关闭滑滑动水口，紧紧急关闭塞塞棒，尾出出1，2，33区域浇铸危险报报警低于设定值值80降低拉速到到2.5/3.5mm/minn（区域33），如果不能排排除故障，在在5分钟内内停止浇铸铸4，5，66区域浇铸危险报报警低于设定值值80区域4：降降低拉速至至3.6mm/minn；区域5、66：降低拉拉速至2.5/3.5m/mmin；如果不能排排除故障，在在15分钟钟内终浇。4
27、.6侧喷喷水控制 在扇扇形四段下下有一排侧侧喷水，其其作用是防防止边部过过冷。 喷嘴嘴数目：114个（在在固定侧左左右两边各各7个） 水压压： 19bbar 流量量： 80L/minn（每个喷喷嘴） 喷嘴嘴的开关根根据铸坯宽宽度来控制制，如下表表16：表16，侧侧喷水开关关控制喷嘴结晶器出口口宽度 mmm90011000100111000110112000120113001301140001401150001501160001601170001234567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、设备冷冷却水5.1设备备
28、闭路冷却却水5.1.11设备闭路路冷却水水水质要求 ，见表117：表17，设设备冷却水水水质要求求项目单位参数项目单位参数PH./.7.588.3Fe+Mnnmg/L0.5水中沉淀mg/L20Cl-mg/L150碳酸盐硬度度dH5沉淀和悬浮浮物mg/L15总硬度dH10总溶解固体体mg/L8005.1.22设备闭路路冷却水参参数，见表表18表18，设设备冷却水水参数项目参数项目参数水流量420m33/h出水温度50进水压力7bar进出水温差差15回水压力2.5baar事故水流量量200 mm3/h（持续续时间155分钟）进水温度35事故水压力力3bar5.1.33设备闭路路冷却水报报警浇铸停止
29、报报警（压力力低于设定定值80）：在115分钟内内不能排除除故障，必必须停浇。5.2 设设备开路冷冷却水5.2.11 设备开开路冷却水水参数冷却水流量量： 3500 m/h400 m/hh最大进水温温度 355 C进水压力 8barr事故水 1000 m3/h（持续续15 mmin）6、结晶器器控制6.1概述述结晶器是是连铸机的的心脏。铸铸坯的初生生坯壳是在在结晶器弯弯月面形成成的，弯月月面铜板表表面的损伤伤会导致铸铸坯缺陷，因因此铜板质质量对铸坯坯质量会产产生很大的的影响。每次浇铸铸结束后或或更换结晶晶器之后，必必须对结晶晶器进行检检查：水管管对接是否否密封完好好，结晶器器铜板表面面状况是否
30、否完好，关关闭功能是是否正常等等等。结晶器铜铜板表面缺缺陷深度若若大于0.5mm，需需更换结晶晶器。结晶器铜铜板表面粘粘有残钢残残渣时或裂裂纹、凹坑坑、划痕深深度小于00.5mmm时必须进进行打磨或或改变浇铸铸宽度。铜板如果果窄边与宽宽边之间的的缝隙00.35mmm，用铁铁泥进行密密封，间隙隙较大则更更换结晶器器或改变浇浇铸宽度。结晶器宽宽边新铜板板浇钢80000吨后后，必须进进行第一次次铣磨，以以后每浇钢钢100000吨后进进行一次铣铣磨。新铜铜板的初始始厚度为225mm，每每次平均加加工量为11.2mmm左右。铜铜板可以使使用（报废废之前）的的最薄厚度度为15mmm，窄边边最薄厚度度为11
31、mmm。安装结晶晶器时，振振动台必须须清洁，必必须保持结结晶器的严严格对中。必须用专专用吊具吊吊运结晶器器。6.2结晶晶器监控（漏漏钢预报）结晶器每宽宽边有3排排24个热热电偶，每每窄边有44排8个热热电偶，如如果结晶器器热电偶测测得的温度度梯度超过过设定值，将将发出报警警，可通过过手动或自自动进行紧紧急降速，避避免漏钢。6.3结晶晶器锥度设设置锥度与钢种种、浇铸宽宽度、漏斗斗形状有关关。浇铸开开始时必须须按照锥度度表设置锥锥度，浇铸铸过程中根根据窄面/宽面的热热流比来调调节锥度，确确保热流比比在5580。结晶器锥度度控制见表表19：表19，结结晶器锥度度控制表冷态宽度mm低碳钢a11.17
32、a222.666中碳钢a11.18 a222.555高强度低合合金钢a11.18 a222.550结晶器宽度度（mm）锥度（mmm）结晶器宽度度（mm）锥度（mmm）结晶器宽度度（mm）锥度（mmm）900923.9942.11922.9952.14922.5502.15910934.2212.18933.2212.20932.7752.21920944.4472.23943.4462.26943.0002.27930954.7742.29953.7722.32953.2252.33940965.0002.35963.9972.38963.5502.39950975.2272.41974.22
33、32.45973.7752.45960985.5542.47984.4482.51984.0002.51970995.8802.53994.7742.57994.2252.579801006.072.591004.992.631004.502.639901016.332.651015.252.691014.752.6910001026.602.711025.502.751025.002.7510101036.872.771035.762.811035.252.8110201047.132.831046.012.871045.502.8710301057.402.891056.272.93105
34、5.752.9310401067.662.951066.522.991066.002.9910501077.933.011076.783.051076.253.0510601088.203.071087.033.111086.253.1110701098.463.131097.293.171096.753.1710801108.733.191107.543.231107.003.2310901118.993.251117.803.291117.253.2911001129.263.311128.053.351127.503.3611101139.533.371138.313.411137.75
35、3.4211201149.793.431148.563.471148.003.4811301160.063.491158.823.531158.253.5411401170.323.551169.073.591168.503.6011501180.593.611179.333.651178.753.6611601190.863.671189.583.721189.003.7211701201.123.731199.843.781199.253.7811801211.393.791210.093.841209.503.8411901221.653.851220.353.901219.753.9012001231.923.911230.603.961230.003.9612101242.193.971240.864.021240.254.0212201252.454.031251.114.081250.504.0812301262.724.091261.374.141260.754.141240