高效連鑄結晶器冶金過程控制關鍵技術研究

葛本伍

摘要：對于連鑄生產技術來說，最關鍵的就是追求產能的最大化，高生產率和高質量是連鑄生產一直追求的目標，是連鑄生產高水平的集中體現(xiàn)，是高效連鑄的核心之所在。除了不斷加強和提高連鑄鋼水的清潔度控制水平外，對連鑄生產的高生產率，高質量具有決定性影響的結晶器重要理論和關鍵技術需要進行更深入研究、開發(fā)和應用。因此，除了不斷加強和提高連鑄鋼水的清潔度控制水平外，對連鑄生產的高生產率，高質量具有決定性影響的結晶器重要理論和關鍵技術需要進行更深入研究、開發(fā)和應用。

關鍵詞：連鑄結晶器；冶金過程；控制技術

導言：連鑄過程中結晶器內發(fā)生著流動、傳熱、凝固、熱變形等諸多復雜的物理現(xiàn)象，諸現(xiàn)象之間相互影響與制約，操作條件和工藝參數(shù)對結晶器內發(fā)生的這些現(xiàn)象產生直接影響，從而影響著最終連鑄坯的質量和生產。對連鑄結晶器而言，高生產率、高質量的實質是體現(xiàn)在鋼水流動控制、凝固坯殼均勻化生長控制、工作銅板熱變形控制、結晶器潤滑控制等方面，其核心應為凝固坯殼的均勻生長與厚度控制。本文分析了高效連鑄結晶器冶金過程控制關鍵技術。

1結晶器里鋼水的流動行為和控制技術

卷渣是高效連鑄技術的難題。在操作過程中，不合理的水口設計會直接引起凝固坯殼的不穩(wěn)定，導致夾雜物浮不上來，甚至有可能使鋼水中卷入保護渣，最終引起質量事故。結晶器尺寸、保護渣粘度、水口浸入深度、水口張角、拉速等這些因素都有可能引起卷渣。電磁制動技術主要是利用穩(wěn)恒磁場來達到控制鋼水流動行為。

2結晶器液壓非正弦振動技術

結晶器發(fā)生振動的主要目的是為了避免出現(xiàn)拉漏事故和拉裂事故。如果結晶器不發(fā)生振動，在凝固的過程中，鑄坯就會和結晶器的內壁粘連在一起，在很大程度上降低鑄坯表面的質量，甚至有可能加深振痕。結晶器液壓振動問世之后，本身具有的在線調整負滑脫參數(shù)、在線調整頻率、在線調整振幅，使得負滑脫時間和負滑脫率維持在最適當?shù)姆秶鷥龋虼私Y晶器液壓振動得到了推廣使用。在高質量。高拉速的高效連鑄生產過程中，只有上振時間長而速度慢、下振時間短而速度快的結晶器振動方式才能得到更好的工藝效果。非正弦振動方式的特點剛好的正滑動時間長，拉坯速度和結晶器振動速度之差小。結晶器使用液壓非正弦振動方法，能夠在線調節(jié)正負滑脫比例和在線調節(jié)振幅，另外便于保護渣滲透到凝固坯殼和結晶器的縫隙中去，在一定程度上使結晶器內壁的潤滑效果改善了，同時將鑄坯表面振痕的深度減輕了，避免了拉漏和拉裂的現(xiàn)象，在很大程度上將鑄坯的質量提高了。在高效連鑄生產中，結晶器液壓非正弦振動的必不可少的關鍵技術。

3動態(tài)二冷卻控制技術

在高效連鑄中，鋼液的凝固過程對于鑄坯的質量和鑄機的高作業(yè)率有很大的影響。連鑄二冷卻指的就是強行冷卻結晶器的鑄坯，將二冷卻的冷卻制度改善之后，重新調整了二冷卻的配水，通過連鑄二冷卻，最終實現(xiàn)了冷卻均勻。因此，科學合理的二冷卻制度有利于工藝的有效實施，對鑄坯的質量也有很大的影響。連鑄二冷卻首先要經歷水表比例控制、人工配水法、拉速參數(shù)控制法這些靜態(tài)配水法，其次是經歷坯齡控制法、表面溫度反饋控制、目標表面溫度控制法這些動態(tài)控制方法，這種方法有利于控制鑄坯表面的溫度，并且在很大程度上改善了拉速的調節(jié)水量。因此動態(tài)二冷卻控制技術是高效連鑄結晶器冶金過程中必不可少的重點技術。

4結晶器在線調寬技術

由于板坯具有不同的寬度，為了滿足這些寬度的要求，結晶器的寬度要結合板鋼的尺寸而調整，需要注意的是，結晶器在線調整寬度是在拉坯持續(xù)運行的情況下，從而將鑄坯的寬度改變。傳統(tǒng)的結晶器調整寬度的方法只能是把坯尾拉出來以后才能調整，每次停止拉坯就需要停止生產至少兩個小時，大大降低了效率。結晶器在線調整寬度技術克服了這個缺點，在不需要停機的情況下調整了寬度，在很大程度了節(jié)約了物力和人力，同時大大提高了生產效率。連鑄生產追求的主要目標就是實現(xiàn)最大化產能，因此調整澆鑄速度及寬度顯得尤為重要。因此，結晶器在線調寬技術是高效連鑄結晶器冶金過程中必不可少的重點技術。

5結晶器里凝固坯殼行為和均勻生長控制技術

在高效連鑄中最重要的問題的確保坯殼的均勻生長，只有確保了坯殼的均勻生長才能確保連鑄坯生產的質量。要想使結晶器里面的坯殼能夠均勻生長，首先要確保傳熱均勻，也就是銅板和坯殼的之間均勻受熱。但是在實際操作過程中，銅板和坯殼的之間的熱量傳遞受多方面影響，包括冷卻制度、結晶器的冷卻結構、保護渣的厚度和狀態(tài)等因素，因此很難控制均勻受熱。所以，結晶器均勻生長控制技術是高效連鑄結晶器冶金過程中必不可少的關鍵技術。

結語：高生產率和高質量是連鑄生產一直追求的目標，是連鑄生產高水平的集中體現(xiàn)，是高效連鑄的核心之所在。因此，除了不斷加強和提高連鑄鋼水的潔凈度控制水平外，對連鑄生產的高生產率、高質量具有決定性影響的結晶器重要理論和關鍵技術需要進行更深入研究、開發(fā)和應用。探索并揭示連鑄結晶器內發(fā)生的宏觀、微觀現(xiàn)象規(guī)律和相互關系，以及它們與鑄坯質量控制與連鑄系統(tǒng)高效運行之間的本質聯(lián)系，從而形成具有自主開發(fā)創(chuàng)新特點及獨立知識產權的高效連鑄結晶器技術，為實現(xiàn)連鑄生產的高效運行提供可靠技術支撐。