3连铸机工艺培训资料--新

3#连铸机工艺培训资料一、基本计算公式和基本理论计算公式凝固壳厚度S=K√tS--凝固壳厚度mmK--凝固系数mm×min-0.5t--凝固时间min液芯长度Lm=Vc（D/2K）2Lm--液芯长度mVc--拉速m/minD--热板坯厚度mmK--凝固系数mm×min-0.5拉坯速度由冶金长度（液芯长度从结晶器液面到最后一个扇形段最后一个辊子）确定的最大浇铸拉坯速度如下：Vcmax=Lm（K/S）2K--凝固系数mm×min-0.5Vcmax--最大浇铸拉坯速度m/minS--热坯厚度的一半（D/2）Lm--冶金长度m在操作中，不能超过最大浇铸拉坯速度，否则会造成铸坯鼓肚。根据要求的浇铸时间、化学成份、板坯的属性和中间包钢水温度确定浇铸速度。振动装置结晶器振动速度、行程和频率以及其他因素对铸坯表面质量产生重大影响。振动的平均速度由下式计算Vo=2hfVo--振动的平均速度m/minh--振动行程mf--频率min-1Vo=1.3-1.4Vc过程温度浇铸温度对铸坯凝固过程影响很大，与浇铸的产品质量有重要关系。温度太高，会造成中心疏松、晶粒粗大和裂纹，并增加漏钢危险。太低温度导致表面缺陷和造成水口堵塞。中包温度由钢种的要求来确定。浇铸前大包温度由过程温降和中包温度来确定。液相线温度Tl由下式计算：Tl（℃）=1536.6-(x%C+8%Si+5%Mn+30%P+25%S+5%Cu+4%Ni+1.5%Cr+5.1%Al+2%Mo+2%Ti+90%N)x由钢种碳含量范围确定。见下表x系数%C90≤0.025820.026-0.050860.051-0.10088.40.101-0.50086.10.501-0.60084.20.601-0.70083.20.701-0.80082.30.801-1.00结晶器传热通过下述形式传热：流动钢液--凝固壳铸坯坯壳传热坯壳和铜板接触面结晶器的铜板传热结晶器铜板--流动冷却水影响结晶器冷却能力的参数：浇铸速度：随着浇铸速度提高，铸坯和铜板的接触时间下降保护渣结晶器几何形状结晶器冷却水二次冷却二次冷却强度有赖于在线铸坯期望的表面温度、浇铸的钢种和浇铸速度。在二次冷却区，与钢种有关所能达到的凝固系统分布为：K=25mm/min-0.5和K=27mm/min-0.5高碳钢K=25中碳钢K=26超低碳钢K=27热坯长度的确定热坯长度调整的计算如下：L热=L冷X+SL热--热坯长度，用长度测量装置调整mmL冷--冷却后板坯长度（20℃）mmS--切割缝宽度mmX--收缩因子，与切割辊道上的板坯温度和钢种成份有关碳素钢X=1.018计算举例:要求冷坯长度(20℃)8000mm切割缝宽度约8mm钢种碳钢X=1.018L热=L冷X+SL热=8000×1.018+8=8152mm二、3#连铸机装备简介1、连铸机主要参数机型：直弧型连续弯曲连续矫直板坯厚度：210、230、250mm（冷态）板坯宽度：700~1600，50mm分级主半径:R8000mm垂直区长度2014.42mm引锭装入方式：下装式驱动辊布置：3~10#扇形段各设1对驱动辊机器速度：~3mm/min（电机同步转速）送引锭速度:≥5mm/min年产量:75万吨2、采用的主要技术措施大包加盖钢流保护(大包长水口,中罐浸入式水口,氩气密封)中罐水口快换结晶器液压非正弦振动结晶器调宽(冷态)动态二冷水控制ATSC铸流厚度/锥度自动控制三、3＃机应用新技术介绍1．液压非正弦振动技术数据1.液压驱动单元数量:2个/每个铸流2.振幅:0-14mm(+/-7mm)3.振动频率范围:设计范围:0~400C/min4.振动曲线:正弦和非正弦；5.非正弦最大系数为0.76.结晶器导向系统的设计形式:挠性预拉力板簧在两个水平面中引导结晶器7.导向精度:板坯宽度方向±0.1mm,厚度方向±0.1mm,相差±0.5º主要特点用振动器基架、结晶器台和结晶器导向架来支撑和引导结晶器结晶器和弯曲段的公用设施自动连接振动参数在线调节用相同结构的两个DYNAFLEX单元垂直移动和水平导向设计优点振动参数的在线调节，如：振幅、频率、非正弦系数.油缸直接接到结晶器台上，在系统中没有弹性形变振动移动用标准的液压控制阀。准确、耐磨和低维护的结晶器导向系统。采用盘簧的重量补偿来减少油缸的负荷振动器拆卸时间短更换和维护方便2．动态二冷水二次冷却目的：铸坯纵向获得均匀的冷却效果，尽量避免回热。控制冷却强度。避免坯表面温度落入热脆性区控制目标：各冷却控制区铸坯表面温度静态配水模型：采用数值分析程序，对不同钢种、各种拉速条件下的稳定温度场进行分析计算，求得在设定表面温度条件下各冷却控制区的相应的冷却水量，并汇总列表，根据采样拉速，采用插值法查表控制水量—水表法，对分析结果，采用数值拟合方法获得水量与拉速的函数表达式；各冷却控制区水量分布示例特点：均匀拉速或拉速缓慢变化条件下，坯表面温度不随拉速的不同而变化。达到均匀冷却的目的。动态配水模型：根据断面、钢种、过热度条件及采样拉速，实时计算温度场，每若干秒给出各冷却控制区冷却水量值。程序内核：在铸坯中心纵向断面上的两维空间有限元（或有限差）+时间上的有限差：两维非稳定传热问题计算分析程序优点：能保持拉速变化过程中坯表面温度的充分稳定。3．动态软压下轻压下基础理论特征：在液芯尾区施加带液芯轧制，使液芯迅速消失。目的：避免凝固末期固有的成份偏析防止或减轻中心疏松实施方法：静态轻压下/动态轻压下轻压下量：在设计过程中，用于力能分析时，一般取轻压下量为1.3~1.5mm/m。实际操作取0.6~1.3mm/m静态轻压下对于不同的断面、钢种，由于拉坯速度的不同，所适应的轻压下区域不同。静态轻压下是在浇铸之前，根据将浇铸的铸坯断面、钢种，确定拉坯速度制度，由事先确定的拉坯速度计算所适应的轻压下区域，进行辊缝的设定调整。特点：在浇铸过程中辊缝保持不变。动态轻压下由传热凝固分析程序实时计算坯壳厚度的分布情况，自动确定合适的轻压下区域，在浇铸过程中不断地调整辊缝。3#连铸机采用的是动态轻压下四、铸机操作控制要求概述连铸机设备运转方案A.运转模式(1)送引锭准备模式：亦称准备模式，用于线上设备的维修与调整，以达到浇铸前各设备处于待运转状态。此模式只能从尾坯模式后选择。(2)送引锭模式：送引锭模式是引锭进入连铸机中有关操作的模式，此模式可以从送引锭准备模式后选择。(3)浇铸准备模式：亦称保持模式，是引锭头进入结晶器后等待铸造的模式，从送引锭模式完成开始到开浇为止。此模式开始后，为了防止引锭下滑，5#~7#扇形段内弧驱动辊处于制动状态。(4)浇铸模式：用于正常浇铸。此模式只能从浇铸准备模式后选择。(5)尾坯模式：用于浇铸末期对结晶器中钢液面进行封顶处理后进行的操作，只能从浇铸模式后开始，此模式包括重拉坯，即各种原因致使正常浇铸操作中断时的拉坯。B.运转程序1.送引锭准备模式运转程序(1)设备维修、调整运转程序前提条件：操作方式选择开关置于“手动”位置，解除各设备之间的连锁。操作需要维修、调整的设备（根据设备位置，在附近操作台操作）。对维修、调整完毕后的设备，确认其性能的正确性。(2)送引锭准备运转程序①确认结晶器厚度、宽度及锥度调整正确。操作人员确认：②弯曲段开口度规格正确。操作人员确认：③主液压站工作正常(3台泵运转)。④各扇形段内弧驱动辊处于抬起位，压力切换至PE压（引锭压）。⑤扇形段开口度设置正确（电气信号确认）。⑥引锭对中作业完毕（电气信号确认—按钮灯亮）。⑦脱锭装置位于下位（下位行程开关闭合）。⑧火焰切割机大车位于避开位（切割机给出避开位置信号）。2.送引锭模式运转程序当送引锭准备模式完成后，模式选择开关置于送引锭模式位置。根据情况，操作者可选择自动或手动方式。在自动方式下，当按下开始按钮后，下述(1)~(20)动作自动完成；同时设置可逆过程（与引顶在铸机内的运转程序相同）手动方式，主要用于调试阶段，操作相应按钮，单步完成下述(1)~(6)动作（且要求顺序正确）。按下手动送引锭按钮，（7）~（20）动作依次单步进行（送引锭速度可调、可停、可继续送引锭、可后悔）。(1)~(20)的动作内容详见《电气任务书》或电气设计单位的说明资料。3.浇铸准备模式运转程序(1)引锭进入结晶器内后，模式选择开关置浇铸准备位置。此时，下列设备处于锁定状态，由人工对结晶器内的引锭头进行密封等操作：结晶器振动不能动作二冷扇形段不能进行动作操作引锭存放装置禁止操作切割机大车不允许动作脱锭装置禁止动作(2)中间罐行走运转详见《电气设计任务书—主机》(3)大包回转台的运转详见《电气设计任务书—主机》(4)其它准备：见浇铸运转程序中的前提条件。4.浇铸模式运转程序前提条件：a.中间罐到位、大包到位、长水口已安装、大包滑动水口液压管连接好。b.排蒸汽风机运转c.冷却铸坯的冷却水泵及气水冷却用空压机运转d.结晶器冷却水、设备冷却水以给定的压力和流量循环。e.二次冷却水截止阀打开。(1)浇铸开始的运转：模式选择开关置于浇铸模式后①打开大包滑动水口（通过手动液压阀），钢水流入中间罐。②当中间罐液面达到要求时（通过中间罐称重数值人工判断），打开中间罐塞棒，钢水注入结晶器。③结晶器液面上升到距顶部100mm时，驱动辊开始运转（以匀加速度在设定时间内达到设定拉速），振动装置同时工作，光电编码器开始计数，引锭跟踪系统启动。(2)引锭在铸机内的运转：共31项内容详见《电气设计任务书—主机》(3)二次冷却区冷却水打开运转铸造一开始，冷却控制区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区打开。引锭头端距弯曲段15#辊200mm时，冷却控制区Ⅳ打开。引锭头端距1#扇形段7#辊200mm时，冷却控制区Ⅴ打开。引锭头端距3#扇形段7#辊200mm时，冷却控制区Ⅵ打开。引锭头端距5#扇形段7#辊200mm时，冷却控制区Ⅶ打开。引锭头端距7#扇形段7#辊200mm时，冷却控制区Ⅷ打开。5.尾坯模式运转程序(1)板坯尾部处理运转1)钢水浇完后，驱动辊停止运转，空大包和空中间罐离开浇铸位置。2)板坯尾部冷却处理后，驱动辊又开始运转，当板坯尾部离开结晶器后，结晶器振动装置停止振动。3)板坯尾部相距每驱动辊300mm时，该内弧驱动辊以PH压提升。4)板坯尾部每离开一处驱动辊后，该对驱动辊停止运转。(2)二次冷却水关闭运转1)板坯尾部离开弯曲段15#辊后，冷却控制区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ关闭。2)板坯尾部离开1#扇形段7#辊子后，冷却控制区Ⅳ关闭。3)板坯尾部离开3#扇形段7#辊子后，冷却控制区Ⅴ关闭。4)板坯尾部离开5#扇形段7#辊子后，冷却控制区Ⅵ关闭。5)板坯尾部离开7#扇形段7#辊子后，冷却控制区Ⅶ关闭。6)板坯尾部离开10#扇形段7#辊子后，冷却控制区Ⅷ关闭。C.停电时运转方案与设备保护措施(1)停电时的运转方案：1)大包滑动水口关闭。2)液压马达带动大包回转台回转，使大包离开浇铸位置。3)中间罐塞棒关闭。4)事故水塔以正常水量的30%供给设备保护水（其中包括结晶器冷却水、二次冷却喷水、机械冷却水）。5)气水冷却用压缩空气以正常量的30%通过气罐供气。6)如果引锭在铸机中，要求PE压维持20min。(2)设备保护措施1)事故水塔供水，保证停电时不烧坏机械设备。2)大包滑动水口关闭及大包回转台液压马达回转，保证切断进入中间罐的钢水。3)中间罐塞棒手动关闭，切断进入结晶器内的钢水。铸机主机及引锭存放装置操作地点铸机操作方式自动与手动切换选择操作在主操作室操作。铸机运转模式切换操作在浇铸平台旋转臂操作箱上操作。送引锭准备模式下的操作在拉矫机操作室（可与切割操作室合并）操作。当然，引锭存放装置的有关操作亦可在机旁操作箱上操作。送引锭模式下的操作在拉矫机操作室操作（在浇铸平台旋转臂操作箱上可进行保护性干预操作）。引锭点动进入结晶器的操作，在旋转臂操作箱上进行。浇铸准备模式下的操作地点大包回转台的操作在大包操作平台上的回转台操作箱上进行。中间罐车操作在中间罐车操作箱（每车两处）上进行。浇铸模式下的操作地点在旋转臂操