連鑄自動(dòng)化發(fā)展情況

連續(xù)鑄鋼法是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新型鑄鋼技術(shù)，70年代以來(lái)得到迅速發(fā)展，并被世界各主要產(chǎn)鋼國(guó)家廣泛使用。1970年世界鋼鐵工業(yè)連鑄比僅為6.2%，1975年上升到13.2%，1979年又增至24.1%，1980年達(dá)到30%左右。1980年世界各主要產(chǎn)鋼國(guó)家的連鑄比為：蘇聯(lián)21.5%，美國(guó)20.3%，日本59.5%，聯(lián)邦德國(guó)46.0%，意大利50.1%，法國(guó)40.3%。中國(guó)鋼鐵工業(yè)的連鑄比1979年為4.8%，1980年為6.7%，1981年為7.5%，1982年為9%。

連鑄自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由生產(chǎn)管理級(jí)計(jì)算機(jī)、過(guò)程控制級(jí)計(jì)算機(jī)、設(shè)備控制計(jì)算機(jī)、各種自動(dòng)檢測(cè)儀表和液壓裝置等組成。它能完成7種控制功能：中間罐和結(jié)晶器液面控制；結(jié)晶器保護(hù)渣裝入量控制；二次冷卻水控制；拉坯速度控制；鑄坯最佳切割長(zhǎng)度控制；鑄坯跟蹤和運(yùn)行控制；連鑄機(jī)的自動(dòng)起鑄和停止控制。

液面控制包括中間罐液面控制和結(jié)晶液面控制兩方面。前者是將中間罐鋼水液面控制在一定范圍內(nèi)，使注入結(jié)晶器內(nèi)的鋼水壓力穩(wěn)定，為結(jié)晶器液面控制創(chuàng)造條件。通常用稱重法間接測(cè)出或用電磁感應(yīng)法直接測(cè)出中間罐鋼水液面并進(jìn)行控制。后者是將結(jié)晶器內(nèi)鋼水液面控制在一定范圍內(nèi)，保證鋼水在結(jié)晶器內(nèi)有穩(wěn)定的熱交換，形成良好均勻的坯殼。通常用液壓裝置控制流過(guò)中間罐滑動(dòng)水口的鋼水量的方法來(lái)控制液面。結(jié)晶器液面檢測(cè)有同位素法、熱電偶法、渦流法、電磁感應(yīng)法、激光法和超聲法等。

保護(hù)渣裝入量控制 　為防止鋼水在結(jié)晶器內(nèi)氧化和減少鑄坯與結(jié)晶器表面的摩擦，通常要在結(jié)晶器鋼水液面上覆蓋一定厚度的保護(hù)渣，它還起到使鋼水表面散熱穩(wěn)定的作用。通過(guò)測(cè)量保護(hù)渣層面上的熱輻射來(lái)控制保護(hù)渣的加入量。

二次冷卻水控制 　連鑄坯從結(jié)晶器拉出后，其坯殼較薄，中間仍是鋼水，尚需噴水繼續(xù)冷卻，這就是二次冷卻。通常根據(jù)鋼種、鑄坯厚度、拉速來(lái)控制二次冷卻水量。二次冷卻水量調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的主要設(shè)備是微型計(jì)算機(jī)，它利用鋼坯的熱傳導(dǎo)方程作為數(shù)學(xué)模型，并用鑄坯表面溫度作為反饋信號(hào)來(lái)對(duì)二次冷卻水量進(jìn)行控制。二次冷卻水量控制合適，可避免鑄坯產(chǎn)生裂紋。因此二次冷卻水控制是無(wú)缺陷鑄坯生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

根據(jù)鋼種、鑄坯尺寸、鋼水溫度和產(chǎn)量要求來(lái)確定鑄坯的拉速。連鑄生產(chǎn)過(guò)程要求拉速保持一定，以便使鑄坯有穩(wěn)定的熱交換。拉矯機(jī)上有速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以保證拉速穩(wěn)定。當(dāng)結(jié)晶器液面超過(guò)上限，液面調(diào)節(jié)系統(tǒng)無(wú)法調(diào)節(jié)時(shí)，為防止鋼水外溢需要加快拉速；同樣，如果結(jié)晶器中鋼水低于下限，為防止漏鋼則需要減慢拉速。在這兩種情況發(fā)生時(shí)均有報(bào)警，并會(huì)作出相應(yīng)處理。

將連鑄坯切割成一定的長(zhǎng)度以便軋制。為避免最后出短坯，增加鋼水的收得率，可根據(jù)鑄坯尺寸、鋼水量、拉速和允許的鑄坯長(zhǎng)度范圍來(lái)計(jì)算最佳切割長(zhǎng)度。到鑄錠后期還可進(jìn)行修正，以保證最后的鑄坯長(zhǎng)度合適。

對(duì)鑄坯進(jìn)行跟蹤，并將其存放地點(diǎn)和數(shù)量記錄下來(lái)并在鑄坯上打印編號(hào)，以便軋制時(shí)有該鑄坯的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。鑄坯跟蹤和運(yùn)行控制系統(tǒng)由鋼坯探測(cè)器和微型計(jì)算機(jī)組成。各鑄坯的堆放地點(diǎn)和原始數(shù)據(jù)均存入計(jì)算機(jī)，當(dāng)需要某鑄坯時(shí)，隨時(shí)可從微機(jī)中查出并通知吊車司機(jī)，按地址送往下一道工序。由于連鑄坯在校直輥之前還未完全凝固，機(jī)械強(qiáng)度甚小，為了避免受外力影響而產(chǎn)生裂紋，需要及時(shí)檢測(cè)各支承輥和拉矯輥的開口度，將其調(diào)整到合適的尺寸。

現(xiàn)代連鑄生產(chǎn)過(guò)程中的檢測(cè)手段尚不完善，正在研究的項(xiàng)目有鑄坯結(jié)殼厚度檢測(cè)、拉漏預(yù)報(bào)、鋼水夾渣報(bào)警、鑄坯表面缺陷在線檢測(cè)等。這些項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)將使連鑄過(guò)程控制的精度大大提高。鑄坯熱傳導(dǎo)數(shù)學(xué)模型的進(jìn)一步完善，也將會(huì)提高無(wú)缺陷鑄坯的成品率。連鑄連軋新工藝是節(jié)能的良好途徑，因而必須保證連鑄生產(chǎn)無(wú)缺陷鑄坯，連鑄計(jì)算機(jī)控制是達(dá)到這種目的的手段，連鑄連軋工藝將逐步取代鑄坯冷卻后再加熱的工藝。2100433B

連鑄切割要想真正起到高效率、節(jié)約成本的目的，除了連鑄切割機(jī)、連鑄割嘴之外，連鑄氣體的選擇也很重要，傳統(tǒng)的工業(yè)燃?xì)?-乙炔，火焰溫度高，但切割有熔渣，燃燒污染大，已經(jīng)被人們摒棄。新型工業(yè)燃?xì)?-天然氣工業(yè)燃?xì)猓ㄊ羌尤胂⊥寥剂显鲆鎰┑奶烊粴猓⊥寥剂显鲆鎰┑淖饔檬翘岣咛烊粴獾幕钚?，可增加天然氣的溫度），是連鑄火焰切割氣體的最佳選擇，可以充分利用連鑄切割機(jī)的高效、自動(dòng)化的切割方式，結(jié)合天然氣工業(yè)燃?xì)獗旧淼母邷囟?，再加上其清潔能源的機(jī)制，在連鑄切割中不僅可以提高切割效率，更能節(jié)約燃?xì)獬杀尽?

連鑄割嘴是用于連鑄切割的專用割嘴，連鑄割炬的嘴頭部分，由此噴出切割氧流及預(yù)熱火焰的混合氣流。比普通割嘴大，可切割厚度厚，一般由割嘴體、割嘴芯、割嘴外殼組成。

連鑄割嘴的好壞直接決定切割質(zhì)量的好壞及切割割縫的大小、鋼材成本的節(jié)約，質(zhì)量好的連鑄割嘴正常情況下能用3個(gè)月，并且保證割縫，如150cm的鋼坯3mm割縫，質(zhì)量不好的連鑄割嘴用4天以后割縫就會(huì)越來(lái)越大，影響切割質(zhì)量，浪費(fèi)鋼材。

使用神麒新型連鑄割嘴前后效果對(duì)比圖：（左：使用前；右：使用后）

轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)出來(lái)的鋼水經(jīng)過(guò)精煉爐精煉以后，需要將鋼水鑄造成不同類型、不同規(guī)格的鋼坯。連鑄工段就是將精煉后的鋼水連續(xù)鑄造成鋼坯的生產(chǎn)工序，主要設(shè)備包括回轉(zhuǎn)臺(tái)、中間包，結(jié)晶器、拉矯機(jī)等。