3 基本规定

      连铸工程是极好的节能、环保项目。连铸工艺与传统的模铸-开坯工艺相比，具有简化炼钢生产工序、提高金属收得率8％～12％、节能降耗、保护环境等技术经济优越性。近十年来，我国连铸技术的发展突飞猛进，连铸比已达98％以上，连铸生产基本上取代了落后的模铸生产，连铸机机型齐全，铸机装备水平接近或达到世界先进水平。生产流程朝着连续化、紧凑化方向发展，铸坯质量不断提高，连铸生产已成为钢厂节能降耗、提高经济效益的重要环节。今后新建钢铁企业除特殊钢厂生产极少数特殊产品采用模铸外，都应采用全连铸工艺。

3.0.2  连铸坯热送热装工艺不仅是节能和提高生产率的重要措施，而且对改革传统的钢铁工业结构具有深远意义，它将连铸和轧钢两大工序相连接，实现了连续化生产，向短流程、高效率、节能、省投资、减少环境污染等方面迈进了一大步。

      连铸坯热送热装工艺的节能效果与生产条件、铸坯热装率和热装温度有关，热装率和热装温度越高，节能效果越显著。通常设计热装率应大于60％，热送温度应大于600℃。另外，一般将连铸坯温度达400℃作为热装的低温界限，低于400℃热装节能效果较小，不再称作热送。

      连铸坯热送热装工艺涉及从炼钢到热轧之间的各个生产环节，是一项系统工程。实现连铸坯热送热装工艺的关键技术为无缺陷铸坯和高温铸坯的生产以及炼钢连铸与热轧各工序密切配合、协调稳定生产操作和一体化生产管理系统等。

      连铸坯直接轧制(CC-DR)是比热装轧制(CC-HCR)档次更高的连铸连轧工艺，它同样具有节能、提高金属收得率、缩短工艺流程、改善产品质量等突出优点，因此CC-DR工艺正在日益广泛地得到推广应用。由于CC-DR工艺没有加热炉(或保温炉)缓冲，只经在线补偿加热，对连铸坯温度要求更高，在铸坯输送和轧制过程中要求更好的保温技术。对炼钢连铸与热轧工序的匹配衔接技术，尤其是生产计划，物流管理等要求更为严格。生产中直轧比的高低和经济效益的大小，在很大程度上取决于生产计划管理技术。

3.0.3  本条文规定了对旧有连铸机改造的设计原则。

3.0.4  近终形连铸技术就是在保证产品质量的前提下，力求浇注尽可能接近最终产品尺寸和形状的铸坯。近终形连铸是近年来世界钢铁行业备受关注的新技术，是连铸技术发展的基本趋势之一。它具有进一步减少中间加工工序、节能、省投资和缩短生产时间等突出优点，应根据产品结构要求和建厂条件推广采用。

      目前成熟应用于工业生产的近终形连铸主要有：

      1  薄板坯连铸：浇铸厚度50mm～100mm的薄板坯经加热炉后可直接入精轧机组轧制。薄板坯连铸适合于采用连铸连轧工艺。

      2  异型坯连铸：浇铸断面接近轧制成品型钢断面的连铸技术，主要指工字型坯，用于轧制宽缘工字钢(H型钢)的坯料。

3.0.5  钢水是保证连铸质量的重要先决条件，只有根据生产计划及时供应充足的质量合格的钢水，才能保证连铸机的产品质量和产量。钢水在浇铸前经炉外精炼，确保连铸钢水成分、温度和纯净度方面的要求，为连铸操作创造稳定的工艺条件。炉外精炼在现代全连铸工艺中已成为一个必备的独立工序。炉外精炼装置的型式应根据原料条件和产品要求确定。

3.0.8  本条文规定了优化中间罐设计的主要技术措施。

      连铸中间罐作为钢包和结晶器之间的缓冲容器，起着稳压和分流作用。合理的中间罐设计还应具有冶金作用和在高温作用下的结构稳定性。中间罐的容量和钢水深度、罐形和钢流控制是中间罐设计的主要参数。中间罐容量及钢水深度应使钢水在中间罐内有足够的停留时间，使夹杂物充分上浮，并保证多炉连浇更换钢包时防止液面低于临界值产生旋涡，卷入渣子到结晶器中。钢水在中间罐内的停留时间是评判中间罐容量的标准。中间罐的容量为钢水在罐内平均停留时间应不小于8min，过长会导致不必要的钢水温降。中间罐的形状(包括外形和内形)和钢流控制方式应根据连铸机型式、流数进行设计。总的要求是罐形简单，便于制造，砌砖方便，易于加挡渣坝，以确保钢水在罐内不产生死角，有利于改善钢液流动和热流分布合理。

3.0.9  采用保护浇注技术，是改善铸坯质量的重要措施。在浇注过程中，防止钢液二次氧化和避免吸氮，以确保钢液的清洁度。

      保护浇注主要包括四个方面：①钢包至中间罐钢流的保护；②钢包和中间罐钢液面的保护；③中间罐至结晶器钢流的保护；④结晶器钢液面的保护。

      无氧化保护浇注技术已是设计及生产中普遍采用且成熟可靠的技术。关键在于保护渣的选择方面，应根据浇注断面和钢种选择合适的保护渣。保护渣应具有低黏度、低熔点、高熔化速度和良好的吸收夹杂性能。

3.0.10  结晶器振动装置是连铸机关键设备之一。理论研究和实践经验都已证明了振动参数对铸坯表面质量影响极大。提高振动频率，减少振幅和负滑脱时间，可使振痕深度减小。高频小振幅技术已在连铸机中广泛采用。

      结晶器液压振动技术是近年开发的一项核心技术。它可在线调节结晶器振动的波形、频率和振幅，选择最佳的振动特性参数，在不同钢种和拉速组合下均可获得最佳的铸坯表面质量。另外，液压振动装置用液压缸取代传统的机械振动系统中的传动系统和振动发生装置，设备组成大大简化，减轻了设备维修工作量。系统运行精度高。目前，国内已开发研制了具有自主知识产权的液压振动装置并在实际工程中采用。国产化条件已基本成熟。

3.0.12  保持合适的钢水浇注温度是生产高质量产品和提高生产能力的重要基础。高的浇注温度，会导致柱状晶区的扩大，可能产生中心疏松和内部裂纹等缺陷。随着浇注温度的升高，漏钢的危险性明显增加。但是，浇注温度太低，可能导致钢的冷凝和水口堵塞使浇注中断。因此，应尽可能控制低的浇注温度。

      每个钢种的钢水浇注温度是从各自的液相线温度计算值加上一个合适的过热度，被确定为该钢种在中间罐内的钢水浇注温度。低过热度浇注就是保持中间罐内钢水温度处于一个较低且稳定的水平。钢水过热度主要根据钢种的质量要求和浇注性能来确定。通常，根据不同钢种分组推荐值为10℃～30℃。为达到稳定的低过热浇注，钢包及中间罐的烘烤、加盖保温等措施是非常重要的。必要时可采用中间罐钢水加热设施，以实现恒温浇注。

3.0.13  本条文规定了二次冷却方式及自动控制模式的选择。

      二次冷却是连铸生产的重要环节，良好的二次冷却对提高铸坯的质量至关重要。目前广泛使用二次冷却方式有全喷水冷却和气水雾化冷却两种。各具特点，但相比之下，气水雾化冷却具有热效率高、流量调节范围大、冷却均匀、节水等突出优点，比较适于现代连铸机的浇注速度和多钢种浇注强冷、弱冷的调节要求。通常小方坯采用全水喷淋冷却即可，而大方坯、板坯、异型坯应采用气水雾化冷却。

      当前，二冷水的自动控制主要有拉速相关控制法和基于目标表面温度的动态控制法。拉速相关控制法又称水表法或比例控制法等，属一级控制，即依据拉速的快慢为控制参数来决定冷却水量的大小。这种控制模式简单易行，目前得以广泛应用。但这种方式没有考虑钢的热特性差异和浇注温度的影响，遇非稳定浇注条件时难以实现铸坯温度的相对稳定，在实际操作过程中，难以避免不合理的人为干预。而目标表面温度控制法采用二级动态控制模型，依据当时浇注的钢种、钢水温度和拉速等条件，计算机每隔一段时间适时计算一次铸坯各控制区的表面温度，并与设定的目标表面温度进行比较，根据比较的差值结果，适时的自动调整各段的冷却水量，使铸坯的表面温度与目标表面温度相吻合。动态二冷控制可减少不合理的人工干预，控制精度高。这种控制方式的关键在于根据钢的凝固特性制定合理的冷却制度和对模型的可靠性要求高。在新建的大型板坯连铸机设计中应采用二冷动态模型控制。

      应该说明的是，不论采用哪种控制模式，确保连铸机的对弧精度，合理布置喷嘴，保证喷嘴喷淋效果是保证铸坯质量的前提。

3.0.14  板坯连铸机扇形段远程自动调辊缝技术是保证铸坯质量和提高铸机作业率的重要措施，是实施铸坯动态轻压下的必要条件。

      通常，连铸机扇形段的夹紧装置可设计为液压夹紧和机械夹紧两种形式，无论是液压夹紧还是机械夹紧，辊缝调节都可分为远程辊缝可调式和人工垫块可调式。机械夹紧的扇形段上框架升降是依靠电动蜗轮蜗杆装置和夹紧导向装置来实现，停机时可远程调节辊缝，但在浇注过程中虽可实施静态轻压下，而不能实施动态轻压下。只有远程辊缝可调式的液压夹紧扇形段，采用带有集成定位装置(位置传感器和伺服阀)的液压缸控制扇形段上框架的升降，方可实现远程调辊缝和动态轻压下技术。不仅能精确控制辊缝，还可大大地缩短更换断面厚度的时间。

3.0.15  动态轻压下技术就是在凝固末端施以一定的压下量，来补偿铸坯的凝固收缩，以阻止凝固末端富集偏析元素的钢液向下流动，从而减少中心偏析的一种方法。实施动态轻压下的先决条件是连铸机必须采用远程调辊缝的液压夹紧扇段。

      目前，采用动态轻压下技术有两种方式：

      第一种方式是指薄板坯连铸机为适当增加结晶器出口的铸坯厚度以改善结晶器区域的浇注条件，稳定操作，提高生产率，采用液芯压下和动态轻压下相结合方式，即铸坯离开结晶器后，在紧接其后扇形段区域至铸坯凝固终点，根据压下工艺灵活分布压下量，采用液芯压下在浇铸过程中将铸坯减薄，以满足连铸连轧生产线的规格要求，同时在一定程度改善了铸坯内部质量。此种方式压下量可达10mm～25mm。

      第二种方式通常用于常规连铸，就是在铸坯最终凝固区施压，目的是使凝固末端阻塞液相穴和凝固前沿的树枝晶破碎，将富集的偏析元素压回液相穴，从而减少铸坯中心偏析。

      动态轻压下技术实施的主要关键点在于：①要准确的确定凝固末端的位置。通常采用动态凝固模型根据实际操作条件(如钢种、拉速、钢水过热度、二次冷却曲线等)即时计算得到铸坯凝固终点。目前的经验是轻压下区域位于铸坯固相率fs＝0.3～0.9的范围内较合适。②压下量和压下速率的确定，需要针对钢种的凝固收缩特性，制订合理的压下工艺，既要保证轻压下的效果，而又不产生低倍裂纹。这需要多次摸索才能确定合适的参数。

      目前的经验是：总的压下量设计值约4mm～6mm，而压下速率一般为1mm/m～1.5mm/m，但压下量实际操作值要小一些，应依据钢种特性确定。

      动态轻压下技术是控制和改善铸坯中心偏析的有效措施之一。有取代末端电磁搅拌的趋势。特别是为中厚板轧机供坯的板坯连铸机和生产合金钢、高碳钢等的大方坯连铸机，此项技术和装备应成为基础的配置。

      该项技术准确应用具有一定难度，要取得理想的效果，必须精确控制工艺参数，凝固条件、压下区域铸坯固相率(fs)和压下速率等，否则极易造成铸坯中心裂纹。

3.0.17  结晶器电磁控流技术是在高拉速条件下为稳定结晶器液面，防止卷渣而采取的技术措施。其原理是在结晶器内、外弧框架增设电磁线圈，当线圈通直流电流时，在结晶器区域形成电磁场，根据钢液切割磁力线产生反电动势的原理，从而减少结晶器液面的波动，避免保护渣卷入。有利于初生坯壳生长，减少漏钢事故，保证连铸机实现高拉速，同时也减少了表面夹杂物数量，提高铸坯表面质量。

      电磁制动技术只在高拉速铸机上采用，拉速小于2m/min效果不佳。

3.0.18  本条文规定对连铸工序主要烟尘污染源应采取的治理措施。

      不锈钢及高铬合金钢连铸坯火焰切割时，在切口表面生成黏稠的铬氧化物，熔点高达2000℃，能阻断切割中氧化反应的进行，且熔渣不易排出，会使切割中断。所以需加铁粉助熔，由此产生大量烟气，其烟气中含有钢中氧化物及合金粒子，粒度属亚微细粒范围，呈黄褐色，含尘量约2g/Nm3～3g/Nm3，虽无毒但对人体是有害的。因此，应加设抽气除尘设施，对烟气进行净化处理，使其净化后的烟气含尘量小于50mg/Nm3，符合环保排放要求。

      同样，铸坯表面火焰清理(或热修磨)装置及中间罐倾翻点生产中均产生大量含氧化铁粉及灰尘的烟气，铸坯表面清理烟气含尘量约2g/Nm3，而中间罐倾翻的烟气瞬时含尘量高达5g/Nm3，也应对烟尘进行治理。

      连铸烟气净化除尘常用的有干式和湿式两种除尘器，应根据生产工艺排出的烟气参数、工作条件、除尘效率、设备投资等因素综合考虑选择。

3.0.20  针对目前一些企业能源介质计量手段不完善、不准确的现状，本条强调今后连铸工程设计对各种能源介质供给系统应配备完善的计量检测仪表，为能源管理提供可靠数据，因为准确的能源计量、监测是企业高效能源管理的基础，也是考核节能效果的必要手段。只有严格计量制度，才能真实反映企业能源水平、存在问题和差距，为今后节能目标的确定和节能规划的制订提供保证。

3.0.21  正在浇注的连铸机的钢包、中间罐处存在未浇注完的液态钢水，如果不及时处理会造成事故，同时断电时滞留在连铸机内的铸坯需要及时处理，以保护设备和避免事故的扩大。当采用两路供电时，一则以防止发生重大的人身或设备安全事故，同时可把钢包以及中间罐内的钢水浇注完毕，把断电的事故损失降到最低。连铸机属于2类负荷，因此宜由两路电源供电。

3.0.22  如果钢包回转台上带有未浇注完的液态钢水，一旦出现钢包漏钢或者钢包回转台本身的正常驱动事故时，需要把正在浇注的钢包旋至钢包接受位的事故钢包上方，以避免事故的进一步扩大，应设置应急驱动动力设施。

3.0.26  根据国家钢铁产业发展政策，规定连铸工程设计中关于连铸设备及工艺技术引进和禁止引进的原则。

      近年来，我国连铸装备技术迅速发展，连铸比已达98％以上，拥有了国际上先进的连铸装备和生产技术，产品质量日益提高。标志现代化连铸机水平的关键技术如结晶器热态调宽、结晶器漏钢预报及热相图、结晶器液压振动、扇形段远程自动调辊缝技术、铸坯动态凝固计算模型及动态轻压下技术、计算机质量判定以及连铸机主机全新的设备结构等国内已基本掌握，可以说，先进连铸机国产化条件已成熟。这就为今后新建或改建连铸技术装备项目与国际接轨奠定了坚实的基础。

      但必须说明的是，我国的连铸装备技术虽然有了很大发展，在主要环节上已经达到国际先进水平，但在局部关键技术方面与国际先进水平仍有一定差距。我们提倡采用国产化连铸技术装备，并不排斥、拒绝国外的先进技术装备。在一些目前还比较薄弱的环节有目的、有限制的引进国外先进连铸设备是必要的。但对于技术含量低、耗能高、关键部位落后的连铸设备严禁引进。

3.0.27  本条为强制性条文，根据国家相关政策和法规，针对国内外已经淘汰的落后二手设备，由于其技术含量低、耗能高、设备陈旧，严禁采用。从连铸机的工艺和设备的发展趋势看，截至目前，国内外的连铸技术已经取得了很大的进步，铸坯的质量和连铸机的整体装备水平得到了很大的提高。这就要求在设计工作中，要符合连铸技术和低碳技术的发展需要，严禁采用国家明令淘汰的落后技术和产品，以及一些落后的工艺和设备。例如：20世纪80年代建设的弧形半径5.7m左右的小方坯连铸机、超低头板坯连铸机等。具体到设备设计上，禁止采用非节能电机、减速器等淘汰产品等。