连铸自动化

直接将钢水通过连铸装置铸成各种规格钢坯的自动控制过程

连铸自动化是直接将钢水通过连铸装置铸成各种规格钢坯的自动控制过程。它与传统的钢模铸锭法相比，可省去钢模铸锭装置和价格昂贵的初轧开坯装置，具有节约能源、提高产品质量和成材率、降低成本等优点。一般钢水成材率可提高6～10％，吨坯节约能耗50～80千克标准煤，厂房面积节省50％左右，减少设备重量30％左右，并可缩短生产周期，改善劳动条件。

发展情况

连续铸钢法是20世纪50年代发展起来的一项新型铸钢技术，70年代以来得到迅速发展，并被世界各主要产钢国家广泛使用。1970年世界钢铁工业连铸比仅为6.2%，1975年上升到13.2%，1979年又增至24.1%，1980年达到30%左右。1980年世界各主要产钢国家的连铸比为：苏联21.5%，美国20.3%，日本59.5%，联邦德国46.0%，意大利50.1%，法国40.3%。中国钢铁工业的连铸比1979年为4.8%，1980年为6.7%，1981年为7.5%，1982年为9%。

控制系统

连铸自动控制系统主要由生产管理级计算机、过程控制级计算机、设备控制计算机、各种自动检测仪表和液压装置等组成。它能完成7种控制功能：中间罐和结晶器液面控制；结晶器保护渣装入量控制；二次冷却水控制；拉坯速度控制；铸坯最佳切割长度控制；铸坯跟踪和运行控制；连铸机的自动起铸和停止控制。

液面控制

液面控制包括中间罐液面控制和结晶液面控制两方面。前者是将中间罐钢水液面控制在一定范围内，使注入结晶器内的钢水压力稳定，为结晶器液面控制创造条件。通常用称重法间接测出或用电磁感应法直接测出中间罐钢水液面并进行控制。后者是将结晶器内钢水液面控制在一定范围内，保证钢水在结晶器内有稳定的热交换，形成良好均匀的坯壳。通常用液压装置控制流过中间罐滑动水口的钢水量的方法来控制液面。结晶器液面检测有同位素法、热电偶法、涡流法、电磁感应法、激光法和超声法等。

保护渣装入量控制　为防止钢水在结晶器内氧化和减少铸坯与结晶器表面的摩擦，通常要在结晶器钢水液面上覆盖一定厚度的保护渣，它还起到使钢水表面散热稳定的作用。通过测量保护渣层面上的热辐射来控制保护渣的加入量。

二次冷却水控制　连铸坯从结晶器拉出后，其坯壳较薄，中间仍是钢水，尚需喷水继续冷却，这就是二次冷却。通常根据钢种、铸坯厚度、拉速来控制二次冷却水量。二次冷却水量调节系统中的主要设备是微型计算机，它利用钢坯的热传导方程作为数学模型，并用铸坯表面温度作为反馈信号来对二次冷却水量进行控制。二次冷却水量控制合适，可避免铸坯产生裂纹。因此二次冷却水控制是无缺陷铸坯生产过程的关键环节。

拉坯速度控制

根据钢种、铸坯尺寸、钢水温度和产量要求来确定铸坯的拉速。连铸生产过程要求拉速保持一定，以便使铸坯有稳定的热交换。拉矫机上有速度调节系统，可以保证拉速稳定。当结晶器液面超过上限，液面调节系统无法调节时，为防止钢水外溢需要加快拉速；同样，如果结晶器中钢水低于下限，为防止漏钢则需要减慢拉速。在这两种情况发生时均有报警，并会作出相应处理。

切割长度控制

将连铸坯切割成一定的长度以便轧制。为避免最后出短坯，增加钢水的收得率，可根据铸坯尺寸、钢水量、拉速和允许的铸坯长度范围来计算最佳切割长度。到铸锭后期还可进行修正，以保证最后的铸坯长度合适。

铸坯和运行

对铸坯进行跟踪，并将其存放地点和数量记录下来并在铸坯上打印编号，以便轧制时有该铸坯的生产数据。铸坯跟踪和运行控制系统由钢坯探测器和微型计算机组成。各铸坯的堆放地点和原始数据均存入计算机，当需要某铸坯时，随时可从微机中查出并通知吊车司机，按地址送往下一道工序。由于连铸坯在校直辊之前还未完全凝固，机械强度甚小，为了避免受外力影响而产生裂纹，需要及时检测各支承辊和拉矫辊的开口度，将其调整到合适的尺寸。

现代连铸生产过程中的检测手段尚不完善，正在研究的项目有铸坯结壳厚度检测、拉漏预报、钢水夹渣报警、铸坯表面缺陷在线检测等。这些项目的实现将使连铸过程控制的精度大大提高。铸坯热传导数学模型的进一步完善，也将会提高无缺陷铸坯的成品率。连铸连轧新工艺是节能的良好途径，因而必须保证连铸生产无缺陷铸坯，连铸计算机控制是达到这种目的的手段，连铸连轧工艺将逐步取代铸坯冷却后再加热的工艺。

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