应用射钉法测量4#机铸坯凝固坯壳厚度试验方案1、测试目的随着连铸技术的发展，轻压下及电磁搅拌等新技术在连铸过程中得到了广泛应用，而准确确定铸坯的液芯位置是应用上述技术的先决条件。动态轻压下工艺控制模型中的热跟踪模型，是过程控制系统的核心所在，热跟踪模型的可靠性对轻压下实施效果有决定性的影响。同时，连铸二冷区是直接且最终决定铸坯内部质量的关键环节，二次冷却的均匀性对板坯的内部质量有重要影响。对液芯位置的确定有两种方法：(1)仿真法，通过建立的铸坯凝固数学模型进行理论计算，描述不同位置处的凝固壳厚度及液芯位置；(2)实测法，相比其它测量液相穴长度的方法，射钉法以其独特的优势得到了广泛的运用。本实验目的是用射钉法实测铸坯在二冷区凝固壳厚度的变化规律及铸坯凝固终点的位置，计算铸机的综合凝固系数，为校验该连铸机引进的热跟踪模型的可靠性，实现热跟踪模型和二冷配水模型交互验证，评价连铸机综合冷却能力和优化二冷制度，准确控制铸坯的凝固终点位置，为实现无缺陷铸坯生产提供重要依据。2、试验内容2.1试验原理及计算方法射钉法测定连铸坯凝固壳厚度是待铸机以一定拉速稳定工作一段时间后，将装有FeS的示踪钉射入铸坯，冷却后在铸坯的相应位置取样进行解剖分析。由于射入钢钉的液相线温度与连铸坯的液相线温度不同，所以击入铸坯的示踪钉在固相区、固液两相区和液相区的形貌会有所差异，故可通过低倍照片，酸浸和硫印处理判断得出铸坯的凝固壳厚度。射钉测试系统包括射钉枪、支座和击发控制器，击发动力为三种不同威力的火药，射钉材质为普碳钢，钉长160mm，击发控制器能控制3把射钉枪同时或延时击发。综合凝固系数可由下式计算：1KDt式中，D为凝固坯壳的厚度，mm；t为凝固时间，min，t=l/v；l为射钉位置距弯月面距离；v为试验时的拉坯速度。液相穴长度可根据凝固定理计算：d2vL4K2式中，L为液相穴长度，m；v为拉速，m/min；K为综合凝固系数，mm/min1/2；d=D/2，mm。2.2试验方案射钉测试分别对两个断面的钢种来测定凝固壳厚度。横向将射钉枪布置在铸坯宽度方向上的三个位置，分别是1／2、1／4和1/8处，这样就可以从三个测试点处的凝固壳厚度来准确判断冷却的均匀性；纵向则考虑模型计算结果及现场二冷喷嘴的分布状况，将其安装在适宜的扇形段之间。具体试验流程如下：确定射钉位置→安装射钉枪→计算击发时间→击发射钉→切取含钉试样→加工试样→酸洗、硫印→测量凝固壳厚度。2.3实验装置本实验采用的射钉装置是由四川峨眉军工厂设计制造的连铸坯测厚仪(包含三个射钉枪)。该仪器由射钉枪、固定支座及控制电源三部分组成。射钉枪用于添装动力子弹和示踪钉，钢钉长度为160mm、200mm。射钉枪击发由电磁阀控制；固定支座将枪体固定于二冷测试点铸坯侧方，在一定范围内调节枪体和铸坯的角度与距离；控制电源则控制枪体电磁阀击发，可以同时控制1～6支射钉枪发射。连铸坯厚度测试控制仪表1台，见图1；射钉枪见图2；射钉及子弹见图3；射钉枪安装见图4。2图1：连铸坯厚度测试控制仪表图2：射钉枪和射钉图3：射钉和子弹3图4：射钉枪安装示意图2.4试验工艺条件（1）射钉试验位置。射钉试验位置的确定以现有奥钢联模型预测结果进行预判定，使射钉位置尽可能地靠近铸坯凝固末端，拉坯方向的射钉枪安装位置如表1所示：表1拉坯方向射钉试验位置钢种铸坯断面拉坯速度（m/min）6-7段射钉位置(扇形段)7-8段8-9段铸坯宽度方向的射钉枪布置按1/2、1/4和1/8处布置。（2）试验所需记录的工艺参数如表2、3、4所示。表2试验钢种化学成分（wt，%）钢种CSiMnPSNb+V+Ti表3莱钢4#板坯连铸机凝固坯壳厚度测定工况条件钢种断面规格/mm4拉速/（m/min）浇注温度/℃结晶器宽面水量I/O/（L/min）宽面进出水温差/℃结晶器窄面水量R/L/（L/min）窄面进出水温差/℃射钉试验位置/m表4试验过程二冷区实际冷却水量拉速/钢种（m/min）1NL/R1IO2IO续表7ICC7O7IM7OM8IC8OC8IM8OM比水量/（L/Kg）3IO4IO5IOC5IOM6IC6OC6IM6OM试验时各区实际二冷水量/（L/min）3、射钉操作步骤一轮射钉操作由射钉前准备工作、射钉过程以及铸坯的切割检验组成。3.1．射钉前射钉枪安装操作根据连铸坯...
