動態(tài)輕壓下改善板坯內(nèi)部質(zhì)量的實踐

段云波，李強，劉少峰

（包鋼稀土鋼板材有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古包頭　014010）

動態(tài)輕壓下改善板坯內(nèi)部質(zhì)量的實踐

段云波，李強，劉少峰

（包鋼稀土鋼板材有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古包頭014010）

介紹了包鋼2 150 mm雙流板坯連鑄機動態(tài)輕壓下裝置，包括輕壓下控制技術(shù)和動態(tài)二冷控制技術(shù)。通過對扇形段的壓下區(qū)間、輕壓下量等因素的分析并結(jié)合連鑄坯的低倍硫印試驗，對實際輥縫進行了0.5～1.0 mm的動態(tài)補償，得出了合適的低碳合金鋼輕壓參數(shù)。試驗得出，固相率在0.20～1.00，壓下量在5.5～6.0 mm，顯著改善了鑄坯偏析等問題。

板坯連鑄；動態(tài)輕壓下；偏析

1　板坯連鑄機參數(shù)及特點

包鋼稀土鋼板材有限責(zé)任公司2 150 mm雙流板坯連鑄機由西門子奧鋼聯(lián)設(shè)計制造，生產(chǎn)主要鋼種為汽車板、管線鋼、結(jié)構(gòu)鋼等。

1.1設(shè)備概況

包鋼稀土鋼板材有限責(zé)任公司2 150 mm雙流板坯連鑄機主要參數(shù):設(shè)計年產(chǎn)量280萬t；機型為一機雙流直弧形連鑄機（有效垂直長度2 500 mm），冶金長度36 900 mm，弧形半徑10 000 mm，設(shè)計拉速0.8～1.8 m/min；產(chǎn)品規(guī)格（230、250）mm×（1 200～2 150）mm（具備在線調(diào)寬功能）；結(jié)晶器液位控制方式為渦流傳感器控制；浸入式水口可在線快換（VSV提供）；中間包容量75 t；鑄機扇形段具有全流程動態(tài)輕壓下功能。

為防止鑄坯鼓肚，減小偏析等，在質(zhì)量控制方面采取了輕壓下技術(shù)（包括動態(tài)二冷控制技術(shù)）。連鑄輕壓下是指在鑄坯凝固末端一個合適的兩相區(qū)內(nèi)利用扇形段火輥，對鑄坯在線實施一個合適的壓下量，用以抵消鑄坯凝固末端的體積收縮，避免中心縮孔（疏松）形成。動態(tài)輕壓下通過在線跟蹤鑄坯凝固進程，在輥縫收縮的基礎(chǔ)上對凝固末期的鑄坯進行3～6 mm壓下的技術(shù)，以改善鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。從而減輕乃至消除中心偏析、疏松［1］。

由于實際生產(chǎn)時序不穩(wěn)定，在拉速變化較快時，鑄坯液芯的位置變化較大。這種拉速的變化條件下若使用靜態(tài)輕壓，壓下區(qū)間會有很大范圍的變化，甚至?xí)霈F(xiàn)滯坯的現(xiàn)象，嚴(yán)重?fù)p壞鑄機設(shè)備，降低設(shè)備的使用壽命，因此使用動態(tài)輕壓下。動態(tài)輕壓下系統(tǒng)主要由3部分組成，分別是輕壓下控制技術(shù)、二冷動態(tài)控制技術(shù)和鑄流導(dǎo)向設(shè)備系統(tǒng)。其中輕壓下控制技術(shù)和動態(tài)二冷控制技術(shù)屬于控制部分，帶有液壓缸?？梢詫崿F(xiàn)遠程和在線控制的鑄流導(dǎo)向設(shè)備系統(tǒng)是執(zhí)行部分。

1.2二冷動態(tài)控制原理

二冷動態(tài)控制模型是一種對二冷水進行在線控制的模型，原理是根據(jù)采集的鋼種成分、澆注溫度及拉速等數(shù)據(jù)，由模型計算出鑄坯表面溫度及固相區(qū)與液相區(qū)并存的液芯位置，提供給動態(tài)輕壓下在線控制模型。輕壓下控制模型按實際液芯位置以及鋼種特性等條件選擇進行輕壓下的扇形段位置，然后確定合適的壓下量實施壓下。通過反饋的壓下扇形段的液壓缸位置信號，來設(shè)定實際壓下情況并對實際壓下情況進行修正。

高拉速情況下，利用鑄坯液相預(yù)測模型軟件，得到實際的凝固末端位置，再在相應(yīng)的位置實施壓下，獲得鑄坯在各種凝固條件下減少偏析程度的能力。液芯位置主要受拉速影響。在位置偏差大的情況下，二冷動態(tài)控制系統(tǒng)也會參與控制進行調(diào)整，在4～36.9 m冶金長度范圍內(nèi)可以實施壓下。

1.3設(shè)備特點

奧鋼聯(lián)的SMART扇形段是實現(xiàn)動態(tài)輕壓下的設(shè)備保證，帶有ASTC（自動錐度調(diào)節(jié)）功能的扇形段能夠?qū)崿F(xiàn)SMART控制功能，扇形段帶有遠程控制裝置，4個夾緊液壓缸對扇形段開口度和輥縫值進行控制和設(shè)定，有1個夾送液壓缸實現(xiàn)夾送輥的升降，扇形段升降和夾緊由4個液壓缸共同完成。

2　動態(tài)輕壓下技術(shù)的應(yīng)用

動態(tài)輕壓下技術(shù)的主要工藝參數(shù)有壓下區(qū)間、壓下量和壓下速率，只有合理確定這些參數(shù)值，才能達到消除或減少鑄坯中心偏析與疏松的目的。

2.1凝固系數(shù)的確定

以低碳合金鋼為試驗對象，采用射釘法檢測凝固坯殼厚度［2］。驗證綜合凝固系數(shù)射釘槍型號為ZG217，長度1 400 mm，子彈口徑7.62 mm，射釘深度140 mm。試驗條件:拉速1.0、1.1、1.20 m/min，射釘位置在扇形8段和扇形9段之間，離結(jié)晶器液面20.35 m處。依據(jù)試驗結(jié)果分析得出的鑄坯綜合凝固系數(shù)為26.72 mm/min1/2。凝固終點的計算結(jié)果與奧鋼聯(lián)給定的系數(shù)相近。

2.2輕壓下參數(shù)優(yōu)化

通過試驗優(yōu)化輕壓下關(guān)鍵參數(shù)，主要考慮壓下位置和固相率變化對鑄坯質(zhì)量的影響。鑄坯規(guī)格230 mm×1 550 mm，設(shè)計的輕壓下工藝參數(shù)如表1所示，其拉速分別為1.0、1.1 m/min。

表1　輕壓下工藝參數(shù)

2.3鑄坯厚度的測量

為提高開口度的準(zhǔn)確性，在維修區(qū)分別對弧形段、矯直段、水平段的液壓缸拉桿補償值進行測試。扇形段在生產(chǎn)過程中受到拉坯阻力導(dǎo)致拉桿有形變，對夾送輥液壓缸拉桿補償值進行修正。

測量了試驗的鑄坯厚度并與設(shè)定值做對比，結(jié)果如圖1所示。由于扇形段的變形，實際壓下幾乎都小于設(shè)定值，但最大偏差＜0.5 mm。輥縫控制處于理想的狀態(tài)。這證明了變形補償?shù)闹匾?，否則輥縫偏差過大，達不到輕壓下的效果。

2.4鑄坯低倍檢驗

圖1　扇形段壓下量對比

通過酸洗、硫印的方法對鑄坯低倍組織進行評級，結(jié)果見表2。1號、3號和5號試樣的中心偏析比較嚴(yán)重，壓下區(qū)間比較靠前。當(dāng)固相率處在0.20～1.00時，壓下量在5.5～6.0 mm，偏析情況比其他區(qū)間要好，但是過小的壓下量對偏析改善并不明顯。

表2　低倍評級結(jié)果級

3　結(jié)語

雙流板坯連鑄機投產(chǎn)以來，設(shè)備運行穩(wěn)定，隨著動態(tài)輕壓下參數(shù)的逐步優(yōu)化，鑄坯內(nèi)部質(zhì)量明顯提高。對扇形段受力變形，在維修區(qū)進行實際測量檢驗，需進行0.5～1.0 mm的動態(tài)補償，實際輥縫與設(shè)定值偏差＜0.5 mm。試驗得出鑄機低碳合金鋼輕壓下參數(shù)，固相率0.20～1.00，壓下量為5.5～6.0 mm。

［1］蔡開科.連續(xù)鑄鋼原理與工藝［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1994.

［2］劉戰(zhàn)英.軋鋼［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1995.

Abstrraacctt::In this paper the dynamic soft reduction equipments of 2 150 mm continuous casting machine was introduced in Baotou Steel. The technology includes soft reduction control technology and dynamic secondary cooling control technology，checks and examines the effects of the production factors such as momentum and position of the soft reduction on the internal quality of test sample under the dynamic soft reduction conditions using the macrographic sulphur print baumann method sample for slab.The dynamic compensation of 0.5-1.0 is made to the actual roll gap，a suitable soft pressure parameter of low carbon alloy steel is proposed.The solid ratio was 0.20-1.00 and reduction was 5.5-6.0 mm.The dynamic soft reduction system can improve the inner quality of slab.

Key worrddss::slab continuous casting；dynamic soft reduction；segregation

Practice on Improvement in Inner Quality of Slab by Dynamic Soft Reduction

DUAN Yunbo，LI Qiang，LIU Shaofeng
（Baotou Steel Rare-earth Steel Plate Co.，Ltd.，Baotou 014010，China）

TF777.1

B

1004-4620（2016）05-0016-02

2016-06-22

段云波，男，1983年生，2007年畢業(yè)于內(nèi)蒙古科技大學(xué)冶金工程專業(yè)，碩士?，F(xiàn)為包鋼稀土鋼板材有限責(zé)任公司工程師，從事煉鋼連鑄技術(shù)管理工作。