?500 mm斷面鑄坯連鑄工藝研究與實踐

賀冰林，祖 峰，王曉紅

（天津鋼管集團股份有限公司，天津300301）

?500 mm斷面鑄坯連鑄工藝研究與實踐

賀冰林，祖 峰，王曉紅

（天津鋼管集團股份有限公司，天津300301）

為了確保鑄坯生產工藝和質量完全滿足要求，對?500 mm斷面結晶器冷卻水流量、不同鋼種用二冷配水表、結晶器液壓振動曲線、電磁攪拌技術及鑄坯拉速控制等進行分析，研究出?500 mm斷面連鑄工藝，成功生產出了質量合格的大圓坯。

?500 mm斷面鑄坯；連鑄；工藝；研究

1 引言

天津鋼管集團股份有限公司是我國最大的無縫鋼管生產基地，主要生產石油專用管。天津鋼管集團股份有限公司通過二十多年圓坯連鑄技術的不斷摸索與創新，已經完全具備了自主開發不同斷面不同鋼種的連鑄坯生產工藝能力。為了擴大鑄坯斷面范圍，新上了一臺弧形半徑為14 m的5機5流3號連鑄機，在滿足?310～?400坯料需求的同時對?500斷面連鑄生產工藝進行了開發，并取得成功。

2 3號連鑄機主要參數

3號連鑄機由中鋼院設計，天津鋼管集團股份有限公司賽瑞公司負責制造，連鑄機的主要技術參數見表1。

3 ?500 mm斷面連鑄生產工藝開發

3．1 結晶器冷卻水流量設計

結晶器冷卻水流量計算方法一般有3種：一是根據結晶器熱平衡法，二是按經驗計算結晶器水量，三是根據水縫和冷卻水流速要求進行計算。天津鋼管集團股份有限公司根據水縫面積和冷卻水流速（一般要求6～12 m/s）對?500斷面結晶器冷卻水流量進行測算，由結晶器水流量計算公式：

式中：W為結晶器冷卻水量，m3/h；S為水縫面積，mm2；v為冷卻水流速，m/s。

計算可得，水流量為228～240 m3/h，實際澆注時結晶器進出水溫差比較合適，基本上控制在5℃左右。

3．2 二冷水表開發

確定二冷水表關鍵點一是冷卻強度的確定，也就是通常所說的比水量，二是各區水量分布比率確定。比水量的大小主要根據斷面和鋼種來確定，通常是斷面越大，鋼種傳熱越不好，比水量越小；各區水量分布原則是既要鑄坯散熱快，又要防止鑄坯內外有過大的溫度差而引起熱應力導致鑄坯產生裂紋，另外，隨著坯殼不斷加厚，傳熱越來越少，水量也應該相應減少。天津鋼管集團股份有限公司根據日常所澆注不同鋼種傳熱特點和裂紋名感性強弱，結合現場實際生產經驗，開發了六個二冷配水表，分別用于滿足不同鋼種冷卻質量要求，比水量控制在0．14～0．20 L/kg，采用兩個區進行控制（足輥區和扇形一段），其中足輥區水量分布比率為58%～66%，扇形一段水量分布比率為34%～42%。

表1 連鑄機主要技術參數

3．3 結晶器振動參數的開發

振動參數的設定不僅要考慮鑄坯脫模還要兼顧表面質量等多方面因素。為了保證大圓坯表面質量，?500斷面連鑄結晶器采用液壓振動方式，可以實現振動參數的在線調整，以滿足不同鋼種生產需要，結晶器振幅設定為3～3．4 mm，不同拉速下各參數變化情況見表2。

3．4 電磁攪拌參數的開發

3號連鑄機設計上采用結晶器和末端電磁攪拌相結合技術，極大的提高了鑄坯芯部質量，減輕成分偏析，其中結晶器電磁攪拌電流強度為140～160 A，頻率為2．0 Hz，末端電磁攪拌電流強度為360～400 A，頻率為7．0 Hz。

3．5 拉速控制表的開發

表2 ?500 mm斷面不同拉速下振動各參數計算值

在設計拉速控制表時，要充分考慮鋼種特點、結晶器銅管長度、斷面大小以及鋼水過熱度等多種因素。根據3號連鑄機所澆注鋼種、銅管長度以及生產節奏等實際情況，開發了?500斷面過熱度-拉速控制表。

具體拉速隨過熱度變化情況見表3。

4 ?500 mm斷面連鑄生產工藝實踐

截至目前，?500斷面試生產了 20G、P22、30Cr3MoV等鋼種，經檢驗，鑄坯內部質量和表面質量完全合格。

4．1 ?500斷面低倍檢驗情況

?500斷面低倍檢驗方法采用酸浸，執行GB226，低倍組織評級執行GB/T1979，詳細低倍評級情況見表4。

4．2 低倍樣品實物照片（見圖1）

4．3 鑄坯表面檢驗情況（見圖2）

經檢驗鑄坯表面質量良好，綜合修磨率為2．3%，沒有出現大凹坑、凹溝等質量問題，幾何尺寸也完全合格。

5 結語

天津鋼管公司根據自己多年的連鑄經驗，結合不同鋼種連鑄特性，從冷卻制度，結晶器振動，拉速控制等多方面著手，成功開發出滿足生產和質量要求的?500斷面連鑄工藝。采用該工藝成功生產出高壓鍋爐管用鋼20G，高合金石油裂化管用鋼P22以及工具鋼30Cr3MoV等鋼種，為公司增加一新的圓坯規格。

表3 ?500 mm斷面中包過熱度-拉速控制

表4 ?500斷面低倍評級情況

圖1 ?500斷面低倍樣片實物圖

圖2 ?500斷面鑄坯表面情況照片

[1]汪洪峰，沈國強．結晶器液壓振動技術在梅山高效連鑄中的應用[J]．上海金屬，2004，26（1）：37．

[2]劉國平，田乃媛，吳耀光，等．圓坯連鑄結晶器電磁攪拌數值模擬[J]．北京科技大學學報，2006，28（2）：119-122．

[3]干勇，張如斌，陳志凌，等．煉鋼-連鑄新技術800問[M]．北京：冶金工業出版社，2003．

Study and Practice on Continuous Casting Process of?500 mm Sectioned Bloom

HE Bing-lin,ZU Feng and WANG Xiao-hong
(Tianjin Pipe[Group]Corporation,Tianjin 300301,China)

In order to ensure bloom process and quality to fully meet the requirements,analysis was carried out on mould cooling water flow rate,secondary cooling water recipe for different steel grades, the oscillation curve of hydraulic mould oscillator,EMS technique and casting speed control for ?500 mm sectioned bloom．The casting process for ?500 mm sectioned bloom was developed and quality bloom was produced successfully．

?500 mm sectioned bloom;continuous casting;process;study

10．3969/j．issn．1006-110X．2014．02．004

2013-09-14

2013-10-12

賀冰林（1979—），男，工程師，主要從事連鑄工藝方面的研究工作。