動(dòng)態(tài)輕壓下改善板坯內(nèi)部質(zhì)量的實(shí)踐

段云波，李強(qiáng)，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(dòng)態(tài)輕壓下改善板坯內(nèi)部質(zhì)量的實(shí)踐

段云波，李強(qiáng)，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(jī)動(dòng)態(tài)輕壓下裝置，包括輕壓下控制技術(shù)和動(dòng)態(tài)二冷控制技術(shù)。通過(guò)對(duì)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(yàn)，對(duì)實(shí)際輥縫進(jìn)行了0.5～1.0 mm的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，得出了合適的低碳合金鋼輕壓參數(shù)。試驗(yàn)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(wèn)題。

板坯連鑄；動(dòng)態(tài)輕壓下；偏析

1　板坯連鑄機(jī)參數(shù)及特點(diǎn)

包鋼稀土鋼板材有限責(zé)任公司2 150 mm雙流板坯連鑄機(jī)由西門(mén)子奧鋼聯(lián)設(shè)計(jì)制造，生產(chǎn)主要鋼種為汽車(chē)板、管線(xiàn)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(jī)主要參數(shù):設(shè)計(jì)年產(chǎn)量280萬(wàn)t；機(jī)型為一機(jī)雙流直弧形連鑄機(jī)（有效垂直長(zhǎng)度2 500 mm），冶金長(zhǎng)度36 900 mm，弧形半徑10 000 mm，設(shè)計(jì)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(xiàn)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(xiàn)快換（VSV提供）；中間包容量75 t；鑄機(jī)扇形段具有全流程動(dòng)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(dòng)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(gè)合適的兩相區(qū)內(nèi)利用扇形段火輥，對(duì)鑄坯在線(xiàn)實(shí)施一個(gè)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(dòng)態(tài)輕壓下通過(guò)在線(xiàn)跟蹤鑄坯凝固進(jìn)程，在輥縫收縮的基礎(chǔ)上對(duì)凝固末期的鑄坯進(jìn)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(shí)際生產(chǎn)時(shí)序不穩(wěn)定，在拉速變化較快時(shí)，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(huì)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(jī)設(shè)備，降低設(shè)備的使用壽命，因此使用動(dòng)態(tài)輕壓下。動(dòng)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(dòng)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(dòng)態(tài)二冷控制技術(shù)屬于控制部分，帶有液壓缸。可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程和在線(xiàn)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(dòng)態(tài)控制原理

二冷動(dòng)態(tài)控制模型是一種對(duì)二冷水進(jìn)行在線(xiàn)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(jì)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(dòng)態(tài)輕壓下在線(xiàn)控制模型。輕壓下控制模型按實(shí)際液芯位置以及鋼種特性等條件選擇進(jìn)行輕壓下的扇形段位置，然后確定合適的壓下量實(shí)施壓下。通過(guò)反饋的壓下扇形段的液壓缸位置信號(hào)，來(lái)設(shè)定實(shí)際壓下情況并對(duì)實(shí)際壓下情況進(jìn)行修正。

高拉速情況下，利用鑄坯液相預(yù)測(cè)模型軟件，得到實(shí)際的凝固末端位置，再在相應(yīng)的位置實(shí)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(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)也會(huì)參與控制進(jìn)行調(diào)整，在4～36.9 m冶金長(zhǎng)度范圍內(nèi)可以實(shí)施壓下。

1.3設(shè)備特點(diǎn)

奧鋼聯(lián)的SMART扇形段是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)輕壓下的設(shè)備保證，帶有ASTC（自動(dòng)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(yuǎn)程控制裝置，4個(gè)夾緊液壓缸對(duì)扇形段開(kāi)口度和輥縫值進(jìn)行控制和設(shè)定，有1個(gè)夾送液壓缸實(shí)現(xiàn)夾送輥的升降，扇形段升降和夾緊由4個(gè)液壓缸共同完成。

2　動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)的應(yīng)用

動(dòng)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(dá)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(yàn)對(duì)象，采用射釘法檢測(cè)凝固坯殼厚度［2］。驗(yàn)證綜合凝固系數(shù)射釘槍型號(hào)為ZG217，長(zhǎng)度1 400 mm，子彈口徑7.62 mm，射釘深度140 mm。試驗(yàn)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(yàn)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(diǎn)的計(jì)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(guò)試驗(yàn)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(duì)鑄坯質(zhì)量的影響。鑄坯規(guī)格230 mm×1 550 mm，設(shè)計(jì)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(cè)量

為提高開(kāi)口度的準(zhǔn)確性，在維修區(qū)分別對(duì)弧形段、矯直段、水平段的液壓缸拉桿補(bǔ)償值進(jìn)行測(cè)試。扇形段在生產(chǎn)過(guò)程中受到拉坯阻力導(dǎo)致拉桿有形變，對(duì)夾送輥液壓缸拉桿補(bǔ)償值進(jìn)行修正。

測(cè)量了試驗(yàn)的鑄坯厚度并與設(shè)定值做對(duì)比，結(jié)果如圖1所示。由于扇形段的變形，實(shí)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(bǔ)償?shù)闹匾裕駝t輥縫偏差過(guò)大，達(dá)不到輕壓下的效果。

2.4鑄坯低倍檢驗(yàn)

圖1　扇形段壓下量對(duì)比

通過(guò)酸洗、硫印的方法對(duì)鑄坯低倍組織進(jìn)行評(píng)級(jí)，結(jié)果見(jiàn)表2。1號(hào)、3號(hào)和5號(hào)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(shí)，壓下量在5.5～6.0 mm，偏析情況比其他區(qū)間要好，但是過(guò)小的壓下量對(duì)偏析改善并不明顯。

表2　低倍評(píng)級(jí)結(jié)果級(jí)

3　結(jié)語(yǔ)

雙流板坯連鑄機(jī)投產(chǎn)以來(lái)，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，隨著動(dòng)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(duì)扇形段受力變形，在維修區(qū)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量檢驗(yàn)，需進(jìn)行0.5～1.0 mm的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，實(shí)際輥縫與設(shè)定值偏差＜0.5 mm。試驗(yàn)得出鑄機(jī)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(kāi)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(zhuān)業(yè)，碩士。現(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。