高效高質量板坯連鑄技術改造實踐

張玉才

（吉林建龍鋼鐵有限責任公司 吉林吉林132014）

1 前言

隨著國家近年來對冶金企業的整體宏觀調控，低質耗能的落后生產工藝不斷淘汰，如何在激烈的市場環境下求得長期可持續性的發展一直是吉林建龍追求的方向。

本文重點介紹了吉林建龍在煉鋼廠連鑄機技術升級改造的實踐經驗，意在通過本文將經驗進行分享和推廣，同時也希望借助該平臺與同行業領先企業進行深入交流和探索。

高效高質量連鑄技術方案的編制主要從工藝質量、過程控制、設備精度、溫度、產能、輔料六個方面考慮，共涉及8項技術改造，具體如下：

2 連鑄機主體設備改造

2.1 結晶器改造

整體改造結晶器，結晶器錐度精度控制在≤±0.2mm，具備電動在線熱調寬功能，如圖1。

圖1 結晶器改造

2.2 扇形段改造

整體改造成無間隙柔性連桿式扇形段，具有更高的輥縫精度；上下框架、對中、安裝、拆卸方便，使扇形段的結構更加合理，具有可靠的強度、剛度和上框架偏移量，如圖2。

圖2 扇形段改造

通過對連鑄機主體設備改造，使設備精度符合工藝要求，是高拉速下鑄坯質量的保障。

3 中間包流場優化

原型方案的死區比例為23.63%，滯止時間的標準差是25.10s，峰值時間的標準差是13.44s，在同一時刻兩流的對稱性較差，1＃水口響應時間短，墨汁完全混勻的時間為150s［1］，如圖3。

圖3 優化前流場變化

優化后中間包死區比例為16.94%，平均停留時間，滯止時間、峰值時間標準差較小，改善效果明顯。1＃水口與2＃水口響應時間基本同步，墨汁完全混勻的時間為90s，如圖4。

圖4 優化后流場變化

4 結晶器在線調寬

合理設計結晶器在線熱調寬過程中的參數，是保證結晶器在線熱調寬過程中生產安全的關鍵。

圖5 在線調寬調窄曲線

通過工藝計算、對標本鋼等先進企業，合理的制定了結晶器在線熱調寬過程中的拉速控制、單次調寬量等工藝參數，控制楔形坯的楔形量，進行多次小范圍調整到目標寬度、記錄楔形長度、位置、標識，針對性軋制工藝調整，保證楔形板坯軋制后的寬度控制符合標準。

5 非正弦振動工藝優化

結晶器非正弦振動技術廣泛應用，旨在改善鑄坯表面質量問題。

新振動工藝采用正弦反向振動和非正弦反向振動，負滑脫時間低且穩定，結晶器振動速度與拉速之差增大，作用于坯殼壓力增大，有利于鑄坯脫模，鑄坯表面振痕較淺［2］。

圖6 鑄坯表面質量缺陷

6 高拉速鑄坯窄邊鼓肚攻關

優化結晶器冷卻工藝和結晶器錐度控制，在高拉速下熱流結晶器熱流密度穩定。

圖7 不同拉速下熱流密度趨勢

表1 低碳鋼結晶器冷卻工藝優化

對標本鋼、南鋼收縮輥縫設計，輥縫收縮量由0.33mm／m降低到0.17mm／m，優化結晶器窄邊足輥對弧標準，使使窄邊鼓肚量由≥6mm（標準＜5mm），穩定在≤4mm以內，如圖8。

圖8 輥縫優化調整

7 二冷工藝布置和工藝參數優化

針對板坯表面冷卻問題，合理延長冷卻區，利用動態二冷水配水模型實現均勻冷卻，如圖9。

圖9 二冷水控制優化方案

8 板坯動態輕壓下工藝優化

利用JMatPro軟件進行鋼種物性參數計算，通過Marc和北科大凝固傳熱模型（經射釘驗證）［3］計算板坯凝固歷程和溫度分布，合理設計輕壓下位置和壓下工藝參數，進行受力應變分析，解決輕壓下使用初期壓下位置不準確，中心偏析無改善，中間裂紋惡化等問題，如圖10。

圖10 輕壓下技術優化前后對比

通過優化，板坯低倍中心偏析明顯改善，中間裂紋由改善前最高的3.0級提升至符合≤1.5級的標準。

9 過程工藝質量數據監控

通過對連鑄二級系統的更新，將中間包頭、尾坯、澆注速度、溫度高低、氬氣流量及備壓、無鋼包長水口、二次澆注板坯、結晶器液面、水溫差等過程參數進行監控分析，合理優化生產工藝參數對產品質量的影響。例如：氬氣流量控制不合理，導致板坯軋制后鋼卷起皮缺陷增多，如圖11。

圖11 控制參數分析

10 結論

以上為吉林建龍高效高質量板坯連鑄技術改造方案簡介，通過該方案的實施，連鑄機拉速有明顯提高，單月產量提升近2萬噸，品種鋼生產角裂率由改造前1.5%降低到0.23%，輕壓下鑄坯中心偏析≤0.5級的比列達到100%，鑄坯碳偏析指數由1.33降低到1.08，同時對板坯軋制后伸長率和低溫沖擊韌性均有明顯改善。實踐證明，該研究成果各項改造均達到預期目標，整體實施效果良好，具有非常高的參考價值。

未來，吉林建龍將持續以質量為核心，不斷優化和完善生產工藝，精細化管理，向高效高質量生產努力奮斗！