02湘钢方板坯连铸机的技术特点和生产实践8-31

湘钢方板坯连铸机技术特点和生产实践杨建华尹志强何航(湖南华菱湘潭钢铁集团公司湘潭411101中国)摘要：本文介绍了湘钢方板坯连铸机的主要技术参数和技术特点,方板坯连铸机的生产实践表明：方板坯各项生产技术经济指标不断攀升，产能已经超过了设计能力，板坯和方坯的平均连浇炉数分别稳定在16～18炉和10炉，板坯采用全自动开浇，而方坯的自动开浇成功率基本达到100%。方坯和板坯的表面质量和内部质量良好，铸坯平均合格率达到99.5%以上。板坯和方坯的最高低倍合格率分别达到96.1%和100%。关键词：方板坯连铸机技术特点生产实践TheTechnicalCharacteristicsandProductionPracticewiththeNewSlab/TripleBloomCasteratXianggangYANGJian-huaYINZhi-qiangHEHang(HunanValinXiangtanIronandSteelCo.,Ltd.,Xiangtan411101,China)ABSTRACT：Inthispaper,themaintechnicalcharacteristicsandparametersofthecombi-casterarepresented.Theproductionpracticeofthecomb-castershows:maintechno-economicindexofcombi-casterwasincreased.Theoutputshaveexceededthedesignproductivecapacity.Theaveragecastingsequenceforslabandbloomwas16～18heatsand10heats.Theautomaticcaststartingalwaysisadoptedwhencastingslabandtheautomaticcaststartingrateskeep100%basicallyforblooms,thesurfacequalityandinternalqualityforslabandbloomwasexcellent,Averagequalificationrateofslabandbloomwasmorethan99.5%.Thesulfur-printsamplesmaximumqualificationrategotto96.1%forslaband100%forbloom.KeyWords:Combi-casterTechnicalCharacteristicsProductionPractice1前言2007年5月，中国第一套（世界第三条套）该VAI的方板坯连铸机在湘潭钢铁有限责任公司（以下简称湘钢）正式建成投产。该铸机采用世界先进工艺技术。同一台铸机通过更换结晶器和弯曲段，既生产方坯，又可以生产板坯。该铸机采用直结晶器、带液芯的多点连续矫直技术、动态轻压下技术、SMART扇形段以及电磁搅拌技术等先进技术。至投产以来，该铸机运行良好，各项经济技术指标不断攀升，取得了良好的经济效益。2方板坯连铸机主要技术参数2.1方板坯连铸机主要参数方板坯连铸机的主要技术参数如表1。2.2方板坯连铸机的主要特点2.2.1特殊的中包设计方坯和板坯都采用梯型中间包，方坯中包上设计有3个彼此独立的开孔，用于安装浸入式水口。浇注板坯时，采用浸入式水口快换装置，而浇注方坯则采用事故闸板。如图1。图1方板坯铸机梯型中间包Figure1Tapeze-typetundishforcobi-caster表1方板坯连铸机主要技术参数Table1Maindataofthecombi-caster项目性能或参数连铸机机型弧形，带液芯多点连续矫直机数1机流数板坯1流方坯3流弧半径10m冶金长度36.5m流间距（方坯）985mm中间包类型梯型中间包中间包容量45t结晶器类型直结晶器结晶器铜板长度900mm结晶器液面控制方坯放射性同位素Co60板坯电磁涡流式浇铸断面板坯厚度：260mm，300mm；宽度：1200～2300mm方坯300×430mm设计最大拉速方坯0.9m/min板坯1.3m/min结晶器振动方式液压振动二冷方式方坯1～6区连续式气雾冷却6区以后开始间歇式气雾冷却板坯动态气雾冷却引锭杆装入链式下装2.2.2方坯结晶器方坯和板坯都采用值结晶器，结晶器铜板或铜管长度都为900mm，结晶器框架由一个焊接框架构成组成，该框架包含水分配和自动接头。三个结晶器就嵌入该框架中，电磁搅拌器用于特殊钢种。如图2.2.2.3灵活的弯曲段和二冷段设计方板坯铸机要实现板坯和方坯的生产功能，由于方板坯连铸机既要浇铸板坯，又要浇铸方坯，因此在二冷系统的设计上不仅要考虑板坯冷却的合理性，而且要考虑方坯的冷却合理性。还要考虑生产方坯和板坯，尤其是生产方坯时引锭杆的插入，因此，方坯和板坯采用不同的弯曲段设计。用于方坯冶金冷却的喷嘴安装在辊子夹套之间。方板坯连铸机各区域喷嘴布置和方坯弯曲段如图3和图4.图2方板坯铸机方坯结晶器Figure2Bloommoldforcombi-caster1-4区（板坯）1-4区（方坯）5-8区（方坯、板坯公用）9-10区（方坯、板坯公用）图3方板坯铸机二冷喷嘴布置Figure3thenozzlesarrangeforcombi-caster2.2.4方坯引锭杆方坯和板坯采用相同的引锭杆链。浇注方坯时，一个引锭杆链上安装3个引锭杆头。如图5。2.2.5直结晶器和结晶器液面控制技术板坯和方坯都采用带足辊的直结晶器，窄面足辊进行独立调整并采用组合弹簧实现过载保护。铜板长度为900mm，直结晶器及其下面的垂直部分有利于钢液中非金属夹杂物和气泡上浮。这样可减少铸流内弧侧非金属夹杂物和气泡/针孔缺陷。可显著改善方坯和板坯的内部和表面质量。浇注板坯时，结晶器液面控制采用电磁涡流式，液面波动范围约为±3mm浇注方坯时，采用Co60放射型液面控制，液面波动范围约为±4mm图4方板坯铸机方坯弯曲段Figure4thebenderforbloom图5方板坯铸机方坯引锭杆Figure5Dummybarchainwithbloomheadsatthecombi-caster2.2.6液压振动技术方板坯连铸机采用液压振动，可根据在线振幅和振动频率自由地选择正弦或非正弦振动模式。液压缸直接连接到结晶器框架上，可降低系统的弹性变形；采用弹簧进行重量补偿设计可减小液压缸的摩擦力。这些先进的设计有利于提高产能，改善板坯和方坯的质量，降低摩擦系数，提高振动装置的灵敏度和振动精度。主要振动参数如表22.2.7SMART/ASTC轻压下技术（板坯）优化铸坯内部质量是连铸的一个重要目标，在铸坯的凝固末端附近减小其厚度而补偿热收缩,即动态轻压下技术。方板坯连铸机采用SVAI开发的动态轻压下技术，这种设计称为ASTC。ASTC和SMART扇形段能够根据铸坯的凝固末端位置对辊缝值进行动态地调节，以改善非稳定条件下浇注铸坯的内部质量。浇注方坯时，采用静态辊缝。2.2.8DYNACS®动态二冷水技术DYNACS®是目前最先进的动态二冷模型。它可以根据跟踪获得的工艺参数，动态地调整二冷水的流量，从而精确地控制板坯或方坯的表面温度，模拟计算铸流的温度曲线并采用积分方法计算冷却曲线。浇注方坯时，采用拉速控制模式。表2方板坯连铸机的主要振动参数Table2themaintechnologyparametersofTheoscillator项目值振动类型液压振动液压缸数量2设计振动行程0～10mm设计振动频率0～400spm正弦或非正弦因子0.3～0.72.2.9多点连续矫直技术多点连续矫直技术可将内部应力和外部应力控制在最大允许值以下，以避免铸坯的矫直应变影响铸坯的质量。3方板坯连铸机的生产实践3.1断面和钢种方坯断面：300×430mm：钢种：优质碳素结构钢：45、S45C合金结构钢：40Cr、42CrMo、35CrMo、L245NB、20CrMnTi、0CrMnTiH等管线钢：20、S20C板坯断面：300×（1800～2280mm）和260×（1800～2280mm）钢种：碳素结构钢：Q235，SS400优质碳素结构钢板：20、45、S45C、S50C低合金高强度结构钢：Q345,Q390、Q420、Q550D、Q500D、Q690和XG785等船板：A、B、D、E、A32、A36、D32、D36、E32、E36和F40等管线钢：X65、X70和X80锅炉钢板：16MnG、20g和20RC等压力容器钢板：16MnR、15CrMoR、15MnNbR、16MnDR、13MnNiMoNbR和09MnNiDR等；桥梁和耐侯钢板：Q345q、Q370q、Q420qE、A709和SM490A等；3.2方板坯连铸机的主要技术经济指标3.2.1产量2008年1～7月方板坯连铸机产量如图6。从图中可以看出，方板坯铸机的产能已经超过了设计产能，基本稳定在10～11万吨/月（设计产能10万吨/月）。1～3月份产量比较低主要是由于冰灾的影响。7.43.17.98.39.37.89.51.20.82.32.31.21.41.38.63.910.210.610.59.210.80246810121234567月份板坯方坯合计产量/万吨图6方板坯连铸机产量统计Figure6Productionfiguresofcombi-caster3.2.2平均连浇炉数8.999.69.79.5109.615.314.416.316.115.715.315.46810121416181234567月份方坯板坯平均连浇炉数/炉图7方板坯连铸机平均连浇炉数Figure7theaveragecastingsequenceofcombicaster图7显示了方板坯连铸机的平均连浇炉数。通过直方图，最大平均连浇炉数16.3炉，平均连浇炉数偏低的主要原因是是我们厂精炼能力不足，通过中包快换最大连浇炉数达到了29炉。目前，板坯连浇炉数稳定在16～18炉，方坯稳定在10炉。3.2.3漏钢率至方板坯铸机热试成功以来，共发生3次漏钢事故（板坯两次，方坯一次）。板坯和方坯的漏钢率分别为0.02%和0.08%。我们认为导致漏钢的主要原因是保护渣质量较差和操作人员经验不足。3.2.4自动开浇成功率图8显示了方坯2008年1～6月方板坯连铸机方坯的自动开浇成功率。在我们厂，浇注板坯时，基本都采用自动开浇。有图8可以发现，方坯自动开浇成功率基本稳定在100%。100%100%100%95%100%100%100%92%93%94%95%96%97%98%99%100%1234567月分方坯自动开浇成功率图8方坯自动开浇成功率Figure8SuccessfulratioofautomaticstartcastingForbloom3.2.5板坯和方坯平均合格率99.7%99.8%99.8%99.5%99.8%99.7%99.7%99.8%99.9%99.7%99.9%99.9%99.6%99.6%99.4%99.5%99.6%99.7%99.8%99.9%100.0%1234567月份平均合格率率板坯方坯图9板坯和方坯的平均合格率Figure9AveragequalificationratesforSlabandbloom方板坯连铸机生产铸坯的平均合格率如图9。方坯和板坯坯的平均合格率基本稳定在都在99.5%以上。3.2.6板坯/方坯的表面质量从表3可以看出，1～7月份，板坯和方坯的缺陷率都非常低。板坯和方坯的最大缺陷率分别为0.08%和0.078%，分别出现在5月和4月。板坯和方坯的主要缺陷分别为纵裂和缩孔。表3板坯和方坯废品的铸坯缺陷率Table3DefectratesofslabsandbloomcausedWasteproducts板坯方坯月份压痕纵裂缩孔针孔10.007%0.068%0.063%20.003%0.059%30.069%40.025%0.0