本鋼BSP薄板坯連鑄機概述1.doc

本鋼BSP薄板坯連鑄機概述陶力群 李秉強（本溪鋼鐵集團公司煉鋼廠） 摘要 介紹薄板坯連鑄機生產(chǎn)工藝及技術(shù)狀況。 關(guān)鍵詞 薄板坯連鑄機，H2漏斗型結(jié)晶器，帶LPCS的動態(tài)軟壓下。Summaries of Bengang BSP Flexible Thin Slab Caster Liu Jun Tao Liqun Li Bingqiang（Steel Making Plant of Benxi Iron &Steel (Group) Co.Ltd）Abstract This paper introduced production process and technology of flexible thin slab caster. Key words flexible slab caster H2 funnel mould dynamic soft reduction with LPCS1 前言 自八十年代末美國紐柯公司的克里福茲維爾廠投產(chǎn)世界上第一臺連鑄連軋短流程生產(chǎn)線，經(jīng)濟效益顯著，引起國際冶金界的重視。薄板坯連鑄連軋技術(shù)與傳統(tǒng)連鑄連軋技術(shù)相比較，具有生產(chǎn)流程短，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本及勞動強度等優(yōu)點。目前，隨著薄板坯連鑄連軋技術(shù)的日臻成熟，它所能生產(chǎn)的鋼種已擴大到包括包晶鋼、硅鋼、汽車用鋼、低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、高強度合金鋼等多個種類，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來越廣泛。本鋼BSP薄板坯連鑄機技術(shù)由Danieli公司提供：應(yīng)用H2漏斗型結(jié)晶器、帶LPCS的動態(tài)軟壓下、結(jié)晶器漏鋼預(yù)報和熱相圖等技術(shù)，使BSP薄板連鑄機的工藝技術(shù)和設(shè)備性能達到世界一流水平。以下對本鋼BSP薄板坯連鑄機的工藝技術(shù)及設(shè)備性能做以介紹。2 本鋼BSP薄板坯連鑄連軋工藝簡介BSP連鑄-連軋短流程生產(chǎn)線生產(chǎn)厚度為90/70mm和100/85mm的鑄坯。連鑄機采用H2漏斗型結(jié)晶器，結(jié)晶器長度1200mm，結(jié)晶器下部為2對帶輥型的足輥，扇型0段前5對為帶輥型的夾持輥，將出結(jié)晶器后有凸度的鑄坯壓平。連鑄機為直弧型，設(shè)9個扇型段，冶金長度14.27m。采用8點彎曲，3點矯直。液芯壓下采用動態(tài)軟壓下技術(shù)。鑄機后為輥底式加熱爐，在粗軋機后設(shè)保溫輥道。連軋機是2+5方式，即2架粗軋機，5架精軋機。軋制帶鋼的最終厚度為0.8-12.7mm。1本鋼BSP薄板坯連鑄機的工藝流程：鋼包回轉(zhuǎn)臺 鋼包稱重接收位接收鋼包旋轉(zhuǎn)180度至澆鑄位置中間包液位控制塞棒控流自動對中、升降功能定時換渣線功能中間包預(yù)熱一次冷卻變化水量冷卻出口溫度恒定中間包準備：水口、塞棒安裝、噴涂長漏斗型、直H2結(jié)晶器具備結(jié)晶器在線調(diào)寬功能 動態(tài)軟壓下 最終板坯厚度70/85mm二次冷卻水 氣霧冷卻扇型0段矯彎單元板坯彎曲采用小振幅高頻率的液壓振動方式扇型16段彎曲單元板坯容器結(jié)晶器電磁渦流和Co60液位控制扇型7段矯直單元板坯矯直結(jié)晶器漏鋼預(yù)報和熱相圖系統(tǒng)扇型89段水平單元板坯拉矯帶旋轉(zhuǎn)除磷的拉矯單元板坯拉矯和除磷定尺剪切、優(yōu)化剪切事故下的碎斷切頭、切尾、取樣起停式擺剪板坯剪切切頭、切尾、試樣收集箱圖1：本鋼BSP薄板坯連鑄機的工藝流程Figure 1: Process of Bengang BSP Thin Slab Caster3 薄板坯連鑄機主要技術(shù)性能參數(shù)表1: 薄板坯連鑄機主要技術(shù)性能參數(shù)Table.1: Main technology characters of thin slab caster基本特征工藝設(shè)置坯厚（mm）90/70100/85機型直-弧結(jié)晶器H2結(jié)晶器全長漏斗結(jié)晶器振動臺液壓振動鑄坯支撐結(jié)晶器下7對帶輥型密排分節(jié)輥，多點彎曲矯直，扇型段密排分節(jié)輥冷卻氣-水弧形半徑（m）5冶金長度（m）14.27液芯壓下采用動態(tài)軟壓下拉坯速度（m/min）2.56.0剪切機啟停式擺剪除磷機高速噴淋水除磷4 薄板坯連鑄機采用的新技術(shù)34.1 H2漏斗型結(jié)晶器結(jié)晶器及其相關(guān)技術(shù)是薄板坯連鑄機的核心，與傳統(tǒng)的平行式結(jié)晶器不同，達涅利公司采用自主專利的H2漏斗型結(jié)晶器，這樣，結(jié)晶器上口尺寸更大（約180mm）。增大了彎月面的面積。H2結(jié)晶器長1200mm，出結(jié)晶器時鑄坯帶凸度，經(jīng)2對帶輥型的足輥和扇型0段前5對帶輥型的夾持輥壓平，加上結(jié)晶器總長，漏斗型總長約2100mm。由于具有平滑的漏斗型，可減少結(jié)晶器內(nèi)初生坯殼所受的機械應(yīng)力。長漏斗型結(jié)晶器分為兩個不同區(qū)域： 上部是斷面圓周式，其漸進縮小的特點可補償因凝固造成的坯殼收縮。 下部是垂直墻壁式（中心部分有曲度，外部平行），可避免引錠桿拉出時產(chǎn)生問題。為保證結(jié)晶器坯殼接觸并且避免間隙形成，上部區(qū)（有錐度）和下部區(qū)（垂直）每個寬面通過圓邊連接。H2漏斗型結(jié)晶器具有以下特點： 由于具有平滑的漏斗型，在銅板和坯殼之間無間隙產(chǎn)生。 液態(tài)鋼水面積更大，有利于結(jié)晶器保護渣的熔化（結(jié)晶器的潤滑更好）。 液體熔池波動小，可獲得更穩(wěn)定的彎月面。 結(jié)晶器內(nèi)無鋼水對坯殼的沖刷和重熔現(xiàn)象（可減少漏鋼危險）。 SEN和結(jié)晶器銅板之間的空間更大。 在板坯寬度方向上，溫度和凝固組織均勻。圖2：DANIELI H2漏斗型結(jié)晶器Figure 2: DANIELI H2 funnel mould4.2 帶液芯壓下的動態(tài)軟壓下液芯壓下的原理是，當鑄坯離開結(jié)晶器后，在緊接其后的每個扇型段內(nèi)弧側(cè)設(shè)置2對帶位置傳感器的液壓缸，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)重力傳感器。外弧側(cè)固定，內(nèi)弧側(cè)用液壓缸推動，將鑄坯壓下到工藝要求的厚度規(guī)格。達涅利動態(tài)軟壓下通過動態(tài)凝固模型和液芯模型，可根據(jù)鋼種、鑄速、中間包過熱度自動計算鑄坯的凝固終點。因而將鑄坯厚度的減小均勻地分配在各個扇形段內(nèi)。其最大壓下量為20mm。軟壓下的實施發(fā)生在凝固摩擦力允許的區(qū)域內(nèi)，在液芯完全凝固發(fā)生前端對鑄坯實施2-3mm的壓下可減少鑄坯的中心偏析和中心疏松。采用帶位置傳感器的液壓缸使動態(tài)軟壓下不僅可以控制壓下位置，而且可以控制壓下力。并動態(tài)調(diào)整扇形段的壓下位置。圖4： 帶LPCS的動態(tài)軟壓下Figure3: Dynamic soft reduction with LPCS4.3 結(jié)晶器液壓振動技術(shù)采用液壓振動技術(shù)振幅和頻率的操作范圍寬（振幅：020mm，頻率：0600opm），在澆注期間，振幅和頻率能連續(xù)調(diào)整。并且可以靈活地調(diào)整振動參數(shù)，不局限于單一的正弦振動方式。有利于改善鑄坯的潤滑，減少漏鋼。并減少振痕，改善鑄坯表面質(zhì)量。液壓振動可改變振動波形，能使用的典型波形為非對稱正弦波形。使用非對稱正弦波形在半個循環(huán)內(nèi)可獲得不同的結(jié)晶器速度?？蓪崿F(xiàn)在線調(diào)整振幅和正、負滑脫的比例。在高拉速條件下，保證一定的負滑脫率而不增大正滑脫，有利于保護渣均勻進入坯殼表面，形成均勻的渣膜厚度。2液壓振動臺可實現(xiàn)以下功能： 在不同拉速下，可獲得持續(xù)的負滑脫時間。 對應(yīng)于不同鋼種有最佳的負滑脫時間。 可獲得有規(guī)則的、淺的振痕。 能實現(xiàn)良好的潤滑。 板坯無縱向裂紋。 無粘鋼現(xiàn)象。圖5：結(jié)晶器液壓振動臺控制圖4Figure 4: Mould hydraulic oscillator control 4.4 結(jié)晶器熱相圖H2結(jié)晶器裝配了： 90個熱電偶安裝在結(jié)晶器的寬面活動側(cè)銅板上。 90個熱電偶安裝在結(jié)晶器的寬面固定側(cè)銅板上。 7個熱電偶安裝在結(jié)晶器的左側(cè)窄面銅板上。 7個熱電偶安裝在結(jié)晶器的右側(cè)窄面銅板上。安裝結(jié)晶器熱電偶用于探測結(jié)晶器銅板與液態(tài)鋼水接觸部位的溫度。所有的熱電偶與PLC連接，讀取熱電偶探測的溫度，產(chǎn)生溫度圖。熱相圖可幫助理解結(jié)晶器內(nèi)各處的不同臨界狀態(tài)。通過熱相圖，操作者可即時觀察到結(jié)晶器內(nèi)的狀態(tài)，因此能預(yù)知臨界條件，這些臨界條件可能引起裂紋等缺陷。 通過結(jié)晶器熱相圖可以檢測從結(jié)晶器底部延伸的冷齒現(xiàn)象。冷齒發(fā)生的原因是由于結(jié)晶器窄側(cè)銅板沒有足夠的錐度，在結(jié)晶器的窄側(cè)的底部，銅板和坯殼之間能形成間隙。鋼水靜壓力推向窄側(cè)坯殼來補償這個間隙。坯殼承受應(yīng)力導(dǎo)致在寬側(cè)銅板的中部，初生坯殼能與銅板脫離。使冷點從結(jié)晶器寬側(cè)的底部升起。而且通過結(jié)晶器熱相圖。在結(jié)晶器頂部的冷點也能看到，冷點的產(chǎn)生是由于結(jié)晶器潤滑劑不足，導(dǎo)致凝固坯殼的不規(guī)則收縮或渣卷入造成。圖6： 結(jié)晶器熱相圖Figure 5: Mould thermal map4.5 結(jié)晶器液位控制結(jié)晶器液位控制采用兩種不同的系統(tǒng)： 電磁渦流結(jié)晶器液位控制 輻射式結(jié)晶器液位控制兩種結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)的性能指標：表2 結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)Table.2 mould level control systems結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)電磁渦流型輻射型精度2.0 3.0讀數(shù)范圍100mm180mm響應(yīng)時間50ms600ms兩種控制系統(tǒng)具有各自的特點，在生產(chǎn)過程中可根據(jù)實際情況選擇某一控制系統(tǒng)。并且，在使用過程中，兩種控制系統(tǒng)可進行轉(zhuǎn)換。在自動開澆階段，通常使用輻射型液位控制系統(tǒng)，由于其具有探測范圍寬的優(yōu)點。而在穩(wěn)定操作過程中，通常使用電磁渦流型結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)，因其具有控制精度高的特點。對于生產(chǎn)裂紋敏感的鋼種（包晶鋼和極低碳鋼），為防止缺陷的產(chǎn)生，必須使用控制精度高的結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)。4.6 高效旋轉(zhuǎn)除磷高溫連鑄坯在線軋制與常規(guī)流程軋制不同，鑄坯沒有冷卻過程，在加熱爐時間短，因此鐵皮較薄。且由于薄板坯澆鑄條件不同，鑄坯表面有時還殘留保護渣等，軋制前若不清除，將被壓入。從而降低帶鋼的表面質(zhì)量。為了提高除磷的效率，減少溫降，薄板連鑄機采用高效旋轉(zhuǎn)式除磷機。在鑄速條件下，水壓240bar，水量2.64m3/h，最大溫降為5。5 結(jié)論1、 本鋼薄板連鑄機設(shè)計為直弧型，有利于消除或減輕鑄坯內(nèi)夾雜物積聚問題。2、 薄板連鑄機設(shè)計的澆注厚度增加（7090mm和85100mm），增大了結(jié)晶器彎月面的面積，使結(jié)晶器的潤滑更好。3、 在二冷區(qū)對未完全凝固的鑄坯施加動態(tài)軟壓下，使鑄坯有1520mm的減??；同時可將鑄坯中心偏析的鋼水擠出去，達到改善中心組織，消除或減輕中心偏析的目的。4、 結(jié)晶器液壓振動技術(shù)有利于改善鑄坯的潤滑，減少漏鋼。并減少振痕改善鑄坯表面質(zhì)量。5、 鐵素體軋制技術(shù)和半無頭軋制技術(shù)使成品軋制的最終厚度為0.812.7mm。6、 H2漏斗型結(jié)晶器、帶液芯壓下的動態(tài)軟壓下、結(jié)晶器熱相圖、結(jié)晶器液位控制、結(jié)晶器液壓振動、高效旋轉(zhuǎn)除磷機等技術(shù)的應(yīng)用使這臺鑄機可生產(chǎn)包括包晶鋼、硅鋼、超低碳鋼在內(nèi)的高質(zhì)量，高附加值產(chǎn)品。 參考文獻1 何國梁. 薄板坯連鑄技術(shù)的發(fā)展. 連鑄, 1997, 3: 35.2 郭世寶等. 結(jié)晶器液壓振動裝置在板坯連鑄機上的應(yīng)用及實踐. 連鑄, 2002, 2: 78.3 Technical specification of thin slab caster - BSP pro