提高3方圓連鑄坯質(zhì)量的工藝措施及效果(已修改)
2024-11-20 13:11 本頁(yè)面
【正文】 攀 鋼 技 術(shù) 9 提高 3方圓連鑄坯質(zhì)量 的 工藝措施及效果 楊文中 （攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司） 摘 要： 針對(duì)方圓坯生產(chǎn)存在的問題， 結(jié)合 方圓坯連鑄裝備 的 特點(diǎn)和品種要求，從一、二冷制度 ， 保護(hù)渣 ， 電磁攪拌等方面進(jìn)行了工藝探索和優(yōu)化，解決了圓坯表面縱裂、方坯中心偏析等技術(shù)難題，確保了方圓坯鑄機(jī)順利投產(chǎn)及鑄機(jī)投產(chǎn)后工藝順行和產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高。 關(guān)鍵 詞 ： 方圓坯連鑄；表面；內(nèi)部；質(zhì)量 0 引 言 2020 年 10 月攀鋼釩建成投產(chǎn)的 3方圓坯連鑄機(jī)主要生產(chǎn)供攀成鋼 159 機(jī)組和金堂分公司、攀長(zhǎng)鋼 50 萬 t 棒 線材生產(chǎn)線用的連鑄坯。 方圓坯主要用于生產(chǎn)高品質(zhì)的合金鋼（如齒輪鋼、軸承鋼等）和高強(qiáng)度的無縫鋼管（如 N80、 X6 X70 等）等對(duì)鑄坯表面質(zhì)量、內(nèi)部質(zhì)量要求較苛刻的鋼種。對(duì)于小方圓坯連鑄，因鑄坯斷面尺寸較小， 其 連鑄可澆性較差；因圓坯比表面積較小，對(duì)冷卻均勻性要求高， 其 圓坯表面縱裂趨 勢(shì) 較嚴(yán)重；因方坯軋制成材的壓縮比較小，方坯中心偏析、中心疏松、中心裂紋等內(nèi)部缺陷難以在軋制工序消除。 為此，結(jié)合鑄機(jī)裝備技術(shù)特點(diǎn)及品種質(zhì)量要求，從提高鑄坯表面質(zhì)量與內(nèi)部質(zhì)量方面，開展了 方圓坯連鑄工藝 優(yōu)化探索和研究， 打通并且理順了 3方 圓坯典型品種的連鑄工藝流程， 解決了圓坯表面縱裂、方坯中心偏析等技術(shù)難題， 確保了方圓坯鑄機(jī)順利投產(chǎn)及鑄機(jī)投產(chǎn)后工藝順行、產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷優(yōu)化。 1 提高鑄坯表面質(zhì)量 關(guān)鍵 技術(shù)研究 結(jié)晶器 冷卻 工藝 研究 與 2方坯不同， 3方圓坯采用銅管式整體結(jié)晶器， 結(jié)晶器 水縫設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮冷卻 水量大小、冷卻水 流速、進(jìn)出水溫差等。對(duì)于冷卻水流速和進(jìn)出水溫差，國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù) 方坯連鑄機(jī)均分別控制在 6～ 12 m/s 和 不大于 10 ℃ 的范圍內(nèi)，而冷卻水量的大小，各廠家 因 結(jié)晶器結(jié)構(gòu)、鑄坯斷面以及生產(chǎn) 實(shí)際情況的不同而 存在較大的 差 異 。 冷卻水量 過 小 ，結(jié)晶器內(nèi)傳熱效率低，鑄坯凝固坯殼薄，容易產(chǎn)生表面缺陷； 冷卻水量過大，水量消耗增加，而結(jié)晶器熱流密度的提高卻不明顯。因此冷卻水量分配的原則是兼顧結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)和斷面尺寸，確保結(jié)晶器內(nèi)的傳熱均衡穩(wěn)定。 結(jié)晶器冷卻制度的確定 3方 圓 坯連鑄 拉速高， 鑄坯在結(jié)晶器區(qū)域的冷卻時(shí)間 短 ， 且圓坯 對(duì) 冷卻均勻性要求高。因此，在結(jié)晶器冷卻制度設(shè)計(jì)時(shí)既需要保證出結(jié)晶器一定的坯殼厚度，又要盡可能 地使結(jié)晶器內(nèi)坯殼均勻生長(zhǎng) 。 為此 ， 設(shè)計(jì) 結(jié)晶器冷卻 水流速為 ~11 m/s，結(jié)合結(jié)晶器水縫面積 ， 確定結(jié)晶器冷卻制度見表 1。 表 1 3方 圓 坯連鑄結(jié)晶器 冷卻 制度 斷面形狀 水量 /(Lmin1) 流速 /(ms1) 方坯 2 250 圓坯 1 950 結(jié)晶器冷卻制度的 應(yīng)用效果 結(jié)晶器 熱流分布 3方 圓 坯連鑄典型 鋼種 40Cr 和 B 鋼 的結(jié)晶器熱流 密度分布 見 圖 1。由 圖 1 可見，結(jié)晶器熱流 較小 ，有利于實(shí)現(xiàn)鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)冷卻均勻，減少因冷卻偏強(qiáng)產(chǎn)生的鑄坯表面缺陷，提高鑄坯表 面質(zhì)量。 結(jié)晶器區(qū)域凝固坯殼厚度分布 10 2020年第 35卷第 6期 解剖 3方圓坯結(jié)晶器漏鋼坯殼，沿結(jié)晶器長(zhǎng)度方向測(cè)試的坯殼厚度分布見圖 2。 1 . 1 71 . 1 81 . 1 91 . 2 01 . 2 11 . 2 211:30 11:54 12:10 12:25 12:40 12:55時(shí)間拉速/mmin11320134013601380140014201440熱流/KWm2拉速熱流1 . 2 01 . 3 01 . 4 01 . 5 01 . 6 01 . 7 01 . 8 014:45 15:10 15:39 16:15 16:35 17:02時(shí)間拉速/mmin1140014501500155016001650熱流/KWm2拉速熱流 （ a） 40Cr （ b） B 鋼 圖 1 40Cr 和 B 鋼結(jié)晶器熱流 密度 分布 鋼種4 5 、拉速1 . 4 5 m / m i n0 100 200 300 400 500 600 700 800距彎月面距離/ m m坯殼厚度/mm鋼種B 、拉速1 . 5 5 m / m i n0 100 200 300 400 500 600 700 800距彎月面距離/ m m坯殼厚度/mm 圖 2 沿結(jié)晶器長(zhǎng)度方向的凝固坯殼厚度分布 由圖 2 可見，沿結(jié)晶器高度方向 45鋼 和 B 鋼坯殼分布較均勻，結(jié)晶器出口厚度 17~18 mm，滿足鑄 坯凝固的要求。因此，所設(shè)計(jì)的結(jié)晶器冷卻制度能夠促進(jìn)結(jié)晶器內(nèi)初生坯殼厚度均一且穩(wěn)定生長(zhǎng)，有利于減 少因坯殼厚薄不均 而 在坯殼薄弱處產(chǎn)生表面缺陷 的情況 ，提高鑄坯表面質(zhì)量。 連鑄保護(hù)渣技術(shù)研究 保護(hù)渣理化性能設(shè)計(jì) 由于方圓坯連鑄拉速高、斷面小
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