动态轻压下改善板坯内部质量的实践

段云波，李强，刘少峰

（包钢稀土钢板材有限责任公司，内蒙古包头　014010）

动态轻压下改善板坯内部质量的实践

段云波，李强，刘少峰

（包钢稀土钢板材有限责任公司，内蒙古包头014010）

介绍了包钢2 150 mm双流板坯连铸机动态轻压下装置，包括轻压下控制技术和动态二冷控制技术。通过对扇形段的压下区间、轻压下量等因素的分析并结合连铸坯的低倍硫印试验，对实际辊缝进行了0.5～1.0 mm的动态补偿，得出了合适的低碳合金钢轻压参数。试验得出，固相率在0.20～1.00，压下量在5.5～6.0 mm，显著改善了铸坯偏析等问题。

板坯连铸；动态轻压下；偏析

1　板坯连铸机参数及特点

包钢稀土钢板材有限责任公司2 150 mm双流板坯连铸机由西门子奥钢联设计制造，生产主要钢种为汽车板、管线钢、结构钢等。

1.1设备概况

包钢稀土钢板材有限责任公司2 150 mm双流板坯连铸机主要参数:设计年产量280万t；机型为一机双流直弧形连铸机（有效垂直长度2 500 mm），冶金长度36 900 mm，弧形半径10 000 mm，设计拉速0.8～1.8 m/min；产品规格（230、250）mm×（1 200～2 150）mm（具备在线调宽功能）；结晶器液位控制方式为涡流传感器控制；浸入式水口可在线快换（VSV提供）；中间包容量75 t；铸机扇形段具有全流程动态轻压下功能。

为防止铸坯鼓肚，减小偏析等，在质量控制方面采取了轻压下技术（包括动态二冷控制技术）。连铸轻压下是指在铸坯凝固末端一个合适的两相区内利用扇形段火辊，对铸坯在线实施一个合适的压下量，用以抵消铸坯凝固末端的体积收缩，避免中心缩孔（疏松）形成。动态轻压下通过在线跟踪铸坯凝固进程，在辊缝收缩的基础上对凝固末期的铸坯进行3～6 mm压下的技术，以改善铸坯内部质量。从而减轻乃至消除中心偏析、疏松［1］。

由于实际生产时序不稳定，在拉速变化较快时，铸坯液芯的位置变化较大。这种拉速的变化条件下若使用静态轻压，压下区间会有很大范围的变化，甚至会出现滞坯的现象，严重损坏铸机设备，降低设备的使用寿命，因此使用动态轻压下。动态轻压下系统主要由3部分组成，分别是轻压下控制技术、二冷动态控制技术和铸流导向设备系统。其中轻压下控制技术和动态二冷控制技术属于控制部分，带有液压缸。可以实现远程和在线控制的铸流导向设备系统是执行部分。

1.2二冷动态控制原理

二冷动态控制模型是一种对二冷水进行在线控制的模型，原理是根据采集的钢种成分、浇注温度及拉速等数据，由模型计算出铸坯表面温度及固相区与液相区并存的液芯位置，提供给动态轻压下在线控制模型。轻压下控制模型按实际液芯位置以及钢种特性等条件选择进行轻压下的扇形段位置，然后确定合适的压下量实施压下。通过反馈的压下扇形段的液压缸位置信号，来设定实际压下情况并对实际压下情况进行修正。

高拉速情况下，利用铸坯液相预测模型软件，得到实际的凝固末端位置，再在相应的位置实施压下，获得铸坯在各种凝固条件下减少偏析程度的能力。液芯位置主要受拉速影响。在位置偏差大的情况下，二冷动态控制系统也会参与控制进行调整，在4～36.9 m冶金长度范围内可以实施压下。

1.3设备特点

奥钢联的SMART扇形段是实现动态轻压下的设备保证，带有ASTC（自动锥度调节）功能的扇形段能够实现SMART控制功能，扇形段带有远程控制装置，4个夹紧液压缸对扇形段开口度和辊缝值进行控制和设定，有1个夹送液压缸实现夹送辊的升降，扇形段升降和夹紧由4个液压缸共同完成。

2　动态轻压下技术的应用

动态轻压下技术的主要工艺参数有压下区间、压下量和压下速率，只有合理确定这些参数值，才能达到消除或减少铸坯中心偏析与疏松的目的。

2.1凝固系数的确定

以低碳合金钢为试验对象，采用射钉法检测凝固坯壳厚度［2］。验证综合凝固系数射钉枪型号为ZG217，长度1 400 mm，子弹口径7.62 mm，射钉深度140 mm。试验条件:拉速1.0、1.1、1.20 m/min，射钉位置在扇形8段和扇形9段之间，离结晶器液面20.35 m处。依据试验结果分析得出的铸坯综合凝固系数为26.72 mm/min1/2。凝固终点的计算结果与奥钢联给定的系数相近。

2.2轻压下参数优化

通过试验优化轻压下关键参数，主要考虑压下位置和固相率变化对铸坯质量的影响。铸坯规格230 mm×1 550 mm，设计的轻压下工艺参数如表1所示，其拉速分别为1.0、1.1 m/min。

表1　轻压下工艺参数

2.3铸坯厚度的测量

为提高开口度的准确性，在维修区分别对弧形段、矫直段、水平段的液压缸拉杆补偿值进行测试。扇形段在生产过程中受到拉坯阻力导致拉杆有形变，对夹送辊液压缸拉杆补偿值进行修正。

测量了试验的铸坯厚度并与设定值做对比，结果如图1所示。由于扇形段的变形，实际压下几乎都小于设定值，但最大偏差＜0.5 mm。辊缝控制处于理想的状态。这证明了变形补偿的重要性，否则辊缝偏差过大，达不到轻压下的效果。

2.4铸坯低倍检验

图1　扇形段压下量对比

通过酸洗、硫印的方法对铸坯低倍组织进行评级，结果见表2。1号、3号和5号试样的中心偏析比较严重，压下区间比较靠前。当固相率处在0.20～1.00时，压下量在5.5～6.0 mm，偏析情况比其他区间要好，但是过小的压下量对偏析改善并不明显。

表2　低倍评级结果级

3　结语

双流板坯连铸机投产以来，设备运行稳定，随着动态轻压下参数的逐步优化，铸坯内部质量明显提高。对扇形段受力变形，在维修区进行实际测量检验，需进行0.5～1.0 mm的动态补偿，实际辊缝与设定值偏差＜0.5 mm。试验得出铸机低碳合金钢轻压下参数，固相率0.20～1.00，压下量为5.5～6.0 mm。

［1］蔡开科.连续铸钢原理与工艺［M］.北京:冶金工业出版社，1994.

［2］刘战英.轧钢［M］.北京:冶金工业出版社，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年毕业于内蒙古科技大学冶金工程专业，硕士。现为包钢稀土钢板材有限责任公司工程师，从事炼钢连铸技术管理工作。