SWRH82B铸坯表面裂纹控制研究

２０１７年第４期　柳钢科技　５　．ＳＷＲＨ８２Ｂ铸坯表面裂纹控制研究　李源源　，邓深　，周汉全　，杨剑洪　，刘崇林　（技术中心　，转炉炼钢厂２）　摘要：介绍针对柳钢生产断面尺寸１６５　ｍｍ×１６５　ＩＩ１１＂１＂１的ＳＷＲＨ８２Ｂ连铸方坯时的角部裂纹，　实施的优化二次冷却配水参数、结晶器足辊喷嘴布置等措施，及其取得的效果。　关键词：８２Ｂ；方坯连铸；二次冷却；结晶器足辊　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｃｒａｃｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ＳＷＲＨ８２Ｂ　Ｓｌａｂ　ＬＩ　Ｙｕａｎｙｕａｎ　，ＤＥＮＧ　Ｓｈｅｎ　，ＺＨＯＵ　Ｈａｎｑｕａｎ　，ＹＡＮＧ　Ｊｉａｎｈｏｎｇ２，ＬＩＵ　Ｃｈｏｎｇｌｉｎ　（Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　Ｃｅｎｔｅｒ　，Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　Ｆｕｒｎａｃｅ　Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ　Ｐｌａｎｔ２）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｇａｉｎｓｔ　ｔｈｅ　ｃｏｒｎｅｒ　ｃｒａｃｋ　ｏｆ　ＳＷＲＨ８２Ｂ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｂｉｌｌｅｔ　ｗｉｔｈ　ｃｒｏｓｓ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　１６５ｍｍ×　１６５ｍｍ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｂｙ　Ｌｉｕｚｈｏｕ　Ｓｔｅｅｌ，ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｗａｔｅｒ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｆｏｒ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍｏｕｌｄ　ｆｏｏｔ　ｒｏｌｌｅｒ　ｎｏｚｚｌｅ，ａｎｄ　ｉｔｓ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：８２Ｂ；Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｃａｓｔｉｎｇ　Ｂｉｌｌｅｔ；Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｃｏｏｌｉｎｇ；Ｍｏｕｌｄｎ　Ｆｏｏｔ　Ｒｏｌｌｅｒ　ｌ前言　ＳＷＲＨ８２Ｂ高温力学性能可知，在７７５　ｏＣ　ＳＷＲＨ８２Ｂ广泛应用于大型桥梁、高速铁　１　２００　ｏＣ中，铸坯的断面收缩率基本都在９０％以　路、公路、高层建筑、水库堤坝和核电反应堆　上，结合柳钢拉速设定试验二冷配水参数比水　等关系到国计民生的大型建筑上，对产品质量　量和足辊分配比（见图１和图２）。　要求非常严格［１］。　（２）结晶器足辊喷嘴布置。根据结晶器足　柳钢采用ＫＲ—ＢＯＦ—ＬＦ—ＲＨ＇ＣＣ工艺，在　辊喷嘴夹角和喷嘴布置高度，对比了３种足辊　Ｒ１２ｍ的８机８流连铸机和Ｒ１０ｍ的７机７流连　布置模式，见图３。　铸机上，生产断面尺寸１６５　ｍｍ×１６５　ｍｍ的　（３）试验研究方法。每个参数试验４炉　ＳＷＲＨ８２Ｂ连铸坯，在生产过程中铸坯存在角部　钢，每炉钢取１组铸坯酸洗样，统计每组实验　裂纹，对产品质量产生严重影响。为了改善铸　方案角部裂纹综合指数，角部裂纹综合指数统　坯表面质量，提升产品质量，柳钢从二冷配水　计方法见式１。　参数、结晶器足辊喷嘴布置等方面人手进行了　试验研究，本文进行总结。　Ｋ＿盐　里　—一　㈤　（１）　２试验与研究　式１中：Ｋ为角部裂纹综合指数；Ｉｎ为某一块　铸坯角部裂纹评级；ｎ为某一方案所取铸坯块数。　２・１试验方法　２．２　试验结果及分析　（１）二冷配水参数。根据陈登福等［２］测定　的２・２・１　二冷配水参数对比分析　作者：李源源，研究生学历，高级工程师，现主　对比了不同二冷比水量对铸坯角部裂纹的　要从事精炼连铸工作。　影响，试验结果见图ｌａ。图ｌａ中，随着比水量　６　柳钢科技　２０１７年第４期　的降低，角部裂纹综合指数呈现下降趋势。因　明显变化。这是因为当分配比达到某一值后足辊　为，随着冷却强度的降低，铸坯角部温度逐渐　水量已达到足辊喷嘴正常工作水量范围最低大，　提高，铸坯高温塑性逐渐改善，从而在同等应　继续增大分配比足辊实际水量并不会继续加大，　力的作用下，铸坯出现角裂纹的概率和裂纹等　从而致使角部裂纹无明显变化。　级下降。但当比水量低至０．７～０．９　Ｌ／ｋｇ的某一　２．２．３　结晶器足辊喷嘴布置对比分析　值后继续降低比水量时，角部裂纹综合指数出　现逐渐升高趋势。这是因为当比水量降低至某　对比了３种结晶器足辊布置方式对铸坯角部　裂纹的影响，结果见图１ｃ。图ｌｃ中，角喷＋面　一值后水量低于足辊喷嘴正常工作水量范围最　低值，导致出水雾化不好，从而导致冷却不均，　喷布置方式铸坯角裂纹综合指数最高，单排面　反而致使角裂加重。　喷和双排面喷较低。这是因为采用角喷＋面喷　模式铸坯角部冷却强度大，铸坯角部温度低且　２．２．２　足辊分配比对比分析　出结晶器至足辊区间铸坯角部温度梯度大，从　对比了不同足辊分配比对铸坯角部裂纹的影　而导致铸坯出现角裂纹的概率和裂纹等级相对　响，试验结果见图１ｂ。图１ｂ中，随着足辊分配比　较高。采用单排面喷和双排面喷铸坯角裂纹综　的增加，角部裂纹综合指数呈现上升趋势。因为，　合指数基本相当，但双排面喷略低。这是因为　随着足辊分配比的增加，足辊冷却强度增加，铸　单排面喷和双排面喷都能覆盖整个坯面，冷却　坯角部温度降低，且出结晶器至足辊区间铸坯角　基本相当，但单排喷嘴只是刚刚覆盖坯面，受　部温度梯度增大，从而导致铸坯出现角裂纹的概　喷嘴对中对弧安装精度的影响，存在少量不能　率和裂纹等级上升。但分配比高至０．２８～０．３２间　完全覆盖的现象，导致有轻微冷却不均的情况，　的某一分配比后继续增大，角部裂纹综合指数无　从而致使铸坯角部裂纹发生概率较双排的略高。　角裂综合指数　角裂综合指数　１　角裂综合指数　Ｏ．８　０．２　１　０．６　Ｏ．１５　Ｏ．８　Ｏ．４　０．１　Ｏ．６　０．４　Ｏ．２　Ｏ．０５　０．２　Ｏ　０　Ｏ　０．２Ｏ　０．２８　Ｏ－３２　Ｏ．３６　面喷＋角喷单排面喷双排面喷　比水量／（Ｌ・ｋｇ－　）　足辊分配比　喷嘴布置方式　ａ二冷比水量　ｂ结晶器足辊分配比　ｃ结晶器足辊布置方式　图１各因素对铸坯角部裂纹的影响数据统计　２．３优化试验结果应用　出以下结论：　经过上述研究得出优化方案选择：比水量　（１）随着二冷比水量的降低，铸坯角裂有　为０．９　Ｌ／ｋｇ，结晶器足辊分配比为Ｏ．２８，结晶器　所改善，但当低至０．７～０．９　Ｌ／ｋｇ的某一值时继　足辊喷嘴采用双排面喷方式。现场采用以上优　续降低，铸坯角裂反而加重。　化参数和１．７５～１．９　ｍ／ｍｉｎ的拉速生产ＳＷＲＨ８２Ｂ　（２）足辊分配比增加，铸坯角裂也随之增　已超过２０　０００　ｔ，铸坯未见有明显角裂纹，实　加，但当分配比增加至０．２８　Ｏ．３２的某一值时　测进拉矫前铸坯表面中心和角部温度分别为：　继续增加，铸坯角裂无明显变化。　９２３　ｃＣ～９９８　ｃＣ和８４８　ｃｃ～９１４℃。　（３）足辊喷嘴采用双排面喷时，铸坯角裂　３结语　效果最好。　通过对二冷比水量、结晶器足辊分配比和　（４）经过对二冷进行优化，ＳＷＲＨ８２Ｂ铸　足辊喷嘴布置模式对铸坯角裂的影响研究，得　坯角裂得到有效控制。　（下转第２６页）　２６　柳钢科技　２０１７年第４期　解结晶器内部的温度场变化情况，所有的数据　均可浇铸平台显示。　启动　（２）漏钢判断。通过实时的采集各热电偶　温度及相关的工艺参数，系统自动地识别热电　偶温度，再结合相关的工艺参数，对粘结漏钢　做出准确的处理。漏钢报警及降拉速处理流程：　障判　茎　譬　系统判断出漏钢后，立刻报警输出（浇铸平台　声光报警输出、主控室语音报警及声音报警），　采集温度、液位、　结晶器进出口压　系统根据当前的控制模式做出降拉速处理（见　力、拉矫机电机　电流等工艺参数　图４）。　Ｎ０　（３）在线诊断。系统带有自动判断是否处　于故障状态工作的功能，通过用户设定的故障　用参数判断方案　对数据进行过滤　Ｎ０　参数，系统实时进行自我检测，对热电偶进行　扫描，当发现故障时故障报警灯亮，系统在一　定的约束条件下继续运行。当故障解决后，故　障报警灯灭，系统正常运行。资料存储及打印：　系统可以实时存储采集到的数据及分析结果，　方便用户查询并提供打印功能。　（４）历史回放分析。可以将保存的历史数　据进行回放分析，根据回放分析找出报警前后　的各种情况，可以更加准确的对系统参数进行　合理的设置。　３结语　对板坯连铸４号机漏钢预报系统实施改造　的过程中，经历了第一阶段的数据收集调试，　图４漏钢报警及降拉速处理流程　第二阶段系统达标运行测试与第三阶段系统实　统报出率能达到１００％，报警准备率９５％以上，　际运行报出准确率统计情况分析，生产实践证　系统误报率低于３％，年漏钢次数由２次降为０　明，改造后的漏钢预报系统完全能按正常工作　次，铸机拉速非稳态故障次数由原来的２０次／　状态运行，在结晶器热电偶信号正常、结晶器　年降为５次／年。系统改造后对操作岗位标准化　液面控制精度在±３　ｍｍ的前提下，漏钢预报系　作业都起着关键指导性的作用。　（上接第６页）　参考文献　１孔祥涛．小方坯连铸生产ＳＷＲＨ８２Ｂ工艺实践．见：第九届全国连铸学术会议，珠海，２０１１　２陈登福，潘艳华，董凌燕，等．ＳＷＲＨ８２Ｂ方坯连铸的二次冷却研究，炼钢，２００６（８）：２８～　３０，　３４