板坯連鑄機輥縫控制技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用

高凌云，張尚誠，國 瑞

(酒鋼檢修工程部碳鋼薄板檢修作業(yè)區(qū)，甘肅 嘉峪關(guān) 735100)

1 前言

酒鋼集團(tuán)碳鋼薄板廠6號板坯連鑄機是2005年年底投產(chǎn)的常規(guī)板坯連鑄機，連鑄坯產(chǎn)品范圍:厚度220 mm、160 mm，寬度范圍850～1600 mm。連鑄機主半徑為9500 mm，采用連續(xù)彎曲、連續(xù)矯直，機械長度為31965.9 mm，正常工作拉速0.8～2.2 m/min，二次冷卻系統(tǒng)采用汽霧冷卻，扇形段輥子采用二分節(jié)輥內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，稀油油氣潤滑。

2 連鑄機的現(xiàn)狀

該板坯連鑄機投產(chǎn)以來，進(jìn)入冬季后，在氣溫發(fā)生變化的情況下，特別極端天氣溫度發(fā)生驟降的環(huán)境下，連鑄機生產(chǎn)過程中板坯產(chǎn)生了嚴(yán)重的中心裂紋，隨即設(shè)備停機進(jìn)行檢修，這種非計劃的檢修對連鑄機生產(chǎn)帶來諸多問題。

(1)連鑄機生產(chǎn)出的產(chǎn)品有質(zhì)量問題，經(jīng)濟(jì)損失比較大;

(2)連鑄機臨時停機進(jìn)行檢修，擾亂了正常的生產(chǎn)秩序;

(3)連鑄機防寒保溫的難度加大，特別是冷水系統(tǒng)的防凍，需要消耗大量的蒸汽，能源消耗比較大;

(4)連鑄機檢修考慮到設(shè)備防凍的需要，部分水系統(tǒng)不能停水，組織管理難度加大。

針對板坯中心裂紋的問題，設(shè)備停機進(jìn)行弧度和開口度的檢測調(diào)整，但鑄坯實物質(zhì)量效果改善不明顯;隨后調(diào)整了二次冷卻水的冷卻模型，效果仍然不明顯，通過不斷探索和調(diào)整扇形段輥縫值，使鑄坯發(fā)生中心裂紋的問題大大減少。即使在氣溫驟降的環(huán)境下，連鑄機也生產(chǎn)出質(zhì)量合格的連鑄坯，產(chǎn)品質(zhì)量合格率達(dá)到了99.7%。

3 輥縫控制

該連鑄機是一臺多點連續(xù)彎矯的全弧形板坯連鑄機，相當(dāng)于21世紀(jì)初的水平，該設(shè)備基本參數(shù)如下:自結(jié)晶器向下，主機輥列依次為零號段(SEG0)、扇形段(SEGl～SEG6)、矯直段(SEG7～SEG8)、水平段(SEG9～SEG13)。零號段為17對三分節(jié)輥、扇形段1#～6#段為7對雙分節(jié)輥、拉矯段7#～8#段為7對雙分節(jié)輥、水平段8#～13#段為7對雙分節(jié)輥，輥子和輥子軸承均采用內(nèi)部循環(huán)水冷卻方式，多點連續(xù)矯直區(qū)域在第7段61號輥～第8段75號輥之間。連鑄機原設(shè)計輥列名義開口度均為220 mm，沒有考慮輥縫收縮。連鑄機投產(chǎn)后，特別是冬季寒流等極端天氣環(huán)境生產(chǎn)過程中，板坯發(fā)生的中心裂紋問題比較嚴(yán)重，連鑄板坯的質(zhì)量合格率僅為97.5%左右。

為了減少鑄坯的中心裂紋等缺陷，提高連鑄坯質(zhì)量，從2005年11月至2008年4月，跟蹤對比天氣環(huán)境溫度和冷卻水溫度的變化對連鑄坯質(zhì)量的影響，通過低倍硫印檢驗連鑄坯的實物質(zhì)量發(fā)現(xiàn)，在氣溫－22℃以下，設(shè)備水的溫度為6℃，二冷水的溫度為7℃的環(huán)境條件下生產(chǎn)，鑄坯發(fā)生中心裂紋的機率比較高，而在常規(guī)環(huán)境氣溫下(環(huán)境溫度為18℃)，設(shè)備水的溫度為12℃，二冷水的溫度為14℃的環(huán)境下生產(chǎn)連鑄坯發(fā)生中心裂紋的機率較低，針對氣溫變化對連鑄生產(chǎn)的影響，采用輕壓下技術(shù)方案如下:

方案1:依據(jù)Q235B鋼種的凝固特性進(jìn)行輥縫收縮，連鑄機的弧線段收縮量小，矯直段之后收縮量大。生產(chǎn)實踐證明，該方案對鑄坯中心疏松有明顯改善，但拉速為0.8～1.1 m/min時極易產(chǎn)生鑄坯中心裂紋，連鑄坯質(zhì)量合格率僅為97%左右。

方案2:在方案1的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，1～13#扇形段依據(jù)鋼種的凝固收縮特性逐漸收縮輥體，直至凝固結(jié)束，凝固結(jié)束以后輥縫同樣進(jìn)行收縮。生產(chǎn)實踐證明，該方案對鑄坯中心裂紋、中心偏析和中心疏松等質(zhì)量問題有較大改善，鑄坯低倍檢驗報告如下:中心疏松1級，中心偏析C0.5，產(chǎn)品規(guī)格220 mm×1580 mm，鑄坯中心裂紋也徹底消除。連鑄機液壓系統(tǒng)正常、弧度、開口度穩(wěn)定，效果比較理想。從兩個方案中可以看出，方案2的效果比較理想，連鑄坯質(zhì)量合格率由97%左右提高到99.7%以上，消除了因冬季嚴(yán)寒氣溫對生產(chǎn)造成的影響，滿足了生產(chǎn)的需要。表1為連鑄機輥縫值調(diào)整前后的對比。

表1 連鑄機結(jié)晶器、彎曲段、扇形段輥縫數(shù)據(jù)Table 1 Roller gap data in crystallizer，bend section and sector section of conticaster mm

4 結(jié)論

6#板坯連鑄機扇形段采用了符合凝固規(guī)律的輥縫控制技術(shù)，對扇形段輥縫全部進(jìn)行相應(yīng)的收縮，較好地改善了由于極端天氣環(huán)境對鑄坯質(zhì)量的影響，降低了中心偏析，減少了中心疏松，有效地控制了連鑄坯中心裂紋等質(zhì)量問題的發(fā)生。改善連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量方面的顯著效果被越來越多的生產(chǎn)實踐所證實，鑄坯質(zhì)量合格率由過去的97.0%左右提高到99.7%以上，滿足了全天候連續(xù)性生產(chǎn)的需要，也是提高連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的最有效且經(jīng)濟(jì)的方法之一。