1 概况
作为厚板坯连铸机的必要技术,ASTC(智能轻压下技术)已广泛应用,目前已十分成熟,对于提高连铸厚板钢种质量非常有效。济钢第三炼钢厂厚板坯连铸机引进奥钢联技术,ASTC应用于扇形段中来提高铸坯的内部质量。使用ASTC技术前,铸坯内部存在着不同程度的疏松和缩孔,应用此技术后,铸坯内部质量明显提高,合格率达到99.8%。
2 厚板钢种的致命缺陷
厚板坯连铸机所浇注的钢种最突出、最严重的质量缺陷是中心疏松和中心偏析,中心偏析结合各类夹杂物,严重地恶化了钢的冲击韧性,特别是低温冲击韧性。偏析的铸坯轧制后的钢板严重影响了偏析端部的焊接性能,使焊接部位冲击韧性恶化,甚至出现焊接裂纹。中心疏松和中心偏析严重时形成中心线裂纹,直接影响铸坯的合格率。为了提高厚板坯的内部质量和铸坯合格率,济钢第三炼钢厂厚板坯连铸机采用了凝固末端轻压下技术。
3 ASTC技术的应用
3.1 ASTC技术的指导思想铸坯出结晶器后,表面形成一层很薄的坯壳,经过弯曲段、扇形1-6段,铸坯内部逐步凝固,由于液态钢凝固时会收缩,导致铸坯产生疏松、缩孔,形成铸坯内部缺陷。如果此时能减小扇形段的开口度,在外力的作用下,压实铸坯以减少铸坯内部的疏松、缩孔,就可以提高铸坯的内部质量。ASTC技术就是应用的此原理。根据冷却水量、浇铸温度、浇铸速度、铸坯尺寸、钢种等技术参数,绘制出铸坯内部冷却过程图,在浇钢开始时,选定钢种、浇铸速度、浇铸温度、铸坯尺寸这些参数,系统自动生成铸坯内部冷却过程图,通过计算机自动控制扇形7—14段的开口度,将铸坯压实,减少铸坯内部的疏松、缩孔。
3.2 参数确定的依据
根据ASTC技术的指导思想,铸坯内部液芯凝固点的位置是最重要的,影响铸坯内部冷却的因素就成为参数的确定因素,其参数主要有:1)钢种;2)铸坯尺寸;3)浇钢温度;4)拉速;5)冷却水量。
3.3 系统构成
扇形段由内外框架、4个带位置传感器的夹紧液压缸、4个控制夹紧缸动作的阀块、1个驱动辊液压缸及电气控制箱(如图1略),此图仅为其中的一个夹紧缸及其控制部分,其余类同。扇形段夹紧缸采用单独控制,这样保证了每个夹紧缸的压下量,确保了扇形段的开口度,压实铸坯,提高了铸坯内部的质量。扇形段夹紧缸的运行速度为lmm/s。
4 控制原理
设定钢种参数、浇钢温度、拉速、铸坯尺寸,根据上述设定参数,计算机自动设定冷却水量,计算机根据数学模型计算出液态钢凝固点,并绘制出铸坯内部冷却过程图,根据液态钢凝固点冶金长度的位置控制扇形段夹紧缸位移,夹紧缸上的位置传感器检测油缸位置的精确度,从而完成整个控制过程。
5 系统能力实测
图2略是Q235B的铸坯内部冷却过程图,其设定参数为:(1)拉速:1.2m/min;(2)铸坯宽度:1.6m;(3)铸坯厚度:200mm;(4)浇钢温度:1537℃。图2略中上方曲线就是铸坯内部液芯的温度曲线,可以看到有一个拐点(即液芯凝固点),表明铸坯在1395℃时凝固,此时的冶金长度为17.5m,即在扇形7段夹紧缸开始压下2mm,夹紧缸上的位置传感器校正油缸的位移,确保铸坯内部的中心疏松和缩孔被压实,从而提高铸坯的内部质量。
6 ASTC技术应用效果
以Q235为例,使用ASTC前后铸坯内部质量参数如表1。
表1 使用ASTC前后铸坯内部质量参数
Q235B |
中心偏析 |
中间裂纹 |
三角区裂纹 |
中心疏松 |
未使用ASTC |
B类 |
2.0 |
1.2 |
1.3 |
使用ASTC |
B类0.5 |
1.0 |
0.5 |
0.5 |
表1可以看出应用ASTC技术后,铸坯内部疏松、缩孔明显减少,提高了铸坯内部质量,使济钢Q第三炼钢厂板坯质量明显提高,铸坯内部质量合格率达到了99.8%,为今后生产高质量的钢板提供了技术保证。