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济钢板坯连铸机的技术特点

易本熙

(北京钢铁设计研究总院)

摘 要 济南钢铁集团公司新建了一台板坯连铸机。本文介绍了该连铸机所采用的一系列新技术。

为适应钢铁工业的发展要求和满足市场的需求，济南钢铁集团公司新建了第三炼钢厂，该厂配备了一台现代化的板坯连铸机，并于2003年3月1日建成投产。

1 第三炼钢厂简介

济钢有一个中厚板轧钢车间，其坯料尺寸为150mm、180mm×(600—1050)mm，除了品种、规格受到限制之外，质量也不能得到保证，适应不了市场的需要，大大限制了济钢的发展。为此济钢决定建设新的炼钢厂。   

第三炼钢厂一期有一座120t顶底复吹转炉(预留两座)，并配有LF钢包炉和VD精炼炉，同时建设一台R10m板坯连铸机，年产125万t合格坯。

第三炼钢厂建在紧靠中厚板厂坯库的位置，除了利用坯库作为出坯区和铸坯堆存外，还达到了直接热送的目的。

2板坯连铸机

该连铸机主要技术是由奥钢联(VAI)引进的，绝大部分机械设备由国内生产制造。

2．1连铸机基本技术参数

台×流       1×1

铸机型式     直弧形、连续弯曲连续矫直

铸坯年产量   125万t

铸机半径     R=10m

铸坯尺寸     200mm、270mm×(1200～2100)mm

定尺长度     2—3m

铸机冶金长度 34．2m

拉速范围    铸坯厚度200mm：1．3～1．6m／min(生产低碳钢时拉速可达2．2m／min)   

270mm：1．0～1．15m／min

生产钢种    碳素结构钢、优碳钢、低合金钢、造船板钢、耐候钢、压力容器板    钢、汽车大梁钢、管线钢(X60～X80)

2．2连铸机主要技术特点

对于炼钢厂所建设的连铸机而言，它除了要与炼钢炉相配合完成将炼钢炉所生产的合格钢水浇成铸坯外，还需要保证铸坯的质量，以使下一道工序生产出优质的轧材。同时，为使生产顺行所采用的技术措施应便于生产管理。因此，这台连铸机的设计和引进过程中均是围绕铸坯质量和便于生产管理这个中心进行的。

2．2．1钢包下渣检测技术

为防止钢包渣进入到中间罐(或称中间包)内污染钢水，从而影响铸坯质量，因此在钢包水口处装有下渣检测装置。

2．2．2全程保护浇注

连铸机为防止钢水二次氧化设有长水口和浸入式水口。为方便长水口的安装，回转台升降行程为1000mm，中间罐下部设有浸入式水口快换机构，尽量减少钢水与空气接触的机会。

2．2．3大容量中间罐

中间罐的容量除了保证在钢包更换时能维持正常浇注，更重要的是要使钢水的夹杂物能有充分的时间和空间可以上浮，通常为使夹杂物能充分上浮，钢水在中间罐内的停留时间应维持在6～7min，这台连铸机的中间罐容量为35t，工作液面高度为1238mm，(溢流容量为37．6t，溢流面高度1300mm)钢水在中间罐内的停留时间达到7～8min。此外，在塞棒位置中间罐底部局部凹下195mm，这有利于减少浇注结束时中间罐钢水残留量。

中间罐钢水流量的控制，日本钢厂多用滑动水口。欧美钢厂多用塞棒控制，同时在浇注过程中液压控制的塞棒有上下微动的功能，有利于减少水口处的结瘤堵塞，济钢采用的就是这种类型的塞棒。

2．2．4结晶器

众所周知，直结晶器对钢水夹杂物上浮的好处，目前新上的板坯连铸机均为直弧形，本连铸机的直线段长度为2820mm。 

连铸机采用了VAI的DIFACE结晶器，板坯连铸机结晶器的窄边铜板若锥度过大，窄边易鼓肚造成纵向裂纹，锥度过小易产生角裂并且增加铜板磨损。据介绍由于坯壳与铜板上部接触少而与下部接触多磨损利害，DIAFACE结晶器则为弧形锥度，即窄边铜板的上部锥度大而下部锥度小，这样既防止了裂纹又减少了磨损。

奥钢联林茨厂的No．5板坯连铸机在使用DAFACE结晶器后，铸坯窄边鼓肚减小、外弧侧(结晶器固定边)内部裂纹减少、内弧侧(结晶器可移动边)边部裂纹减少，同时铸坯的冶金缺陷(晶间裂纹、晶粒尺寸等)降低。

2．2．5结晶器液面控制

连铸机的液面控制装置的使用除了可以改善铸坯表面质量之外，还有稳定操作和配合自动开浇的功能。

目前板坯连铸机采用的液面控制方式有电磁涡流式和放射性元素(Co60或Cs137)控制，前者的检测范围在100～120mm，后者为250mm。电磁涡流使用时比较安全。而使用放射性元素会给操作者带来疑虑，但是它比较便宜，约为前者的1／8—1／10，另外它的检测范围大便于实现自动开浇。欧美国家多使用放射性装置，但也有的厂同时装有两种液面控制装置，将放射性装置用于自动开浇，如德国HKM钢厂和美国TUSCLOOSA钢厂。

济钢连铸机的液面控制装置采用Co60控制。

2．2．6结晶器液压振动装置

济钢连铸机的结晶器采用了振动装置液压振动的型式，它有如下优点：

1)振痕深度减小提高了表面质量，同时可减少纵裂和角裂；

2)提高了振动的精度；

3)可实现非增正弦振动方式；

4)振幅调节可离线或在线调节；

5)可根据钢种的需要选择振动规程，可自由调节振幅；

6)振动装置由两个单元组成放在结晶器两侧，两个单元可互换，应此备件仅需准备一个单元；

7)振动单元设备磨损小。

2．2．7漏钢预报

连铸机安装有结晶器漏钢预报系统，有利于安全生产。

2．2．8动态二冷控制

二冷采用气水雾化冷却，为了生产出质量更好的铸坯，二冷采用了动态控制。

二冷动态控制是根据所浇注钢种、钢水温度、铸坯尺寸、拉速、二冷水温度、铸坯所在位置、辊径、辊缝、喷嘴的数量和型号等参数输入到模型中以确定二冷参数。

2．2．9扇形段采用了小辊径、密排辊和分节辊的结构

小辊径、密排辊和分节辊的结构有利于减少铸坯的鼓肚防止产生裂纹和减少中心偏析。

2．2．10动态轻压下

济钢板坯连铸机的扇形段具有动态轻压下的功能。目前世界各国的板坯连铸机具有动态轻压下功能的还为数不多，它可以降低铸坯的中心偏析和中心疏松。

济钢板坯连铸机共有14个扇形段，轻压下区域为7～14段，它是通过位置传感器来调节辊缝。液压缸对铸坯压下量为4～10mm，它取决于铸坯的厚度。

确定轻压下的位置是很困难的问题，如果在铸坯液相较多时压下容易产生裂纹，反之在全凝时压下则会损坏辊子。据日本NKK技术人员介绍在固相为30％～70％区域压下效果好，VAI技术人员认为固相在50％～95％区域压下，这一切均有待于我国技术人员不断探索确定合适位置。

动态轻压下的模型与生产钢种、铸坯厚度、钢水温度、拉速变化、所在位置等一系列参数有关。

2．2．11辊缝测量仪

正确使用辊缝测量仪，使连铸机处于良好状态，是保证铸机正常生产，确保铸坯质量是极为重要的。

济钢使用的辊缝测量仪是英国SARCLAD公司的产品，它具有如下功能：

1)测量辊缝；

2)辊子转动状况；

3)外弧对中；

4)喷嘴状况。

2．2．12去毛刺机

采用了锤式去毛刺机，为进入轧机的铸坯创造了良好的条件。

2．2．13打印机

选用了奥地利LENZING公司刻字式打印机，字高70mm。这为生产管理创造了条件。

2．2．14质量跟踪系统

由于铸坯热送轧钢车间，为防止有缺陷的铸坯送到轧钢车间轧制出现废品，连铸机具有质量跟踪的功能。当怀疑铸坯产生缺陷时，可自动由辊道通过垛板台下线进行检查，检查完毕或进行清理后的合格坯，再由卸垛板台送到辊道上运送至加热炉，以保证进入加热炉的铸坯均为合格坯。

3 结语

济钢的这台常规板坯连铸机，国际上当前实用的新技术得到采用，应属国际先进水平。在济钢连铸工作者的努力下一定会生产出优质合格铸坯，以满足市场需要。