柳钢2号板坯连铸生产SPA—H集装箱板生产状况及效果

江学德

(柳钢转炉厂，广西柳州45002)

摘 要：耐候SPA—H集装箱板是柳钢新开发品种，据该钢种的成分和凝固特性，细化板坯2号机生产该钢种时结晶器振动参数，细化结晶器锥度和对弧参数，优化结晶器保护渣理化指标，配合大偏斜率的结晶器振动参数，很好地改善了耐候SPA—H集装箱板在2号机生产。

关 键 词：SPA—H集装箱板；结晶器；凹陷；振痕

1 前言

柳钢2号板坯连铸机于2008年11月15日热试投产，主要生产钢种为碳素结构钢、优碳钢、低合金结构钢、压力容器钢、汽车大梁钢、船板钢、低碳超低碳钢等钢种，铸坯表面、内部质量良好，铸坯合格率达到99．99％；2010年10月公司新开发了耐候钢SPA—H集装箱板钢种，并在柳钢120t系统5号板坯连铸机生产，由于5号板坯生产后表面质量不理想，铸坯表面凹陷、角裂严重，铸坯修磨率高，极大影响了合同兑现。在2011年3月初板坯2号机进行了该钢种的首次生产，随后通过不断优化工艺参数、优化各种操作，铸坯质量不断改善，铸坯热装率90％以上，大大理顺了生产组织。

2 连铸机的生产工艺特点

2．1 主要技术参数

机型：一机一流直弧型板坯连铸机(连续弯曲连续矫直)

设计生产能力：150万t／a

铸机基本半径：R10m

铸机有效垂直段高度：2．9m

振动形式：液压驱动正弦／非正旋振动

冶金长度：～31．7m

浇铸断面：(180、200、220、250)×(1000～1850)mm2

浇铸钢种：碳素结构钢、优碳钢、低合金结构钢、压力容器钢、汽车大梁钢、船板钢、耐侯钢、家电用钢、汽车用钢

铸机最高拉速：180mm厚度2．0m／min，200mm厚度1．8m／min，220mm厚度1．6m／min，250mm厚度1．4m／min，

结晶器：长900mm，铜板材质铬锆铜，内表面镀镍铁合金

中包容量：35t，溢流时38t，溢流时深度(塞棒区1300mm，冲击区1100mm)

引锭杆装入方式：下装式

2．2 采用的新技术

1)全程无氧化保护浇注技术：在钢包长水口、塞棒、浸入式水口进行吹氩密封，保证钢水在浇注过程中不与空气接触，完全实现了全程无氧化保护浇注，提高了钢水质量。

2)结晶器液压伺服振动系统：液压伺服振动系统不但能提高结晶器振动的精确度，减少铸坯与铜板粘结现象的发生，最大的优点在于该系统可实现非正弦振动，能够保证在不降低负滑脱率的前提下，减少负滑脱时间，从而减轻振动痕迹，提高铸坯表面质量。

3)动态二冷配水和动态轻压下技术：在浇注过程中，根据不同的钢种、过热度、拉速和二冷水的实际水流量，通过L2级系统计算各扇形段内铸坯的温度分布和液芯位置，同时根据不同钢种不同的工艺特点，对各扇形段的气水量、辊缝收缩量进行动态调节，使各个扇形段内的铸坯保持合理的温度，并在液芯部位实行动态轻压下，使坯表面和内部质量得到提高。

4)连续弯曲连续矫直技术。

5)全程多支点密排辊技术：连铸机全部扇形段均采用了带中间支撑的小辊径密排三节辊，增加了辊子的刚度，减少了铸坯的鼓肚变形，减少了由于辊子挠度增加而引起的铸坯变形和内部裂纹。

3 耐候钢SPA—H集装箱板特性

3．1 钢水成分要求

试验钢的钢水成分控制范围见表1。

3．2 SPA—H钢凝固特性

按照SPA—H—2RS或SPA—H—4RS内控成分计算，该钢种液相线温度约1520℃，固相线温度约1493℃，与一般普碳钢相当；而钢种碳含量刚好处在低碳钢和亚包晶钢间，也就是常说的“边沿钢种”，生产过程比较容易出现表面凹陷和纵裂纹[1]；另外钢中P、Cu、Cr含量很高，冷却或铸坯对中不良极易产生表面横裂纹。

4 2号板生产SPA—H钢连铸工艺参数选定

4．1 结晶器锥度参数选择

因为钢种P、Cu、Cr、Ni含量高，结晶器锥度过大容易造成坯壳边角部过冷或坯壳边角阻力大而产生横裂纹，对结晶器锥度按中下线设定，具体见表2。

4．2 结晶器侧辊对弧间隙及扇形段辊缝控制

铸坯表面横向凹陷主要是由于结晶器钢水表面波动过大造成[1]。结晶器增设足辊目的主要是保证钢出结晶器坯壳能得到良好的支撑，而亚包晶钢出结晶器坯壳较薄，坯壳比较软，若足辊对弧间隙控制不当或二冷各扇形段对弧和辊缝控制不合理，则容易使坯壳受挤压或脱落支撑出现鼓度，导致结晶器液面波动增加，加剧表面横向凹陷产生[2]。通过计算，将原设计结晶器侧面足辊对弧间隙进行调整，让铸坯有轻微鼓肚痕。调整前后足辊对弧间隙见表3。

4．3 结晶器保护渣选择

考虑到钢水成分C控制范围为0．06％～0．10％，从钢收缩与碳含量关系看，包晶钢收缩系数最大(线收缩约0．38％)，而C成分为0．09％～0．12％亚包晶范围收缩系数又是包晶钢种最大的缩系数最大的(图1)，保护渣理化指标不合理或结晶器冷却过强，铸坯容易出现表面纵裂纹[4]；而C在0．06％～0．08％又属于低碳钢系列，采用高碱度结晶器保护渣，又容易使结晶器内坯壳润滑不良，导致粘结漏钢事故；通过试验我们选用了介于低碳钢和包晶钢结晶器保护渣理化指标，铸坯凹陷和纵裂几率明显降低，也避免了粘结事故；目前板2号机不同钢种结晶器保护渣理化指标如表4所示。

4．4 结晶器振动参数设定

结晶器振动目的主要是脱模和防止坯壳粘结，结晶器在振动过程中会在铸坯表面留下周期性的振痕，深振痕的波谷处容易伴有表面横裂纹，振痕越深横裂就越明显。根据振痕的形成机理，在振幅、频率一定的情况下，增加正滑脱时间，减少负滑脱时间，可是弯液面初生坯壳被均匀贴向铜壁，振痕变浅[5]，采用非正弦振动，增大偏斜率，就可以达到增加正滑脱时间，减少负滑脱时间，于是我们将板二结晶器振动参数改为非正弦振动，并加大偏斜率P值，表5是A=9 f=78V时不同偏斜率所得到的正、负滑脱时间值。

5 生产状况及效果

5．1 生产情况

2011年3月11日到3月18日共生产4次，约18958t，生产断面220mm×(1135～1400)mm，其中220mm×1350mm约5259t，220mm×1250mm断面月4394t，220mm×1350mm断面约511．7t，220mm×1400mm断面约5794t，部分铸坯边角部有凹陷，第一次生产时第一炉东面有侧裂，宽面伴有凹陷，两侧有鼓肚，出现一炉锰高，在第二、第三次生产时铸坯中部表面纵裂纹增多，另外在第三次生产时，因为中包第七炉试验低碳包晶钢保护渣，造成结晶器粘结事故一次。

5．2 铸坯质量情况

表面质量：裂纹率为：2．57％，主要是细纵裂纹，裂纹长约0．5～1．0m，有一、二块裂纹略长约3．5m，在铸坯中部，在试用低碳钢保护渣时出现，集中在换水口炉次。内部质量：共取了8组低倍样，评级中心偏析碳0．5，中心疏松0．5。

5．3 铸坯修磨情况

从精整记录看，本次共生产铸坯1170块，有修磨记录共14块，块数修磨率为1．196％。

6 结论

1)在结晶器锥度按下限控制，加大结晶器侧辊对弧参数，增大结晶器振动偏斜率并采用碱度、粘度介于低碳钢和包晶钢的保护渣，明显改善板坯生产SPA—H集装箱板的表面质量，降低生产事故。

2)与5号板生产相比，铸坯表面质量有了很大改善，但仍有部分面铸坯出现表面纵裂纹表面凹陷陷缺。

3)侧面振痕还是偏深，结晶器振动参数和结晶器保护渣理化指标还需进一步摸索。

参 考 文 献：

[1]   干勇．现代连续铸钢实用手册．北京：冶金工业出版社，2010．3第504～514页．

[2]   干勇．现代连续铸钢实用手册．北京：冶金工业出版社，2 010．3第516～517页．

[3]   干勇．现代连续铸钢实用手册．北京：冶金工业出版社，2010．3第516～520页．

[4]   蔡开科．连铸坯质量控制．北京：冶金工业出版社，2010．5第186页．

[5]   蔡开科．连铸坯质量控制．北京：冶金工业出版社，2010．5；209．