为了给热轧厂、冷轧厂提供优质的汽车、管线用优质板坯，韩国浦项钢铁公司光阳厂的1～3号板坯连铸机均进行了技术改造，采用了多项新技术，结果使连铸坯的表面质量和内部质量均得到了明显提高。

1．前言

浦项对1～3号板坯连铸机进行技术改造的主要目的是：

①提高连铸机的生产能力，生产更宽的无缺陷板坯；

②改善汽车表面用超低碳钢、低碳铝镇静钢钢卷的表面质量；

③提高API管线用钢的内部质量；

④提高钢厂热装轧制的能力，采取的措施是对板坯进行热态清理。

为达到上述目的，采取了多项技术措施，如立弯式铸机、结晶器流动控制、液压振动、分节短辊间距铸坯导向系统、软压下、动态二冷控制等，也采用了热态清理机。达涅利Rotelec和JFE提供并安装了结晶器流动控制技术；达涅利CentroMaskin提供了清理机；奥钢联和浦项工程技术公司负责整个技术改造工作。整个改造工作从2003年2月开始，到2003年6月结束。

2.改造工作概况

2.1连铸机的规格

下表列出了改造前后No1～3板坯连铸机的规格。原先的弧形连铸机被改造成垂直弯曲型，垂直段长度为2.7m，连铸机的半径为9m。

No1～3板坯连铸机的规格

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项目           改造前        改造后 

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连铸机型式      弧形       垂直弯曲型

垂直段长度       －           2.7m  

冶金长度        35.82m      36.17m  

板坯最大宽度      2m           2m   

最大浇铸速度   1.8m/min     1.8m/min

铸机半径         12m           9m   

板坯厚度         230mm       230mm  

每炉钢水量        265t         265t 

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为了使弧形结晶器转变为垂直弯曲型，将结晶器的中心线向浇铸方向移动了850mm，并采用了T形中间包。为了提高连铸机的性能，采用了以下的先进技术：

①为了优化结晶器内钢液的流动模式，改善钢的质量，采用了塞棒进行流动控制，结晶器内还采用了多模式电磁搅拌（MMEMS）。所谓多模式电磁搅拌即具有电磁液面稳定、液面加速、旋转搅拌（EMLS/EMLA/EMRS）等功能的电磁搅拌。

②采用了结晶器液压振动，分节辊及短辊间距的铸坯导向辊。

③为了解决API钢种的内部质量缺陷问题，采用了动态软压下和动态二冷控制；

④为了提高板坯的清理能力，安装了一台热态板坯清理机。

2.2技术优势

2.2.1钢液流动控制

中间包到结晶器的钢流通过塞棒进行控制，将钢液平缓地送入结晶器，防止产生偏流。开浇和停浇由电动液压缸控制塞棒操作。需要时，塞棒也可以人工进行控制。

流出浸入式水口的钢流由结晶器内的多模式电磁搅拌系统进行控制。该系统可对钢流进行加速、减速或旋转，电流强度最大可达1000A。在高拉速的情况下，为了避免结晶器液面的波动剧烈，造成卷渣缺陷，必须降低钢流的速度。相反，在低拉速的情况下，必须对钢流进行加速，给结晶器液面带来热量，对凝固界面进行冲洗。所谓旋转功能是一种特定的开/关操作，可用于特定的浇铸条件和钢种。

2.2.2液压电磁振动

安装了一种轻型的液压振动装置，振动频率可达400cpm，振程为12mm，振动模式可以是正弦方式，也可以是非正弦方式。该设备可提供非常灵活的振动条件，例如，在浇铸速度提高的情况下，该系统可进行逆向（inverse）振动，即在增加振程的情况下减小振动频率。这种技术可以在浇铸速度发生变化的情况下，使负滑脱时间保持恒定。

2.2.3带喷淋冷却控制的软压下

软压下技术的成功应用取决于如下几个方面：

①为准确预测凝固板坯的固相和液相等温线，采用了奥钢联开发的动态热跟踪模型；

②为了控制辊缝，采用了液压辊定位；

③为了逐步呈线性地减少铸坯厚度，采用了能线性倾斜、具有刚性结构的特殊扇形段；

整台连铸机（从扇形段1到扇形段14）都可以实施软压下，最大压下率为1.5mm/m。压下范围位于铸坯凝固长度的50％～95％之间。

2.2.4热态板坯清理机

安装了热态板坯清理机，以提高板坯的清理能力和直接热装轧制的比例。共安装了2台板坯清理机，可以分别对板坯上表面和下表面的缺陷进行清理，年处理能力为35万t。

3．操作结果

3.1生产速度

连铸机改造完毕后14天内，就连续3天达到了22炉/d的生产水平。并对所有的装置、设备（如结晶器宽度变更、软压下和电磁搅拌）的功能进行了试验，对板坯和钢卷的质量进行了检查。改造后，在生产超低碳钢时，连铸机的单流产量也可以达到3.9t/min。而在改造前，为避免产生笔筒、结疤等缺陷，所有氩气泡敏感钢种的拉坯速度只有2.6t/min。

3.2塞棒操作的结果

采用了塞棒系统防止浸入式水口出口处钢液发生偏流，并防止空气的卷入。根据数学模拟的结果，与滑动水口相比，塞棒能更均匀地分布钢流，其浸入式水口出口处的最大钢流速度要比滑动水口低27％。在防止钢液从中间包到结晶器内增氮方面，塞棒的效果要比滑动水口好13％。

3.3多模式电磁搅拌

结晶器内的钢液流动由多模式电磁搅拌系统控制，它主要利用F数来优化钢流的分布。F数与多个浇铸条件有关，如板坯宽度、浇铸速度、浸入式水口的插入深度/设计/氩气的流量等。采用多模式电磁搅拌系统后，结晶器弯月面的波动从使用前的±4mm减少到了±2mm。

结晶器内钢液流动的强度和方向可以用钉板来测量。根据钉板测量的结果，很明显，采用多模式结晶器电磁搅拌系统后，钢液流动的模式和钢流速度都变得更加稳定。通常，在使用多模式电磁搅拌功能后，钉板头部最大偏斜距离为4mm；而在不使用电磁搅拌的情况下，该距离为8～9mm。

3.4液压振动装置

根据观察，在采用逆向振动的情况下，能在浇铸速度发生变化的情况下保持保护渣的消耗量相对恒定。同时，和传统的振动方式相比，钩的深度也减少了14％。因此，与钩的深度直接相关的铸坯的皮下质量也得到了改善。

3.5带喷淋控制的软压下

动态软压下和动态二冷控制是改进API管线钢内部质量的重要手段。控制铸坯的锥度和辊缝后，中心偏析得到了改善。要应用好软压下技术，必须准确计算铸坯坯壳的厚度，并根据过热度、浇铸速度、钢种和喷淋水的流速计算铸坯的表面温度。

3.6产品的表面质量

对连铸机进行改造后，冷轧卷的质量水平明显提高，汽车表面用钢的缺陷比例下降63％。但还不能将这种改进完全归因于某项具体的工艺或设备，因为在设备改造的同时，许多工艺条件也发生了变化，例如采用中间包氩气密封、中间包用坝/堰、减少氩气流速等措施。今后随着对这些新设备操作经验的积累，预计产品质量将得到进一步提高。

4．结论

采用多项先进技术后，重要用途的宽板坯的生产效率和产品质量有了明显提高。用于汽车暴露部件、管线钢和其它高级钢钢卷的缺陷比例下降了60％以上。