攀钢板坯连铸高效化技术研究

简述了攀钢板坯连铸高效化生产技术及其应用效果.通过研究开发适应高拉速要求的连铸保护渣、结晶器冷却制度和钢水温度控制制度,连铸拉速达到1.30～1.80 m/min;通过应用钢包渣改性、精炼工艺优化和高粘度连铸保护渣,IF钢冷轧板卷条痕缺陷率由10.97%降至1%以内;通过合理分配两台板坯铸机功能,推广应用中包快换水口,减少LF工序钢水加热时间和提高RH连续处理能力等技术,铸机作业率由平均89.39%增至92.96%.为攀钢2008年上半年板坯产量达154万t提供了重要的技术支撑.     

采用薄板坯连铸生产高表面质量冷轧钢板的可行性分析

薄板坯连铸由于拉速高,结晶器容量小,结晶器钢水液面波动高度和表面流速显著高于传统连铸,因此容易造成保护渣卷渣,这是薄板坯连铸生产高表面质量冷轧钢板钢种的主要困难所在。NUCOR、蒂森一克鲁伯等企业采用薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧钢板的实践也表明,在表面质量方面与传统工艺产品尚有较大的差距。采用薄板坯连铸工艺生产优质冷轧钢种,应适当增加铸坯厚度,以降低拉速和增加结晶器对钢水流的缓冲作用,可采用120mm厚铸坯(结晶器出口),3m／min左右拉速。为了减少结晶器保护渣卷渣,应对中等厚度薄板坯连铸结晶器内钢水流动控制(SEN结构参数、SEN浸入深度、拉速等)、电磁制动、保护渣等开展深入的试验研究。     

高速连铸板坯时结晶器热流量对纵向表面裂纹的影响

1 前言 在高速连铸的开发中,通过结晶器保护渣控制结晶器中的热流量对生产无表面缺陷的板坯是很重要的,研究保护渣的性能和结晶器中热流量之间的关系很有必要。已经研究了当连铸速度为2米/分钟时,低于弯月面的温度和纵向表面裂纹产生量之间的关系,但不是从结晶器中热流量的观点来讨论的。有关热流量,则根据在一个1.8米长,铸速为3米/分的连铸机上进行的小规模连铸试验的结果,报导了热流量随铸速的提高而增加。但未提及结晶器保护渣的性能。我们的研究是在Kashima钢厂的一台铸速从1.2到5米/分钟的试验连铸机上进行的。研究了以在结晶器中测量     

攀钢高拉速板坯连铸保护渣的开发

根据攀钢2号板坯连铸的工艺特点，在分析了高速连铸对保护渣性能要求的基础上，研究开发出了适应高拉速浇注的连铸保护渣，工业试验结果表明，研究开发的XIZ-DT高拉速用连铸保护渣，在拉速≥1．75m／min时，结晶器内熔化状况良好，保护渣消耗量0．38-0．42kg／t，所浇铸坯表面质量良好，铸坯表面无清理率98．70％，能够满足攀钢2号板坯高速浇注的需求。     

板坯连铸结晶器电磁制动技术及其应用

叙述了板坯连铸结晶器中应用电磁制动技术的发展、研究状况。电磁制动技术可以控制结晶器内钢液的流动，减少结晶器保护渣的卷渣，有利于结晶器内夹杂物的去除，从而提高铸坯质量，并有利于提高铸坯拉速。研究结果表明电磁制动特性取决于板坯宽度、浇铸速度、氩气流速和浸入式水口(SEN)形状等浇铸参数，介绍了各种浇铸参数对电磁制动效果的影响。     

高拉速板坯连铸保护渣的应用

根据攀钢2^#板坯连铸的工艺特点，在分析了高速连铸对保护渣性能要求的基础上，研究开发出了适应高拉速浇注的连铸保护渣，工业试验结果表明，研究开发的YC—DT高拉速用连铸保护渣，在拉速≥1.70m/min时不仅结晶器内熔化状况良好，而且保护渣消耗量适宜，所浇铸坯表面质量良好，能够满足攀钢2^#板坯高速浇注的需求。     

板坯连铸机拉速优化控制模型

以板坯连铸机二维非稳态传热数学模型为工具，对连铸的工艺参数进行分析，从而得出影响铸机拉速的限制性因素是铸坯出结晶器时坯壳厚度。在计算机上对诸多工况铸坯的凝固过程做了琥交试验，回归了出结晶器时坯壳厚度与拉速、过热度的计算公式，为板坯连铸机浇铸速度的控制提供了理论依据，对稳定连铸机生产和进一步发挥现有铸机的潜力具有一定的实用价值。     

低合金钢连铸工艺研究

研究了连铸低合金钢的拉速、二冷配水，结晶器保护渣，结晶器喂稀土丝等工艺，解决了低合金钢连铸工艺容易拉生铸坯表面裂纹，水口堵塞等问题，为攀钢1350板坯连铸机生产低合金钢奠定基础。     

板坯连铸提高拉速工艺研究与实践

对首钢二炼钢板坯铸机提高拉速的工艺进行了研究。为适应1．2～1．3m／min拉速条件下稳定正常的生产,对结晶器冷却水量、浸入式水口参数、二冷比水量、振动参数、保护渣性能指标进行了调整,最高拉速达到了1．4m／min。研究了拉速变化对结晶器热流密度的影响、提高拉速后对结晶器铜板温度的影响、矫直区铸坯表面温度变化、保护渣耗量的变化等。通过采取以上措施,与0．8m／min拉速情况对比,铸坯表面纵裂发生率维持在同一水平,含铌的微合金钢种一检合格率显著上升,铸坯内部质量维持在同一水平。板坯双流铸机改为单流铸机后,由于拉速的提高,板坯月产量达到了9．5万t,达到了双流铸机的产量水平。     

宽板坯连铸结晶器内液面波动的数值模拟

以150 mm×(1 600～3 250) mm宽板坯连铸结晶器为研究对象,利用大型商业软件ANSYS CFX10.0建立了一个三维有限体积模型,采用多相流的VOF模型对结晶器内保护渣-钢液界面波动进行数值模拟,重点研究了拉速、水口倾角、铸坯断面宽度等工艺参数对结晶器内液面波动的影响.结果表明:随着结晶器宽度、拉速的增加,液面波动明显增大;采用较大的水口倾角,可以抑制液面波动,减少卷渣.     

吹氩板坯结晶器水模型实验研究

采用1：2.5的相似比,以1 500 mm×280 mm断面的结晶器为原型建立水模型,试验研究了在吹氩条件下拉速,水口倾角、吹气量和浸入深度对液面波动的影响,并分析了在试验条件下的卷渣行为,研究结果表明在吹氩条件下主要存在气泡群冲击卷渣和类漩涡卷渣两种方式。     

CSP薄板坯连铸低碳钢结晶器保护渣的研究

高拉速薄板坯连铸保护渣与常规板坯连铸保护渣在物理性能上有较大差异，通过对保护渣理化性能、熔化特性的研究，确定了适合高拉速薄板坯低碳钢连铸用保护渣的理化指标。     

结晶器专家系统在莱钢宽厚板连铸机中的应用

为减少漏钢事故,莱钢在宽厚板连铸机应用结晶器专家系统,使用神经元网络模块建立振动摩擦力分析模型,通过拉钢过程中摩擦力的变化特征来预报不同类型的漏钢;将实时采集到的热电偶温度、拉速、液位、摩擦力等作为模型的基本参数,钢种、水垢厚度、保护渣、铸坯宽度等作为辅助参数,建立结晶器热力学模型,采用离线方式训练神经元网络。应用表明,连铸过程漏钢预警预报频率逐渐减少。     

宽板坯结晶器保护渣的开发

宽板坯连铸与常规板坯连铸相比有着较大的差异.通过对保护渣理化性能、绝热保温性能的研究,确定了适合于宽板坯中碳钢连铸用保护渣的理化指标,并开发出XCN-Z型保护渣.工业应用表明:研制的XCN-Z型宽板坯连铸用保护渣使用效果好,能满足拉速为1.3～1.5 m/min的中碳钢中厚板坯连铸连轧的要求.     

宽板坯低碳钢专线化生产实践及动态精准控制

为理顺炉机对应关系、加快炼钢生产节奏,本钢转炉炼钢厂划出7条专业化生产线,以宽板坯低碳钢生产线为例,基于甘特图对转炉、RH、连铸的工序作业时间进行节奏匹配分析,指出转炉和连铸工序为原流程优化的目标。由此,采用提高转炉供氧强度、增加吹炼后期底吹流量、减少出钢和溅渣时间、优化浸入式水口结构、调整结晶器冷却水量、MM-EMS结晶器电磁控制、开发高拉速保护渣等工艺优化措施,并通过控制浇铸周期,转炉、RH、连铸3个工序的整体节奏从平均46 min精准地降至32～34 min,炼钢生产趋于高效、平稳、动态化、精准化。     

板坯连铸结晶器液面的周期性瞬态特征

 采用1[∶]1水模型和工业试验研究了常规板坯连铸结晶器液面的瞬态特征。研究发现,常规板坯结晶器液面存在“周期性畸变”。该现象表现在液面每隔20～30 s出现约5 s的畸变。畸变期间窄面处液面凸起,宽度1/4处液面凹陷且表面流速达到极大值,易导致卷渣。定义上次液面畸变结束到本次畸变结束时间为畸变周期。水模型结果显示,提高拉速畸变周期减小,而提高水口浸入深度与倾角液面畸变周期增大,但改变这些参数不能消除周期性畸变。对液面畸变周期的影响程度为：水口倾角>拉速>水口浸入深度。工业试验也证实液面周期性畸变的确存在。适当增大水口倾角有利于减少液面周期性畸变导致的卷渣。     

QRD钢结晶器保护渣的研制及应用

概述了武钢炼钢总厂四分厂QRD钢连铸对保护渣的要求,通过对QRD钢特点的分析,对保护渣物理化学性能进行了研究,确定了适合QRD钢结晶器保护渣指标,该保护渣具有低熔点、高黏度、低碱度、好的保温性能和熔化均匀性的特点。工业试用表明,使用此保护渣浇铸无漏钢,未发生预报,铸坯质量良好,能够满足四分厂的生产需求。     

板坯连铸结晶器非稳态流场的模拟研究

本文运用数值模拟研究方法,研究高拉速厚板坯连铸非稳态结晶器流动特性,研究浸入式水口堵塞、水口不对中对结晶器流场、液面流速和对初生坯壳的影响。高拉速厚板坯连铸,铸坯质量下降,90%表面缺陷集中在铸坯边角区域,最严重的缺陷是铸坯中心和角部纵裂。非稳态工况对结晶器的流场影响因素更为显著,研究发现水口堵塞程度、水口出口流速、流量分配比是结晶器液面流速不对称、液面波动的主要影响因素,水口不对中是钢液流股对结晶器初生坯壳局部热冲击的主要因素,因此高拉速连铸应尽量避免非稳态工况操作,确保产品质量和效率的双赢。     

集装箱板钢薄板坯连铸用结晶器保护渣

针对集装箱板钢薄板坯连铸过程中拔热量偏低及不稳定问题,根据集装箱板钢种及相适应的结晶器保护渣特点,分析了结晶器拔热量与保护渣理化性能的关系,提出了相应的保护渣理化性能指标。实践表明：新开发的XCZH保护渣的使用性能稳定,铸坯表面质量良好。