天鋼ф210mm斷面圓坯的開發(fā)與生產(chǎn)實(shí)踐

1、天灃幺 分 d o i ：1 0 ． 3 9 6 9 ~． i s s n ． 1 0 0 6 — 1 I O X． 2 0 1 4 ． 0 4 ． 0 0 3天鋼 < z ) 2 10mm 斷面 圓坯 的開發(fā)與生產(chǎn) 實(shí)踐 于 濤 ，王玉新 ，焦 寅，付長(zhǎng)亮( 天津鋼鐵 集團(tuán)有限公 司煉鋼廠，天津 3 0 0 3 0 1 )【 摘 要 】 為滿 足市場(chǎng)需求 ， 天鋼通過設(shè)計(jì)合理 的結(jié) 晶器 及水套的尺寸 ， 確定連鑄工藝參數(shù) ，

2、選用合適 的保護(hù)渣 、澆注溫度及拉 速 、冷卻水 ，加 強(qiáng)操作管理 和設(shè) 備維護(hù) ，開發(fā)出2 1 Om m斷面 圓坯 。經(jīng)實(shí)踐 ，2 1 0m m斷面 圓坯 年產(chǎn) 2 O 余萬(wàn)噸 ，原始合格率達(dá) 9 9 ． 9 3 ％，其形成 的 2 0 余種產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 ，能夠滿足生產(chǎn)要求 ?！?關(guān)鍵詞 1 連鑄機(jī) ；結(jié)晶器 ； 拉速 ；二 冷改造 ；生產(chǎn) ；實(shí)踐 De v e l o p m e n ta n dP r o d u c t i o

3、nPr a c t i c eo fTi a n g a n g ‘ z ' 2 1 0m m Ro u n dBi l l e ti nTI S C Y U T a o ， Y U Xi n -Wa n g ， J I A0 Y i na n dFU C h a n g -l i a n g( S t e e l - ma k i n gP l a n t ， T i a n j i nI r o na n dS t e

4、 e lG r o u pC o mp a n yL i m i t e d ， T i a n j i n3 0 0 3 0 1 ， C h i n a)A b s t r a c tI no r d e rt om e e tt h ed e ma n db yt h em a r k e t ， T i a n j i nI r o na n dS t e e lG r o u pC o mp a n yL i m i t e d

5、( T I S C ) d e v e l o p e d210mmr o u n db i l l e tt h r o u g hd e s i g n i n gr e a s o n a b l ed i me n s i o n sf o rm o u l da n dw a t e rj a c k e t ， d e f i n i n gc a s t i n gp r o c e s sp a r a m e t e

6、r s ， a d o p t i n gs u i t a b l emo u l dp o w d e r ， c a s t i n gt e mp e r a t u r e ， c a s t i n gs p e e da n dc o o l i n gwa t e ra n de n h a n c i n go p e r a t i o nma n a g e me n ta n de q u i p me n tm

7、a i n t e n a n c e ． I na c t u a lp r o d u c t i o n ， t h ea b o v eb i l l e twa sp r o d u c e db ymo r et h a n2 0 00 0 0ta n n u a l l ywi t ho r i g i n a lq u a l i f i c a t i o nr a t ea s9 9 ． 9 3 ％ ． Ov e r

8、2 0k i n d so fp r o d u c tp r o d u c e db yi ts h o w e ds t a b l eq u a l i t ya n dme tp r o d u c t i o nr e q u i r e me n t ．Ke ywo r d sc a s t e r ； mo u l d ； c a s t i n gs p e e d ； s e c o n d a r yc o o l

9、 i n gr e v a mp ； p r o d u c t i o n ； p r a c t i c e1引言 天鋼生產(chǎn)圓坯 引進(jìn)康卡斯特6 機(jī)6 流方 圓坯連 鑄機(jī)進(jìn)行 澆注 ，初始設(shè)計(jì) 圓坯斷面 為 1 5 0mm和 2 0 0m m，投產(chǎn) 以來(lái) 先后形成了 1 5 0m m、1 6 0m m、1 8 0m m 和 q b 2 0 0m m 幾種斷面系列 的圓坯 ，一直 以來(lái) ，連鑄機(jī)設(shè)備運(yùn)行狀 況 良好 ，澆 注工藝控制

10、比較精確穩(wěn)定 ，鑄坯質(zhì)量穩(wěn)定可靠。受 設(shè)備 局 限性制 約 天鋼一 直沒 有拓 展更 大 斷 面的圓坯 ，但近 年來(lái) 周邊地 區(qū) 2 1 0mm 斷面 圓坯市場(chǎng)需求量增幅較快 ，為 了進(jìn)一步滿足市場(chǎng) 需求 ，提高企業(yè)生產(chǎn)圓坯 品種 的能力 ，我廠在保 留原有斷面品種 的基礎(chǔ)之上對(duì)設(shè)備及工藝進(jìn)行研 究 ，克服設(shè)備 空間問題 、備件 匹配性問題和優(yōu)化 工藝問題 ，成功地開發(fā) 出4 ) 2 1 0m m 斷面圓坯。- - 4 “2 連鑄機(jī)概況

11、 天鋼 圓坯連鑄工藝流程 ：鋼包 回轉(zhuǎn) 臺(tái)一 中間 包 結(jié) 晶器一 二冷區(qū)鑄坯導(dǎo) 向拉矯機(jī)_ + 中間輥 收稿 日 期 ：2 0 1 4 — 0 3 — 0 6 修 回 日 期 ：2 0 1 4 — 0 3 — 2 5作 者簡(jiǎn)介 ：于濤 ( 1 9 8 6 一 )，男 ，天津人 ，主要 從事連鑄 工藝方 面的研究 工作 ，E — m a i l ： 1 3 5 1 2 9 1 6 3 2 7 @ 1 6 3 ． C O B 。一 8 一

12、道 輔助拉矯一切割機(jī)一輸送輥道一活動(dòng)擋板 固定擋板一翻鋼機(jī)一撈鋼機(jī)一 翻轉(zhuǎn)冷床一收集架 眼。l連鑄機(jī)主要參數(shù)如表 1 所示 。3 新斷面開發(fā)的技術(shù)準(zhǔn)備 我廠 圓坯主要用 于軋制無(wú)縫 鋼管 ，應(yīng)避免 因鑄坯質(zhì)量 問題帶來(lái) 的外折疊 、內(nèi)翹皮 、內(nèi)折疊和 鋼管內(nèi)部夾雜超標(biāo) 等缺 陷 ，因此 ，對(duì) 圓坯 的質(zhì)量 要求是 ：良好 的中心致密度和低倍組織 ，防止 內(nèi)部缺陷產(chǎn)生 ；較好的表面質(zhì)量 ，如有表 面裂紋 、表皮 針孔 或夾渣 等 問題 ，

13、軋 管時(shí) 可能產(chǎn) 生外 折 疊 ；鑄坯潔凈度好 ；橢圓度符合要求n ] 。新斷面的開發(fā)主要是設(shè)計(jì) 2 1 0m m 斷面結(jié) 晶器 ，維持原有 的二冷 、拉矯機(jī)等設(shè)備 。為了保證 生產(chǎn)及產(chǎn)品正常 ，首先考慮設(shè)備 的使用條件 ，結(jié) 晶器要能夠保證安放結(jié) 晶器銅管 、電磁攪拌器 、結(jié) 晶器液位控制 系統(tǒng)和一次冷卻系統(tǒng) 。一套典 型 的結(jié) 晶器包括 ：放置水套和結(jié) 晶器 的焊接主體 ；一 次冷卻用給水管和排水管 ；足輥和足輥噴淋給 水管 ；結(jié)晶

14、器對(duì) 中底板 ；結(jié)晶器上下法蘭和連接 電磁攪拌法蘭；帶錐度和弧度的結(jié)晶器銅管等。( 鋼 鐵 冶 煉 )天 舜 冶 分 奏計(jì)算出的拉速為1 ． 7m ／ m i n 。綜合以上 ，將 2 1 0m m 斷面的圓坯拉速定為 1 ． 5 ～ 2 ． 0m／ mi n 。5 ． 22 1 0mm 斷 面結(jié) 晶器 水量 結(jié) 晶器的水量控制應(yīng)滿足鑄坯具有安全坯殼 厚度的條件下盡量減少水量 的原則 ，鋼水凝 固放 熱公式和結(jié)晶器冷卻水帶走熱量為 ：Q

15、= l e v p t C 1 (一) + 三 ， + C s ( T s 一) J ． Q = W× C x A T經(jīng)過計(jì)算 ，結(jié) 晶器的水流量 19 5 0L ／ m i n ，設(shè) 定報(bào)警水量為17 5 0L ／ m i n ，切斷流量為 l2 0 0L ／r a i n ，溫差報(bào)警溫度為1 2℃。水縫的設(shè)計(jì)參考公式 =／ S ，設(shè)定結(jié)晶器水 縫為3 ． 5m m，在結(jié) 晶器水流量為19 5 0L ／ r a i n 的情

16、 況下水流速為1 2 ． 3m ／ s ，符合水流速大于1 0m ／ s 的 一 般性要求 。5 ． 3 結(jié) 晶器振 幅 和頻 率 相 比小斷面鑄坯而言 ，大斷面鑄坯應(yīng)采用高 頻小振幅的結(jié) 晶器振動(dòng)模式 ，鑄坯與結(jié) 晶器之間 具有合適 的負(fù)滑脫時(shí)間 ，l連鑄機(jī) 的振動(dòng)模式為 正弦振動(dòng)模式 ，負(fù)滑脫時(shí)間參考公式 ：f：C O S - 1 (‘設(shè)定鑄坯振 痕間距為 1 5m m 左右 ，坯殼與結(jié) 晶器 的負(fù)滑脫時(shí) 間為0 ． 1 0 ～ 0

17、 ． 1 1S ，帶人公式后 ，制定結(jié)晶器振幅和頻率分別為3m m 和11 0 次／ m i n 。5 ． 4 二 冷水設(shè) 計(jì) 二冷水 的設(shè)計(jì)原則是冷卻強(qiáng)度依次減弱 ，關(guān) 鍵是保證鑄坯冷卻均勻并形成足夠強(qiáng)度 的坯殼 防 止鑄坯變形 ，設(shè)計(jì) 比水量為0 ． 8 0 ～ 0 ． 9 0L ／ k g 。二冷 區(qū)分為三個(gè) 區(qū) ：一 區(qū)噴嘴個(gè)數(shù)為2 0 個(gè) ，冷卻水 比 例為3 3 ％；二 區(qū)噴嘴個(gè)數(shù)為7 6 個(gè) ，冷卻水 比例為 4 8 ％；

18、三區(qū)噴嘴個(gè)數(shù)為4 8 個(gè) ，冷卻水 比例為1 9 。6 ‘ z ' 2 1 0m m 新斷面的生產(chǎn)實(shí)踐 天鋼 1連鑄機(jī)于2 0 1 2 年6 ) q 開始生產(chǎn) 2 1 0m m圓坯 ，至今為止 已生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳鋼 ( 2 0 、4 5 )、低 合金高強(qiáng)鋼 ( Q 3 4 5 B)、石油套管鋼 ( 2 6 C r M o 4 、2 7 M n Cr 6、 28 M n V 、 3 4 M n 5、 3 7Mn 5、 3 8 M n 2

19、 VC, I 等 )、高壓鍋爐用鋼 ( 2 0 G、1 2 C r l M o V G) 等2 O余 品種 。圓坯產(chǎn) 品主要供下游客戶生產(chǎn)各種用途 鋼 管 ，必須保 證鋼 管 的內(nèi)外表 面質(zhì) 量和 內(nèi)部質(zhì) 量 ，生產(chǎn)過程 中相關(guān)工藝控制情況介紹如下 。6 ． 1 保 護(hù)渣 一 10 一保護(hù)渣作為潤(rùn)滑劑 、鋼水凝 固傳熱介質(zhì) ，對(duì) 順利澆注和 良好的鑄坯表面質(zhì)量具有重要作用 ，保護(hù)渣選用不 當(dāng)很 容易造成鑄坯表 面結(jié)疤 、表面 裂紋 、皮

20、下夾雜等缺陷 ，嚴(yán)重時(shí)則 引發(fā)漏鋼 。針 對(duì)不 同類型的鋼種 ，選用不 同型號(hào)保護(hù)渣 ，含V鋼裂紋敏感性較強(qiáng) ，包 晶鋼相變體積收縮嚴(yán)重 ，兩者 均采用 抑制熱 流密 度 的保 護(hù)渣 ，如2 8 Mn V( 型號(hào)1 )和1 2 C r l Mo V G ( 型號(hào)2 )選用保護(hù)渣成 分見表3 。表 3 含 V鋼及包 晶鋼保護(hù)渣成分 型號(hào) T F eS i O 2A 1 2 O 3C a OM g OCK 2 OH 2 O型 號(hào) 11 ．

21、5 22 7 ． 77 ． 2 82 3 ． 5 93 ． 8 81 6 ． 50 ． 2 80 ． 2 5型 號(hào) 20 ． 4 93 7 ． 13 ． o 33 3 ． 5 32 ． 27 ． 0 41 ． 0 20 ． 4 16 ． 2 溫度及 拉 速 溫度 的高低對(duì)鑄坯 內(nèi)部質(zhì)量具有 明顯影響 ，在不影響澆注 的同時(shí)采用低過熱度控制是追求 良 好鑄坯 內(nèi)部質(zhì)量普遍采取的原則 。我廠生產(chǎn) q O 2 1 0m m圓坯的過熱度控制在

22、( 3 0 ±1 0 ) ℃之間 ，對(duì)于 容易產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力或者 下游客戶采用剪切戶定 的 鋼種過熱度盡量做N2 0 ～ 3 0o C 。拉速控制按照前 文工藝參數(shù)要求執(zhí)行 ，創(chuàng)造條件 以盡量保持恒拉 速操作 ，避免快提拉速。6 ． 3 結(jié) 晶 器 液 位 結(jié) 晶器 液位 不穩(wěn) 定很 容 易導(dǎo)致 鑄坯 產(chǎn) 生表 面缺陷。點(diǎn)檢工作 中做好對(duì)塞棒箱 、拉矯機(jī) 的維 護(hù) ，防止因設(shè)備原 因造成的結(jié) 晶器 內(nèi)液位波動(dòng) ；實(shí)際控制中 ，嚴(yán)

23、格要求 水 口對(duì) 中，水 口插入深度 范圍在8 0 ～1 2 0m m，保證結(jié)晶器液位下端鋼液流 場(chǎng)的均勻穩(wěn)定 。 自 生產(chǎn) 2 1 0m m 圓坯 以來(lái) ，結(jié) 晶 器液位波動(dòng)基本控制在 ±5m m以內(nèi)，因個(gè)別原 因造成液位波 動(dòng)異常時(shí) ，需對(duì) 問題鑄坯進(jìn)行甩坯處 理 。6 ． 4 冷卻 水 針 對(duì)不 同的鋼 種應(yīng)選 用合 適 的結(jié) 晶器冷 卻 水 ，對(duì) 于一般 鋼種 ，結(jié) 晶器冷卻 水 目標(biāo)水 量為 19 3 0L ／ m