本钢BSP薄板坯连铸机概述1.doc

本钢BSP薄板坯连铸机概述陶力群 李秉强（本溪钢铁集团公司炼钢厂） 摘要 介绍薄板坯连铸机生产工艺及技术状况。 关键词 薄板坯连铸机，H2漏斗型结晶器，带LPCS的动态软压下。Summaries of Bengang BSP Flexible Thin Slab Caster Liu Jun Tao Liqun Li Bingqiang（Steel Making Plant of Benxi Iron &Steel (Group) Co.Ltd）Abstract This paper introduced production process and technology of flexible thin slab caster. Key words flexible slab caster H2 funnel mould dynamic soft reduction with LPCS1 前言 自八十年代末美国纽柯公司的克里福兹维尔厂投产世界上第一台连铸连轧短流程生产线，经济效益显著，引起国际冶金界的重视。薄板坯连铸连轧技术与传统连铸连轧技术相比较，具有生产流程短，节约能源，降低生产成本及劳动强度等优点。目前，随着薄板坯连铸连轧技术的日臻成熟，它所能生产的钢种已扩大到包括包晶钢、硅钢、汽车用钢、低碳钢、中碳钢、高碳钢、高强度合金钢等多个种类，产品结构越来越广泛。本钢BSP薄板坯连铸机技术由Danieli公司提供：应用H2漏斗型结晶器、带LPCS的动态软压下、结晶器漏钢预报和热相图等技术，使BSP薄板连铸机的工艺技术和设备性能达到世界一流水平。以下对本钢BSP薄板坯连铸机的工艺技术及设备性能做以介绍。2 本钢BSP薄板坯连铸连轧工艺简介BSP连铸-连轧短流程生产线生产厚度为90/70mm和100/85mm的铸坯。连铸机采用H2漏斗型结晶器，结晶器长度1200mm，结晶器下部为2对带辊型的足辊，扇型0段前5对为带辊型的夹持辊，将出结晶器后有凸度的铸坯压平。连铸机为直弧型，设9个扇型段，冶金长度14.27m。采用8点弯曲，3点矫直。液芯压下采用动态软压下技术。铸机后为辊底式加热炉，在粗轧机后设保温辊道。连轧机是2+5方式，即2架粗轧机，5架精轧机。轧制带钢的最终厚度为0.8-12.7mm。1本钢BSP薄板坯连铸机的工艺流程：钢包回转台 钢包称重接收位接收钢包旋转180度至浇铸位置中间包液位控制塞棒控流自动对中、升降功能定时换渣线功能中间包预热一次冷却变化水量冷却出口温度恒定中间包准备：水口、塞棒安装、喷涂长漏斗型、直H2结晶器具备结晶器在线调宽功能 动态软压下 最终板坯厚度70/85mm二次冷却水 气雾冷却扇型0段矫弯单元板坯弯曲采用小振幅高频率的液压振动方式扇型16段弯曲单元板坯容器结晶器电磁涡流和Co60液位控制扇型7段矫直单元板坯矫直结晶器漏钢预报和热相图系统扇型89段水平单元板坯拉矫带旋转除磷的拉矫单元板坯拉矫和除磷定尺剪切、优化剪切事故下的碎断切头、切尾、取样起停式摆剪板坯剪切切头、切尾、试样收集箱图1：本钢BSP薄板坯连铸机的工艺流程Figure 1: Process of Bengang BSP Thin Slab Caster3 薄板坯连铸机主要技术性能参数表1: 薄板坯连铸机主要技术性能参数Table.1: Main technology characters of thin slab caster基本特征工艺设置坯厚（mm）90/70100/85机型直-弧结晶器H2结晶器全长漏斗结晶器振动台液压振动铸坯支撑结晶器下7对带辊型密排分节辊，多点弯曲矫直，扇型段密排分节辊冷却气-水弧形半径（m）5冶金长度（m）14.27液芯压下采用动态软压下拉坯速度（m/min）2.56.0剪切机启停式摆剪除磷机高速喷淋水除磷4 薄板坯连铸机采用的新技术34.1 H2漏斗型结晶器结晶器及其相关技术是薄板坯连铸机的核心，与传统的平行式结晶器不同，达涅利公司采用自主专利的H2漏斗型结晶器，这样，结晶器上口尺寸更大（约180mm）。增大了弯月面的面积。H2结晶器长1200mm，出结晶器时铸坯带凸度，经2对带辊型的足辊和扇型0段前5对带辊型的夹持辊压平，加上结晶器总长，漏斗型总长约2100mm。由于具有平滑的漏斗型，可减少结晶器内初生坯壳所受的机械应力。长漏斗型结晶器分为两个不同区域： 上部是断面圆周式，其渐进缩小的特点可补偿因凝固造成的坯壳收缩。 下部是垂直墙壁式（中心部分有曲度，外部平行），可避免引锭杆拉出时产生问题。为保证结晶器坯壳接触并且避免间隙形成，上部区（有锥度）和下部区（垂直）每个宽面通过圆边连接。H2漏斗型结晶器具有以下特点： 由于具有平滑的漏斗型，在铜板和坯壳之间无间隙产生。 液态钢水面积更大，有利于结晶器保护渣的熔化（结晶器的润滑更好）。 液体熔池波动小，可获得更稳定的弯月面。 结晶器内无钢水对坯壳的冲刷和重熔现象（可减少漏钢危险）。 SEN和结晶器铜板之间的空间更大。 在板坯宽度方向上，温度和凝固组织均匀。图2：DANIELI H2漏斗型结晶器Figure 2: DANIELI H2 funnel mould4.2 带液芯压下的动态软压下液芯压下的原理是，当铸坯离开结晶器后，在紧接其后的每个扇型段内弧侧设置2对带位置传感器的液压缸，系统内设重力传感器。外弧侧固定，内弧侧用液压缸推动，将铸坯压下到工艺要求的厚度规格。达涅利动态软压下通过动态凝固模型和液芯模型，可根据钢种、铸速、中间包过热度自动计算铸坯的凝固终点。因而将铸坯厚度的减小均匀地分配在各个扇形段内。其最大压下量为20mm。软压下的实施发生在凝固摩擦力允许的区域内，在液芯完全凝固发生前端对铸坯实施2-3mm的压下可减少铸坯的中心偏析和中心疏松。采用带位置传感器的液压缸使动态软压下不仅可以控制压下位置，而且可以控制压下力。并动态调整扇形段的压下位置。图4： 带LPCS的动态软压下Figure3: Dynamic soft reduction with LPCS4.3 结晶器液压振动技术采用液压振动技术振幅和频率的操作范围宽（振幅：020mm，频率：0600opm），在浇注期间，振幅和频率能连续调整。并且可以灵活地调整振动参数，不局限于单一的正弦振动方式。有利于改善铸坯的润滑，减少漏钢。并减少振痕，改善铸坯表面质量。液压振动可改变振动波形，能使用的典型波形为非对称正弦波形。使用非对称正弦波形在半个循环内可获得不同的结晶器速度。可实现在线调整振幅和正、负滑脱的比例。在高拉速条件下，保证一定的负滑脱率而不增大正滑脱，有利于保护渣均匀进入坯壳表面，形成均匀的渣膜厚度。2液压振动台可实现以下功能： 在不同拉速下，可获得持续的负滑脱时间。 对应于不同钢种有最佳的负滑脱时间。 可获得有规则的、浅的振痕。 能实现良好的润滑。 板坯无纵向裂纹。 无粘钢现象。图5：结晶器液压振动台控制图4Figure 4: Mould hydraulic oscillator control 4.4 结晶器热相图H2结晶器装配了： 90个热电偶安装在结晶器的宽面活动侧铜板上。 90个热电偶安装在结晶器的宽面固定侧铜板上。 7个热电偶安装在结晶器的左侧窄面铜板上。 7个热电偶安装在结晶器的右侧窄面铜板上。安装结晶器热电偶用于探测结晶器铜板与液态钢水接触部位的温度。所有的热电偶与PLC连接，读取热电偶探测的温度，产生温度图。热相图可帮助理解结晶器内各处的不同临界状态。通过热相图，操作者可即时观察到结晶器内的状态，因此能预知临界条件，这些临界条件可能引起裂纹等缺陷。 通过结晶器热相图可以检测从结晶器底部延伸的冷齿现象。冷齿发生的原因是由于结晶器窄侧铜板没有足够的锥度，在结晶器的窄侧的底部，铜板和坯壳之间能形成间隙。钢水静压力推向窄侧坯壳来补偿这个间隙。坯壳承受应力导致在宽侧铜板的中部，初生坯壳能与铜板脱离。使冷点从结晶器宽侧的底部升起。而且通过结晶器热相图。在结晶器顶部的冷点也能看到，冷点的产生是由于结晶器润滑剂不足，导致凝固坯壳的不规则收缩或渣卷入造成。图6： 结晶器热相图Figure 5: Mould thermal map4.5 结晶器液位控制结晶器液位控制采用两种不同的系统： 电磁涡流结晶器液位控制 辐射式结晶器液位控制两种结晶器液位控制系统的性能指标：表2 结晶器液位控制系统Table.2 mould level control systems结晶器液位控制系统电磁涡流型辐射型精度2.0 3.0读数范围100mm180mm响应时间50ms600ms两种控制系统具有各自的特点，在生产过程中可根据实际情况选择某一控制系统。并且，在使用过程中，两种控制系统可进行转换。在自动开浇阶段，通常使用辐射型液位控制系统，由于其具有探测范围宽的优点。而在稳定操作过程中，通常使用电磁涡流型结晶器液位控制系统，因其具有控制精度高的特点。对于生产裂纹敏感的钢种（包晶钢和极低碳钢），为防止缺陷的产生，必须使用控制精度高的结晶器液位控制系统。4.6 高效旋转除磷高温连铸坯在线轧制与常规流程轧制不同，铸坯没有冷却过程，在加热炉时间短，因此铁皮较薄。且由于薄板坯浇铸条件不同，铸坯表面有时还残留保护渣等，轧制前若不清除，将被压入。从而降低带钢的表面质量。为了提高除磷的效率，减少温降，薄板连铸机采用高效旋转式除磷机。在铸速条件下，水压240bar，水量2.64m3/h，最大温降为5。5 结论1、 本钢薄板连铸机设计为直弧型，有利于消除或减轻铸坯内夹杂物积聚问题。2、 薄板连铸机设计的浇注厚度增加（7090mm和85100mm），增大了结晶器弯月面的面积，使结晶器的润滑更好。3、 在二冷区对未完全凝固的铸坯施加动态软压下，使铸坯有1520mm的减薄；同时可将铸坯中心偏析的钢水挤出去，达到改善中心组织，消除或减轻中心偏析的目的。4、 结晶器液压振动技术有利于改善铸坯的润滑，减少漏钢。并减少振痕改善铸坯表面质量。5、 铁素体轧制技术和半无头轧制技术使成品轧制的最终厚度为0.812.7mm。6、 H2漏斗型结晶器、带液芯压下的动态软压下、结晶器热相图、结晶器液位控制、结晶器液压振动、高效旋转除磷机等技术的应用使这台铸机可生产包括包晶钢、硅钢、超低碳钢在内的高质量，高附加值产品。 参考文献1 何国梁. 薄板坯连铸技术的发展. 连铸, 1997, 3: 35.2 郭世宝等. 结晶器液压振动装置在板坯连铸机上的应用及实践. 连铸, 2002, 2: 78.3 Technical specification of thin slab caster - BSP pro