寶鋼集團(tuán)一鋼公司不銹鋼連鑄工藝特點(diǎn)

1、寶鋼集團(tuán)一鋼公司不銹鋼連鑄工藝特點(diǎn)無(wú)錫不銹鋼市場(chǎng) 2007-1-15 21:51:11 1、前言 由于不銹鋼所具有的不銹、耐腐蝕等特殊性能，它的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。不銹鋼的澆鑄已普遍使用連鑄工藝，目前用于澆鑄不銹鋼方坯、板坯的專用連鑄機(jī)已達(dá)77臺(tái)，不銹鋼連鑄比已超過(guò)95。全球2001年生產(chǎn)不銹鋼1600萬(wàn)噸，消費(fèi)總量達(dá)1350萬(wàn)噸，我國(guó)2000年不銹鋼粗鋼產(chǎn)量雖已達(dá)55萬(wàn)噸，而2001年上半年的消費(fèi)水平卻已達(dá)到了140-150萬(wàn)噸，可見(jiàn)我國(guó)不銹鋼的產(chǎn)量與消費(fèi)量之間存在著較大缺口，我國(guó)作為一個(gè)鋼鐵大國(guó)發(fā)展不銹鋼事業(yè)任重而道遠(yuǎn)。正是在這種形勢(shì)下寶鋼集團(tuán)一鋼公司(以下簡(jiǎn)稱一鋼)目前正在建設(shè)我國(guó)最大的不銹

2、鋼精品基地，預(yù)計(jì)2004年5月正式投產(chǎn)，屆時(shí)將以每年70萬(wàn)噸的不銹鋼產(chǎn)品投入市場(chǎng)，為緩解不銹鋼產(chǎn)品的供需矛盾起到應(yīng)有的作用。 由于在凝固過(guò)程中各類不銹鋼容易產(chǎn)生裂紋、偏析、夾雜等缺陷，在連鑄工藝、設(shè)備的配置，以及在精整工藝上不同于其它鋼種。本文通過(guò)對(duì)一鋼不銹鋼連鑄工藝特點(diǎn)的論述，較全面地介紹不銹鋼連鑄工藝及設(shè)備的特點(diǎn)。 2、大包下渣檢測(cè)技術(shù) 由于不銹鋼是高附加值產(chǎn)品，在保證鋼水純凈度的條件下，應(yīng)盡量提高鋼水的收得率，其最有效的措施是采用大包下渣檢測(cè)裝置。經(jīng)多方案比較，一鋼采用了內(nèi)裝線圈式下渣檢測(cè)裝置。在鋼包的出鋼口處安裝了線圈式的下渣檢測(cè)裝置，鋼水和鋼渣經(jīng)過(guò)鋼包水口時(shí)，對(duì)于線圈所產(chǎn)生的電磁波有

3、不同的影響，下渣檢測(cè)信號(hào)反饋裝置，把不同的電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)變成顯示信號(hào)，并傳送至主控室PLC，PLC系統(tǒng)據(jù)此決定在澆鑄后期關(guān)閉鋼包滑動(dòng)水口的準(zhǔn)確時(shí)間。 3、中間包采用的鑄流控制和測(cè)溫技術(shù) 31采用塞棒控制鑄流 中間包鑄流的控制方式有塞棒和滑動(dòng)水口兩種，由于塞棒控制有以下優(yōu)點(diǎn)： 塞棒的工作條件好，便于更換； 由塞棒控制鑄流，結(jié)晶器內(nèi)的鋼水流動(dòng)性好； 浸入式水口可采用內(nèi)裝式，使鋼水在澆鑄過(guò)程中不易吸入空氣； 運(yùn)行成本比滑動(dòng)水口低。 因此一鋼工程的中間包鑄流采用了塞棒控制。 32中間包連續(xù)測(cè)溫 中間包采用連續(xù)測(cè)溫裝置，以便動(dòng)態(tài)地準(zhǔn)確地跟蹤中間包內(nèi)鋼水的溫度，為制定合理拉速、鑄坯質(zhì)量的判定、鑄坯溫度場(chǎng)的計(jì)

4、算提供依據(jù)。 4、結(jié)晶器液面自動(dòng)控制 采用結(jié)晶器液面自動(dòng)控制裝置。通過(guò)檢測(cè)結(jié)晶器內(nèi)液面的高度， 同時(shí)將信號(hào)反饋到主控室PLC，PLC系統(tǒng)以此作為調(diào)節(jié)中間包內(nèi)塞棒開(kāi)口度的依據(jù)。 5、連鑄時(shí)的輥縫自動(dòng)控制和動(dòng)態(tài)輕壓下 51輥縫自動(dòng)控制技術(shù) 采用輥縫自動(dòng)控制技術(shù)，可以使連鑄機(jī)在不停機(jī)的情況下，自動(dòng)調(diào)整各扇形段的輥縫及錐度，以生產(chǎn)不同斷面的鑄坯，提高連鑄機(jī)作業(yè)率。一鋼不銹鋼產(chǎn)品大綱覆蓋了奧氏體、鐵素體和馬氏體以及更高級(jí)別的鋼種，產(chǎn)品的品種必然會(huì)隨著市場(chǎng)的要求經(jīng)常變換，而不銹鋼不同鋼種的收縮率相差較大，輥縫遠(yuǎn)程自動(dòng)控制更顯得必要。 一鋼不銹鋼連鑄機(jī)扇形段輥縫自動(dòng)控制技術(shù)的特點(diǎn)是在每個(gè)扇形段的進(jìn)、出口處各

5、設(shè)置一對(duì)液壓缸，每一個(gè)液壓缸都有一個(gè)位置傳感器。通過(guò)位置傳感器，可分別控制扇形段進(jìn)、出口的開(kāi)口度，以滿足對(duì)鑄流的厚度和錐度的調(diào)節(jié)要求。在工藝上，通過(guò)鑄流的溫度場(chǎng)，結(jié)合所澆鑄的鋼種，計(jì)算出鑄坯在整個(gè)鑄流導(dǎo)向段上的實(shí)際收縮情況，相應(yīng)得到實(shí)際的輥縫值，然后通過(guò)液壓系統(tǒng)，調(diào)節(jié)扇形段上的液壓缸，來(lái)實(shí)現(xiàn)鑄坯厚度、錐度的動(dòng)態(tài)控制。上述鑄流的計(jì)算模型，同時(shí)還可用于鑄坯二次冷卻動(dòng)態(tài)控制模型。 52動(dòng)態(tài)輕壓下(Dynamic Soft Reduction) 動(dòng)態(tài)輕壓下的原理是通過(guò)對(duì)鑄坯凝固末端固相率fs=06-08區(qū)間施加一定的壓力，以減少液相穴中由于殘余鋼水中c或s等化學(xué)元素富集而產(chǎn)生的中心偏析，還可矯正板坯在

6、彎曲、矯直過(guò)程中所產(chǎn)生的變形，改善不銹鋼鑄坯表面質(zhì)量。采用扇形段輥縫自動(dòng)控制模型來(lái)實(shí)施動(dòng)態(tài)輕壓下可使板坯的中心偏析達(dá)到最低水平。 輥縫動(dòng)態(tài)自動(dòng)控制系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)鑄坯動(dòng)態(tài)輕壓下打下了基礎(chǔ)。在輥縫動(dòng)態(tài)控制模型中，再加上一些模塊，計(jì)算出鑄流中心固液兩相區(qū)固相率fs=06-08的實(shí)際位置和壓下量的大小，通過(guò)對(duì)扇形段的調(diào)節(jié)，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄坯的動(dòng)態(tài)輕壓下。動(dòng)態(tài)輕壓下一般作用在矯直段后面的水平扇形段的鑄坯上。 一鋼不銹鋼連鑄機(jī)動(dòng)態(tài)輕壓下的壓下量般為07-11mmm，總壓下量為3-5mm。 6、二冷區(qū)的冷卻和電磁攪拌 61二冷水動(dòng)態(tài)控制 一鋼不銹鋼連鑄機(jī)的二次冷卻采用汽-水混合冷卻，汽水比為15：1，二次冷卻水的控

7、制回路共有7個(gè)，每一回路的進(jìn)水量的設(shè)定值，都根據(jù)該回路所測(cè)得的實(shí)際進(jìn)水溫度（t進(jìn)口）進(jìn)行修正，將（t進(jìn)口）與目標(biāo)溫度（t目標(biāo)）相比較，一般25t目標(biāo)35，當(dāng)t進(jìn)口25或t目標(biāo)35時(shí)，二冷水的自動(dòng)控制系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻水的流量。各回路的冷卻水流量，是二級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)澆鑄速度、澆鑄鋼種和溫度修正因子等因素計(jì)算確定的。計(jì)算方法如下： V17f1xf2xk1-7 式中：V17：水量設(shè)定值 f1:過(guò)熱度修正因子 f2:進(jìn)口溫度修正因子 k1-7：與澆鑄速度和所澆鋼種有關(guān)的水率 6.2電磁攪拌 電磁攪拌的作用可以改變鑄坯的表面和內(nèi)部質(zhì)量。電磁攪拌裝置安裝在連鑄機(jī)的不同位置所起的作用也不同，通常電磁攪拌安

8、裝的位置有結(jié)晶器內(nèi)（MEMS）、二冷區(qū)（SEMS）、凝固末端（FEMS）。 一鋼不銹鋼連鑄機(jī)采用了SEMS，用以減少鑄坯的中心偏析、中心裂紋等缺陷。特別對(duì)于鐵素體不銹鋼，由于其在澆鑄過(guò)程中結(jié)晶速度快，柱狀晶特別發(fā)達(dá)，通過(guò)電磁攪拌可以打碎柱狀晶而形成等軸晶，改善鑄坯質(zhì)量。 7、不銹鋼鑄坯的精整工藝 由于各類不銹鋼各自所具有的特性，其精整工藝也各不相同，需根據(jù)每類鋼種的不同特性，制定不同的冷卻工藝和修磨工藝。 8、結(jié)束語(yǔ) 不銹鋼鑄坯在澆鑄過(guò)程中容易產(chǎn)生裂紋、偏析、夾雜等缺陷，因此，在連鑄工藝、設(shè)備配置以及精整工藝上采用以下措施是非常必要的： (1)采用鋼包下渣檢測(cè)裝置提高鋼水的潔凈度。 (2)中間包鑄流采用塞棒控制可保持鋼水好的流動(dòng)性，減少鋼水的二次氧化。 (3)中間包連續(xù)測(cè)溫可以動(dòng)態(tài)地、準(zhǔn)確地跟蹤中間包內(nèi)鋼水的溫度。 (4)采用二冷水動(dòng)態(tài)控制可以準(zhǔn)確地控制二冷水的水量及拉速，提高鑄坯表面及內(nèi)部質(zhì)量。 (5)采用輥縫