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中厚板連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量改進(jìn)與提升

文檔作者：張立標(biāo) 文檔來源：山東鋼鐵集團(tuán)濟(jì)南分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年05月27日
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第３９ 卷第６ 期
２０１７ 年１２ 月
甘 肅 冶 金
ＧＡＮＳＵ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．６
Ｄｅｃ．，２０１７
文章編號：１６７２-４４６１（２０１７）０６-００２７-０２
中厚板連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量改進(jìn)與提升
張立標(biāo)
（山東鋼鐵集團(tuán)濟(jì)南分公司煉鋼廠， 山東 濟(jì)南 ２５０１０１）
摘 要：濟(jì)鋼煉鋼廠新投產(chǎn)的６＃板坯連鑄機(jī)鑄坯內(nèi)部質(zhì)量不穩(wěn)定，中心偏析比較嚴(yán)重，影響軋制質(zhì)量。通過扇形段
開口度測量與校驗(yàn)技術(shù)的創(chuàng)新改進(jìn)、輕壓下模型的優(yōu)化以及一系列工藝操作優(yōu)化措施的實(shí)施，中厚板連鑄坯內(nèi)部
質(zhì)量得到了明顯改善，成功解決了６＃連鑄機(jī)中心偏析嚴(yán)重的技術(shù)難題，為濟(jì)鋼生產(chǎn)海工、雙抗、管線等高級別板材
提供了優(yōu)質(zhì)鑄坯，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
關(guān)鍵詞：連鑄機(jī)；中心偏析；開口度；輕壓下模型
中圖分類號：ＴＦ７７７．１ 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ
In Slab Continuous Casting Billet Internal Quality
Improvement and Improve
ＺＨＡＮＧ Ｌｉ-ｂｉａｏ （Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ Ｊｉｎａｎ Ｂｒａｎｃｈ， Ｊｉｎａｎ ２５０１０１，Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｂｌａｎｋ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｎｅｗｌｙ ｌａｕｎｃｈｅｄ ６＃ ｓｌａｂ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ
ｐｌａｎｔ ｏｆ Ｊｉｎａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ ｉｓ ｕｎｓｔａｂｌｅ ｗｉｔｈ ｓｅｒｉｏｕｓ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃｅｎｔｅｒ， ｗｈｉｃｈ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｒｏｌｌｉｎｇ．Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ
ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｂｌａｎｋ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｇｍｅｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ， ｔｈｅ
ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ
ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ．Ｔｈｅ ｓｅｒｉｏｕｓ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ
ｉｎ ｔｈｅ ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ６ ＃ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｓｏｌｖｅｄ ， ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｅｍｉｕｍ ｑｕａｌｉｔｙ ｃａｓｔｉｎｇ
ｂｌａｎｋ ｆｏｒ Ｊｉｎａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｈｉｇｈ-ｑｕａｌｉｔｙ ｓｌａｂｓ ｆｏｒ ｍａｒｉｔｉｍｅ ｗｏｒｋｓ， ｗｉｔｈ ｄｏｕｂｌｅ ｓｉｄｅ ａｎｔｉ-ｓｔａｔｉｃ ｃｏａｔｉｎｇ， ｆｏｒ
ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒｓ， ａｎｄ ｃｒｅａｔｉｎｇ ｇｏｏｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｓｏｃｉａｌ ｂｅｎｅｆｉｔｓ．
Key Words： ｃａｓｔｅｒ；ｃｅｎｔｅｒ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ； ｏｐｅｎｉｎｇ ｄｅｇｒｅｅ；ｌｉｇｈｔ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｍｏｄｅｌ
1 引言
山鋼集團(tuán)濟(jì)南分公司煉鋼廠６＃板坯連鑄機(jī)為
中冶京誠設(shè)計(jì)并施工建設(shè)，設(shè)計(jì)鑄坯坯型為２００／
２５０ ｍｍ×１ ６００ ～２ ３００ ｍｍ×２ ５００ ～４ １００ ｍｍ，于
２０１５ 年６ 月份投產(chǎn)，品種結(jié)構(gòu)以普碳鋼、普通低合
金鋼、船板鋼、高強(qiáng)鋼、管線鋼、海工鋼為主，軋制厚
度為８～１１０ ｍｍ 中厚板。自投產(chǎn)以來連鑄坯內(nèi)部質(zhì)
量不穩(wěn)定，中心偏析比較嚴(yán)重，軋制后鋼板內(nèi)部質(zhì)量
缺陷較多，產(chǎn)生了大量的協(xié)議板和廢品板，嚴(yán)重影響
了品種鋼的質(zhì)量。由于中心偏析嚴(yán)重導(dǎo)致鋼板分層
現(xiàn)象較多，產(chǎn)生了較多的探傷不合、鋼板分層等質(zhì)量
異議，給公司造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響了濟(jì)
鋼的產(chǎn)品形象。
2 問題分析
中厚板連鑄機(jī)鑄坯斷面尺寸大，鑄坯完全凝固
時(shí)間長，鑄坯更容易產(chǎn)生中心偏析、中心疏松、縮孔
等內(nèi)部缺陷。中心偏析、中心疏松、縮孔最早產(chǎn)生于
連鑄過程中，且在后期的加熱、軋制過程中也難以有
效消除。通過分析，在連鑄生產(chǎn)過程中，連鑄機(jī)扇形
段開口度設(shè)定及壓下量精準(zhǔn)度、鑄機(jī)輕壓下模型對
凝固末端的準(zhǔn)確捕捉及輕壓下量、二次冷卻制度及
效果、鋼水質(zhì)量等均對鑄坯內(nèi)部質(zhì)量產(chǎn)生影響。
3 質(zhì)量改進(jìn)與提升采取的措施
3．1 連鑄機(jī)扇形段開口度測量與校驗(yàn)方法創(chuàng)新與
改進(jìn)
萬方數(shù)據(jù)
為了解決現(xiàn)有開口度校驗(yàn)方法效率低，效果差，
盲目不合理，實(shí)施輕壓下后連鑄板坯內(nèi)部質(zhì)量不穩(wěn)
定等問題，創(chuàng)造性提出了一種連鑄機(jī)扇形段開口度
測量與校驗(yàn)方法。開口度測量與校驗(yàn)方法主要包括
以下步驟：
⑴將扇形段進(jìn)出口均壓至機(jī)械最低位置。
⑵測量扇形段實(shí)際開口度，利用手持式輥縫儀
分別測量扇形段左右進(jìn)口、左右出口四個(gè)位置點(diǎn)開
口度。
⑶將實(shí)際測得開口度值與傳感器監(jiān)控顯示開口
度進(jìn)行對比，如果扇形段左右進(jìn)口、左右出口四個(gè)位
置點(diǎn)實(shí)際測量開口度減相應(yīng)傳感器監(jiān)控顯示開口度
值均等于標(biāo)準(zhǔn)差值ａ，則不需要進(jìn)行校驗(yàn)，否則需要
開口度校驗(yàn)。
⑷確定校驗(yàn)值。
扇形段每個(gè)位置開口度校驗(yàn)值按以下方法進(jìn)行
計(jì)算：
Ｐ＝ＰＬ＋（Ｘ-Ｙ-ａ）
式中：Ｐ－本次校驗(yàn)值；ＰＬ－上次校驗(yàn)值；Ｘ－扇形
段開口度實(shí)際測量值；Ｙ－扇形段開口度傳感器監(jiān)控
顯示值；ａ－扇形段開口度實(shí)際測量值與傳感器監(jiān)控
顯示值的標(biāo)準(zhǔn)差值。
⑸開口度在線校驗(yàn)。
⑹重新驗(yàn)證。
按照步驟⑸校驗(yàn)完畢后，需要對校驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行
驗(yàn)證，重復(fù)步驟⑴、⑵，驗(yàn)證實(shí)際測量開口度－傳感
器監(jiān)控顯示開口度是否為標(biāo)準(zhǔn)差值ａ，如果是標(biāo)準(zhǔn)
差值ａ，則說明校驗(yàn)成功，否則需要按照步驟⑷、⑸
重新校驗(yàn)，直至實(shí)際測量開口度－傳感器監(jiān)控顯示
開口度為標(biāo)準(zhǔn)差值ａ。3．2 連鑄機(jī)動態(tài)輕壓下工藝模型的優(yōu)化與改進(jìn)
壓下率、壓下量、壓下區(qū)間是輕壓下的三個(gè)關(guān)鍵
工藝控制參數(shù)，見圖１。其中壓下量指鑄坯受輕壓
下作用前后厚度的改變總量；壓下區(qū)間指輕壓下的
作用區(qū)域；壓下率指壓下量在壓下區(qū)間內(nèi)的分配規(guī)
則。此外，壓下效率是用來標(biāo)識傳遞到液芯的實(shí)際
壓下量的比例參數(shù)。
圖１ 動態(tài)輕壓下工藝模型
根據(jù)不同鋼種的凝固理論可以發(fā)現(xiàn)，合金含量小的
普碳系列鋼種在凝固過程中具有以下特點(diǎn)：⑴兩相
區(qū)較長；⑵凝固坯殼較軟，在實(shí)踐生產(chǎn)中通過對比生
產(chǎn)不同鋼種時(shí)連鑄機(jī)扇形段實(shí)際壓力可以明顯看
出，采用相同的輕壓下工藝參數(shù)，合金含量較小的普
碳系列鋼種扇形段實(shí)際壓力明顯小于合金含量高的
鋼種。根據(jù)普碳鋼凝固特點(diǎn)，對普碳系列鋼種的輕
壓下工藝參數(shù)進(jìn)行了以下優(yōu)化改進(jìn)：⑴將輕壓下區(qū)
間延長，在主壓下區(qū)間前設(shè)置預(yù)壓下區(qū)間；⑵由于普
碳系列鋼種坯殼較軟，需要較大壓下量才能將實(shí)際
壓下量執(zhí)行到凝固末端的液心，起到減輕中心偏析
中心疏松的作用，所以將壓下量增加，由原來７．０
ｍｍ，增加到８．８ ｍｍ。
根據(jù)不同鋼種特性對原輕壓下工藝模型優(yōu)化改
進(jìn)后，動態(tài)輕壓下效果得到了明顯改善，連鑄坯低倍
質(zhì)量得到了明顯提高。3．3 精煉－連鑄工藝操作優(yōu)化與改進(jìn)
⑴為保證鋼水潔凈度，為連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量提高
創(chuàng)造良好的鋼水條件，精煉鋼水軟吹氬時(shí)間比以前
增加了５ ｍｉｎ，對吹氬流量進(jìn)行了優(yōu)化摸索，并制定
了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，弱攪拌吹氬流量１００～１５０ Ｌ／ｍｉｎ，以渣
面微微波動，亮面小于３００ ｍｍ 為準(zhǔn)。
⑵連鑄過程控制技術(shù)要求。①一低：中包鋼水
過熱度低。中包鋼水過熱度由原來的小于等于３０
℃，降低為小于等于２５ ℃，中包鋼水過熱度的降低
會避免高溫鋼，提高連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量，提高探傷合格
率。②二高：中包液位控制高，采用滿包操作＋大包
換包開澆中包噸位高（大于３２ ｔ），快速高效燒套管，
一次掛正套管。中包高液位滿包操作可以保證鋼水
在中包內(nèi)的停留時(shí)間，滿足夾雜物上浮條件，促進(jìn)夾
雜物上浮去除，同時(shí)可以保證中包鋼水穩(wěn)定的流場
分布，另外高液位滿包操作可以為大包換包時(shí)開澆
中包噸位高創(chuàng)造有利條件。較高的大包換包開澆噸
位可以最大限度降低中包內(nèi)鋼渣混合，有效避免因
中包液位低導(dǎo)致的結(jié)晶器內(nèi)卷渣，降低連鑄坯夾雜
物含量，提高探傷合格率，降低冶煉改判率。③三
恒：恒溫、恒速、恒液位。中包鋼水過熱度不僅要求
低于２５℃，同時(shí)要求恒溫，最大限度避免相鄰爐次
之間較大的鋼水溫差。建立以連鑄機(jī)為中心的生產(chǎn)
組織模式，連鑄機(jī)恒拉速操作，避免因拉速波動大，
引起連鑄機(jī)二冷水流量、輕壓下區(qū)間的頻繁變動，惡
化連鑄坯內(nèi)外部質(zhì)量。3．4 優(yōu)化二冷控制，改善二冷噴射效果
二冷噴射效果是實(shí)現(xiàn)連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量提高的非
常重要的因素之一，為了保證連鑄坯良好的二次冷
卻效果，開展了以下主要工作： （下轉(zhuǎn)第３１ 頁）
２８ 甘 肅 冶 金 第３９ 卷
萬方數(shù)據(jù)
圖４ 減速機(jī)加工端面至卷筒聯(lián)軸器端面測量位置示意圖
⑷檢查卷筒聯(lián)軸器的使用情況，如花鍵或球鉸
面磨損較大，建議更換卷筒聯(lián)軸器，更換卷筒聯(lián)軸器
時(shí)，在花鍵表面涂二硫化鉬潤滑。卷筒聯(lián)軸器與卷
筒端盤的連接螺栓，建議全部更換為新螺栓，按表１
緊固達(dá)到預(yù)緊力矩。
4 效果
將１８０ ｔ 鑄造起重機(jī)主卷筒鼓型聯(lián)軸器和減速
機(jī)輸出軸磨損齒輪更換后，通過上述方法對主卷筒
和減速機(jī)進(jìn)行測量并調(diào)整，調(diào)整完成６ 個(gè)月后對主
卷筒鼓型聯(lián)軸器進(jìn)行脫開檢查，齒面未出現(xiàn)磨損，減
速機(jī)開窺視孔檢查輸出軸，齒面未發(fā)現(xiàn)磨損，證明通
過上述方法可以解決１８０ ｔ 鑄造起重機(jī)主卷筒鼓型
聯(lián)軸器齒面磨損和減速機(jī)輸出軸齒面磨損情況。
參考文獻(xiàn)：
［１］ 張質(zhì)文．起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊［Ｍ］．北京：中國鐵路出版社，
１９９８．
［２］ 倪秋良，吳云剛．卷筒聯(lián)軸器使用特性分析與比較［Ｊ］．
科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，２０１４，３１：８８-９１．
收稿日期：２０１７-０６-２５
作者簡介：謝金志（１９８５-），男，遼寧省本溪人，本科。畢業(yè)于重慶科
技學(xué)院設(shè)備管理與維護(hù)專業(yè)。從事機(jī)械設(shè)備檢修工作。
（上接第２８ 頁）
⑴利用每次檢修時(shí)間或者長時(shí)間停機(jī)時(shí)間對二
冷過濾器進(jìn)行清理。
⑵利用每次檢修時(shí)間或者廠時(shí)間停機(jī)時(shí)間對所
有噴嘴進(jìn)行檢查清理。
⑶增設(shè)外弧二冷清理平臺，使無法拆卸的外弧
堵塞噴嘴進(jìn)行及時(shí)清理，以保證最好的二冷噴射效
果，為連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量提高創(chuàng)造良好的二冷條件。3．5 措施實(shí)施后鑄坯內(nèi)部質(zhì)量控制效果
通過扇形段開口度測量與校驗(yàn)技術(shù)的創(chuàng)新改
進(jìn)、輕壓下模型的優(yōu)化以及一系列工藝操作優(yōu)化措
施的實(shí)施，６＃連鑄機(jī)鑄坯內(nèi)部質(zhì)量得到了明顯改善，
連鑄坯中心偏析評級優(yōu)于Ｃ２．０ 比例達(dá)到了１００％，
完全杜絕了中心偏析Ｃ２．５，優(yōu)于Ｃ１．５ 的比例不斷提
高，由原來的２３％提高至７０％以上，２０１７ 年１－６ 月
份連鑄坯中心偏析優(yōu)于Ｃ１．５ 比例達(dá)到了８４．１％，達(dá)
到國內(nèi)領(lǐng)先水平；６＃連鑄機(jī)探傷合格率由２０１６ 年的
９７．５７％提高到２０１７ 年上半年的９９．７０％。徹底解決
了６＃連鑄機(jī)中心偏析嚴(yán)重、探傷合格率低的技術(shù)
難題。
4 結(jié)語
⑴扇形段開口度準(zhǔn)確測量、在線校驗(yàn)及二次驗(yàn)
證校驗(yàn)法對生產(chǎn)開口度準(zhǔn)確控制有良好的效果。
⑵在連鑄過程鑄坯液芯捕捉準(zhǔn)確的情況下，適
當(dāng)增大動態(tài)輕壓下量有利于改善鑄坯中心偏析
問題。
⑶精煉過程精準(zhǔn)控制，特別是軟吹時(shí)間、氬氣流
量等參數(shù)控制對鋼水潔凈度有一定影響，從而影響
鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。
⑷連鑄過程強(qiáng)化過熱度控制、中包高液位控制、
恒溫恒速恒液位澆注及優(yōu)化二冷配水，可以改善鑄
坯內(nèi)部質(zhì)量。
收稿日期：２０１７-０７-１８
作者簡介：張立標(biāo)（１９８１-），男，２００７ 年畢業(yè)于內(nèi)蒙古科技大學(xué)冶金
工程專業(yè)。
第６ 期 謝金志：酒鋼碳鋼薄板廠１８０ ｔ 鑄造起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)測量調(diào)整方法

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