板坯连铸机辊缝控制技术在生产中的应用

高凌云，张尚诚，国 瑞

(酒钢检修工程部碳钢薄板检修作业区，甘肃 嘉峪关 735100)

1 前言

酒钢集团碳钢薄板厂6号板坯连铸机是2005年年底投产的常规板坯连铸机，连铸坯产品范围:厚度220 mm、160 mm，宽度范围850～1600 mm。连铸机主半径为9500 mm，采用连续弯曲、连续矫直，机械长度为31965.9 mm，正常工作拉速0.8～2.2 m/min，二次冷却系统采用汽雾冷却，扇形段辊子采用二分节辊内冷结构，稀油油气润滑。

2 连铸机的现状

该板坯连铸机投产以来，进入冬季后，在气温发生变化的情况下，特别极端天气温度发生骤降的环境下，连铸机生产过程中板坯产生了严重的中心裂纹，随即设备停机进行检修，这种非计划的检修对连铸机生产带来诸多问题。

(1)连铸机生产出的产品有质量问题，经济损失比较大;

(2)连铸机临时停机进行检修，扰乱了正常的生产秩序;

(3)连铸机防寒保温的难度加大，特别是冷水系统的防冻，需要消耗大量的蒸汽，能源消耗比较大;

(4)连铸机检修考虑到设备防冻的需要，部分水系统不能停水，组织管理难度加大。

针对板坯中心裂纹的问题，设备停机进行弧度和开口度的检测调整，但铸坯实物质量效果改善不明显;随后调整了二次冷却水的冷却模型，效果仍然不明显，通过不断探索和调整扇形段辊缝值，使铸坯发生中心裂纹的问题大大减少。即使在气温骤降的环境下，连铸机也生产出质量合格的连铸坯，产品质量合格率达到了99.7%。

3 辊缝控制

该连铸机是一台多点连续弯矫的全弧形板坯连铸机，相当于21世纪初的水平，该设备基本参数如下:自结晶器向下，主机辊列依次为零号段(SEG0)、扇形段(SEGl～SEG6)、矫直段(SEG7～SEG8)、水平段(SEG9～SEG13)。零号段为17对三分节辊、扇形段1#～6#段为7对双分节辊、拉矫段7#～8#段为7对双分节辊、水平段8#～13#段为7对双分节辊，辊子和辊子轴承均采用内部循环水冷却方式，多点连续矫直区域在第7段61号辊～第8段75号辊之间。连铸机原设计辊列名义开口度均为220 mm，没有考虑辊缝收缩。连铸机投产后，特别是冬季寒流等极端天气环境生产过程中，板坯发生的中心裂纹问题比较严重，连铸板坯的质量合格率仅为97.5%左右。

为了减少铸坯的中心裂纹等缺陷，提高连铸坯质量，从2005年11月至2008年4月，跟踪对比天气环境温度和冷却水温度的变化对连铸坯质量的影响，通过低倍硫印检验连铸坯的实物质量发现，在气温－22℃以下，设备水的温度为6℃，二冷水的温度为7℃的环境条件下生产，铸坯发生中心裂纹的机率比较高，而在常规环境气温下(环境温度为18℃)，设备水的温度为12℃，二冷水的温度为14℃的环境下生产连铸坯发生中心裂纹的机率较低，针对气温变化对连铸生产的影响，采用轻压下技术方案如下:

方案1:依据Q235B钢种的凝固特性进行辊缝收缩，连铸机的弧线段收缩量小，矫直段之后收缩量大。生产实践证明，该方案对铸坯中心疏松有明显改善，但拉速为0.8～1.1 m/min时极易产生铸坯中心裂纹，连铸坯质量合格率仅为97%左右。

方案2:在方案1的基础上进一步优化，1～13#扇形段依据钢种的凝固收缩特性逐渐收缩辊体，直至凝固结束，凝固结束以后辊缝同样进行收缩。生产实践证明，该方案对铸坯中心裂纹、中心偏析和中心疏松等质量问题有较大改善，铸坯低倍检验报告如下:中心疏松1级，中心偏析C0.5，产品规格220 mm×1580 mm，铸坯中心裂纹也彻底消除。连铸机液压系统正常、弧度、开口度稳定，效果比较理想。从两个方案中可以看出，方案2的效果比较理想，连铸坯质量合格率由97%左右提高到99.7%以上，消除了因冬季严寒气温对生产造成的影响，满足了生产的需要。表1为连铸机辊缝值调整前后的对比。

表1 连铸机结晶器、弯曲段、扇形段辊缝数据Table 1 Roller gap data in crystallizer，bend section and sector section of conticaster mm

4 结论

6#板坯连铸机扇形段采用了符合凝固规律的辊缝控制技术，对扇形段辊缝全部进行相应的收缩，较好地改善了由于极端天气环境对铸坯质量的影响，降低了中心偏析，减少了中心疏松，有效地控制了连铸坯中心裂纹等质量问题的发生。改善连铸坯内部质量方面的显著效果被越来越多的生产实践所证实，铸坯质量合格率由过去的97.0%左右提高到99.7%以上，满足了全天候连续性生产的需要，也是提高连铸坯内部质量的最有效且经济的方法之一。