ø500 mm断面铸坯连铸工艺研究与实践

贺冰林，祖 峰，王晓红

（天津钢管集团股份有限公司，天津300301）

ø500 mm断面铸坯连铸工艺研究与实践

贺冰林，祖 峰，王晓红

（天津钢管集团股份有限公司，天津300301）

为了确保铸坯生产工艺和质量完全满足要求，对ø500 mm断面结晶器冷却水流量、不同钢种用二冷配水表、结晶器液压振动曲线、电磁搅拌技术及铸坯拉速控制等进行分析，研究出ø500 mm断面连铸工艺，成功生产出了质量合格的大圆坯。

ø500 mm断面铸坯；连铸；工艺；研究

1 引言

天津钢管集团股份有限公司是我国最大的无缝钢管生产基地，主要生产石油专用管。天津钢管集团股份有限公司通过二十多年圆坯连铸技术的不断摸索与创新，已经完全具备了自主开发不同断面不同钢种的连铸坯生产工艺能力。为了扩大铸坯断面范围，新上了一台弧形半径为14 m的5机5流3号连铸机，在满足ø310～ø400坯料需求的同时对ø500断面连铸生产工艺进行了开发，并取得成功。

2 3号连铸机主要参数

3号连铸机由中钢院设计，天津钢管集团股份有限公司赛瑞公司负责制造，连铸机的主要技术参数见表1。

3 ø500 mm断面连铸生产工艺开发

3．1 结晶器冷却水流量设计

结晶器冷却水流量计算方法一般有3种：一是根据结晶器热平衡法，二是按经验计算结晶器水量，三是根据水缝和冷却水流速要求进行计算。天津钢管集团股份有限公司根据水缝面积和冷却水流速（一般要求6～12 m/s）对ø500断面结晶器冷却水流量进行测算，由结晶器水流量计算公式：

式中：W为结晶器冷却水量，m3/h；S为水缝面积，mm2；v为冷却水流速，m/s。

计算可得，水流量为228～240 m3/h，实际浇注时结晶器进出水温差比较合适，基本上控制在5℃左右。

3．2 二冷水表开发

确定二冷水表关键点一是冷却强度的确定，也就是通常所说的比水量，二是各区水量分布比率确定。比水量的大小主要根据断面和钢种来确定，通常是断面越大，钢种传热越不好，比水量越小；各区水量分布原则是既要铸坯散热快，又要防止铸坯内外有过大的温度差而引起热应力导致铸坯产生裂纹，另外，随着坯壳不断加厚，传热越来越少，水量也应该相应减少。天津钢管集团股份有限公司根据日常所浇注不同钢种传热特点和裂纹名感性强弱，结合现场实际生产经验，开发了六个二冷配水表，分别用于满足不同钢种冷却质量要求，比水量控制在0．14～0．20 L/kg，采用两个区进行控制（足辊区和扇形一段），其中足辊区水量分布比率为58%～66%，扇形一段水量分布比率为34%～42%。

表1 连铸机主要技术参数

3．3 结晶器振动参数的开发

振动参数的设定不仅要考虑铸坯脱模还要兼顾表面质量等多方面因素。为了保证大圆坯表面质量，ø500断面连铸结晶器采用液压振动方式，可以实现振动参数的在线调整，以满足不同钢种生产需要，结晶器振幅设定为3～3．4 mm，不同拉速下各参数变化情况见表2。

3．4 电磁搅拌参数的开发

3号连铸机设计上采用结晶器和末端电磁搅拌相结合技术，极大的提高了铸坯芯部质量，减轻成分偏析，其中结晶器电磁搅拌电流强度为140～160 A，频率为2．0 Hz，末端电磁搅拌电流强度为360～400 A，频率为7．0 Hz。

3．5 拉速控制表的开发

表2 ø500 mm断面不同拉速下振动各参数计算值

在设计拉速控制表时，要充分考虑钢种特点、结晶器铜管长度、断面大小以及钢水过热度等多种因素。根据3号连铸机所浇注钢种、铜管长度以及生产节奏等实际情况，开发了ø500断面过热度-拉速控制表。

具体拉速随过热度变化情况见表3。

4 ø500 mm断面连铸生产工艺实践

截至目前，ø500断面试生产了 20G、P22、30Cr3MoV等钢种，经检验，铸坯内部质量和表面质量完全合格。

4．1 ø500断面低倍检验情况

ø500断面低倍检验方法采用酸浸，执行GB226，低倍组织评级执行GB/T1979，详细低倍评级情况见表4。

4．2 低倍样品实物照片（见图1）

4．3 铸坯表面检验情况（见图2）

经检验铸坯表面质量良好，综合修磨率为2．3%，没有出现大凹坑、凹沟等质量问题，几何尺寸也完全合格。

5 结语

天津钢管公司根据自己多年的连铸经验，结合不同钢种连铸特性，从冷却制度，结晶器振动，拉速控制等多方面着手，成功开发出满足生产和质量要求的ø500断面连铸工艺。采用该工艺成功生产出高压锅炉管用钢20G，高合金石油裂化管用钢P22以及工具钢30Cr3MoV等钢种，为公司增加一新的圆坯规格。

表3 ø500 mm断面中包过热度-拉速控制

表4 ø500断面低倍评级情况

图1 ø500断面低倍样片实物图

图2 ø500断面铸坯表面情况照片

[1]汪洪峰，沈国强．结晶器液压振动技术在梅山高效连铸中的应用[J]．上海金属，2004，26（1）：37．

[2]刘国平，田乃媛，吴耀光，等．圆坯连铸结晶器电磁搅拌数值模拟[J]．北京科技大学学报，2006，28（2）：119-122．

[3]干勇，张如斌，陈志凌，等．炼钢-连铸新技术800问[M]．北京：冶金工业出版社，2003．

Study and Practice on Continuous Casting Process ofø500 mm Sectioned Bloom

HE Bing-lin,ZU Feng and WANG Xiao-hong
(Tianjin Pipe[Group]Corporation,Tianjin 300301,China)

In order to ensure bloom process and quality to fully meet the requirements,analysis was carried out on mould cooling water flow rate,secondary cooling water recipe for different steel grades, the oscillation curve of hydraulic mould oscillator,EMS technique and casting speed control for ø500 mm sectioned bloom．The casting process for ø500 mm sectioned bloom was developed and quality bloom was produced successfully．

ø500 mm sectioned bloom;continuous casting;process;study

10．3969/j．issn．1006-110X．2014．02．004

2013-09-14

2013-10-12

贺冰林（1979—），男，工程师，主要从事连铸工艺方面的研究工作。