高碳钢方坯连铸二冷系统优化

高碳钢方坯连铸二冷系统优化

高碳钢方坯连铸二冷系统优化刘炳宇武钢股份生产技术部摘要,

湖北武汉,

根据高碳品种钢线材质,

特性通过建立模型计算二冷配水将在典型拉速时的二冷比水,,,,

下调大约,

优化二冷水表改进二冷水质喷嘴堵塞现象明显减少满足了连铸称定连续生产要求大,

样本分析高破

品种钢铸坯中心偏析指数降低关工词

左右

高碳钢方坯连铸二冷水

概述用于特殊用途的高质量级别的高碳钢在后续的金属制品深加工过程中易产生笔尖状断口经分析与连,

,

铸过程中产生过高中心碳偏析有关种不同方案,。

。

为了减轻高碳钢凝固过程中的中心偏析方坯连铸采用强冷或弱冷两,,,

强冷使钢液结晶凝固过程减少成分析出适宜于小断面连铸高碳钢凝固收缩比大凝固热应,,,。

力大塑性差凝固末段产生大的回热使铸坯容易产生表面和中间裂纹因此大断面高碳钢方坯连铸二冷宜采用弱冷方案再利用电磁搅拌或轻压下技术使中心偏析得到有效控制改善,,

优化冷却模型降低二冷强,,,

度减小喷嘴口径使喷嘴堵塞几率增加会影响二冷制度有效实施导致冷却不均匀这样对二冷水质提出,,,

,

了更高要求

通过对二冷水质处理和管道系统采取措施使喷嘴堵塞情况大为改善达到了多炉连浇生产要,。

求并保证了铸坯质量

优化二冷制度随钢中碳含量增加钢的液相线温度降低固液相线温度差发生变化接近共析钢和过共析钢凝固过程,

,

,

,

中的相变为

下,下,

,

凝固组织为

和网状渗碳体,

。

同时钢水凝固过程中碳磷硫偏析倾向较大,

,

、

、

,

影响钢的高温机械性能导致很高的裂纹敏感性钢的零韧性和零强度温度降低热脆温度接近固相线温度二冷制度优化签础

。

高碳钢连铸方坯采用的断面为,,

,

,

钢液浇注温度和拉速是影响柱状晶生长中心偏析程度,

、

的重要因素因此控制钢液过热度和拉速是减轻铸坯中心偏析获得良好内部质量的关键

过热度一般控,

制在,

℃的范围内

,

拉速为,,

一,

。

应用结晶器电磁搅拌均匀结晶器温度场降低钢水温度梯,

,

度抑制柱状晶的生长提高等轴晶率使偏析元素均匀分布在等轴晶之间避免溶质元素的集聚从而

改普,

中心偏析。

。

为了减小中心偏析连铸工艺采用弱冷低拉速方案原工艺在典型拉速时的二冷比水,,

为

二次冷却制度主要考虑二冷区铸坯表面温度分布应符合高碳钢种的高温塑性曲线表面温度尽可能在

小范围内波动

。

在铸坯运行方向上表面温度的过度回升会在凝固前沿产生过大的热应力这种应力很容易,,,,。

超过凝固前沿的塑性强度而产生表面或内部裂纹同时也会出现较严重偏析和裂纹的中心缺陷

在凝固末

端采用电磁搅拌或轻压下工艺需要铸坯具有一定的液芯比例,,,

。

在矫直区内铸坯表面温度应避开第三脆性,

区以免矫直时铸坯表面产生横裂纹高碳钢矫直区的铸坯表面温度应控制在

℃以上

。

优化二冷模型通过建立连铸方坯凝固传热数学模型计算不同工艺条件下二冷段不同位置凝固坯壳的厚度掌握凝固,,

规律优化浇注工艺参数及相关技术,

。

对建立模型优化计算和回归分析得到二冷区各段水量与拉速的关系,

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高碳钢方坯连铸二冷系统优化

式

‘〕

,

一二冷各段的水量一拉速,、、

,

,

、

、

一常数

。

计算优化二冷比水量和铸坯温度情况表表拉速,

优化二冷比水液芯长度

和铸坯温度情况,

而

比水

,

凝固点处铸坯沮度℃,心,诊山了‘八一冲甘二曰公占公廿几矛‘

出拉矫处铸坯沮度℃,

‘几二

曰心山口曰口一,吮比己八八

吕

减小了一二区水量铸坯出结晶器后表面温度开始回升削减了二冷三四区的温度波动空冷段温度,,,,

、

、

回升小使铸坯的表面温度基本处于,

℃

二冷模型修正

采用射钉法对高碳钢钢种进行了凝固末端位置的测定验证和修正凝固模型进而计算高碳钢降低二冷,,

比水量后的不同工艺条件下的连铸坯表面温度中心温度铸坯的坯壳厚度两相区的起始位置等结果,,

、

、

不

同工艺条件下的凝固末端测定表拉速

。

表凝固末端位号拉矫机架处坯壳厚度号拉矫机架处坯壳厚度

不同工艺条件下的提固末端测定一〔而了而不一一一一一

”

”

’

一

”

一

百而了而而

乏了石而而

一

而

而

翻

几

确定了在典型拉速下比水

量下调大约进行现场应用试验。

,

二冷水

按新的水表分配设计新型喷嘴组织性能测试,

,

,

改善二冷水质按新的二冷水表应用新的二冷水喷嘴特别是三区由,

,

改为、

,

四区由

改为,

,

其喷,

嘴孔径均小于,

,

同时供水压力也相应降低,

二冷水低压力小流量增加喷嘴结垢和局部汽化趋势而,,。

且也使细小的颗粒不易通过喷嘴应用中喷嘴堵塞非常严重特别是四区

浇铸品种高碳钢时每个浇次必,

须停机更换喷嘴且一次喷嘴的更换个数都是行改进。

个以上影响品种钢的批量连续生产需要对二冷水系统进,

优化水处理方案通过筛选药剂配方试验制定了无磷环保型水处理方案表,,。

表药剂种类阻垢分散荆有机絮凝剂,

二冷水系统水处理方案投加方式的奴化钙和碳酸钙的抑。

作用控制顺粒不在喷嘴中沉积下来其中制剂,、

连续投加水中浓度保持在在冷水井。

,

,

投药点投药点。

的惫浮物礴酸钙和铁的分徽剂,,,。

破乳凝策作用破坏水中的油的乳化状对惫浮物起到絮凝作用加,

连续投加在沉淀池人

水中浓度保持在口,

,

快沉淀速度提高过滤器的过滤效果,

减少水中油和悬浮物,,

长化性杀菌剂非级化性杀菌剂生物粘泥分散剂

两种药荆放在一起形成高效的杀苗荆以有效的控制徽生物策殖

用计饭为

泵自动调节间歇性连续投加一,

络合

保证系统维持正常运行减少粘泥堵塞喷嘴与权化性杀菌剂交替使用能有效的抑树徽生物粘泥的形成主要用于顶防生物粘膜的形成和对应液压油大用。

投加点吸水井,

每两周投加一次浓度,

一

盯左

泄肠时其分散作,,

视液压油泄汤情况而定浓度

右,

。

反洗助剂

用于过滤器反冲洗清洗过旅器中的油防止过诊器板结提高过渔,

器效率

每两周一次投加浓度,

盯

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高碳钢方坯连铸二冷系统优化

采取措施将影响水质的相关因素减少到最低程度针对检修污染物大进人二冷水循环系统的现状严,

,

禁将杂物油脂倒人铁皮沟对原盖沟板全部进行密封改造,,、

、

。

加强对自清洗过滤器的清洗维护并利用定修,

时间将自清洗过滤器后的原钢管全部更换为不锈钢管道最大程度的减少了

管道锈蚀对水质的污染,,。

严格

按要求每班每天抽取水样根据水质的变化及时调整水处理方案水质在达到设计标准的前提下又有了明显改善

水质改进前后对比表

表项目现日改进前改进后

二冷水系统水处理方案惫浮物,

油

,

—

一

飞面

—一

均值

范圈

均值

采用新的水处理方法后除了个别数据因大量漏油和现场清扫影响外油和悬浮物都比试验前控制要,,

好

随着水质的改善喷嘴堵塞的总体状况明显好转喷嘴堵塞的范围变小,,

,

、

区喷嘴基本不再堵塞,

,

区

喷嘴堵塞日均减少

个减少率为,,

肠

,

区喷嘴堵塞日均减少,

个减少率为

同时。

喷嘴堵塞物成分发生明显改变微生物粘泥成分几乎不存在附着在喷嘴上主要为氧化铁和白色盐类物质攻关前后喷嘴堵塞物对照见表表项目

改进前后喷嘴堵塞物对照表改进后很易取得轻轻敲打即从喷嘴内

改进前很难取得,

分析试脸后垢样明显是惫浮物状铁

喷嘴垢样

少且枯

脱落外表似暇化铁,

或老垢剥落截留于喷嘴无徽生,

物粘泥试脸前的粘泥剥离只对枯泥油、

管道状况喷嘴堵塞状况

枯泥油泥拐启严宜

、

、

少

钻泥油泥锈油,

泥起作用

少

垢物因粘泥刹。

落失去支排而到落高碳钢浇铸有明显改善

管线老垢剥落高,

通过对堵塞物的分析附着在喷嘴上的氧化铁是系统管道的锈蚀物白色盐类物质是闭路系统泄漏的,,

药剂所致

。

随着时间的推移和采取管理措施此种现象逐渐消失,

。

水质,

监控,,

是水中有机物耗氧量的指标通常可以用来反映水中有机物的含量盆越高水体受污染程度越严重。

越高表明水中有机物含,

法的确定在以后的水质监控中起到了主要作用。

系统维持高水平的,

,

增加了微生物控制的难度。。

同时氧化性杀菌剂的耗量也急剧增加而氧化性,

杀菌剂与有机物的反应直接导致了水中泡沫的产生

在生产高碳品种钢时循环水中的微量泡沫将会导致,

喷嘴局部增温加大了喷嘴堵塞的可能性,

在液压油泄漏暂时无法根本解决的情况下采取控制措施当,

有明显升高时加大杀菌剂的投加,

一旦超过

时置换部分系统水从实际效果来看,

,

的平均值由,

下降到

左右正常情况下循环水的强化管理

措施

应控制在

一

以下喷嘴堵塞状况有了明显的改善

分析喷嘴堵塞规律换喷嘴前要检查喷嘴极短管的清洁度保证喷嘴和短管里没有异物这一举措收到,,,

很好效果喷嘴堵塞明显减少,

。

对铸机加强监护防止漏油特别是检修时减小油污染反洗助剂的应用使过滤器效率有了明显提高现,,,,

场安装了次。

在线监测仪随时了解水质动态变化,,

。

喷嘴堵塞现象明显减少浇铸高碳品种钢由以前一个浇次都不能连续生产稳定提高到连续,

个浇

下转第

页

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高碳钢方坯连铸二冷系统优化

应轧钥厂每个轧制单元的多规格要求我厂连铸机采用先进的结晶器在线调宽技术可以在不停止浇铸甚,

。

,

至不降低拉速的情况下使结晶器窄面无级移动改变铸坯宽度到所需尺寸这就为铸坯直接热送中厚板厂提,,

供了方便同时大大提高了连铸机的生产能力和效率增加了金属收得率,

,

结论武钢炼钢总厂四分厂采用一系列连铸新技术来满足连铸板坯的质,

及生产要求这些新技术的应用对,、

提高连铸铸坯质

、

连铸机作业率发挥了重要作用满足了四分厂冷轧板中厚板以及硅钢等钢生产的要求,、

应用结晶器液压非正弦振动技术液面自动控制技术及结晶器专家系统改替铸坯表面质,

和控制

粘连漏钢事故采用立湾式直弧形铸机有效地减少或降低铸坯中的夹杂物和气泡促进夹杂物的上浮提高连铸钢,

,

水纯净度

,

采用电磁搅拌技术和动态软压下应用结晶器在线跳宽技术提高生产率上接第,。

心技术改善连铸坯中偏析和提高铸坯等轴晶率,

页

二冷系统优化效果在确定了在典型拉速下比水量降低大约,,

并对二冷水系统改进解决了二冷区喷嘴堵塞间题后进,

,

行了优化高碳钢二冷优化试验通过大量样本分析铸坯中心偏析降低指数,

左右取得了较好效果

,

采用优化比水

前后高碳钢铸坯偏析指数对比表表

。

优化前后铸坯偏析指数对比优化前优化后

最大偏析指效平均伯析指效

优化二冷系统降低比水,

,

生产的高碳品种钢在线材深加工中产生的笔尖状断口质,

问题明显减

结语为了解决高碳钢线材深加工过程中易产生笔尖状断口尽可能降低连铸过程中产生的中心碳偏析

,

通

过建立模型计算二冷配水将在典型拉速时的二冷比水,,,,

由

。

,

下降大约

。

根据优化的二冷水表更新了二冷喷嘴对二冷水质提出了更高要求,,

通过优化水处理方案监控水中,

变化强化管理等措施使喷嘴堵塞现象明显减少高碳品种钢连铸稳定提高到连续,

个浇次,

。

高碳钢二冷系统优化试验通过大量样本分析高碳品种钢铸坯中心偏析指数降低,,

左右在线材

深加工中产生的笔尖状断口质

问题明显减少取得了较好效果,

。

参考文献潘〔〕艳华等武钢大方坯连铸二冷制度优化内部资料,,

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/3j2j.html