武钢二炼钢连铸工艺技术的最新进步

1武钢二炼钢连铸工艺技术的最新进步

2010-07-15 11:02:12 来源：全国冶金设备信息网浏览：65次

武汉钢铁(集团)公司第二炼钢厂(以下简称武钢二炼钢)原有4台全弧型板坯连铸机，年产量230万t，并配有KR铁水脱硫、RH真空钢水处理、吹氩等精炼装备。在连铸主体装备不变的情况下，坚持技术进步、技术攻关，不断有新技术、新工艺、新装备投入生产应用，使品种不断扩大，质量稳步提高。其中，结晶器液面自动控制、钢包全程保温、外装透气砖、保护浇涛技术、中间包有关的技术进步、预熔颗粒保护渣的开发应用、铸坯低倍检验的质量预报等新技术、新工艺、新装备是这些技术进步的典型例子。3号连铸机引进奥钢联的连铸技术，进行了现代化的改造，生产能力和产品质量均比改造前有较大提高。其他铸机的改造，将根据3号机的经验，陆续进行。

1 近5年来的主要工艺技术进步

1.1 结晶器液面自动控制该系统是由武钢计控公司开发的，应用于武钢二炼钢的全部4台铸机(包括改造后的3号铸机)。采用涡流感应检测，无离合器数字电机塞棒控制。由传感器、测量控制柜、操作指示柜、中央控制柜等几部分组成(图1略)。技术性能及保证指标如下。(1)涡流传感器测量范围：0～150mm测量精度：0.5mm(0～100mm)、1 mm(100～150mm)检测周期：<50ms传感器工作温度：≤500℃输出信号：4—20mA／l－5V(2)数字式电动缸行程距离：160mm 行程时间：8s工作力矩：4600 N／m最小步距：1μm(3)自动控制控制精度：±3mm控制范围：400mm～120mm控制周期：100ms

1.2 大罐全程保温钢水温度是全连铸生产组织的关键要素，钢包温度稳定是钢水温度稳定的前提条件、武钢二炼钢逐步实现了钢包全程保温，即浇铸过程中大包加盖，浇完后大罐处理过程中加保温挡板，大罐等待出钢时在线烘烤(图2略)，全程保温使大罐周转过程中温度保持在1000℃以上(图3略)。

1.3 钢包外装透气砖武钢二炼钢从2001年1月开始，在现用的80t钢包上，自主设计、研制了热换式外装底吹氩透气砖装置。通过把钢包原用内装式底吹氩透气砖改造为外装式底吹氩透气砖，并在钢包热态下采用更换透气砖技术、透气砖复通技术、透

气砖类蘑菇头产生技术以及热修补技术等，使钢包的底吹氩成功率提高到99％以上(图4略)，满足了品种钢的需要、缩短了钢包停修时间、减轻了工人劳动强度等。

1.4 全程保护浇涛武钢二炼钢原保护浇铸的模式是“前3后5”，即浇铸当炉的前期3min和末期的5min不能实施保护浇铸。原因是大包开浇时的完全自开率只60％，引流开浇较多，必须是钢流正常后约3min上保护管，而末期大包浇完的判断采取提前5min卸保护管的人工判断操作法，这样就造成1炉钢约20％左右的时间未能保护浇铸，影响钢水纯净度。1997年11月对这种保护浇铸的效果进行调查，结果显示中包钢水的夹杂物含量比RH结束时上升了20％-30％。提高大包钢流自开率，实施全程保护浇铸，增强铸中保护浇铸效果，刻不容缓。1999年大包自开率取得突破，通过改进引流砂配方和烘烤，加强大包水口碗部形状维护、灌砂前用压缩空气冷却水口碗．优化吹氩操作等措施，使大包钢流自开率由1999年初的60％左右上升至95％以上，开浇后迅速上保护管得以实施。并结合下渣判断的操作技术的应用，使整炉钢水基本上得以保护浇铸。1999年10月再次对保护浇铸的效果进行取样调查，结果显示中包钢水的纯净度大幅改善，夹杂物含量比RH结束时降低约l5％。通过改进保护管碗部形状、引入密封垫圈加强密封效果、保护浇铸氩气控制定量化(如图5略)等措施，目前连铸铸中增[N]平均值<2×10—6，△[N]≤5×10—6者占95％以上。

1.5 有关中间包的技术进步中间包方面的技术进步主要有中间包扩容、碱性中间包内衬应用、复合水口及其出口的形状优化等。武钢二炼钢原铸机的中包容量为6.5t，后扩大为10.5 t，为了提高钢水的纯净度，促进夹杂物的上浮和去除，1999年再次对中包进行了扩容，在原中包基础上加高200mm，钢水液位深度由700mm、增加到900mm，中包容量也扩大到15t。对中包进行数学模拟，结果显示，扩容中包的钢水停留时间比原中包明显增大，死区的比例明显降低，去夹杂的效果明显变好，进一步取样分析，扩容中包的夹杂去除率提高了20％。碱性中包内衬有利于提高钢水纯净度，从1997年开始，武钢二炼钢开始逐步试验使用镁质涂料热中包和Mg板热中包浇铸代替原使用的硅质绝热板。在涂料配方定型、涂抹施工工艺优化、烘烤工艺完善以及涂料与绝热板中包的使用过渡等方面作了大量的正作，至1999年11月实现了酸性冷中包向碱性热中包的全面转变。碱性热中包的使用，使铸坯的夹杂物含量水平下降到新的

水平，轧后夹杂类废品大幅下降，1999年比1998年下降了23.5％，同时由于中包工作层耐侵蚀性能的提高，水口复合化工艺有了推广应用的基础。而且，碱性Mg质中包的使用，使连铸过程中易变化成分如(［Als］、［Si］、[Ti])的控制更为容易。1998年以前，连铸中包浸入式水口采用石英质或普通Al-C质(各占50％左右)，由于耐材本身固有的缺陷，水口平均寿命短故障率高，不仅造成生产的波动，而且对质量带来极大隐患。1998年开始，加快了水口复合化的步伐，除原采用Al—C质水口的高锰钢种外，在原采用石英质水口浇铸的大部分钢种(如铝深冲钢，普碳钢)上亦推广应用，并在浇铸硅钢时应用日本品川生产的无碳复合水口，使连铸水口复合化比率达到100％。不仅稳定了生产，提高钢质，由于单包寿命的提高，亦有利降成本。另一方面，通过学习借鉴国外先进工艺技术，对浸入式水口的侧孔形状亦作了相应的优化，由原φ65 mm改为55mm×65mm方形结构，经计算机数学模拟，改善了结晶器内的钢水流场，有利夹杂物的上浮。 1.6 预熔颗粒保护渣应用传统连铸保护渣是机械混合成的粉状保护渣，生产方式简单，投资少，成本低，有其优越性。但由于生产方式简单，粉渣的粒度和水分常常难以保证，导致在使用时铺展性差。对环境污染、对操作工的身体危害也是粉渣的一大缺点，特别是因其各种原材料是机械混合在一起的，低熔点类物质如纯碱、萤石等易先熔化，而高熔点物质如石英等后熔化而产生“分熔”现象。粉渣还容易吸潮，造成储存困难。粉渣的这些缺点使其应用前景受到抑制。预熔颗粒渣由于其原料经过预熔，制造过程的自动化控制，使其具有良好的使用性，包括良好的铺展性、绝热保温性、熔化均匀性，许多新建连铸厂已不再使用机械混合的粉状保护渣，而代之以性能优越的预熔颗粒渣，武钢二炼钢从1996年冷轧板“黑线”攻关开始应用预熔颗粒保护渣，在消化成本的基础上，逐年增加预熔渣的用量(图6略)，2001年已全部使用预熔渣。而且，形成了高、中、低碳钢的系列保护渣。使用预熔渣，不仅连铸坏质量保证能力增强，铸机漏钢事故也大幅度下降，1