【2017年整理】新一代板坯连铸机技术

【2017年整理】新一代板坯连铸机技术新一代板坯连铸机技术

新一代铸机为立弯型，该铸机生产铸坯规格为:厚度250mm，宽度

850,2100mm，铸坯长度5200,12400mm。新铸机冶金长度30.9m，垂直段约2.6m，铸机半径9.0m，铸机速度1.35m/min，钢包容量210t，设计产能130万t/a。新铸机的建成投产提高了产能和生产灵活性，具备了根据板坯的尺寸和质量进行优化、组织生产的条件，为今后提高产品质量、改善品种结构奠定了基础。通过采用最新的设备与技术，该铸机能满足目前对产品质量的最高要求。

1弹簧导向液压驱动共振系统:结晶器的精确振动可以提高产品质量。为达此目的，结晶器必须以比铸流更快的速度有规律地向下运动，避免新形成的坯壳粘到结晶器壁上，这要求高精度的动态控制，因此要研究控制算法。

结晶器振动系统在安装之前首先在制造车间进行了组装和动态测试。用三轴加速传感器检测了结晶器的位移精确度，检测了两个升降架之间的相位差，对加速器的时序进行了分析。工厂检测获得了理想的结果。振动参数可以在操作室里进行在线设置。

2cyberlink扇形段概念设计:

水平区扇形段在连铸机矫直扇形段的下游，拥有卓越的力学性能。上框架通过布置成一定角度的cyberlinks控制，侧框架应用了连铸机常用的形式。上框架的导向装配保证了它在铸流中的自动对中功能。

另外，去掉升降横梁使驱动辊和上框架成为一体，每个cyberlink扇形段不超过4个液压缸。cyberlink扇形段布置在液芯区域的下端部，通过联合控制cyberlink的位置和受力来驱动，使动力扭矩安全地传递到铸流甚至是完全凝固的铸坯上。为cyberlink技术设计了新型的分段载荷控制，该控制使得张紧力矩在不

同的驱动辊上优化分布。在这种控制方式下，实际检测的每个cyberlink扇形段液压缸的压力差别很大，这与工艺过程、动态轻压下以及力的即时作用有关。

液芯端位置的确定:铸流的机械和动态性能随着其位置的变化而变化。根据这一原理可以确定液芯端位置。为此，cyberlink扇形段的上框架以0.2mm的振幅进行振动。振动滞后区域可以通过液压缸的压力和位置的相移计算出来，液芯端的位置通过滞后区域的尺寸来确定，静态或非静态方法的计算结果都是有效的。

用静态方法计算时，连续生产条件下的cyberlink扇形段会产生快速振动。生产条件发生变化时用非静态方法计算，铸速相应地也跟着变化，cyberlink扇形段的振动在一个较长的周期内完成。运行结果表明，由于振幅较小，上框架的振动不会影响板坯的内部质量。

3二冷段气—雾冷却(水/气):

连铸机的铸坯质量很大程度上取决于铸坯的凝固过程和冷却系统。现代概念的高效连铸机对铸流导向系统的喷嘴系统提出了严格的要求，当铸流刚从水冷结晶器中出来时，其坯壳还比较薄，当它通过喷雾冷却系统及其他的热传导机制后到达铸流导向系统的终端时完全凝固。实现这一结果得益于动态凝固计算(DSC)冷却模型的应用，该模型负责控制操作系统。

冷却方式:整个铸流导向系统分成16个喷雾区。在第3到5喷雾区，每个区沿宽度方向被分成3个控制系统。在第1喷雾区(喷雾环)和第2喷雾区(窄面)配备了单流喷嘴，为

了在铸流导向系统区域达到良好冷却效果，使用了平面喷射形喷嘴，而且第2喷雾区使用了全锥形喷嘴。第3到16喷雾区(扇形段第0到12段)的冷却方式为气雾冷却，在铸流导向水平区域即第13到16喷雾区(扇形段第8到12段)使用规定的低密度水。在第3到12喷雾区(扇形段第0到7段)喷雾宽度可以达到实际板坯

的宽度，在第13到16喷雾区(扇形段第8到12段)喷雾宽度没有达到实际板坯的宽度。

根据板坯宽度预设喷雾宽度设定值:板坯的宽度范围为850,2100mm(冷尺寸)。第1喷雾区的喷雾宽度能够覆盖最大宽度的板坯。在板坯宽度较小时，第3到12喷雾区的喷雾宽度可以根据实际板坯宽度进行喷雾，在第3到5喷雾区(扇形段第0到1段)通过控制系统进行喷雾宽度控制，同时在第6到12喷雾区(扇形段第2到7段)通过边部迟滞方式进行喷雾宽度控制。在第3到5喷雾区域通过依赖于板坯宽度的控制系统冷却。依赖于板坯宽度的供水修正系数可以通过动态凝固计算模型计算出来。在第6到12喷雾区采用边部迟滞方式进行冷却控制，即喷雾区的边部喷嘴根据板坯的实际宽度确定开或不开，依赖于板坯宽度的供水修正系数作为板坯宽度的函数可以自动选择，因此可以减少这些喷雾区的设定值数量。

4工艺控制和监视系统:

结晶器液面控制:结晶器液面稳定是板坯表面获得高质量的基本条件。结晶器液面波动大多数情况下会引起铸坯表面裂纹和保护渣夹渣。为了消除这些因素对质量的影响，西马克?德马克公司开发了自己的结晶器液面控制系统，应用了特殊的工艺控制算法。为了提高控制精度和操作可靠性，同时采用了两个结晶器液面测量仪表。结晶器宽度在线调节:为了提高生产的灵活性，需要进行结晶器的调节。在浇铸时，窄面锥度根据铸速、浇铸钢种、浇铸断面进行调节。在宽度变化期间，应用了一种特定的宽度变化策略以使钢水损失保持在一个较低的水平。这种优化的断面宽度变化不需要降低拉速。高的调节速度使宽度变化较大时仍具有较短的楔形长度。漏钢预报:结晶器热通量的测量及其3D图像在投产期间发挥了良好的作用。结晶器上安有热电偶测量结晶器内的温度分布，热通量图像可以显示结晶器内部的变化，可以早期检测到可能发生的漏钢。同时，这些检测结果为进一步开发钢种、保护渣、浸入式水口提供了重要信息。

液压扇形段调节和软压下:为了消除剩余凝固期间偏析元素对质量的影响，在浇铸某些钢种时应用了软压下。软压下通过液压调节cyberlink扇形段而实现，由于2级动态凝固计算模型和工艺控制系统之间的相互作用，软压下可以在相对正确的位置实现。

5试车及生产情况:

SalzgitterFlachstahlGmbh带钢厂新建3号铸机可以生产厚度250mm，宽度850,2100mm的铸坯，根据浇铸钢种最大铸速为1.35m/min，加上3个以上的预留扇形段后铸速可以达到1.6m/min。新设备新技术的应用扩大了产品范围，可以生产高强度钢，微、低合金钢，少珠光体微合金钢，铬、钼、铌合金钢，含碳量,0.25%的碳钢及IF钢。另外，新3号连铸机还可以生产特殊钢种，即Si钢、P合金钢、抗HIC钢、管线钢，以及高纯度IF钢，能够满足极严格的表面质量要求。

铸机采用了最先进的装备技术和工艺。这些先进的技术和工艺包括弹簧导向共振结晶器，该结晶器采用了新型的节约空间的设计。液压驱动使振动参数不断改进，从而可以获得无表面裂纹的板坯。Cyberlink扇形段是这些新技术中的亮点，可以生产高级别的钢种，为抗HIC钢的研究开发提供条件，另外该技术还可以减轻辊子的磨损。

该铸机的另一个新技术是气—雾二次冷却。该冷却方式具有依赖于板坯宽度的迟滞技术

及工艺控制系统，可以进行新钢种的试验，进一步提高、改善，直至生产出成品。