3宽厚板坯连铸机凝固末端轻压下技术
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｉｎ Ｂａｏｓｔｅｅｌ Ｂｒａｎｃｈ’８ ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ ｐｌａｎｔ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ ｂｒｉｅｆｅｄ．Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ’８
ｍａｉｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｎａｌ ｓｔａｇｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
的扇形段与非扇形段相比有许多不同的特点： （１）全部分节辊密排，辊径咖２３０和ｑｂ２３３，
辊间距小，２７０—２８８ ｍｉｌｌ，有利于减小凝固收缩和 鼓肚引起的中心偏析。每个扇形段有６对夹辊， 该区域所有非驱动辊都为三分节辊，驱动辊为四 分节辊。可进行轻压下的区域长约为２１ ｍ，但每 次使用的扇形段是２～３个。
名称
数量
铸机机型和数量
流数 板坯厚度／ｍｍ 板坯宽度／ｎｕｎ 铸机基本半径／ｎｌｌｎ 扇形段数量／个 具有轻压下能力 的扇形段数量／个
垂直弯曲（Ｖ—Ｂ）型， １机２流 ２流
２２０，２５０，３００ ｌ ２００一２ ３００
１０ ｏｏＯ １７
１２
段的轻压下反力超过扇形段的承受能力，液压缸 会自动保护退回，保护夹辊不受损害，这与机械调 节辊缝有差别。机械扇形段一侧要带有板簧组 件，当夹辊承受的轻压下反力太大时，板簧承受的 力大于预定力，板簧反弹，扇形段可移动侧退回。
Ｙａｎ Ｃｈａｏｈｏｎ９１，Ｘｕ Ｇｕｏｄｏｎ９２
（１．Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｓｔｅｅｌ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ；２．Ｓｔｅｅｉｍａｋｉｎｇ Ｐｌａｎｔ，Ｂａｏｓｔｅｅｌ Ｂｒａｎｃｈ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００９４１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｔｌｌｅ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｎａｌ ｓｔａｇｅ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｎｏ．３ ｔｈｉｃｋ ｓｌａｂ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｅｒ
（２）相对连铸机的其他工艺参数而言，轻压 下的工艺参数都是比较小的值，如每个扇形段的 最大轻压下率约毫米级，因此必须采用精度高的 调节方法，才能达到工艺要求，目前大多采用液压
万方数据
宝钢技术
２００８年第４期
驱动以及调整辊缝来解决。
Ｔａｂｌｅ １
表１铸机设备参数
Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ，ｔｏｔａｌ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ ａｎｄ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ，ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｉｓ
ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｃａｌｌ ｂｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ｉｎｔｏ ｓｅｖｅｒａｌ ｔｙｐｅｓ ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｓｕｃｈ ａ８ ｓｔａｔｉｃ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，ｄｙｎａｍｉｃ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃ—
连铸坯凝固过程中产生内部裂纹的原因是糊 状区，也就是零强度温度和零延性温度之间的区 域，是典型的脆性区，压下率超过其允许的最大值
时，铸坯受到挤压的变形量超过某一临界值，就产
生裂纹。 ２．３总压下量
一般说来，总压下量要完全补偿压下处钢液 在降温和凝同过程中的体积收缩量，才能防止富
集溶质剩余液相的流动。总压下量过小时，对于 中心偏析和疏松改善不明显（见图１…）；总压下
３’宽厚板坯连铸机采用计算试验结合法确定 凝固末端。 ２．２压下率
压下率的定义是浇注方向单位长度的压下 量，一般用８表示。
最大压下率是这样确定的ｍ：铸坯内部产生
裂纹的临界应变氏，而对铸坯进行轻压下时产生
的应变ｓ由式（１）㈣计算：
Ｂａ
Ｆ副了
其中，Ｃ为常数，ｍ／ｍｍ；ａ为坯壳厚度，ｍ；２为
辊距，ｍ；占与占。的关系是ｓ＜占ｏ，由此可以求出 最大的压下率。
量过大时，铸坯受到过度挤压，引起尚未凝固且富
集溶质的钢液流到相邻的鼓肚区，形成偏析，即Ａ
型偏析口］，还会导致内裂的产生（见图２¨１），同时 引起轻压下区夹辊的破损。合适的总压下量町以
减少中心疏松和偏析，同时又不至于出现内裂及
引起夹辊的破损。铸坯由液相变为固相时的收缩 率为３％一４％（根据钢种有所不同），因此由压下
１凝固末端轻压下技术的原理 板坯的中心偏析是凝固壳冷却收缩或发生鼓
肚，使糊状区枝晶间富集溶质元素的剩余液相流 到铸坯的中心区域而形成的。因此，如果在凝固 末端施加均匀外力，形成一定的压下量，补偿凝固 收缩，同时，采用扇形段小辊密排、多分节辊，减少 鼓肚，让枝晶间富集溶质的剩余液相仍保留在其 原来的位置，而不流到最后凝固的中心部位，就可 以很大程度地减轻甚至消除中心偏析和疏松。
阎朝红高级工程师１９７０年生１９９７年毕业于北京科技大学 现从事钢铁冶金专业电话２６６４５９０５ Ｅ—ｍａｉｌ ｙａｎｃｈ＠ｂａｏｓｔｅｅｌ．ｔｏｍ
因此，在国外得到了广泛的应用。３。宽厚板坯连 铸机就采用了轻压下技术以确保生产出高质量的 厚板坯。由于这项技术投资大，使用和把握有一 定难度，目前在国内使用还不太多。
万方数据
阎朝红等３。宽厚板坯连铸机凝固末端轻压下技术
６５
Ｆｉｇ．２
图２ 总压下量与内裂的关系
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ ｏｎ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｒａｃｋｓ
２．４压下速率
压下速率是指单位时间的压下量。首先最大
压下速率是钢种本身所要求的，最大压下速率与钢 所能承受的最大形变速率有关，最大压下速率引起
Ｆｉｇ．４ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃａｓｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｏｎ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｗｉｔｈ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
同时，最佳拉速还受到钢种、断面、浇注条件 等等的限定。因此，最佳拉速的确定比较复杂，要 综合考虑。
３轻压下设备 ３。宽厚板坯连铸机（设备参数见表１）轻压下
２００８年第４期
宝钢技术
６３
３撑宽厚板坯连铸机凝固末端轻压下技术
阎朝红１，徐国栋２ （宝钢分公司１．硅钢部；２．炼钢厂，上海２００９４１）
摘要：介绍了宝钢分公司炼钢厂３。宽厚板坯连铸机采用的凝固末端轻压下技术，简述了凝固末端轻压下 技术的原理，并对其主要工艺参数轻压下凝固末端的位置及其确定方法、压下率、总压下量和压下速率进行了 讨论和分析，介绍了从控制角度这种技术的几种分类方式：静态轻压下、动态轻压下和半动态轻压下。得出结 论，凝固末端轻压下技术对减少中心偏析很有效。
Ｆｉｇ．３
图３轻压下速率对偏析的影响
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｎ ｃｅｎｔｒａｌ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ
一定时，压下速率有最佳值。 ２．５合适的拉速
拉速与压下率和压下速率的关系是：
Ｖ．
Ｖｃ＝｛
（４）
０
其中，％为拉速，ｍ／ｒａｉｎ。 从式中可以看出，拉速受到压下率和压下速
的形变不能超过钢的某一临界值，否则会产生裂
纹；其次与冷却条件、断面及铸机设备本身条件有
关。ｗｏⅡ得出了估算压下速率的半经验式”１：
，ｒｖ，．一０．２５
ｋ—Ｄ（百ｗ １ （７１Ｌ—Ｂ）“５×１０‘３
（３）
、工，，
其中，‰为压下速率，ｍｍ／ｍｉｎ；Ｄ为铸坯厚
度，ｍｍ；Ｗ为铸坯宽度，ｍｍ；Ｔ。为液相线温 度，℃；瓦为固相线温度，℃。本式考虑＇ｒ钢种的
ｔｉｏｎ，ａｎｄ ｓｅｍｉ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ．Ａ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ ｖｅｒｙ ｈｅｌｐｆｕｌ ｆｏｒ ｒｅｄｕｃｉｎｇ
ｔｈｅ ｃｅｎｔｒａｌ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｌａｂ８．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ；ｔｏｔａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ；ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ；ｃａｓｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ；ｃｅｎｔｒａｌ ｓｅｇｒｅ－
关键词：轻压下；压下率；总压下量；压下速率；拉速；中心偏析 中图分类号：ＴＦ７７７．１文献标识码：Ｂ文章编号：１００８—０７１６（２００８）０４—００６３—０５
Ｓｏｆｔ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｆｉｎａｌ Ｓｔａｇｅ ｆｏｒ Ｂａｏｓｔｅｅｌ’Ｓ Ｎｏ．３ Ｔｈｉｃｋ Ｓｌａｂ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｃａｓｔｅｒ
ｇａｔｉｏｎ
０前言 通常，对薄板产品而言，一定程度的连铸板坯
偏析不足以影响最终产品的质量，是允许存在的。 但是，对宽厚连铸板坯，中心偏析、中心疏松会严 重影响钢材的均匀性，造成产品焊接性能不良，引 起冲击性能波动等等。因而，降低存在于连铸板 坯中的中心偏析或半宏观偏析是连铸工艺中的一 个重要技术课题。为此产生了一系列控制中心疏 松与偏析的方法，如：凝固末端轻压下技术¨。５ Ｊ、 凝固末端重压下技术、可控制面压缩技术、凝固末 端连续锻造技术、低温浇注技术、电磁搅拌技 术【６ｊ、凝固末端强冷技术Ｍ１等，其中，末端轻压下 （Ｓｏｆｔ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）是一种比较常见和成功的技术，
两相区宽度和铸坯的有效厚度，但没有考虑其裂 纹敏感性。
同时压下速率是关系到轻压下设备使用的一
个重要参数。压下速率太大，导致的后果是夹辊
的偏移、损坏，原由是夹辊与铸坯之问的反作用力 随着压下速率的增大成正比例增加。对于已经设
ห้องสมุดไป่ตู้
计好的铸机，其压下速率由支承辊的材质、配置和 尺寸限定。
压下速率与偏析的关系见图３。９ Ｊ，其他条件
２凝固末端轻压下工艺参数的确定 ２．１凝固末端轻压下位置的确定
压下位置是轻压下技术的重要参数之一，有 些文献认为恰当的位置是在铸坯刚好拉出轻压下 区域前凝固，即铸坯的凝固终点应在轻压下区域 之内。因为，如果凝固终点位于轻压下区域之外， 还有可能发生中心偏析和疏松∞１。有些认为凝 固终点可以位于轻压下区域后，也就是说轻压下 发生在某一固相率之间，如浦项的轻压下位置是 上＝０．５～０．８。后一种观点基于的理由是当＾＞ ０．８时，固液两相区已经基本上不发生流动，也就 是说剩余富集溶质的液相也不会流动，偏析不会 发生。
量造成的体积收缩也与此相当。
总压下量与压下率的关系是。７ Ｊ：
冠＝６Ｌ
（２）
其中，Ｒ。为总压下量，ｍｍ；｜Ｌ为轻压下区的长 度，ｍ；６为压下率，ｍｍ／ｍ。
图１ 总压下量和偏析的关系
Ｆｉｇ．１ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｏｔａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ ａｎｄ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ
压下位置的确定依赖于偏析发生的凝固末端 区域的确定，因此首先要测定此凝固末端区域，有 两种方法可以确定：直接测定法和计算试验结合 法。直接测定法是在扇形段上安装压力检测传感 器，非凝固区域、正在凝固区域和已经凝固区域对 扇形段的作用力不同，由此判断出凝固末端的准 确位置；计算试验结合法是用试验法得出偏析发 生的固相率，由其导出对应的凝固末端区域，由此 定出轻压下的区域。固相率与凝固末端位置的对 应关系由传热模型导出，求出液相穴的深度，一般 为了结果更为准确，会再用试验方法修正。直接 测定法关键是压力传感器的精度，设备的稳定维 护以及非凝固区域、正在凝固区域和已经凝固区 域对扇形段的作用力的准确关系。在线的计算量 不是很大，对计算机的要求不是很高，适用于在线 动态控制中；计算试验相结合法关键是传热模型 要计算合理准确，如果用在动态下，计算方法要更 趋于合理，速度要快，否则反应会有滞后。
率的制约，也就是如果要运转轻压下的话，拉速必
须满足这个关系式，才能达到最佳的效果。
图４‘１１是拉速与碳偏析（Ｃ／Ｃ。，Ｃ是测试点的 碳含量，Ｃ。是炉次碳含量）的关系，从图中可以看
出其它条件一定时，适合轻压下的拉速范围较窄，
即拉速达到基本恒定时，使用轻压下技术才可以 取得良好的效果。
图４使用轻压下拉速对碳偏析的影响
施加外力有两种方法：其一是热应力，即采用 末端强冷，在邻近凝固末端的位置上，对铸坯表面 进行高强度冷却，致使凝固坯壳向内收缩，产生与
万方数据
宝钢技术
２００８年第４期
机械应力压下类似的作用。这种方法受到钢种和 断面的限制，对表面裂纹敏感的钢不易使用，断面 较大时使用效果差。因此，其使用受到了限制。 另一种方法是机械应力，即末端轻压下、重压下及 连续锻造，其中，末端轻压下应用的较多，并且越 来越受到重视。本文对３’宽厚板坯连铸机凝固 末端轻压下技术进行介绍。
ｍａｉｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｎａｌ ｓｔａｇｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
的扇形段与非扇形段相比有许多不同的特点： （１）全部分节辊密排，辊径咖２３０和ｑｂ２３３，
辊间距小，２７０—２８８ ｍｉｌｌ，有利于减小凝固收缩和 鼓肚引起的中心偏析。每个扇形段有６对夹辊， 该区域所有非驱动辊都为三分节辊，驱动辊为四 分节辊。可进行轻压下的区域长约为２１ ｍ，但每 次使用的扇形段是２～３个。
名称
数量
铸机机型和数量
流数 板坯厚度／ｍｍ 板坯宽度／ｎｕｎ 铸机基本半径／ｎｌｌｎ 扇形段数量／个 具有轻压下能力 的扇形段数量／个
垂直弯曲（Ｖ—Ｂ）型， １机２流 ２流
２２０，２５０，３００ ｌ ２００一２ ３００
１０ ｏｏＯ １７
１２
段的轻压下反力超过扇形段的承受能力，液压缸 会自动保护退回，保护夹辊不受损害，这与机械调 节辊缝有差别。机械扇形段一侧要带有板簧组 件，当夹辊承受的轻压下反力太大时，板簧承受的 力大于预定力，板簧反弹，扇形段可移动侧退回。
Ｙａｎ Ｃｈａｏｈｏｎ９１，Ｘｕ Ｇｕｏｄｏｎ９２
（１．Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｓｔｅｅｌ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ；２．Ｓｔｅｅｉｍａｋｉｎｇ Ｐｌａｎｔ，Ｂａｏｓｔｅｅｌ Ｂｒａｎｃｈ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００９４１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｔｌｌｅ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｎａｌ ｓｔａｇｅ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｎｏ．３ ｔｈｉｃｋ ｓｌａｂ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｅｒ
（２）相对连铸机的其他工艺参数而言，轻压 下的工艺参数都是比较小的值，如每个扇形段的 最大轻压下率约毫米级，因此必须采用精度高的 调节方法，才能达到工艺要求，目前大多采用液压
万方数据
宝钢技术
２００８年第４期
驱动以及调整辊缝来解决。
Ｔａｂｌｅ １
表１铸机设备参数
Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ，ｔｏｔａｌ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ ａｎｄ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ，ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｉｓ
ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｃａｌｌ ｂｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ｉｎｔｏ ｓｅｖｅｒａｌ ｔｙｐｅｓ ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｓｕｃｈ ａ８ ｓｔａｔｉｃ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，ｄｙｎａｍｉｃ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃ—
连铸坯凝固过程中产生内部裂纹的原因是糊 状区，也就是零强度温度和零延性温度之间的区 域，是典型的脆性区，压下率超过其允许的最大值
时，铸坯受到挤压的变形量超过某一临界值，就产
生裂纹。 ２．３总压下量
一般说来，总压下量要完全补偿压下处钢液 在降温和凝同过程中的体积收缩量，才能防止富
集溶质剩余液相的流动。总压下量过小时，对于 中心偏析和疏松改善不明显（见图１…）；总压下
３’宽厚板坯连铸机采用计算试验结合法确定 凝固末端。 ２．２压下率
压下率的定义是浇注方向单位长度的压下 量，一般用８表示。
最大压下率是这样确定的ｍ：铸坯内部产生
裂纹的临界应变氏，而对铸坯进行轻压下时产生
的应变ｓ由式（１）㈣计算：
Ｂａ
Ｆ副了
其中，Ｃ为常数，ｍ／ｍｍ；ａ为坯壳厚度，ｍ；２为
辊距，ｍ；占与占。的关系是ｓ＜占ｏ，由此可以求出 最大的压下率。
量过大时，铸坯受到过度挤压，引起尚未凝固且富
集溶质的钢液流到相邻的鼓肚区，形成偏析，即Ａ
型偏析口］，还会导致内裂的产生（见图２¨１），同时 引起轻压下区夹辊的破损。合适的总压下量町以
减少中心疏松和偏析，同时又不至于出现内裂及
引起夹辊的破损。铸坯由液相变为固相时的收缩 率为３％一４％（根据钢种有所不同），因此由压下
１凝固末端轻压下技术的原理 板坯的中心偏析是凝固壳冷却收缩或发生鼓
肚，使糊状区枝晶间富集溶质元素的剩余液相流 到铸坯的中心区域而形成的。因此，如果在凝固 末端施加均匀外力，形成一定的压下量，补偿凝固 收缩，同时，采用扇形段小辊密排、多分节辊，减少 鼓肚，让枝晶间富集溶质的剩余液相仍保留在其 原来的位置，而不流到最后凝固的中心部位，就可 以很大程度地减轻甚至消除中心偏析和疏松。
阎朝红高级工程师１９７０年生１９９７年毕业于北京科技大学 现从事钢铁冶金专业电话２６６４５９０５ Ｅ—ｍａｉｌ ｙａｎｃｈ＠ｂａｏｓｔｅｅｌ．ｔｏｍ
因此，在国外得到了广泛的应用。３。宽厚板坯连 铸机就采用了轻压下技术以确保生产出高质量的 厚板坯。由于这项技术投资大，使用和把握有一 定难度，目前在国内使用还不太多。
万方数据
阎朝红等３。宽厚板坯连铸机凝固末端轻压下技术
６５
Ｆｉｇ．２
图２ 总压下量与内裂的关系
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ ｏｎ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｒａｃｋｓ
２．４压下速率
压下速率是指单位时间的压下量。首先最大
压下速率是钢种本身所要求的，最大压下速率与钢 所能承受的最大形变速率有关，最大压下速率引起
Ｆｉｇ．４ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃａｓｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｏｎ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｗｉｔｈ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
同时，最佳拉速还受到钢种、断面、浇注条件 等等的限定。因此，最佳拉速的确定比较复杂，要 综合考虑。
３轻压下设备 ３。宽厚板坯连铸机（设备参数见表１）轻压下
２００８年第４期
宝钢技术
６３
３撑宽厚板坯连铸机凝固末端轻压下技术
阎朝红１，徐国栋２ （宝钢分公司１．硅钢部；２．炼钢厂，上海２００９４１）
摘要：介绍了宝钢分公司炼钢厂３。宽厚板坯连铸机采用的凝固末端轻压下技术，简述了凝固末端轻压下 技术的原理，并对其主要工艺参数轻压下凝固末端的位置及其确定方法、压下率、总压下量和压下速率进行了 讨论和分析，介绍了从控制角度这种技术的几种分类方式：静态轻压下、动态轻压下和半动态轻压下。得出结 论，凝固末端轻压下技术对减少中心偏析很有效。
Ｆｉｇ．３
图３轻压下速率对偏析的影响
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｎ ｃｅｎｔｒａｌ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ
一定时，压下速率有最佳值。 ２．５合适的拉速
拉速与压下率和压下速率的关系是：
Ｖ．
Ｖｃ＝｛
（４）
０
其中，％为拉速，ｍ／ｒａｉｎ。 从式中可以看出，拉速受到压下率和压下速
的形变不能超过钢的某一临界值，否则会产生裂
纹；其次与冷却条件、断面及铸机设备本身条件有
关。ｗｏⅡ得出了估算压下速率的半经验式”１：
，ｒｖ，．一０．２５
ｋ—Ｄ（百ｗ １ （７１Ｌ—Ｂ）“５×１０‘３
（３）
、工，，
其中，‰为压下速率，ｍｍ／ｍｉｎ；Ｄ为铸坯厚
度，ｍｍ；Ｗ为铸坯宽度，ｍｍ；Ｔ。为液相线温 度，℃；瓦为固相线温度，℃。本式考虑＇ｒ钢种的
ｔｉｏｎ，ａｎｄ ｓｅｍｉ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ．Ａ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ ｖｅｒｙ ｈｅｌｐｆｕｌ ｆｏｒ ｒｅｄｕｃｉｎｇ
ｔｈｅ ｃｅｎｔｒａｌ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｌａｂ８．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ；ｔｏｔａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ；ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ；ｃａｓｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ；ｃｅｎｔｒａｌ ｓｅｇｒｅ－
关键词：轻压下；压下率；总压下量；压下速率；拉速；中心偏析 中图分类号：ＴＦ７７７．１文献标识码：Ｂ文章编号：１００８—０７１６（２００８）０４—００６３—０５
Ｓｏｆｔ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｆｉｎａｌ Ｓｔａｇｅ ｆｏｒ Ｂａｏｓｔｅｅｌ’Ｓ Ｎｏ．３ Ｔｈｉｃｋ Ｓｌａｂ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｃａｓｔｅｒ
ｇａｔｉｏｎ
０前言 通常，对薄板产品而言，一定程度的连铸板坯
偏析不足以影响最终产品的质量，是允许存在的。 但是，对宽厚连铸板坯，中心偏析、中心疏松会严 重影响钢材的均匀性，造成产品焊接性能不良，引 起冲击性能波动等等。因而，降低存在于连铸板 坯中的中心偏析或半宏观偏析是连铸工艺中的一 个重要技术课题。为此产生了一系列控制中心疏 松与偏析的方法，如：凝固末端轻压下技术¨。５ Ｊ、 凝固末端重压下技术、可控制面压缩技术、凝固末 端连续锻造技术、低温浇注技术、电磁搅拌技 术【６ｊ、凝固末端强冷技术Ｍ１等，其中，末端轻压下 （Ｓｏｆｔ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）是一种比较常见和成功的技术，
两相区宽度和铸坯的有效厚度，但没有考虑其裂 纹敏感性。
同时压下速率是关系到轻压下设备使用的一
个重要参数。压下速率太大，导致的后果是夹辊
的偏移、损坏，原由是夹辊与铸坯之问的反作用力 随着压下速率的增大成正比例增加。对于已经设
ห้องสมุดไป่ตู้
计好的铸机，其压下速率由支承辊的材质、配置和 尺寸限定。
压下速率与偏析的关系见图３。９ Ｊ，其他条件
２凝固末端轻压下工艺参数的确定 ２．１凝固末端轻压下位置的确定
压下位置是轻压下技术的重要参数之一，有 些文献认为恰当的位置是在铸坯刚好拉出轻压下 区域前凝固，即铸坯的凝固终点应在轻压下区域 之内。因为，如果凝固终点位于轻压下区域之外， 还有可能发生中心偏析和疏松∞１。有些认为凝 固终点可以位于轻压下区域后，也就是说轻压下 发生在某一固相率之间，如浦项的轻压下位置是 上＝０．５～０．８。后一种观点基于的理由是当＾＞ ０．８时，固液两相区已经基本上不发生流动，也就 是说剩余富集溶质的液相也不会流动，偏析不会 发生。
量造成的体积收缩也与此相当。
总压下量与压下率的关系是。７ Ｊ：
冠＝６Ｌ
（２）
其中，Ｒ。为总压下量，ｍｍ；｜Ｌ为轻压下区的长 度，ｍ；６为压下率，ｍｍ／ｍ。
图１ 总压下量和偏析的关系
Ｆｉｇ．１ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｏｔａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ ａｎｄ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ
压下位置的确定依赖于偏析发生的凝固末端 区域的确定，因此首先要测定此凝固末端区域，有 两种方法可以确定：直接测定法和计算试验结合 法。直接测定法是在扇形段上安装压力检测传感 器，非凝固区域、正在凝固区域和已经凝固区域对 扇形段的作用力不同，由此判断出凝固末端的准 确位置；计算试验结合法是用试验法得出偏析发 生的固相率，由其导出对应的凝固末端区域，由此 定出轻压下的区域。固相率与凝固末端位置的对 应关系由传热模型导出，求出液相穴的深度，一般 为了结果更为准确，会再用试验方法修正。直接 测定法关键是压力传感器的精度，设备的稳定维 护以及非凝固区域、正在凝固区域和已经凝固区 域对扇形段的作用力的准确关系。在线的计算量 不是很大，对计算机的要求不是很高，适用于在线 动态控制中；计算试验相结合法关键是传热模型 要计算合理准确，如果用在动态下，计算方法要更 趋于合理，速度要快，否则反应会有滞后。
率的制约，也就是如果要运转轻压下的话，拉速必
须满足这个关系式，才能达到最佳的效果。
图４‘１１是拉速与碳偏析（Ｃ／Ｃ。，Ｃ是测试点的 碳含量，Ｃ。是炉次碳含量）的关系，从图中可以看
出其它条件一定时，适合轻压下的拉速范围较窄，
即拉速达到基本恒定时，使用轻压下技术才可以 取得良好的效果。
图４使用轻压下拉速对碳偏析的影响
施加外力有两种方法：其一是热应力，即采用 末端强冷，在邻近凝固末端的位置上，对铸坯表面 进行高强度冷却，致使凝固坯壳向内收缩，产生与
万方数据
宝钢技术
２００８年第４期
机械应力压下类似的作用。这种方法受到钢种和 断面的限制，对表面裂纹敏感的钢不易使用，断面 较大时使用效果差。因此，其使用受到了限制。 另一种方法是机械应力，即末端轻压下、重压下及 连续锻造，其中，末端轻压下应用的较多，并且越 来越受到重视。本文对３’宽厚板坯连铸机凝固 末端轻压下技术进行介绍。