薄板坯连铸技术的特点

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1、25卷第3期北京Vol.25No.320036JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijingJun.2003收稿日期2001–11–15薛凌女,49岁高级工程师20世纪80年代以来薄板坯连铸连轧技术取得了突破性的进展与传统流程工艺相比薄板坯连铸连轧工艺流程短设备简化投资省成材率高生产成本低产品质量好品种开发潜力大经济效益十分明显近年来该项技术日趋成熟产能迅速提高对于满足钢铁生产的新需求具有较大的潜力1薄板坯连铸技术的特点(1)板坯液芯长度短传统厚板坯的液芯段长度一般为20

2、~25m而薄板坯液芯段的长度仅有5~6m如表1[1]液芯段长度短减轻了设备质量使铸机结构简化表1各种连铸工艺参数的比较Table1Comparisonofcastingparameters规格厚板坯连铸薄板坯连铸板坯厚度/mm150~25050~70拉速/1~254~6完全凝固时间/s>600~60结晶器热流/21~32~3液相穴长度/m20~255~6(2)铸坯热历程变化平稳铸坯温度高且分布均匀薄板坯的比表面值是厚板坯的3.5倍(见表2)即散热面积增加了2.5倍同时铸坯冷却速度快拉速则快约5倍(见表1)铸坯在铸机内停留

3、时间短铸坯热能可有效利用因而铸坯温度高铸坯中心和边部温度差别小钢中不易产生质点(如AlN)的沉淀不需要在加热炉中溶解AlN,便可直接轧制这是薄板坯快速凝固的一个很大的优点表2凝固冷却参数Table2Parametersofcoolingsolidfication规格比表面冷却速度1晶粒尺寸/m凝固终点温度/250mm×1500mm1.50.1560900~100050mm×1500mm5.32.00401150~1200(3)板坯内部质量好薄板坯凝固速度快树枝晶细内部结构致密偏析小(4)薄板坯内部的夹杂物薄板坯单位长度的

4、表面积与体积比为1.03~1.06而厚板坯则为0.2~0.8如钢水洁净度相同则薄板坯中的夹杂物更接近于表面另一方面,薄板坯结晶器内的空间小拉速高在相同的浇注速率下薄板坯结晶器内钢水的流动强度比厚板坯要大4倍液面波动也大更容易造成卷渣目前以薄板坯为原料生产的冷轧薄板的表面质量一般不如厚板坯好,这是重要原因之一因此保持尽可能高的拉速和结晶器液面的稳定是提高薄板坯冷轧板表面质量的关键(5)薄板坯比表面大表面温度高板坯离开铸机后又迅速进入保温炉,因此板坯表面二次氧化铁皮FeO严重高压水除鳞不干净会影响薄板表面质量薄板坯连铸连轧技

5、术的进展薛凌中国金属学会北京100711摘要扼要介绍了薄板坯连铸技术的特点阐述并分析了薄板坯连铸与连轧技术发展的若干关键技术,包括液芯压下及动态软压下薄板坯连铸结晶器薄壁浸入式水口结晶器液面控制技术电磁制动技术半无头轧制和铁素体轧制等新技术的发展动向关键词薄板坯液芯压下电磁制动半无头轧制铁素体轧制分类号TF777•208•200332薄板坯连铸关键技术的发展薄板坯连铸继承了厚板坯连铸的成熟技术如保护浇铸中间包冶金等并根据薄板坯凝固的特点开发了适合于薄板坯连铸的特有技术且不断完善2.1薄板坯连铸结晶器为便于在薄板坯连铸中使

6、用传统的浸入式水口和保护渣技术薄板坯结晶器的弯月面区域必须有足够的空间以插入浸入式水口且必须满足以下要求水口壁与结晶器壁之间无凝固桥生成弯月面区有足够容积使钢水温度分布均匀有利保护渣熔化弯月面区钢水流动平稳防止过大紊流而卷渣结晶器几何形状应使坯壳在拉坯过程中承受最小的应力目前开发的结晶器类型有(1)漏斗形结晶器如CSP工艺(2)平行结晶器如ISP工艺(3)透镜形双高结晶器如FTSC工艺这三种结晶器是专门为薄板坯连铸设计的均已在生产上应用取得了良好的效果从坯壳受力情况来看平行结晶器要优于漏斗形和透镜形结晶器而从结晶器空间大

7、小来看则是漏斗形和透镜形结晶器优于平行结晶器[2]目前对于坯厚为50~70mm的薄板坯连铸机广泛使用的是漏斗形结晶器2.2薄壁浸入式水口薄板坯要求高拉速为6m/min使其流量达到2~3t/min产量才能与传统铸机相比薄板坯结晶器的几何形状要受到下列因素的限制一是要求浸入式水口与铜板之间有一定间隙而不凝钢二是水口直径要有足够的流通量三是水口壁要有足够的厚度最小10mm为延长水口的使用寿命开发了薄壁扁形浸入式水口水口上部为圆柱形下部为扁形或椭圆形采用等静压成形水口本体材料为Al2O3–C流体冲刷区材料为MgO–C渣线材料为Z

8、rO2–C对薄板坯连铸而言浸入式水口及保护渣直接关系到连浇炉数和作业率的提高同时影响到铸坯质量各公司都进行了大量研究目前西马克公司已开发出第四代浸入式水口CSP及FTSR工艺的浸入式水口寿命也达到达500min可连浇12炉以上采用平板式结晶器的QSP及ISP工艺的浸入式水口寿命为~400min2.3结晶器液面波动振动