薄板坯连铸技术的特点.doc

25卷第3期北京Vol.25No.3
20036JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijingJun.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20~25m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×1500mm1.50.1560900~1000
50mm×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
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•20033
2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ZrO2–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