小方坯结晶器正弦振动参数的理论分析

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1、小方坯结晶器正弦振动参数的理论分析张银强杨志雄陈勇（山东日照钢铁有限公司第一炼钢厂）摘要介绍了结晶器正弦振动同步控制模型的建模方式，确定合适的振幅、振频和负滑脱时间、负滑脱率，以达到提高铸坯表面质量、改善结晶器内润滑的振动效果，并对日钢小方坯振动参数进行了优化。作者简介：张银强(1984－)，男(汉族)，安徽砀山人，助理工程师，本科，山东日照钢铁有限公司第一炼钢厂，邮编276806，Tel：13562365604，从事炼钢与连铸的生产工艺与产品开发研究。关键词小方坯；结晶器；正弦振动；理论分析Anal

2、ysisonsinuousoscillationparametersofbilletcontinuouscastingZHANGYinqiang,YANGZhixiong,CHENYong(NO.1Steel-makingPlantofRizhaoIron＆SteelCo.Ltd.)Abstract:Thepresentpaperproposesthemethodforoptimizationofsinuousoscillationparameters,suchasthestoke,frequency

3、,negativestriptime,negativestripetc.Thesurfacequalityofthebilletadvancedandthelubricationofthepowderfluxwasimproved.DesignonthemouldoscillationparametersofthebilletcontinuouscastinginRizhaoSteel-makingplant.Keywords:bloom;mould;sinuousoscillation;analys

4、is1前言随着连铸技术的的发展，以高拉速、高质量和高作业率为目标的高效连铸技术，逐渐成为当代连铸的主要发展方向。要达到高产、高质的目的，必须不断完善设备、工艺参数以及过程控制技术。日照钢铁有限公司第一炼钢厂现有3台小方坯连铸机，投产四年多以来，铸坯产量和质量都有非常明显的提高。随着一些高标准新品种的开发，部分历史遗留问题也逐渐暴露，如高溢漏率、高事故率、铸坯表面缺陷较多等。本文主要从提高铸坯表面质量方面，对现有结晶器振动参数进行理论分析。2工艺现状日钢第一炼钢厂3台小方坯连铸机均为六机六流，浇铸断面主

5、要为160mm×160mm和150mm×150mm，采用快换式定径水口或塞棒控制、浸入式水口保护浇铸、结晶器液面自动控制、保护渣和事故摆槽等浇注方式。目前，主要生产的钢种有H08A、Q195、Q215B、Q235B、HRB400、30MnSi、ML35、45#等，连铸机的主要工艺参数如下：弧形半径：8m流间距：1200mm工作拉速：1.8～3.2m/min结晶器：窄水缝导流水套式结晶器，水缝3.5mm，长度900mm，材质为磷脱氧铜振动装置：半板簧四连杆振动方式：正弦振动振幅：±4.8mm、±4.2m

6、m、±3.4mm、±2.4mm振动曲线：87.5v≤1.0m/minf=87.5×v1.0m/min3.0m/min如图1所示。图1结晶器振动曲线1铸坯表面质量现状与分析3.1铸坯表面质量现状在现有振动模式下，铸坯表面振痕经常出现不完整和弯曲现象，且钩形振痕比例较多（如图2）。通过对铸坯振痕金相组织的分析发现：振钩下晶粒较其他部位粗大，磷、硫成分偏析也较其他部位严重，易造成振痕谷部分布大量的微观裂纹。在外力（如结晶器铜管内的摩擦力、拉坯力等）作用下，这些裂纹将进图2铸坯

7、振痕一步扩展。谷部裂纹在高温下产生，裂纹内表被氧化，形成氧化铁夹渣（如图3）。轧制过程中若裂纹不能焊合，就会出现起皮、结疤，严重时出现掉块甚至断裂现象[1]。凹陷型振痕由于深度比较浅，一般不会影响到轧材的质量。图330MnSi盘圆中间料横向，4％硝酸酒精腐蚀500×3.2原因分析关于浸入式水口保护渣浇注条件下振痕的形成比较一致的认识是“弯月面凝固模型”。在负滑脱期间，结晶器向下运动的速度大于铸坯运动速度，弯月面坯壳在保护渣内压力冲击或渣圈的作用下，离开结晶器壁向内弯曲。当正滑动期间保护渣的负压又把弯月

8、面坯壳部分地拉回到结晶器壁，形成凹陷型振痕。如果弯月面坯壳刚度较大，坯壳的顶部不能向结晶器壁弯曲，钢液在其上溢流，从而形成皮下钩形振痕[2]。当铸坯与结晶器铜板间润滑不良时将发生粘结，弯月面凝固加剧，坯壳厚度、强度增加，造成钢水溢流，形成铸坯表面上的搭结，即钩形振痕。在铸坯运行与结晶器振动速度差较大时，会造成结晶器与铸坯间的机械作用力过大，这也易导致钢水在弯月面上溢出，同样形成钩形振痕。因此，优化结晶器振动参数、促进结晶器与铸坯间的润滑，是杜绝钩形振痕、