郝之峰

（山鋼股份濟南分公司檢修工程公司，山東濟南　250101）

奧鋼聯(lián)連鑄機新增230 mm斷面技術(shù)改造

郝之峰

（山鋼股份濟南分公司檢修工程公司，山東濟南250101）

為解決原奧鋼聯(lián)連鑄機新增230 mm斷面后存在的問題，通過分析與調(diào)整L1級程序，調(diào)整結(jié)晶器足輥、完善開口度工藝，調(diào)整ASTC智能輕壓下參數(shù)、電磁攪拌參數(shù)等優(yōu)化措施，對新增230 mm斷面進行深度技術(shù)開發(fā)，增加了產(chǎn)品規(guī)格，提高了鑄坯內(nèi)外部質(zhì)量，年直接經(jīng)濟效益390多萬元。

連鑄機；鑄坯規(guī)格；斷面尺寸；技術(shù)開發(fā)

1　前言

2015年，為拓寬濟鋼煉鋼廠1#連鑄機120 t轉(zhuǎn)爐—3500軋鋼產(chǎn)線產(chǎn)品規(guī)格，在原200 mm斷面、270 mm斷面基礎(chǔ)上擬新增230 mm斷面。因國內(nèi)類似的連鑄機工藝技術(shù)改造很少，改造前期難以找到可以借鑒的案例，系統(tǒng)改造完成后，該產(chǎn)線出現(xiàn)鋼板探傷合格率下降和批量大縱裂、小縱裂、結(jié)疤等缺陷改判，鑄坯中心疏松、中心偏析、中間裂紋比較嚴(yán)重，影響了產(chǎn)品質(zhì)量的提升。為此，重新梳理改造流程，分別從自動化、設(shè)備與工藝角度進行深度技術(shù)開發(fā)。

2　技術(shù)改造

連鑄機增加斷面，是一個系統(tǒng)工程，除了需要考慮軋機、鑄機、訂單結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)組織等因素外，還涉及工藝、自動化、機械等多個專業(yè)，不能一蹴而就，需要根據(jù)產(chǎn)品實物質(zhì)量，運行較長一個生產(chǎn)周期，系統(tǒng)穩(wěn)定后才能完成。

2.1分析與調(diào)整L1級程序

除了在HMI中增加230 mm斷面的控制和操作功能，L2級程序中增加230 mm斷面程序外，主要工作是對L1程序修改。1#連鑄機主體部分設(shè)計的L1程序主要有公共（Common）、儀表（Instrument）、結(jié)晶器調(diào)寬（MWA）、鑄流（Strand）、結(jié)晶器液位（Mold level）、后部（Runout）PLC，其中涉及修改程序的有3部分。

1）儀表（Instrument）PLC，主要修改兩部分程序，一是邊沿區(qū)流量限制，位于“FB451/N27；DB11. DBD880—margin zone limit”；二是配水曲線，在原來DB12（1-6）基礎(chǔ)上增加7#～9#一級配水表。

2）結(jié)晶器調(diào)寬（MWA）PLC，需要調(diào)整230 mm斷面下對應(yīng)的7個參數(shù):結(jié)晶器最大錐度（DB11. DBD618 MaxTaper）、板坯最大寬度（DB11.DBD622 SlabMaxWidth）、板坯重設(shè)最大寬度（DB11.DBD630 SlabRestrandingWidth）、板坯重設(shè)錐度（DB11. DBD634 SlabRestrandingTaper）、板坯最大固定寬度（DB11.DBD806 SlabMaxFormatWidth）、板坯最大固定錐度（DB11.DBD614 SlabMaxFormatTaper）、最大厚度（DB11.DBD318 ThinknessMax）等，以上依次在源（Sources）、塊（Blocks）、符號（Symbols）里做比較調(diào)整（CMP＞＞=R）。

3）鑄流（Strand）PLC，涉及改動較大，編程思路如下:首先定義230 mm斷面調(diào)整范圍（230～242 mm）這一部分在FC6/N23 ASTC中完成；其次定義振動參數(shù)包，通過調(diào)用DB630 OSC TABLES，當(dāng)選擇230 mm斷面時，使用表中的6號振動曲線；最后選擇配水模式，在原來1#～6#水表的基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶提議增加7、8、9模式，分別對應(yīng)200、270、230 mm斷面。以上控制的實現(xiàn)是通過L2斷面模式選擇（FC610/NW29）完成，每次選擇觸發(fā)不同的上升沿，新斷面的默認(rèn)值（FC260/N13；thinkness for L2（+3%）為236.5 mm。

2.2調(diào)整結(jié)晶器足輥

斷面改造后，出現(xiàn)結(jié)晶器與彎曲段順弧偏差大的缺陷，為此，對結(jié)晶器寬面足輥的第一對足輥進行了向外20絲的調(diào)整，改善了結(jié)晶器與彎曲段的順弧狀況，對于改善鑄坯質(zhì)量起到支撐保護作用。

根據(jù)生產(chǎn)和低倍情況，調(diào)整結(jié)晶器窄邊足輥與樣板的間隙，第一次調(diào)整，角裂明顯減少，但鑄坯三角區(qū)裂紋增加。第二次調(diào)整后，效果明顯好轉(zhuǎn)，角裂和三角區(qū)裂紋都得到有效控制，鑄坯的整體坯型也很好。結(jié)晶器足輥調(diào)整參數(shù)見表1。

2.3完善開口度工藝

項目投產(chǎn)后，鑄坯中心疏松成為需要解決的主要矛盾?？紤]到230 mm斷面在設(shè)計的過程中，國產(chǎn)結(jié)晶器下口開口度比奧鋼聯(lián)國內(nèi)同類機型小了2 mm，圍繞如何減少鑄坯中心偏析和疏松進行技術(shù)攻關(guān)，重點從開口度上進行工藝技術(shù)調(diào)整。

生產(chǎn)技術(shù)

表1　結(jié)晶器足輥調(diào)整參數(shù)

為了保證鑄坯實際厚度，彎曲段到扇形6段開口度僅能減少2 mm，其中1至6段固定段開口度減少1 mm。經(jīng)過10多次的扇形段開口度的調(diào)整，摸索出調(diào)整的技術(shù)要點，應(yīng)該把1 mm調(diào)整量主要集中在電磁攪拌段之后，這樣偏析、疏松問題就能得到明顯改善。

2.4調(diào)整ASTC智能輕壓下參數(shù)

結(jié)合鑄坯的低倍組織檢驗情況，把ASTC壓下范圍由50%～90%，改為20%～140%，壓下量由原設(shè)計的4.5 mm，調(diào)整為5.5 mm，適當(dāng)增加末端壓下量，對降低凝固末端的偏析疏松起到一定的作用。

2.5二冷水水量調(diào)整

奧鋼聯(lián)鑄機設(shè)計有L1、L2兩種配水模式，每種模式下又分多個冷卻級別，但整體上L1比L2配水量大70%～80%。本次改造，對不同鋼種進行了強、弱冷的多次嘗試，原設(shè)計使用的L2級配水在解決偏析和疏松的問題上不適應(yīng)，最后確定了生產(chǎn)探傷鋼使用L1中冷，效果比較明顯。

2.6電磁攪拌參數(shù)的優(yōu)化

原奧鋼聯(lián)鑄機未設(shè)計電磁攪拌系統(tǒng)，考慮到電磁攪拌對解決偏析有直接幫助，本次改造一期對電磁攪拌系統(tǒng)進行了系統(tǒng)優(yōu)化。為了提高電磁攪拌效果，延長電磁攪拌輥使用壽命，通過對比，最終確定新上線電磁攪拌輥電流設(shè)定為450 A，頻率設(shè)定6 Hz，電磁輥壽命中后期電流設(shè)定480 A，頻率設(shè)定6.5 Hz。這些措施對減少鑄坯中間裂紋、偏析和疏松比較明顯。圖1中a、b分別是未經(jīng)過電磁攪拌和經(jīng)過電磁攪拌的鑄坯低倍圖，經(jīng)過攪拌后的等軸晶與白亮帶明顯增強。

2.7其他工藝操作優(yōu)化

推行恒溫恒速澆注，加強生產(chǎn)調(diào)度協(xié)調(diào)能力和精煉工序操作水平，保證鋼水過熱度在10～20℃內(nèi)，盡量為鑄機恒溫恒速澆注提供好的條件。控制鋼中S、P含量，優(yōu)化二冷配水制度，保證矯直溫度在900℃以上，同時保證鑄坯的表面溫度平穩(wěn)過渡，減少熱應(yīng)力。

圖1　電磁攪拌效果對比

優(yōu)化浸入式水口工藝參數(shù)，適應(yīng)新斷面的需求。改230 mm斷面后，開始時沿用270 mm斷面浸入式水口，水口壁距結(jié)晶器銅板距離減少，影響水口周圍的流場，容易產(chǎn)生大的渣條，對水口總厚度減薄5 mm，并把水口第一道渣線插入深度由100 mm調(diào)整為120 mm，得到了最佳流場效果，基本消除了水口對鑄坯裂紋的影響。

調(diào)整切割槍槍位和割斷后停留時間，隨著鑄坯的變薄，原切割槍位不適應(yīng)生產(chǎn)的需要，割出的鑄坯上表毛刺、翻渣增加，軋制出的鋼板結(jié)疤明顯增多。經(jīng)過跟蹤對比，切割槍和鑄坯的距離在70 mm時切割效果最好，又對鑄坯割斷后割槍滯留的時間進行了調(diào)整，由13 s縮短為8 s，調(diào)整后鋼板結(jié)疤得到有效控制。

3　效益分析

連鑄機斷面改造是一個系統(tǒng)工程，綜合考慮了鑄機和3500軋機裝備能力，改造后，230 mm斷面鑄坯的內(nèi)外部質(zhì)量得到不斷提升，探傷合格率在上新高，裂紋改判也降低到歷史最好水平。2015年鑄坯技術(shù)指標(biāo)對比見表2。

表2　2015年濟鋼煉鋼廠120區(qū)鑄坯技術(shù)指標(biāo)對比

按每月200 t鑄坯廢品，每噸損失400元，由此帶來效益106萬元。特別是提高探傷合格率帶來的效益，斷面改造后按照6、7月份平均水平提高探傷合格率，每月生產(chǎn)探傷鋼板按3萬t，改判損失按照400元/t，由此帶來年效益103.7萬。此外，低倍質(zhì)量提高后，每年少換扇形段5臺，每臺整備費用30萬元，可以節(jié)省機械和傳感器備件費用150萬。

濟鋼連鑄機新增230 mm斷面技術(shù)改造后，增加了產(chǎn)品規(guī)格，開創(chuàng)了奧鋼聯(lián)連鑄機斷面改造的先例，提高了鑄坯內(nèi)外部質(zhì)量，年直接經(jīng)濟效益390多萬元。

Abstrraacctt::In order to solve the problems of new 230 mm section of VAI continuous casting machines，through the analysis and adjustment of the L1 program，the optimization measures has been taken.They included that the mould foot roller was adjusted，the opening process was improved，and the parameters of ASTC intelligent light reduction and electromagnetic stirring were also adjusted.With development in-depth technical for new 230 mm section，the product specification was extended，the billet internal and outer quality was improved.

Key worrddss::continuous casting machine；casting blank specification；new section size；technology development

Technical Innovation for New 230 mm Section of VAI Casting Machines

HAO Zhifeng
（The Maintenance Engineering Company of Jinan Branch of Shandong Iron and Steel Co.，Ltd.，Jinan 250101，China）

TF341.6

B

1004-4620（2016）05-0014-02

2016-09-12

郝之峰，男，1966年生，1989年畢業(yè)于西安冶金建筑學(xué)院工業(yè)電氣自動化專業(yè)?，F(xiàn)為山鋼股份濟南分公司檢修公司經(jīng)理，電氣自動化高級工程師，從事冶金自動化裝備研究與應(yīng)用工作。