賀冰林，祖 峰，王曉紅

（天津鋼管集團(tuán)股份有限公司，天津300301）

?500 mm斷面鑄坯連鑄工藝研究與實(shí)踐

賀冰林，祖 峰，王曉紅

（天津鋼管集團(tuán)股份有限公司，天津300301）

為了確保鑄坯生產(chǎn)工藝和質(zhì)量完全滿足要求，對?500 mm斷面結(jié)晶器冷卻水流量、不同鋼種用二冷配水表、結(jié)晶器液壓振動曲線、電磁攪拌技術(shù)及鑄坯拉速控制等進(jìn)行分析，研究出?500 mm斷面連鑄工藝，成功生產(chǎn)出了質(zhì)量合格的大圓坯。

?500 mm斷面鑄坯；連鑄；工藝；研究

1 引言

天津鋼管集團(tuán)股份有限公司是我國最大的無縫鋼管生產(chǎn)基地，主要生產(chǎn)石油專用管。天津鋼管集團(tuán)股份有限公司通過二十多年圓坯連鑄技術(shù)的不斷摸索與創(chuàng)新，已經(jīng)完全具備了自主開發(fā)不同斷面不同鋼種的連鑄坯生產(chǎn)工藝能力。為了擴(kuò)大鑄坯斷面范圍，新上了一臺弧形半徑為14 m的5機(jī)5流3號連鑄機(jī)，在滿足?310～?400坯料需求的同時對?500斷面連鑄生產(chǎn)工藝進(jìn)行了開發(fā)，并取得成功。

2 3號連鑄機(jī)主要參數(shù)

3號連鑄機(jī)由中鋼院設(shè)計(jì)，天津鋼管集團(tuán)股份有限公司賽瑞公司負(fù)責(zé)制造，連鑄機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)見表1。

3 ?500 mm斷面連鑄生產(chǎn)工藝開發(fā)

3．1 結(jié)晶器冷卻水流量設(shè)計(jì)

結(jié)晶器冷卻水流量計(jì)算方法一般有3種：一是根據(jù)結(jié)晶器熱平衡法，二是按經(jīng)驗(yàn)計(jì)算結(jié)晶器水量，三是根據(jù)水縫和冷卻水流速要求進(jìn)行計(jì)算。天津鋼管集團(tuán)股份有限公司根據(jù)水縫面積和冷卻水流速（一般要求6～12 m/s）對?500斷面結(jié)晶器冷卻水流量進(jìn)行測算，由結(jié)晶器水流量計(jì)算公式：

式中：W為結(jié)晶器冷卻水量，m3/h；S為水縫面積，mm2；v為冷卻水流速，m/s。

計(jì)算可得，水流量為228～240 m3/h，實(shí)際澆注時結(jié)晶器進(jìn)出水溫差比較合適，基本上控制在5℃左右。

3．2 二冷水表開發(fā)

確定二冷水表關(guān)鍵點(diǎn)一是冷卻強(qiáng)度的確定，也就是通常所說的比水量，二是各區(qū)水量分布比率確定。比水量的大小主要根據(jù)斷面和鋼種來確定，通常是斷面越大，鋼種傳熱越不好，比水量越??；各區(qū)水量分布原則是既要鑄坯散熱快，又要防止鑄坯內(nèi)外有過大的溫度差而引起熱應(yīng)力導(dǎo)致鑄坯產(chǎn)生裂紋，另外，隨著坯殼不斷加厚，傳熱越來越少，水量也應(yīng)該相應(yīng)減少。天津鋼管集團(tuán)股份有限公司根據(jù)日常所澆注不同鋼種傳熱特點(diǎn)和裂紋名感性強(qiáng)弱，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了六個二冷配水表，分別用于滿足不同鋼種冷卻質(zhì)量要求，比水量控制在0．14～0．20 L/kg，采用兩個區(qū)進(jìn)行控制（足輥區(qū)和扇形一段），其中足輥區(qū)水量分布比率為58%～66%，扇形一段水量分布比率為34%～42%。

表1 連鑄機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

3．3 結(jié)晶器振動參數(shù)的開發(fā)

振動參數(shù)的設(shè)定不僅要考慮鑄坯脫模還要兼顧表面質(zhì)量等多方面因素。為了保證大圓坯表面質(zhì)量，?500斷面連鑄結(jié)晶器采用液壓振動方式，可以實(shí)現(xiàn)振動參數(shù)的在線調(diào)整，以滿足不同鋼種生產(chǎn)需要，結(jié)晶器振幅設(shè)定為3～3．4 mm，不同拉速下各參數(shù)變化情況見表2。

3．4 電磁攪拌參數(shù)的開發(fā)

3號連鑄機(jī)設(shè)計(jì)上采用結(jié)晶器和末端電磁攪拌相結(jié)合技術(shù)，極大的提高了鑄坯芯部質(zhì)量，減輕成分偏析，其中結(jié)晶器電磁攪拌電流強(qiáng)度為140～160 A，頻率為2．0 Hz，末端電磁攪拌電流強(qiáng)度為360～400 A，頻率為7．0 Hz。

3．5 拉速控制表的開發(fā)

表2 ?500 mm斷面不同拉速下振動各參數(shù)計(jì)算值

在設(shè)計(jì)拉速控制表時，要充分考慮鋼種特點(diǎn)、結(jié)晶器銅管長度、斷面大小以及鋼水過熱度等多種因素。根據(jù)3號連鑄機(jī)所澆注鋼種、銅管長度以及生產(chǎn)節(jié)奏等實(shí)際情況，開發(fā)了?500斷面過熱度-拉速控制表。

具體拉速隨過熱度變化情況見表3。

4 ?500 mm斷面連鑄生產(chǎn)工藝實(shí)踐

截至目前，?500斷面試生產(chǎn)了 20G、P22、30Cr3MoV等鋼種，經(jīng)檢驗(yàn)，鑄坯內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量完全合格。

4．1 ?500斷面低倍檢驗(yàn)情況

?500斷面低倍檢驗(yàn)方法采用酸浸，執(zhí)行GB226，低倍組織評級執(zhí)行GB/T1979，詳細(xì)低倍評級情況見表4。

4．2 低倍樣品實(shí)物照片（見圖1）

4．3 鑄坯表面檢驗(yàn)情況（見圖2）

經(jīng)檢驗(yàn)鑄坯表面質(zhì)量良好，綜合修磨率為2．3%，沒有出現(xiàn)大凹坑、凹溝等質(zhì)量問題，幾何尺寸也完全合格。

5 結(jié)語

天津鋼管公司根據(jù)自己多年的連鑄經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合不同鋼種連鑄特性，從冷卻制度，結(jié)晶器振動，拉速控制等多方面著手，成功開發(fā)出滿足生產(chǎn)和質(zhì)量要求的?500斷面連鑄工藝。采用該工藝成功生產(chǎn)出高壓鍋爐管用鋼20G，高合金石油裂化管用鋼P(yáng)22以及工具鋼30Cr3MoV等鋼種，為公司增加一新的圓坯規(guī)格。

表3 ?500 mm斷面中包過熱度-拉速控制

表4 ?500斷面低倍評級情況

圖1 ?500斷面低倍樣片實(shí)物圖

圖2 ?500斷面鑄坯表面情況照片

[1]汪洪峰，沈國強(qiáng)．結(jié)晶器液壓振動技術(shù)在梅山高效連鑄中的應(yīng)用[J]．上海金屬，2004，26（1）：37．

[2]劉國平，田乃媛，吳耀光，等．圓坯連鑄結(jié)晶器電磁攪拌數(shù)值模擬[J]．北京科技大學(xué)學(xué)報，2006，28（2）：119-122．

[3]干勇，張如斌，陳志凌，等．煉鋼-連鑄新技術(shù)800問[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2003．

Study and Practice on Continuous Casting Process of?500 mm Sectioned Bloom

HE Bing-lin,ZU Feng and WANG Xiao-hong
(Tianjin Pipe[Group]Corporation,Tianjin 300301,China)

In order to ensure bloom process and quality to fully meet the requirements,analysis was carried out on mould cooling water flow rate,secondary cooling water recipe for different steel grades, the oscillation curve of hydraulic mould oscillator,EMS technique and casting speed control for ?500 mm sectioned bloom．The casting process for ?500 mm sectioned bloom was developed and quality bloom was produced successfully．

?500 mm sectioned bloom;continuous casting;process;study

10．3969/j．issn．1006-110X．2014．02．004

2013-09-14

2013-10-12

賀冰林（1979—），男，工程師，主要從事連鑄工藝方面的研究工作。