方 煒，李波毅，李小芳

(新余鋼鐵股份有限公司, 江西 新余 338001)

連鑄過(guò)程作為協(xié)調(diào)以轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼為主的鋼水生產(chǎn)環(huán)節(jié)和后續(xù)軋鋼工藝的中間環(huán)節(jié)，是鋼水凝固成型的主要工藝流程，占比95%以上的鋼產(chǎn)量。其具有生產(chǎn)工序簡(jiǎn)潔、過(guò)程易于控制、能量消耗低、鑄坯質(zhì)量高和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化的特點(diǎn)，可顯著提高生產(chǎn)效率和金屬收得率，在鋼鐵生產(chǎn)中扮演著重要角色。然而連鑄結(jié)晶過(guò)程波動(dòng)較大，鋼水冷卻凝固傳熱規(guī)律未能掌握，夾雜物和表面氧化難以清除和控制，受現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀況、操作技術(shù)水平影響較大。連鑄結(jié)晶過(guò)程質(zhì)量管控和成型工藝直接影響后續(xù)鋼產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，是鋼鐵生產(chǎn)者持續(xù)關(guān)注的重要命題[1-5]。

現(xiàn)階段已有諸多學(xué)者對(duì)連鑄過(guò)程的鑄坯質(zhì)量影響因素展開了大量的研究工作。王偉[6]研究了保護(hù)渣成分對(duì)鈦鐵素體不銹鋼連鑄過(guò)程鑄坯表面裂紋的影響，發(fā)現(xiàn)TiO2含量增加會(huì)顯著影響鑄坯質(zhì)量。防止?jié)仓^(guò)程二次氧化可使縱裂發(fā)生率從1.5%降低至0.32%。莫嶸臻[7]分析了低反應(yīng)型CaO-Al2O3型保護(hù)渣的界面反應(yīng)強(qiáng)度和結(jié)晶相析出特性，結(jié)果表明低反應(yīng)保護(hù)渣可抑制槍晶石的析出，形成穩(wěn)定的渣膜傳熱，在結(jié)晶器與坯殼間形成良好的潤(rùn)滑作用，避免裂紋和漏鋼。段海洋[8]通過(guò)動(dòng)態(tài)時(shí)間彎曲和k近鄰分類算法，可以準(zhǔn)確分析和預(yù)測(cè)鑄坯縱裂成因和異常情況。田永久[9]基于模具鋼連鑄坯酸洗金相檢驗(yàn)和原位分析結(jié)果，探討了中心偏析和中間裂紋對(duì)鋼坯內(nèi)部缺陷的影響。指出通過(guò)優(yōu)化二次冷卻工藝，提高設(shè)備控制精度，可使中心裂紋穩(wěn)定在1.0級(jí)以下，顯著提高鑄坯質(zhì)量。王璞[10]研究了電磁攪拌作用下的連鑄結(jié)晶器控流模式，發(fā)現(xiàn)電磁攪拌可以合理控制鑄流組織，調(diào)節(jié)宏觀偏析分布形態(tài)，提高大方坯質(zhì)量。劉啟龍[11]在亞包晶鋼板坯生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)得出，提高結(jié)晶器冷卻水流速，穩(wěn)定負(fù)滑脫時(shí)間，提高保護(hù)渣堿度，可使鑄坯表面縱裂紋發(fā)生率降低到0.3%以下。渠松濤[12]闡述了連鑄坯二次環(huán)冷工藝的作用和原理，建議對(duì)環(huán)冷水進(jìn)行水質(zhì)優(yōu)化，減少水中懸浮物的產(chǎn)生，可以提高二次環(huán)冷工藝的效率，保證鑄坯質(zhì)量。

以上研究通過(guò)工業(yè)實(shí)驗(yàn)，算法預(yù)測(cè)，機(jī)理分析和檢測(cè)驗(yàn)證等方法，初步探明了連鑄過(guò)程鑄坯質(zhì)量的影響因素，并提供了切實(shí)可行的改善鑄坯質(zhì)量的方法，具有一定的實(shí)用價(jià)值和前瞻性。然而連鑄過(guò)程實(shí)際工藝流程現(xiàn)場(chǎng)情況多變，操作制度、設(shè)備類型和鋼種類型需求各不相同，因此需要在機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，耦合工業(yè)實(shí)驗(yàn)和人工經(jīng)驗(yàn)，深入探索適合本公司的連鑄過(guò)程鑄坯質(zhì)量?jī)?yōu)化和改進(jìn)措施，為實(shí)現(xiàn)鑄坯生產(chǎn)高效率和高質(zhì)量發(fā)展奠定基礎(chǔ)，助力推進(jìn)構(gòu)建鋼鐵強(qiáng)國(guó)。

1 現(xiàn)存問(wèn)題與成因分析

某公司于2001年建成投產(chǎn)的R9m三機(jī)三流弧形連鑄機(jī)使用至今已達(dá)21年，隨著下游對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和等級(jí)要求的不斷提升，現(xiàn)有的鑄坯質(zhì)量難以滿足下游市場(chǎng)的需求，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)諸多問(wèn)題，導(dǎo)致連鑄圓坯存在的結(jié)疤和裂紋等表面質(zhì)量問(wèn)題頻出，如圖1所示，致使最終連鑄圓坯表面質(zhì)量一次合格率僅為75.6%，嚴(yán)重時(shí)造成連鑄生產(chǎn)過(guò)程中斷。顧客在圓坯產(chǎn)品使用過(guò)程中反映較多的是由此引起的外折問(wèn)題，對(duì)公司產(chǎn)品質(zhì)量和形象產(chǎn)生較大的不良影響。質(zhì)量異議增多引起市場(chǎng)訂單緊縮，應(yīng)對(duì)和處理連鑄結(jié)晶過(guò)程圓坯表面質(zhì)量問(wèn)題，維護(hù)正常的生產(chǎn)秩序和產(chǎn)品質(zhì)量，提升顧客滿意度，已成為公司亟待解決的當(dāng)務(wù)之急。

圖1 連鑄圓坯生產(chǎn)過(guò)程中存在的表面質(zhì)量缺陷占比情況(2019年生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì))

由圖1即知，連鑄圓坯存在的表面質(zhì)量缺陷中，結(jié)疤缺陷和裂紋缺陷占比最大，分別為50%和32%。減少連鑄圓坯表面質(zhì)量存在的結(jié)疤和裂紋問(wèn)題，可以極大程度改善連鑄圓坯表面質(zhì)量缺陷問(wèn)題，提高連鑄圓坯表面質(zhì)量。

結(jié)合連鑄圓坯生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，從流程協(xié)同、設(shè)備運(yùn)行和工藝操作等多方面對(duì)連鑄圓坯表面質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行跟蹤分析，發(fā)現(xiàn)影響圓坯表面質(zhì)量缺陷的原因主要包括下面幾個(gè)部分：

(1)電爐冶煉加料控吹沒(méi)有量化標(biāo)準(zhǔn)，鋼水過(guò)氧化嚴(yán)重，燒氧產(chǎn)生結(jié)疤問(wèn)題。精煉過(guò)程渣洗效果不好，脫氧脫硫效果不佳，導(dǎo)致鋼水的連澆性差，最終導(dǎo)致圓坯的表面存在結(jié)疤缺陷和裂紋缺陷。

(2)連鑄過(guò)程浸入式水口插入深度和對(duì)中的準(zhǔn)確性不能保證，造成結(jié)晶器內(nèi)水口周圍鋼水流場(chǎng)紊亂、初生坯殼厚度不均勻，導(dǎo)致圓坯出現(xiàn)結(jié)疤和裂紋缺陷。且保護(hù)渣過(guò)于單一，液渣層厚度不足，潤(rùn)滑傳熱效果差，不能滿足多種圓坯的需要而引起鑄坯表面產(chǎn)生縱裂紋。

(3)連鑄結(jié)晶器設(shè)備使用年限過(guò)長(zhǎng)，老化嚴(yán)重，存在參數(shù)設(shè)計(jì)不合理，局部區(qū)域密封不嚴(yán)，易滲漏等問(wèn)題，且負(fù)滑脫時(shí)間達(dá)不到最佳值，振幅偏大，振痕不均勻，最終造成結(jié)疤和裂紋的產(chǎn)生。同時(shí)二冷水自動(dòng)化程度不夠，流量、壓力波動(dòng)大，造成連鑄圓坯冷卻不均勻而引起連鑄圓坯表面出現(xiàn)裂紋。

連鑄圓坯的生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)多工序，多工種，多操作相互協(xié)調(diào)的技術(shù)流程，并伴隨著多種物料和能源的消耗。中間任一環(huán)節(jié)或任一物料的波動(dòng)都會(huì)對(duì)最終的連鑄圓坯產(chǎn)品質(zhì)量造成一定程度的影響。為了最終獲得合格的連鑄圓坯，需要從源頭和過(guò)程的角度出發(fā)，探尋連鑄圓坯生產(chǎn)過(guò)程中存在的結(jié)疤缺陷和裂紋缺陷改善措施，提升連鑄圓坯表面質(zhì)量。

2 連鑄圓坯表面質(zhì)量改善舉措

基于以上對(duì)于連鑄圓坯生產(chǎn)過(guò)程存在的表面質(zhì)量缺陷問(wèn)題和成因分析，結(jié)合現(xiàn)有的連鑄工藝流程運(yùn)行情況和相關(guān)設(shè)備布置特點(diǎn)，本文提出通過(guò)提升鋼水質(zhì)量，優(yōu)化連鑄過(guò)程和改進(jìn)連鑄設(shè)備三個(gè)方面的優(yōu)化舉措，對(duì)本廠的電弧爐煉鋼-爐外精煉-連鑄(EAF-LF-CC)的全流程進(jìn)行優(yōu)化和改良，以期從根源上降低連鑄圓坯表面存在的結(jié)疤和裂紋缺陷問(wèn)題發(fā)生率，進(jìn)而提高連鑄圓坯表面質(zhì)量。

2.1 鋼水質(zhì)量提升研究

電弧爐煉鋼(EAF)過(guò)程是生產(chǎn)溫度和化學(xué)成分合格的鋼水的首要環(huán)節(jié)，也是最終的決定連鑄圓坯產(chǎn)品質(zhì)量好壞的可以進(jìn)行追溯的開始環(huán)節(jié)。采取優(yōu)化措施之前，電弧爐吹煉過(guò)程存在隨意性較大，氧槍槍位控制不到位，鋼水噴濺嚴(yán)重等不利情況，鋼水成分和溫度差異大，造成鋼水過(guò)氧化嚴(yán)重。結(jié)合連鑄現(xiàn)場(chǎng)的爐長(zhǎng)實(shí)際供氧、加料信息，繪制供氧、加料曲線，構(gòu)建電弧爐冶煉過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化操作模式。基于電弧爐煉鋼不同冶煉時(shí)期的特點(diǎn)，在電弧爐冶煉的不同時(shí)期分批次均勻加入所需物料，并以此為標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一和規(guī)范爐長(zhǎng)的操作，不斷推進(jìn)操作工藝標(biāo)準(zhǔn)化執(zhí)行。

采用電弧爐標(biāo)準(zhǔn)化操作后，表1統(tǒng)計(jì)了同一鋼種的鋼水流動(dòng)性優(yōu)化操作前的30爐鋼與優(yōu)化后的30爐鋼的平均終點(diǎn)成分?jǐn)?shù)據(jù)。在終點(diǎn)碳合格的前提下，吹氧過(guò)程也更加均勻和高效，可明顯降低鋼水過(guò)氧化和鋼水中氧性?shī)A雜物在水口的聚集情況，提高鋼水流動(dòng)性，降低因燒氧造成的結(jié)疤現(xiàn)象。

表1 電弧爐煉鋼標(biāo)準(zhǔn)化操作前后的鋼水平均終點(diǎn)成分?jǐn)?shù)據(jù)

電弧爐冶煉過(guò)程結(jié)束之后，所獲得的鋼水需要經(jīng)過(guò)爐外精煉(LF)，進(jìn)一步去除雜質(zhì)元素，提升鋼水質(zhì)量，并最終達(dá)到滿足連鑄結(jié)晶器澆注的要求。采取優(yōu)化措施之前，精煉爐下料管傾斜角度為34°，存在渣料下降速度慢，下料口渣料堆積等問(wèn)題，導(dǎo)致渣料熔化不完全，渣洗效果差，鋼水純凈度降低。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和多爐次實(shí)踐，將下料管角度調(diào)整為38°，且落料點(diǎn)往氬氣孔和鋼流沖擊處旋轉(zhuǎn)。操作后下料管下料速度和系列操作都可以滿足實(shí)際需求，較之前的不利狀況有較大的改善，最終加快渣料熔化速度和效率，從而加速爐內(nèi)鋼液的流動(dòng)性，獲取最佳的渣洗效果。

精煉渣系組成直接影響化渣速度、吸附夾雜和脫除雜質(zhì)元素的效果，最終影響鋼水質(zhì)量。采取優(yōu)化措施之前的終渣樣堿度只有1.8～2.3，脫硫效果差，鋼水純凈度低。通過(guò)將每爐出鋼渣洗料由400 kg石灰+150 kg精煉渣+80 kg螢石替換為500 kg石灰+80 kg高鋁礬土，使?fàn)t渣堿度增加到4左右，保證爐渣的脫硫效果，加快化渣速度，增加鋼水流動(dòng)性，改善冶煉效果，做到“精品”白渣冶煉。優(yōu)化后的終渣渣系組成和脫硫效果分別如表2和圖2所示，終渣中FeO含量降低58%，鋼包渣氧化性降低，吸附鋼種夾雜物的能力明顯提高，降低因鋼水流動(dòng)性問(wèn)題引起結(jié)晶器內(nèi)液面波動(dòng)帶來(lái)的圓坯表面質(zhì)量問(wèn)題。

表2 高鋁礬土部分替代石灰和螢石的造渣效果前后對(duì)比 %

圖2 脫硫率隨精煉渣堿度的變化關(guān)系

2.2 連鑄過(guò)程優(yōu)化研究

連鑄浸入水口插入深度和對(duì)中位置直接影響鑄坯質(zhì)量，插入深度太淺或太深，均容易造成液面波動(dòng)大卷渣結(jié)疤漏鋼和鑄坯表面黏結(jié)結(jié)疤缺陷，且對(duì)中位置不符合工藝要求，生產(chǎn)出來(lái)的圓坯容易產(chǎn)生裂紋缺陷。為解決原有操作方式在技術(shù)要求的插入深度80～120 mm經(jīng)常發(fā)生偏差和水口對(duì)中過(guò)度依賴人工經(jīng)驗(yàn)，缺乏輔助工具等問(wèn)題，設(shè)計(jì)并制作浸入式水口插入深度在線測(cè)量裝置和對(duì)中裝置，如圖3和圖4所示。針對(duì)圓坯設(shè)計(jì)碗型(碗口角度150°)浸入式水口對(duì)中裝置和插入深度在線測(cè)量裝置，制作固定環(huán)形寬度為結(jié)晶器腔體直徑與水口外徑差值的一半的擋片，取擋片一半插入結(jié)晶器內(nèi)即可使水口被標(biāo)準(zhǔn)推到對(duì)中位置，同時(shí)制作測(cè)量工具，多次更換測(cè)量小管，依據(jù)水口總長(zhǎng)度減去水口上沿和鋼水接觸位置的高度差判斷水口插入深度。使用浸入式水口插入深度在線測(cè)量裝置和對(duì)中裝置后，浸入水口的插入深度合格率達(dá)到了98%以上，水口對(duì)中合格率達(dá)到100%，鑄坯結(jié)疤發(fā)生的概率降低50%。

圖4 連鑄浸入式水口對(duì)中裝置結(jié)構(gòu)

連鑄過(guò)程保護(hù)渣主要具有絕熱保溫、防止鋼液二次氧化、吸收上浮夾雜物、潤(rùn)滑作用、控制傳熱等主要功能，優(yōu)化保護(hù)渣有助于降低圓坯表面縱裂紋的發(fā)生。通過(guò)統(tǒng)計(jì)本廠的易產(chǎn)生縱裂紋的27SiMn鋼種的保護(hù)渣用量，發(fā)現(xiàn)保護(hù)渣噸鋼消耗量不足，對(duì)27SiMn鋼種澆筑過(guò)程進(jìn)行液渣層測(cè)量，首爐澆過(guò)程中，開澆時(shí)液渣層的厚度為7～8 mm，澆注1 h后液渣層厚度明顯減薄，僅為5～8 mm，結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣的消耗量隨著澆注時(shí)間的延長(zhǎng)而減少，液渣層厚度逐漸降低。通過(guò)適當(dāng)減低保護(hù)渣黏度，熔點(diǎn)，增加渣膜流動(dòng)性，提高消耗量加快熔化速度，同時(shí)提高保護(hù)渣堿度，控制傳熱，降低SiO2含量，降低鋼液與保護(hù)渣的反應(yīng)強(qiáng)度，將改進(jìn)前后的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)比結(jié)果如表3所示。改進(jìn)后的27SiMn鋼種首爐澆注過(guò)程中，開澆時(shí)液渣層的厚度為7～8 mm，澆注1 h后液渣層厚度無(wú)明顯變化。整個(gè)澆注過(guò)程保護(hù)渣液渣層厚度比較穩(wěn)定，中間未出現(xiàn)換渣情況，渣耗穩(wěn)定在0.36 kg/t，整個(gè)澆注過(guò)程比較順利，鑄坯裂紋發(fā)生幾率明顯降低。

表3 連鑄保護(hù)渣的物理化學(xué)性能改進(jìn)前后參數(shù)對(duì)比(27SiMn鋼種)

2.3 連鑄設(shè)備改進(jìn)研究

連鑄結(jié)晶器與坯殼的相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有一段負(fù)滑脫時(shí)間，期間坯殼受應(yīng)力作用可防止坯殼斷裂造成漏鋼，但負(fù)滑脫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，振痕處坯殼夾渣結(jié)疤越嚴(yán)重，坯殼強(qiáng)度降低而不利于脫模，進(jìn)而增加漏鋼概率。連鑄結(jié)晶器的負(fù)滑脫時(shí)間一般位于0.1～0.25 s，最佳負(fù)滑動(dòng)時(shí)間為 0.1 s左右。而本廠的連鑄坯拉速區(qū)間為0.8～2.7 m/min，目前半板簧機(jī)械振動(dòng)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率設(shè)計(jì)能力為50～250次/min，不能滿足最佳負(fù)滑動(dòng)時(shí)間所需的頻率為350～400次/min和振幅為3 mm的要求。通過(guò)改進(jìn)振動(dòng)裝置，采用無(wú)干擾復(fù)式全板簧振動(dòng)結(jié)構(gòu)，按照工藝要求通過(guò)對(duì)RAM優(yōu)化函數(shù)各個(gè)變量取值，使振動(dòng)波形保持精確的頻率、振幅、負(fù)滑脫時(shí)間、正滑脫時(shí)間、及波形偏斜率等，將振動(dòng)頻率提高到50～400次/min，使過(guò)程偏擺由優(yōu)化前的小于0.2mm降低到小于0.1mm，減輕鑄坯表面振痕，有效改善偏擺，降低表面結(jié)疤缺陷的產(chǎn)生，如表4所示。

表4 結(jié)晶器振動(dòng)裝置改進(jìn)前后參數(shù)對(duì)比

同時(shí)，通過(guò)托坯輥采用滾動(dòng)軸承支承，托輥及軸承座通水冷卻，軸承配自動(dòng)油氣潤(rùn)滑，有效改進(jìn)之前的軸與耐磨軸套配合對(duì)接存在的對(duì)弧精度差，易卡死，磨損嚴(yán)重等缺點(diǎn)，解決經(jīng)常換輥導(dǎo)致的勞動(dòng)強(qiáng)度大和生產(chǎn)被動(dòng)等不利狀況，降低圓坯表面擦傷缺陷的發(fā)生。通過(guò)升級(jí)加渣方式，采用Roman自動(dòng)加渣裝置對(duì)加渣量進(jìn)行精準(zhǔn)控制，穩(wěn)定保護(hù)渣的厚度為10～15 mm，解決先前人工手動(dòng)加渣帶來(lái)的保護(hù)渣厚度不均，保溫效果較差、鋼液溫度分布不均勻等問(wèn)題，有效緩解由此帶來(lái)的夾渣，鋼水凝固偏析，非金屬夾雜上浮聚集產(chǎn)生結(jié)疤缺陷等連鑄圓坯表面質(zhì)量問(wèn)題。

針對(duì)改進(jìn)之前的二冷配水工藝采用的人工靜態(tài)控制存在的響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，控制精度低，鑄坯冷卻效果差等缺點(diǎn)，通過(guò)采用S7-300PLC系統(tǒng)、Wincc監(jiān)控畫面和模糊PID控制方式，可以迅速對(duì)冷卻水溫度變化作出反應(yīng)，并實(shí)時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鑄坯冷卻需求及時(shí)調(diào)整冷卻水流量。同時(shí)將噴淋裝置數(shù)量及所對(duì)應(yīng)的鑄坯型號(hào)由3流(Φ140、Φ150、Φ160 mm、150 mm×150 mm、160 mm×160 mm 共用)；3流(Φ180、Φ200、Φ220 mm共用)；3流(210 mm×280 mm)；3流(250 mm×250 mm )改進(jìn)為3流(Φ140、Φ150、Φ160 mm共用)；3流(Φ180、Φ200、Φ220 mm共用)；3流(150 mm×150 mm、160 mm×160 mm共用)；3流(210 mm×280 mm)；3流(250 mm×250 mm )，小斷面圓坯采用獨(dú)立的噴淋，保證圓坯均勻冷卻。改進(jìn)后的二冷動(dòng)態(tài)配水系統(tǒng)允許對(duì)配水管路的流量、壓力和溫度等參數(shù)進(jìn)行自學(xué)習(xí)修正，實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的交互運(yùn)行和協(xié)同控制，將配水工藝控制精度由85%提升至99.50%以上，滿足鑄坯冷卻的相關(guān)需求，更有效地預(yù)防鑄坯因冷卻不均勻而產(chǎn)生的表面質(zhì)量問(wèn)題。

3 連鑄圓坯表面質(zhì)量改善效果

通過(guò)上述的鋼水質(zhì)量提升、連鑄過(guò)程優(yōu)化和連鑄設(shè)備改進(jìn)系列舉措，有效緩解了連鑄圓坯生產(chǎn)過(guò)程中存在的結(jié)疤缺陷和裂紋缺陷發(fā)生率。其中電弧爐冶煉采用標(biāo)準(zhǔn)化操作之后，終點(diǎn)碳合格率由85.64%提高至96.43%，終點(diǎn)碳氧積由0.003 5下降到0.002 2，噸鋼石灰消耗由38.42 kg下降到34.43 kg，渣中FeO含量由28.69%下降到22.35%，平均殘錳含量由0.043增加到0.079。通過(guò)上述三個(gè)方面的優(yōu)化舉措，由此帶來(lái)的低倍缺陷≤1.0級(jí)合格率由86.81%增加到97.67%，夾雜物≤1.5級(jí)合格率由84.36%增加至98.22%。最終連鑄圓坯表面質(zhì)量一次合格率由75.6%增加到97.3%，連鑄溢漏比由0.56%下降到0.23%。連鑄圓坯表面質(zhì)量的大幅提升使得公司的正常連鑄生產(chǎn)秩序和產(chǎn)品質(zhì)量得以較好的維持。

4 結(jié) 論

本文針對(duì)江西新旭特殊材料有限公司連鑄實(shí)際生產(chǎn)工藝過(guò)程中連鑄圓坯表面質(zhì)量存在的結(jié)疤和裂紋問(wèn)題，提出以鋼水質(zhì)量提升研究、連鑄過(guò)程優(yōu)化研究、連鑄設(shè)備改進(jìn)研究為主要內(nèi)容的連鑄圓坯表面質(zhì)量提升舉措，主要結(jié)論如下：

(1)通過(guò)推進(jìn)電弧爐煉鋼標(biāo)準(zhǔn)化操作降低氧耗，提高鋼水流動(dòng)性，使鋼中氧含量下降45%。同時(shí)提出將下料管的傾斜角度由34°增加至38°，出鋼渣洗料由400 kg石灰+150 kg精煉渣+80 kg螢石改變?yōu)?00 kg石灰+80 kg高鋁礬土，的優(yōu)化舉措，降低因鋼水流動(dòng)性不足和燒氧帶來(lái)的圓坯表面結(jié)疤缺陷。

(2)設(shè)計(jì)新型的連鑄過(guò)程浸入式水口插入深度在線測(cè)量裝置和浸入式水口對(duì)中裝置，確保水口插入深度和對(duì)中準(zhǔn)確度分別為98%以上和100%，降低鑄坯結(jié)疤發(fā)生幾率50%。穩(wěn)定保護(hù)渣的液渣層消耗(0.36 kg/t)、渣膜的厚度(7～8 mm)和穩(wěn)定性(澆注1 h無(wú)變化)，解決圓坯表面存在縱裂紋的問(wèn)題。

(3)采用無(wú)干擾復(fù)式全板簧振動(dòng)結(jié)構(gòu)，振動(dòng)頻率提高到50～400次/min，將過(guò)程偏擺由0.2 mm降低到0.1 mm以下，降低沖擊載荷，降低結(jié)疤的產(chǎn)生。通過(guò)采用S7-300PLC系統(tǒng)、Wincc監(jiān)控畫面和模糊PID調(diào)節(jié)方式代替人工靜態(tài)控制，將配水工藝控制精度由85%提升至99.50%以上，滿足鑄坯冷卻的相關(guān)需求，提高最終連鑄坯的質(zhì)量。

(4)通過(guò)對(duì)上述子項(xiàng)的研究和優(yōu)化改進(jìn)，使連鑄圓坯表面質(zhì)量一次合格率從75.6%提高到97.4%，累計(jì)降低修磨量4.746萬(wàn)t，為連鑄過(guò)程綠色化生產(chǎn)和智能化控制奠定基礎(chǔ)。