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方坯连铸二次冷却参数的优化与控制研究

王建新  
【摘要】:连铸生产过程中二次冷却控制是一个非常重要的环节,二次冷却控制好坏将直接影响铸坯质量。如果控制不合理,将会造成铸坯形状缺陷、内部缺陷和表面缺陷。同时,二次冷却控制还影响着铸坯凝固速度和拉坯速度,所以连铸二次冷却技术的研究在连铸生产中具有重要的意义。本论文对新疆八一钢铁股份有限公司第一炼钢厂2号小方坯连铸机生产HPB235钢存在小方坯内部缺陷的现象,进行了详细的现场调研分析,明确了小方坯内裂产生的主要原因。并在此基础之上,采用数值模拟分析HPB235小方坯连铸凝固传热规律,并提出了变比水量的二冷控制方式,现场二冷控制改造实施后,小方坯内部质量明显改善。主要结论如下:(1)八钢一炼钢2#小方坯连铸质量缺陷统计表明:2#机HPB235钢的采用恒定比水量与拉速不匹配,以及喷嘴堵塞是小方坯内裂的主要的原因。(2)HPB235小方坯凝固传热数值模拟计算表明:当拉速分别为3.0m/min、3.3m/min和3.6m/min时,铸坯凝固终点距弯月面17.6m、19.7m和21.5m。当过热度为20℃、30℃和40℃时,铸坯凝固终点距弯月面17.6m、17.9m和18.2m。当比水量从1.81L/kg降低到1.73L/kg,铸坯表面温度得到明显提升,铸坯表面温度平均回升达到30℃。从而确保了 HPB235连铸过程矫直前温度在900℃之上,有效地避免由于铸坯表面温度过低进入矫直区域所产生的小方坯内裂纹。(3)采用变比水量的二冷控制方式能够有效地解决传统的恒定比水量二冷控制的弊端,确保了 HPB235小方坯连铸过程矫直前铸坯表面温度在900℃以上,铸坯内裂纹得到有效缓解。(4)八钢一炼钢2#连铸变比水量二冷动态控制整体改造实施后,HPB235小方坯内裂纹得到了有效控制,铸坯内部质量得到有效改善,整体实施效果明显。连铸坯内裂率由原来18%降低到6.7%左右。平均裂纹级别由2.5级降低到2级,最高级别3级降低到2.5级。


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