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中厚板连铸坯内部质量改进与提升

文档作者：张立标文档来源：山东钢铁集团济南分公司		点击数：	更新时间： 2025年05月27日
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第３９ 卷第６ 期
２０１７ 年１２ 月
甘 肃 冶 金
ＧＡＮＳＵ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．６
Ｄｅｃ．，２０１７
文章编号：１６７２-４４６１（２０１７）０６-００２７-０２
中厚板连铸坯内部质量改进与提升
张立标
（山东钢铁集团济南分公司炼钢厂， 山东 济南 ２５０１０１）
摘 要：济钢炼钢厂新投产的６＃板坯连铸机铸坯内部质量不稳定，中心偏析比较严重，影响轧制质量。通过扇形段
开口度测量与校验技术的创新改进、轻压下模型的优化以及一系列工艺操作优化措施的实施，中厚板连铸坯内部
质量得到了明显改善，成功解决了６＃连铸机中心偏析严重的技术难题，为济钢生产海工、双抗、管线等高级别板材
提供了优质铸坯，创造了良好的经济效益和社会效益。
关键词：连铸机；中心偏析；开口度；轻压下模型
中图分类号：ＴＦ７７７．１ 文献标识码：Ａ
In Slab Continuous Casting Billet Internal Quality
Improvement and Improve
ＺＨＡＮＧ Ｌｉ-ｂｉａｏ （Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ Ｊｉｎａｎ Ｂｒａｎｃｈ， Ｊｉｎａｎ ２５０１０１，Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｂｌａｎｋ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｎｅｗｌｙ ｌａｕｎｃｈｅｄ ６＃ ｓｌａｂ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ
ｐｌａｎｔ ｏｆ Ｊｉｎａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ ｉｓ ｕｎｓｔａｂｌｅ ｗｉｔｈ ｓｅｒｉｏｕｓ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃｅｎｔｅｒ， ｗｈｉｃｈ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｒｏｌｌｉｎｇ．Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ
ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｂｌａｎｋ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｇｍｅｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ， ｔｈｅ
ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ
ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ．Ｔｈｅ ｓｅｒｉｏｕｓ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ
ｉｎ ｔｈｅ ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ６ ＃ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｓｏｌｖｅｄ ， ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｅｍｉｕｍ ｑｕａｌｉｔｙ ｃａｓｔｉｎｇ
ｂｌａｎｋ ｆｏｒ Ｊｉｎａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｈｉｇｈ-ｑｕａｌｉｔｙ ｓｌａｂｓ ｆｏｒ ｍａｒｉｔｉｍｅ ｗｏｒｋｓ， ｗｉｔｈ ｄｏｕｂｌｅ ｓｉｄｅ ａｎｔｉ-ｓｔａｔｉｃ ｃｏａｔｉｎｇ， ｆｏｒ
ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒｓ， ａｎｄ ｃｒｅａｔｉｎｇ ｇｏｏｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｓｏｃｉａｌ ｂｅｎｅｆｉｔｓ．
Key Words： ｃａｓｔｅｒ；ｃｅｎｔｅｒ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ； ｏｐｅｎｉｎｇ ｄｅｇｒｅｅ；ｌｉｇｈｔ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｍｏｄｅｌ
1 引言
山钢集团济南分公司炼钢厂６＃板坯连铸机为
中冶京诚设计并施工建设，设计铸坯坯型为２００／
２５０ ｍｍ×１ ６００ ～２ ３００ ｍｍ×２ ５００ ～４ １００ ｍｍ，于
２０１５ 年６ 月份投产，品种结构以普碳钢、普通低合
金钢、船板钢、高强钢、管线钢、海工钢为主，轧制厚
度为８～１１０ ｍｍ 中厚板。自投产以来连铸坯内部质
量不稳定，中心偏析比较严重，轧制后钢板内部质量
缺陷较多，产生了大量的协议板和废品板，严重影响
了品种钢的质量。由于中心偏析严重导致钢板分层
现象较多，产生了较多的探伤不合、钢板分层等质量
异议，给公司造成了巨大的经济损失，严重影响了济
钢的产品形象。
2 问题分析
中厚板连铸机铸坯断面尺寸大，铸坯完全凝固
时间长，铸坯更容易产生中心偏析、中心疏松、缩孔
等内部缺陷。中心偏析、中心疏松、缩孔最早产生于
连铸过程中，且在后期的加热、轧制过程中也难以有
效消除。通过分析，在连铸生产过程中，连铸机扇形
段开口度设定及压下量精准度、铸机轻压下模型对
凝固末端的准确捕捉及轻压下量、二次冷却制度及
效果、钢水质量等均对铸坯内部质量产生影响。
3 质量改进与提升采取的措施
3．1 连铸机扇形段开口度测量与校验方法创新与
改进
万方数据
为了解决现有开口度校验方法效率低，效果差，
盲目不合理，实施轻压下后连铸板坯内部质量不稳
定等问题，创造性提出了一种连铸机扇形段开口度
测量与校验方法。开口度测量与校验方法主要包括
以下步骤：
⑴将扇形段进出口均压至机械最低位置。
⑵测量扇形段实际开口度，利用手持式辊缝仪
分别测量扇形段左右进口、左右出口四个位置点开
口度。
⑶将实际测得开口度值与传感器监控显示开口
度进行对比，如果扇形段左右进口、左右出口四个位
置点实际测量开口度减相应传感器监控显示开口度
值均等于标准差值ａ，则不需要进行校验，否则需要
开口度校验。
⑷确定校验值。
扇形段每个位置开口度校验值按以下方法进行
计算：
Ｐ＝ＰＬ＋（Ｘ-Ｙ-ａ）
式中：Ｐ－本次校验值；ＰＬ－上次校验值；Ｘ－扇形
段开口度实际测量值；Ｙ－扇形段开口度传感器监控
显示值；ａ－扇形段开口度实际测量值与传感器监控
显示值的标准差值。
⑸开口度在线校验。
⑹重新验证。
按照步骤⑸校验完毕后，需要对校验结果进行
验证，重复步骤⑴、⑵，验证实际测量开口度－传感
器监控显示开口度是否为标准差值ａ，如果是标准
差值ａ，则说明校验成功，否则需要按照步骤⑷、⑸
重新校验，直至实际测量开口度－传感器监控显示
开口度为标准差值ａ。3．2 连铸机动态轻压下工艺模型的优化与改进
压下率、压下量、压下区间是轻压下的三个关键
工艺控制参数，见图１。其中压下量指铸坯受轻压
下作用前后厚度的改变总量；压下区间指轻压下的
作用区域；压下率指压下量在压下区间内的分配规
则。此外，压下效率是用来标识传递到液芯的实际
压下量的比例参数。
图１ 动态轻压下工艺模型
根据不同钢种的凝固理论可以发现，合金含量小的
普碳系列钢种在凝固过程中具有以下特点：⑴两相
区较长；⑵凝固坯壳较软，在实践生产中通过对比生
产不同钢种时连铸机扇形段实际压力可以明显看
出，采用相同的轻压下工艺参数，合金含量较小的普
碳系列钢种扇形段实际压力明显小于合金含量高的
钢种。根据普碳钢凝固特点，对普碳系列钢种的轻
压下工艺参数进行了以下优化改进：⑴将轻压下区
间延长，在主压下区间前设置预压下区间；⑵由于普
碳系列钢种坯壳较软，需要较大压下量才能将实际
压下量执行到凝固末端的液心，起到减轻中心偏析
中心疏松的作用，所以将压下量增加，由原来７．０
ｍｍ，增加到８．８ ｍｍ。
根据不同钢种特性对原轻压下工艺模型优化改
进后，动态轻压下效果得到了明显改善，连铸坯低倍
质量得到了明显提高。3．3 精炼－连铸工艺操作优化与改进
⑴为保证钢水洁净度，为连铸坯内部质量提高
创造良好的钢水条件，精炼钢水软吹氩时间比以前
增加了５ ｍｉｎ，对吹氩流量进行了优化摸索，并制定
了统一标准，弱搅拌吹氩流量１００～１５０ Ｌ／ｍｉｎ，以渣
面微微波动，亮面小于３００ ｍｍ 为准。
⑵连铸过程控制技术要求。①一低：中包钢水
过热度低。中包钢水过热度由原来的小于等于３０
℃，降低为小于等于２５ ℃，中包钢水过热度的降低
会避免高温钢，提高连铸坯内部质量，提高探伤合格
率。②二高：中包液位控制高，采用满包操作＋大包
换包开浇中包吨位高（大于３２ ｔ），快速高效烧套管，
一次挂正套管。中包高液位满包操作可以保证钢水
在中包内的停留时间，满足夹杂物上浮条件，促进夹
杂物上浮去除，同时可以保证中包钢水稳定的流场
分布，另外高液位满包操作可以为大包换包时开浇
中包吨位高创造有利条件。较高的大包换包开浇吨
位可以最大限度降低中包内钢渣混合，有效避免因
中包液位低导致的结晶器内卷渣，降低连铸坯夹杂
物含量，提高探伤合格率，降低冶炼改判率。③三
恒：恒温、恒速、恒液位。中包钢水过热度不仅要求
低于２５℃，同时要求恒温，最大限度避免相邻炉次
之间较大的钢水温差。建立以连铸机为中心的生产
组织模式，连铸机恒拉速操作，避免因拉速波动大，
引起连铸机二冷水流量、轻压下区间的频繁变动，恶
化连铸坯内外部质量。3．4 优化二冷控制，改善二冷喷射效果
二冷喷射效果是实现连铸坯内部质量提高的非
常重要的因素之一，为了保证连铸坯良好的二次冷
却效果，开展了以下主要工作： （下转第３１ 页）
２８ 甘 肃 冶 金 第３９ 卷
万方数据
图４ 减速机加工端面至卷筒联轴器端面测量位置示意图
⑷检查卷筒联轴器的使用情况，如花键或球铰
面磨损较大，建议更换卷筒联轴器，更换卷筒联轴器
时，在花键表面涂二硫化钼润滑。卷筒联轴器与卷
筒端盘的连接螺栓，建议全部更换为新螺栓，按表１
紧固达到预紧力矩。
4 效果
将１８０ ｔ 铸造起重机主卷筒鼓型联轴器和减速
机输出轴磨损齿轮更换后，通过上述方法对主卷筒
和减速机进行测量并调整，调整完成６ 个月后对主
卷筒鼓型联轴器进行脱开检查，齿面未出现磨损，减
速机开窥视孔检查输出轴，齿面未发现磨损，证明通
过上述方法可以解决１８０ ｔ 铸造起重机主卷筒鼓型
联轴器齿面磨损和减速机输出轴齿面磨损情况。
参考文献：
［１］ 张质文．起重机设计手册［Ｍ］．北京：中国铁路出版社，
１９９８．
［２］ 倪秋良，吴云刚．卷筒联轴器使用特性分析与比较［Ｊ］．
科技创新导报，２０１４，３１：８８-９１．
收稿日期：２０１７-０６-２５
作者简介：谢金志（１９８５-），男，辽宁省本溪人，本科。毕业于重庆科
技学院设备管理与维护专业。从事机械设备检修工作。
（上接第２８ 页）
⑴利用每次检修时间或者长时间停机时间对二
冷过滤器进行清理。
⑵利用每次检修时间或者厂时间停机时间对所
有喷嘴进行检查清理。
⑶增设外弧二冷清理平台，使无法拆卸的外弧
堵塞喷嘴进行及时清理，以保证最好的二冷喷射效
果，为连铸坯内部质量提高创造良好的二冷条件。3．5 措施实施后铸坯内部质量控制效果
通过扇形段开口度测量与校验技术的创新改
进、轻压下模型的优化以及一系列工艺操作优化措
施的实施，６＃连铸机铸坯内部质量得到了明显改善，
连铸坯中心偏析评级优于Ｃ２．０ 比例达到了１００％，
完全杜绝了中心偏析Ｃ２．５，优于Ｃ１．５ 的比例不断提
高，由原来的２３％提高至７０％以上，２０１７ 年１－６ 月
份连铸坯中心偏析优于Ｃ１．５ 比例达到了８４．１％，达
到国内领先水平；６＃连铸机探伤合格率由２０１６ 年的
９７．５７％提高到２０１７ 年上半年的９９．７０％。彻底解决
了６＃连铸机中心偏析严重、探伤合格率低的技术
难题。
4 结语
⑴扇形段开口度准确测量、在线校验及二次验
证校验法对生产开口度准确控制有良好的效果。
⑵在连铸过程铸坯液芯捕捉准确的情况下，适
当增大动态轻压下量有利于改善铸坯中心偏析
问题。
⑶精炼过程精准控制，特别是软吹时间、氩气流
量等参数控制对钢水洁净度有一定影响，从而影响
铸坯内部质量。
⑷连铸过程强化过热度控制、中包高液位控制、
恒温恒速恒液位浇注及优化二冷配水，可以改善铸
坯内部质量。
收稿日期：２０１７-０７-１８
作者简介：张立标（１９８１-），男，２００７ 年毕业于内蒙古科技大学冶金
工程专业。
第６ 期 谢金志：酒钢碳钢薄板厂１８０ ｔ 铸造起重机起升机构测量调整方法

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