動態輕壓下技術在板坯連鑄中的應用91羅傳清1,2，倪紅衛2，劉光明1，張華2，陳國威1(1.武漢鋼鐵集團公司第二煉鋼廠，湖北，武漢，430083；2.武漢科技大學鋼鐵冶金及資源利用省部共建教育部重點實驗室，湖北，武漢，430081)摘要：簡述了動態輕壓下技術的冶金原理。結合武鋼二煉鋼動態輕壓下技術的應用情形，對壓下位置、壓下量、壓下率等要緊參數進行了分析及優化。應用及優化動態輕壓下技術后，板坯的中心偏析得到明顯改善，中碳鋼尤為顯著。板坯A級偏析的比例由3.21％下降到0.20％以下，C級及以下中心偏析的比例提高到95％以上。關鍵詞：動態輕壓下技術；凝固末端；壓下位置；壓下量；壓下率；中心偏析ApplicationofDynamicSoftReductionTechnologyinContinuousCastingofSlabLUOChuanqing1,2,NIHongwei2,LIUGuangming1,ZHANGHua2,CHENGuowei1(1.No.2Steel-makingPlantofWuhanIronandSteelCorporation,Wuhan430081,China;2.KeyLaboratoryforFerrousMetallurgyandResourcesUtilizationofMinistryofEducation,WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430081,China)Abstract:Theprincipleofdynamicsoftreductiontechnologywasintroducedbriefly.AccordingtoapplyingofdynamicsoftreductiontechnologyinNo.2SteelmakingPlantofWISCO,themaintechnologicalparameterswereanalyzedandoptimized,suchasreductionposition,reductionamount,andreductionratio.Afterapplicationoftheoptimizeddynamicsoftreductiontechnology,thecentralsegregationofslabwasimprovedeffectively,especiallyformediumcarbonsteel.TheproportionofgradeAcentralsegregationdecreasedfrom3.21%tolessthan0.20%,andtheproportionofgradeCcentralsegregationincreasedfrom64.5%togreaterthan95%.Keywords:dynamicsoftreductiontechnology;finalstageofsolidification;reductionposition;reductionamount;reductionratio;centralsegregation1前言2動態輕壓下技術的冶金原理輕壓下技術是在鑄坯的凝固末端人為減少鑄坯的厚度來補償鑄坯的凝固收縮量，如此能夠排除或減少鑄坯收縮形成的間隙鑄坯中心區域溶質的集合（圖1），同時輕壓下形成的擠壓力使液芯富積溶質的鋼水向反拉坯方向流淌，促使溶質元素的重新分配，從而達到改善中心偏析的目的[2,3]。最早進展的靜態輕壓下技術關于改善品種簡單、穩態澆鑄的鑄坯內部質量具有明顯的成效。但由于該技術在線生產過程中相關參數不能進行調整，在實際生產過程中，不同的生產條件和品種必定使凝固末端的位置和所要求的壓下量不一樣，因此靜態輕壓下技術關于改善非穩態生產條件下鑄坯的質量有限。圖1輕壓下技術原理圖動態輕壓下技術的原理是利用數學模型運算澆鑄過程中鑄坯凝固終點的變化，通過相關的操縱系統對輥縫進行實時調整，保證在兩相區進行壓下。實施動態輕壓下需要鑄機扇形段能夠在線調整，同時找準凝固終點是保證輕壓下成效的關鍵。凝固終點與鋼水成分、溫度、拉速、二冷配水量、鑄坯厚度等因素有關。由于實際生產過程中，工藝條件不停發生變化，因此動態輕壓下技術中相關參數（壓下位置、壓下量等）也在發生變化（圖2）。圖2不同拉速下的動態輕壓下操縱圖3動態輕壓下技術相關參數的確定3.1壓下位置壓下位置的確定依靠于鑄坯凝固末端的確定，澳鋼聯的動態輕壓下技術用DYNACS熱跟蹤模型確定凝固末端的位置，武鋼二煉鋼用射釘法對該模型的實際使用情形進行了驗證，模型確定的凝固末端位置與射釘法確定的凝固末端位置差不多一致。壓下位置的確定是動態輕壓下技術的重要參數。壓下位置靠前，兩相區富集溶質的鋼液仍可流淌，改善偏析成效不明顯；壓下位置靠后，鑄坯完全凝固，增加拉坯阻力，阻礙扇形段壽命。一樣認為，輕壓下區域在某一固相率之間對改善鑄坯中心偏析的成效最佳。武鋼二煉鋼應用的動態輕壓下技術最初將所有鋼種的壓下區域設定在固相率fs=0.35-0.75之間，在實際應用過程中發覺碳含量大于0.25％的高碳鋼中心偏析的改善并不明顯，進行多次對高碳鋼壓下區域的調整，發覺壓下位置在固相率fs=0.55-0.95時改善高碳鋼鑄坯中心偏析成效最好（圖3）。圖3調整壓下位置前后高碳鋼的中心偏析對比3.2壓下量壓下量的確定取決于壓下區域鋼液凝固過程的體積收縮量，一樣要稍大于體積收縮量，如此才能保證凝固末端富集溶質元素的流淌。壓下量過小，對改善中心偏析成效不明顯；壓下量過大，鑄坯受到過度擠壓，鑄坯易產生內部裂紋（圖4），同時加劇輥子的磨損。依照鋼種不同，鑄坯由液相轉為固相的收縮率不一樣，一樣收縮率在3％-4％之間。碳含量和合金含量高的鋼種，其收縮率較大，同時這些鋼鑄坯中心部位的碳和合金元素的偏析較嚴峻，在動態輕壓下技術中壓下量比低碳鋼大，武鋼二煉鋼對各鋼種的壓下量進行了多次調整，最終確定了各鋼種的最佳壓下量。圖4壓下量與內裂紋的關系3.3壓下率壓下率指澆鑄方向單位長度上的壓下量，最大壓下率依照鑄坯產生內部裂紋的臨界應變來確定。鑄坯凝固末端是兩相區，臨界應變率專門低，據有關資料[4]介紹臨界應變率ε0在0.2％-0.4％之間。對鑄坯進行輕壓下產生的應變ε由下式確定：式中：ε——固—液界面的應變，%；C——常數；a——鑄坯厚度；mm；l——輥距，mm；rs——壓下率，mm/m。ε與ε0的關系是ε<ε0,由此能夠運算出最大的壓下率。壓下率阻礙鑄坯的偏析度如圖5所示[5]。依照連鑄機的條件有一最佳壓下率，一樣壓下率板坯為0.5～1.1ｍｍ/ｍ,方坯為0.5～4.0ｍｍ/ｍ。武鋼二煉鋼應用的動態輕壓下技術依照兩相區的長度進行一定的壓下量，由于兩相區壓下位置和壓下量差不多進行了設定，壓下率隨實際生產條件的變化有所改變，一樣在0.60-1.0mm/m之間，典型拉速的壓下率為0.75mm/m。圖5壓下率與偏析度之間的關系(CMAX/C0，CMAX為測試出的最大碳含量，C0為爐次的含碳量)3.212.453.212.450.220.210.140圖6武鋼二煉鋼歷年A級中心偏析發生率4動態輕壓下技術對改善中心偏析的成效武鋼二煉鋼對板坯中心偏析的判定分為A、B、C3個大的級不，其中A級為嚴峻的中心偏析，C級為無中心偏析或者輕微偏析。在使用動態輕壓下技術之前，A級偏析發生率的比例為3％左右，C級偏析只能達到60％。2002年對3＃，2＃、1＃連鑄機連續進行了改造，應用了先進的動態輕壓下技術，鑄坯的內部質量明顯改善，專門是中碳鋼的中心偏析級不明顯降低。A級中心偏析發生率由2002年3.21％下降到2006年的0.14％，2007年實現了全年無A級中心偏析（圖6）；同時C級及以下中心偏析由2002年的64.5％上升到2007年的95.8％。5結語（1）武鋼二煉鋼自2002年對連鑄機進行改造后，一直在成功地應用動態輕壓下技術。（2）動態輕壓下技術的冶金原理是利用數學模型在線運算鑄坯凝固末端位置，從而實施一定的壓下量，防止兩相區域溶質的富集，達到改善內部質量的目的。（3）動態輕壓下技術相關參數的設定直截了當阻礙板坯的內部質量，其依照鑄機特性、鋼水成分、鑄坯要求、拉速等生產條件確定。（4）武鋼二煉鋼應用動態輕壓下技術后，鑄坯的內部質量明顯改善，專門對改善中高碳鋼的中心偏析有顯著的成效。板坯A級偏析的比例由3.21％下降到0.20％以下，C級及以下中心偏析提高到95％以上。參考文獻：[1]K.Mrwald,M.Thalhammer,C.Federspiel,etal..Metallurgical,operationalandeconomicbenefitsofSMART?/ASTCtechnologyincontinuouscasting.IronandSteel,2003,38(11),p.24[2]G.S.Sakaki,A.T.Kwong,J.J.Petozzi,etal..Softreductionofcontinuouslycastbloomsatstelco’sHiltonworks.SteelmakingConferenceProceedings,1995,p.295[3]ShozoShima,YasuoMaruki,JunjNakashima,etal..SoftreductiontechnologyforhighqualitysteelinNipponsteelcorporation.2thInternationalConferenceonDevelopmentinIronandSteelmaking,2004,p.9[4]K.