連鑄生產(chǎn)高表面質(zhì)量冷軋鋼板鋼種的主要困難

連鑄生產(chǎn)高表面質(zhì)量冷軋鋼板鋼種的主要困難

1薄板坯連鑄連軋目前，采用薄板厚連鑄連綿式工藝生產(chǎn)連綿式傳統(tǒng)連鑄連綿式雜質(zhì)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)量。薄板厚連壓生產(chǎn)的烤冷板的強(qiáng)度、耐候性和其他性能優(yōu)于傳統(tǒng)傳統(tǒng)產(chǎn)品。此外,在生產(chǎn)超薄規(guī)格熱軋板方面,薄板坯連鑄連軋還具有傳統(tǒng)工藝不可相比的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)國(guó)外一些鋼廠開(kāi)始采用薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)冷軋薄板或進(jìn)行試驗(yàn),如美國(guó)NUCOR公司、德國(guó)蒂森-克魯伯公司、CORUS公司IJmuiden鋼廠等。國(guó)內(nèi)一些采用薄板坯連鑄連軋企業(yè)也增建了冷軋、鍍鋅等工序,已開(kāi)始或?qū)⒁a(chǎn)冷軋薄板。與傳統(tǒng)連鑄工藝相比,采用薄板坯連鑄工藝生產(chǎn)冷軋鋼種,在產(chǎn)品表面質(zhì)量控制方面會(huì)遇到很大困難,本文以下對(duì)此加以分析討論。2u2004鋼的表面缺陷根據(jù)沖壓性能的不同,冷軋鋼板分為CQ(一般性能)、DQ(沖壓性能)、DDQ(深沖性能)、EDDQ(超深沖性能)和S-EDDQ(超高深沖性能)5個(gè)級(jí)別。除了沖壓性能要求以外,對(duì)用于家電、汽車(chē)等制品外面板的優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板的表面質(zhì)量有非常嚴(yán)格的要求。例如,豐田汽車(chē)公司對(duì)汽車(chē)面板用冷軋鋼板,要求每一個(gè)板卷僅可以存在2處表面缺陷。煉鋼、連鑄和軋鋼生產(chǎn)工藝和操作不當(dāng)均會(huì)造成冷軋鋼板表面缺陷,其中由于煉鋼和連鑄問(wèn)題造成的冷軋板表面缺陷主要有:①微細(xì)裂紋(sliver);②“黑線”或“白線”帶狀缺陷;③“管狀鼓包”缺陷(pencilblister)。上述3種缺陷照片見(jiàn)圖1,其中微細(xì)裂紋和帶狀缺陷主要是由于鋼中脫氧、二次氧化生成的非金屬夾雜物(主要為簇群狀A(yù)l2O3夾雜物)或連鑄結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣卷入坯殼造成的,管狀鼓包則是由于連鑄浸入式水口吹入的氬氣(與夾雜物結(jié)合)被坯殼捕捉造成的。對(duì)于冷軋薄板類(lèi)制品,鋼中非金屬夾雜物的控制要求,目前大都認(rèn)同日本鋼鐵企業(yè)提出的控制標(biāo)準(zhǔn)(表1)?？梢钥吹?對(duì)于優(yōu)質(zhì)超深沖鋼(IF鋼),除要求[C]≤20×10-6、[N]≤30×10-6之外,冷軋鋼板中非金屬夾雜物尺寸還必須小于100μm。由于優(yōu)質(zhì)冷軋鋼種均為鋁脫氧鋼,鋼中非金屬夾雜物絕大多數(shù)為Al2O3系或Al2O3含量高的復(fù)合夾雜物,在軋制過(guò)程不會(huì)發(fā)生顯著變形。為了滿(mǎn)足冷軋鋼板中夾雜物小于100μm的要求,連鑄坯中非金屬夾雜物尺寸必須小于100μm。須強(qiáng)調(diào)指出的是,近年來(lái)隨著冶煉、軋制裝備和工藝技術(shù)水平的提高,由于軋制和冶煉不當(dāng)造成的冷軋鋼板表面缺陷比率下降。3沉浸式鋼水流動(dòng)控制策略如圖2所示,板坯連鑄過(guò)程,結(jié)晶器內(nèi)鋼液從浸入式水口的2個(gè)出口流出,到達(dá)窄邊坯殼附近后形成向上和向下的2股分流。向上的分流到達(dá)鋼水表面后向內(nèi)下方折回,形成表面流。如表面流速過(guò)強(qiáng),鋼水表面的部分保護(hù)渣即會(huì)被卷入鋼水內(nèi)部,部分保護(hù)渣在鋼液內(nèi)部上浮過(guò)程會(huì)被生長(zhǎng)的坯殼捕捉。圖3為國(guó)內(nèi)鋼廠澆鑄冷軋深沖鋼鑄坯中結(jié)晶器卷渣造成的部分夾雜物,由于卷渣生成的夾雜物尺寸大,且接近鑄坯表面,對(duì)冷軋鋼板表面質(zhì)量危害很大。另一方面,當(dāng)浸入式水口流出的鋼水流到達(dá)窄邊后向下的分流過(guò)強(qiáng)時(shí),會(huì)造成結(jié)晶器鋼水表面供熱不足,保護(hù)渣熔融不良,由于流動(dòng)性不好,部分保護(hù)渣會(huì)被鋼水由內(nèi)向外包裹在鑄坯皮下,造成夾渣缺陷。如上所述,結(jié)晶器內(nèi)鋼水流動(dòng)對(duì)鑄坯表面質(zhì)量有非常重要的影響。結(jié)晶器內(nèi)鋼水的流動(dòng)與拉速、澆鑄寬度、浸入式水口結(jié)構(gòu)尺寸、水口浸入深度、水口吹氬量等許多參數(shù)有關(guān),如何采取對(duì)策控制鋼水流動(dòng)以減少夾渣已成為當(dāng)前連鑄領(lǐng)域科研的熱點(diǎn)。日本鋼管公司提出可利用反映結(jié)晶器鋼水表面波動(dòng)的“F”數(shù)來(lái)對(duì)鋼水進(jìn)行控制(圖4),“F”數(shù)的定義為:F=ρQLve(1?sinθ)4?1D(1)F=ρQLve(1-sinθ)4?1D(1)式中ρ——鋼水密度,kg/m3;QL——鋼水澆鑄速率,m3/min;ve——鋼水流到達(dá)窄邊時(shí)碰撞速度,m/min;θ——鋼水流到達(dá)窄邊時(shí)碰撞角度;D——鋼水流到達(dá)窄邊處距鋼水表面距離,m。日本鋼管公司在連鑄生產(chǎn)中采用通過(guò)“F”數(shù)控制結(jié)晶器鋼水流動(dòng)的方法,發(fā)現(xiàn)當(dāng)“F”數(shù)控制在3～4之間時(shí),冷軋鋼板表面缺陷最少(圖5)。除通過(guò)優(yōu)化浸入式水口參數(shù)對(duì)鋼水流動(dòng)進(jìn)行控制以減少卷渣以外,為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板,高水平鋼廠還采用了如下主要措施:①適當(dāng)減低拉速以減少結(jié)晶器鋼水表面波動(dòng),目前常規(guī)連鑄澆鑄汽車(chē)面板等表面質(zhì)量要求嚴(yán)格鋼種,拉速一般不超過(guò)1.2m/min;②采用較高粘度的保護(hù)渣;③提高結(jié)晶器振動(dòng)頻率,減小振幅,以減小彎月面處坯殼向內(nèi)彎曲程度;④采用電磁制動(dòng)。4保護(hù)渣卷渣保護(hù)機(jī)理如圖6所示,保護(hù)渣滴被卷入鋼液,存在以下的能量平衡關(guān)系,即保護(hù)渣滴具有的位能和動(dòng)能必須大于進(jìn)入鋼液內(nèi)部所要克服的表面能、鋼液的浮力能和摩擦能之和。即有:12ρP(43πRP3)v2m+gHρP(43πRP3)≥4πRP2σ+g(ρm?ρP)(43πRP3)Rp+μvm2RP(4πRP2)RP(2)12ρΡ(43πRΡ3)vm2+gΗρΡ(43πRΡ3)≥4πRΡ2σ+g(ρm-ρΡ)(43πRΡ3)Rp+μvm2RΡ(4πRΡ2)RΡ(2)式中ρP——保護(hù)渣顆粒密度,kg/m3;RP——保護(hù)渣顆粒半徑,m;vm——鋼水表面流速,m/s;H——液面波動(dòng)高度,m;σ——保護(hù)渣滴與鋼液間表面張力,N/m;ρm——鋼水密度,kg/m3;μ——鋼液粘度,Pa·s。選取式(2)中有關(guān)鋼水和保護(hù)渣的物性值,求解式(2),可以得到保護(hù)渣滴卷入鋼液內(nèi)所需要的結(jié)晶器鋼水液面波動(dòng)高度H和表面流速vm。圖7為計(jì)算得到的保護(hù)渣粘度分別為0.1和1.0Pa·s兩種情況下,保護(hù)渣滴卷入鋼液所需液面波動(dòng)高度和表面流速之間的關(guān)系。實(shí)際連鑄保護(hù)渣粘度大都在0.5Pa·s以下。由圖7可以看到,保護(hù)渣滴不被卷入鋼液的條件是:①結(jié)晶器內(nèi)鋼水液面波高低于2.5mm;②結(jié)晶器內(nèi)鋼水表面流速低于0.25m/s。實(shí)際連鑄過(guò)程中,結(jié)晶器內(nèi)鋼水液面波動(dòng)控制最好水平為±3mm,即液面波高小于6mm。圖8為筆者對(duì)厚度為230mm傳統(tǒng)板坯連鑄結(jié)晶器進(jìn)行水模型實(shí)驗(yàn)(比例為1∶1),得到的不同澆鑄寬度條件下,距窄邊360mm處表面流速和距窄邊60mm處的液面波高隨拉速的變化。可以看到,傳統(tǒng)連鑄澆鑄1450mm寬鑄坯,如拉速超過(guò)1.2m/min時(shí),液面波高即超過(guò)6mm(液面波動(dòng)±3mm的控制范圍)。將圖8給出的結(jié)果與圖7給出的保護(hù)渣滴卷入鋼液所需的液面波動(dòng)和表面流速關(guān)系相比較,可知在實(shí)際連鑄過(guò)程中很難完全避免保護(hù)渣卷渣,冶金工作者所采取的種種對(duì)策主要起到了減少卷渣的作用。以上論述了傳統(tǒng)板坯連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣卷渣的機(jī)理。對(duì)于近年來(lái)發(fā)展迅速的薄板坯連鑄工藝,為了維持合理的生產(chǎn)率,必須采用較傳統(tǒng)連鑄高出很多的拉速。此外,由于結(jié)晶器厚度減薄,結(jié)晶器對(duì)鋼水流沖擊所起的緩沖作用降低,鋼水液面波動(dòng)的高度和表面流速均顯著增加。圖9為包燕平等采用1∶1比例水模型對(duì)CSP薄板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼水流動(dòng)進(jìn)行研究得出的拉速對(duì)鋼液表面波動(dòng)的影響。在CSP工藝中拉速一般在5m/min左右,可以看到,與此對(duì)應(yīng)的液面波動(dòng)在8mm以上。由以上論述可知,薄板坯連鑄由于結(jié)晶器鋼水液面波動(dòng)高,表面拉速大,因此非常容易造成保護(hù)渣卷渣,這是薄板坯連鑄生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冷軋鋼種的主要困難所在。5薄板、薄碗生產(chǎn)高深度沖板的嘗試5.1主要的薄板連接工藝方法迄今為止,在商業(yè)規(guī)模實(shí)際采用的薄板坯連鑄工藝方法主要有以下幾種。(1)現(xiàn)澆表現(xiàn)面和鑄坯厚度CSP薄板坯連鑄的主要特點(diǎn)為:①采用漏斗型結(jié)晶器;②采用適應(yīng)漏斗型結(jié)晶器澆鑄用的扁平浸入式水口;③結(jié)晶器出口鑄坯的厚度在40～60mm;④拉速在5～8m/min。近年來(lái),為提高CSP生產(chǎn)率并與高拉速相適應(yīng),CSP鑄機(jī)還采用了液芯壓下和電磁制動(dòng)等重要技術(shù)。(2)晶器出口鑄坯厚度ISP薄板坯連鑄連軋是德國(guó)原德馬克公司(DEM)20世紀(jì)80年代末開(kāi)發(fā)成功另一重要薄板坯連鑄方法,其主要特點(diǎn)為:①采用平行板結(jié)晶器,結(jié)晶器出口鑄坯厚60mm左右;②采用鑄軋工藝,在鑄坯尚有相當(dāng)部分未凝固時(shí)和凝固結(jié)束后對(duì)鑄坯進(jìn)行壓下變形,鑄軋后鑄坯的厚度減小至40mm。ISP薄板坯連鑄為意大利阿爾維地鋼廠和韓國(guó)浦項(xiàng)鋼鐵公司光陽(yáng)廠采用,20世紀(jì)90年代中期,德馬克公司被西馬克公司兼并,成立了西馬克—德馬克公司(SMS-DEM),出于公司發(fā)展戰(zhàn)略考慮,SMS-DEM不再對(duì)外銷(xiāo)售ISP連鑄連軋裝備,但CSP工藝吸收了ISP工藝中的液芯壓下技術(shù)。(3)結(jié)晶器在CSP和ISP薄板坯連鑄連軋工藝開(kāi)發(fā)成功后,意大利Danieli公司開(kāi)發(fā)成功了FTSC薄板坯連鑄工藝,其主要特點(diǎn)為:①采用被稱(chēng)為“H2”漏斗型結(jié)晶器,結(jié)晶器出口處仍保持部分漏斗形特征;②結(jié)晶器出口鑄坯厚50～80mm;③結(jié)晶器后經(jīng)過(guò)輥道鑄坯變形為矩形;④采用液芯壓下,鑄坯最終厚度35～70mm;⑤拉速可達(dá)6m/min。Danieli公司聲稱(chēng)FTSC薄板坯連鑄可以生產(chǎn)CSP工藝不能澆鑄的亞包晶成分鋼,該工藝目前為美國(guó)NUCOR鋼鐵公司、中國(guó)唐山鋼鐵公司和埃及Ezz鋼廠等采用,已成為產(chǎn)量?jī)H次于CSP的薄板坯連鑄工藝方法。(4)亞包晶成分鋼CONROLL工藝是奧鋼聯(lián)公司(VAI)20世紀(jì)90年代開(kāi)發(fā)成功的中等厚度薄板坯連鑄方法,其主要特點(diǎn)為:①采用平行板結(jié)晶器,結(jié)晶器出口鑄坯厚75～130mm;②采用液芯壓下工藝;③采用超低頭弧形鑄機(jī)方式;④拉速可達(dá)4m/min。由于厚度較CSP等薄板坯連鑄增加,奧鋼聯(lián)稱(chēng)該工藝能夠生產(chǎn)亞包晶成分鋼。目前采用CONROLL工藝的有中國(guó)鞍鋼等少數(shù)鋼廠。(5)采用平行板結(jié)構(gòu)器結(jié)晶器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)QSP為日本住友金屬公司20世紀(jì)90年代開(kāi)發(fā)成功的中等厚度薄板坯連鑄方法,其主要特點(diǎn)與CONROLL類(lèi)似,主要為:①采用平行板結(jié)晶器,結(jié)晶器出口鑄坯厚70～90mm;②采用液芯壓下工藝;③拉速可達(dá)5m/min。QSP工藝目前僅有美國(guó)BHP北極星鋼廠和美國(guó)TRICO鋼鐵公司兩家鋼廠采用。5.2薄板準(zhǔn)備和優(yōu)質(zhì)冷鋼制造的嘗試(1)要實(shí)現(xiàn)csp薄板坯鑄機(jī)的設(shè)備配套位于美國(guó)南卡羅來(lái)那州的NUCOR公司Berkeley鋼廠采用電弧爐煉鋼工藝流程,其主要裝備為165t雙殼直流電弧爐1座,LF爐外精煉裝置1座,2臺(tái)CSP薄板坯連鑄機(jī),1條CSP連軋生產(chǎn)線,其熱軋鋼板生產(chǎn)能力為220萬(wàn)t/a。除熱軋鋼板產(chǎn)品之外,Berkeley鋼廠還擁有1條單機(jī)架4輥可逆軋機(jī)冷軋生產(chǎn)線,并配置有相關(guān)的熱軋鋼板酸洗、冷軋鋼板罩式爐退火和熱鍍鋅裝置,能夠生產(chǎn)厚度小于0.3mm的冷軋鋼板,冷軋鋼板的生產(chǎn)能力為100萬(wàn)t/a。表2為Berkeley鋼廠CSP薄板坯鑄機(jī)的主要參數(shù)。由于具有冷軋薄板生產(chǎn)裝置且鍍鋅冷軋鋼板為其主要產(chǎn)品,該廠在生產(chǎn)高品質(zhì)冷軋深沖鋼板方面開(kāi)展了大量技術(shù)工作。CSP鑄機(jī)建成時(shí)尚不具有EMBr電磁制動(dòng)裝置,為了減少冷軋鋼板的表面缺陷,盡管CSP鑄機(jī)的設(shè)計(jì)拉速最高可達(dá)8m/min,但實(shí)際生產(chǎn)一般控制在5m/min左右。此外,該廠還對(duì)CSP連鑄浸入式水口和有關(guān)結(jié)晶器鋼水流動(dòng)工藝參數(shù)進(jìn)行過(guò)二十多次的優(yōu)化,但效果均不明顯。為了減少連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣卷渣造成的冷軋鋼板表面缺陷,Berkeley鋼廠與ABB公司合作,對(duì)其CSP鑄機(jī)進(jìn)行了改造,增添了EMBr電磁制動(dòng)裝置,使冷軋鋼板表面缺陷顯著減輕,但仍遠(yuǎn)不能達(dá)到汽車(chē)面板的表面質(zhì)量要求。目前該廠冷軋鋼板主要為DQ級(jí)別鋼板,尚不能生產(chǎn)DDQ、EDDQ級(jí)別的深沖、超深沖性能鋼板。其生產(chǎn)的冷軋鋼板可以用于家電普通面板、電器儀表盤(pán)、柜面板等。(2)主要參數(shù)設(shè)計(jì)美國(guó)BHP北極星鋼廠位于俄亥俄州,為澳大利亞BHP公司與美國(guó)北極星公司合資的電弧爐短流程鋼廠,1997年投產(chǎn)。該廠建有1座170t雙殼豎爐式電弧爐,2座LF精煉爐,1臺(tái)QSP中厚度薄板坯連鑄機(jī),1條8機(jī)架熱連軋機(jī),年產(chǎn)150萬(wàn)t熱軋鋼板,可以生產(chǎn)厚度1.3mm低碳鋼板。該廠沒(méi)有自己的冷軋?jiān)O(shè)備,部分熱軋薄板作為商品供應(yīng)當(dāng)?shù)馗浇滠埣庸すS。BHP北極星鋼廠采用的QSP鑄機(jī)的主要參數(shù)見(jiàn)表3。美國(guó)每年鋼板市場(chǎng)需求大約5000～6000萬(wàn)t,主要分為3個(gè)級(jí)別,其中“AA”級(jí)包括汽車(chē)外面板、家電面板、涂層板等,需求大約為鋼板總量的50%左右?！癆”級(jí)鋼板包括汽車(chē)內(nèi)板、普通冷軋板、酸洗熱軋板等,占鋼板總量的30%左右。“B”級(jí)鋼板則主要為不酸洗的熱軋板、鋼管卷管用鋼板、建筑用鋼板等,占鋼板總量的20%左右(圖10)。QSP工藝的開(kāi)發(fā)商日本住友金屬公司認(rèn)為,“AA”級(jí)產(chǎn)品主要由傳統(tǒng)板坯連鑄生產(chǎn),CSP等薄板坯連鑄工藝只能生產(chǎn)“B”級(jí)產(chǎn)品,而QSP中等厚度薄板坯連鑄工藝可以生產(chǎn)“A”級(jí)產(chǎn)品。(3)csp薄板坯連鑄生產(chǎn)設(shè)備1997年德國(guó)蒂森鋼鐵公司與克魯伯鋼鐵公司合并后,將多特蒙特地區(qū)的煉鋼廠關(guān)閉,將煉鋼能力集中到萊茵河畔的杜伊斯堡市附近的Bruckhausen鋼廠。Bruckhausen鋼廠原建有2座380t氧氣煉鋼轉(zhuǎn)爐,并擁有鐵水脫硫預(yù)處理、RH真空精煉等裝備,煉鋼能力有相當(dāng)富余。為了充分利用Bruckhausen鋼廠富余的煉鋼能力,蒂森—克魯伯公司1999年在該廠新增設(shè)了CSP薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線,并與此配套建設(shè)或擴(kuò)建了相關(guān)的鐵水脫硫預(yù)處理、鋼包吹氬和LF爐外精煉裝置等。該廠CSP鑄機(jī)首次采用一機(jī)二流布置,產(chǎn)量為200萬(wàn)t/a左右,CSP鑄機(jī)的主要參數(shù)見(jiàn)表4。與世界絕大多數(shù)薄板坯連鑄鋼廠不同,Bruckhausen鋼廠為轉(zhuǎn)爐流程鋼廠,并具備RH真空精煉裝置,能夠生產(chǎn)超低碳IF鋼。該廠因此進(jìn)行了多達(dá)二十幾次的利用CSP鑄機(jī)生產(chǎn)IF鋼的試驗(yàn),但鋼板質(zhì)量達(dá)不到汽車(chē)面板的要求。2001年9月在中歐煉鋼技術(shù)研討會(huì)上,蒂森—克魯伯公司的代表介紹了Bruckhausen鋼廠采用CSP薄板坯連鑄生產(chǎn)的主要鋼種情況,目前該廠生產(chǎn)的主要鋼種為:低碳鋼(0.020%～0.075%C)、碳素結(jié)構(gòu)鋼(不包括亞包晶鋼)、低合金鋼、微合金化鋼、耐熱鋼(28Mn6,27MnB5,SAE1050,SAE1060)、中高碳鋼(0.2%～0.7%C)、雙相鋼(DP-W600)、無(wú)取向硅鋼(Si<3%)等。蒂森—克魯伯公司的CSP薄板坯連鑄可以生產(chǎn)含碳0.075%左右的“O3”級(jí)別冷軋薄板,其供冷軋廠用的熱軋板卷主要用于生產(chǎn)包裝業(yè)用薄板以及硅鋼等。(4)dsp鑄機(jī)生產(chǎn)線CORUS公司IJmuiden鋼廠位于荷蘭,原屬于霍戈文公司,2000年并入新成立的CORUS鋼鐵集團(tuán)。該廠原建有3座300t氧氣煉鋼轉(zhuǎn)爐,擁有鐵水脫硫、吹氬精煉、LF爐外精煉、RH真空精煉裝備,并擁有2臺(tái)常規(guī)板坯鑄機(jī),年產(chǎn)鋼500萬(wàn)t左右。該廠能夠生產(chǎn)高品質(zhì)IF鋼,特別在生產(chǎn)高品質(zhì)DI罐深沖鋼板方面非常著名。1997年IJmuiden鋼廠新建了其薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線,命名為DSP(DirectStripproduction)生產(chǎn)線,并新建了與DSP相關(guān)的LF爐外精煉等裝置。DSP鑄機(jī)設(shè)計(jì)單流生產(chǎn)能力為150萬(wàn)t/a,預(yù)留第二流,總能力為250萬(wàn)t/a。該廠DSP鑄機(jī)結(jié)晶器長(zhǎng)1100mm,采用平行板型結(jié)晶器,鑄機(jī)為立彎式,結(jié)晶器出口鑄坯厚度為90mm,經(jīng)液芯壓下至70mm,設(shè)計(jì)拉速最高6m/min。IJmuiden鋼廠的情況與蒂森-克魯伯公司Bruckhausen鋼廠類(lèi)似,IJmuiden鋼廠也為轉(zhuǎn)爐流程鋼廠,具備RH真空精煉裝置,能夠生產(chǎn)超低碳IF鋼,但鋼板質(zhì)量達(dá)不到汽車(chē)面板的要求。6薄板坯連鑄鋼板鋼板鋼種生產(chǎn)質(zhì)量比較通過(guò)以上分析討論可知,薄板坯連鑄由于拉速高和結(jié)晶器對(duì)鋼水流的緩沖作用小,易發(fā)生保護(hù)渣卷渣造成冷軋鋼板表面缺陷。目前世界上已投產(chǎn)的薄板坯鑄機(jī)尚不能生產(chǎn)與傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品相當(dāng)?shù)膬?yōu)質(zhì)冷軋鋼板,主要的原因是鋼板表面質(zhì)量問(wèn)題。此外,應(yīng)該看到,目前投產(chǎn)的薄板坯連鑄連軋鋼廠絕大多數(shù)采用電弧爐煉鋼流程,鋼水氮含量高,本身即不適合深沖冷軋深沖制品。蒂森-克魯伯公司的Bruckhausen廠和CORUS公司的IJmuiden鋼廠雖然是轉(zhuǎn)爐鋼廠并擁有RH深脫碳裝置,但這2個(gè)鋼廠還擁有傳統(tǒng)的板坯連鑄和熱連軋?jiān)O(shè)備,能夠采用傳統(tǒng)的裝置生產(chǎn)高品質(zhì)冷軋深沖鋼板,采用薄板坯連鑄生產(chǎn)IF鋼對(duì)這2個(gè)廠沒(méi)有十分重要的意義,因此在進(jìn)行過(guò)試驗(yàn)后即基本放棄了薄板坯連鑄生產(chǎn)IF鋼的嘗試。出于以上理由,目前尚不能做出薄板坯連鑄不能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冷軋鋼種的結(jié)論。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)采用薄板坯連鑄連軋工藝的企業(yè)產(chǎn)品定位于熱軋鋼板或薄規(guī)格熱軋鋼板—酸洗—鍍鋅鋼板(“以熱代冷”),但也有一些企業(yè)建設(shè)了或正在建設(shè)冷軋生產(chǎn)線,產(chǎn)品定位于家電面板、汽車(chē)內(nèi)板等優(yōu)質(zhì)冷軋鋼種。如上所述,采用薄板坯連鑄工藝生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板鋼種,必須解決連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣卷渣問(wèn)題?；谝陨媳尘?以下對(duì)采用薄板坯連鑄連軋工藝,生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板鋼種為目標(biāo),所應(yīng)選擇的薄板坯連鑄機(jī)主要裝備及工藝加以分析討論。6.1u2004鑄坯厚度對(duì)全鋼流速及鑄機(jī)作業(yè)率的影響由圖6給出的CSP鑄機(jī)結(jié)晶器(出口厚度50mm)水模型試驗(yàn)結(jié)果可以看到,降低拉速可以有效地控制結(jié)晶器液面波動(dòng),從而減少卷渣。采用薄板坯連鑄工藝生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冷軋鋼種,為了減少結(jié)晶器保護(hù)渣卷渣,應(yīng)采用較低的拉速,為此必須增加鑄坯的厚度,以保證高的生產(chǎn)率。此外,鑄坯厚度增加也會(huì)增加結(jié)晶器的容量,提高其對(duì)鋼水流的緩沖作用。如選用厚度D為120mm鑄坯,拉速vc控制在3m/min左右,通過(guò)液芯壓下將鑄坯厚度最終控制在90mm,鑄坯平均澆鑄寬度W為1450mm,鑄機(jī)作業(yè)率為80%,則年產(chǎn)量為:Q=ρm×W×D×vc×60×24×365×0.8=7.8×1.45×0.12×3×60×24×365×0.8≈171萬(wàn)t/aQ=ρm×W×D×vc×60×24×365×0.8=7.8×1.45×0.12×3×60×24×365×0.8≈171萬(wàn)t/a目前尚未有厚度120mm左右連鑄結(jié)晶器水模型研究報(bào)道。與傳統(tǒng)板坯連鑄相比,由于鑄坯厚度大幅度減少,結(jié)晶器內(nèi)鋼水流動(dòng)量顯著降低,估計(jì)當(dāng)拉速控制在3m/min左右時(shí),結(jié)晶器鋼水液面波動(dòng)能夠在±3mm控制范圍以?xún)?nèi)。6.2控制卷渣缺