提高連鑄板坯質(zhì)量的工藝研究.pdf

1、連鑄坯的質(zhì)量包括鑄坯潔凈度、鑄坯表面缺陷、鑄坯內(nèi)部缺陷等，連鑄坯質(zhì)量控制的方向是，鑄坯潔凈度決定于鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前的各工序，鑄坯表面質(zhì)量決定于鋼水在結(jié)晶器的凝固過程，鑄坯內(nèi)部質(zhì)量決定于鋼水在二冷區(qū)的凝固過程。提高連鑄坯質(zhì)量已經(jīng)成為鋼鐵冶金企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。 本文首先通過工業(yè)試驗(yàn)和取樣分析，系統(tǒng)研究了本鋼精煉一連鑄過程中鋼水和鑄坯中夾雜物、氣體含量的變化規(guī)律，并抽樣調(diào)查了連鑄工藝參數(shù)和設(shè)備參數(shù)對(duì)鑄坯內(nèi)部質(zhì)量影響規(guī)律，進(jìn)而提出相

2、應(yīng)的解決措施和研究方向；通過建立基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連鑄板坯內(nèi)部質(zhì)量預(yù)報(bào)模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)連鑄坯質(zhì)量準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)分析；結(jié)合本鋼鑄坯潔凈度調(diào)查結(jié)果，重點(diǎn)進(jìn)行了連鑄中間包控流裝置優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)改善中間包內(nèi)流場(chǎng)的目標(biāo)。最后結(jié)合工業(yè)實(shí)踐，系統(tǒng)研究了湍流控制器和彌散透氣磚吹氬對(duì)鋼中夾雜物的去除效果。論文的主要研究結(jié)論如下： 1．在本次工業(yè)試驗(yàn)條件下，開澆第1塊坯中夾雜物指數(shù)為31.7 mg·10kg<'-1>，正常坯中夾雜物指數(shù)為5.4 mg·

3、10kg<'-1>，交接坯中夾雜物指數(shù)為62.3 mg·10kg<'-1>。連鑄開澆時(shí)，中間包內(nèi)鋼水T.O最高，換包時(shí)次之，正常澆注時(shí)最好。主要原因是開澆時(shí)鋼液面低，大包鋼液的注流沖擊導(dǎo)致卷吸空氣，換包過程中，鋼液面下降，導(dǎo)致空氣和中間包覆蓋劑卷入鋼液。 2．在本次工業(yè)試驗(yàn)中，連鑄板坯中夾雜物主要有Al<,2>O<,3>系群絡(luò)狀?yuàn)A雜物、Al<,2>O<,3>系塊狀?yuàn)A雜物、CaO-Al<,2>O<,3>-SiO<,2>系夾雜物、M

4、nS或FeS類夾雜物4種類型，其中群絡(luò)狀A(yù)l<,2>O<,3>夾雜物含量較多，尺寸一般在20～50μm，塊狀A(yù)l<,2>O<,3>夾雜的尺寸大多在30～50gm，少數(shù)在80μm以上。提高本鋼開澆坯和交接坯潔凈度的措施，主要是在提高保護(hù)澆注工藝、鋼包下渣自動(dòng)控制、優(yōu)化中間?？亓餮b置以及防止卷渣等方面開展深入研究。 3．連鑄工藝參數(shù)，如C、S含量，Mn/S比，二次冷卻強(qiáng)度，中間包鋼水過熱度以及拉坯速度，均對(duì)鑄坯內(nèi)部質(zhì)量有明顯影響。連

5、鑄設(shè)備參數(shù)，如輥間距、輥?zhàn)訉?duì)中誤差等，對(duì)鑄坯中心裂紋、中心偏析影響比較明顯，設(shè)備條件惡化，中心偏析等級(jí)有增加的趨勢(shì)。因此定期檢修設(shè)備，降低設(shè)備誤差率是提高本鋼鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的重要措施之一。 4．板坯中間裂紋的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率為100％，中心偏析：BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率為83.33％。分析誤差產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，導(dǎo)致預(yù)測(cè)精度降低，而中心偏析缺陷等級(jí)為1.0的樣本學(xué)習(xí)次數(shù)較多，可能導(dǎo)致訓(xùn)練過度，且模型

6、選取的樣本可能含有噪音樣本。 5．中間包物理模擬實(shí)驗(yàn)表明，兩種湍流控制器均起到不同程度的改善中間包內(nèi)流體流動(dòng)軌跡和流動(dòng)特征參數(shù)的作用。在中間包內(nèi)增加透氣轉(zhuǎn)吹氬，能進(jìn)一步改善中間包內(nèi)流動(dòng)軌跡和特征參數(shù)，最佳的氣幕擋墻透氣磚中心線位置距離中間包出水口為555mm。采用導(dǎo)流隔墻與湍流控制器組合得到的中間包全混流體積分率大，死區(qū)體積分率小。在導(dǎo)流孔隔墻基礎(chǔ)上增加透氣轉(zhuǎn)吹氬，除了峰值時(shí)間延長(zhǎng)38％左右，其他特征參數(shù)變化不大。 6．