Vol.31 Suppl.I 付建勋等：连铸过程板坯展宽矫正的研究 .175 2.4展宽的矫正 表1原X60钢结晶器参数 铸坯的展宽是连铸厂的设备、钢种、工艺等诸方 铸坯定 上口尺 下口尺 单侧锥 表观收 面因素共同作用的客观结果，其机理尚有待深入研 尺/mm 寸/mm 寸/mm 度/mm 缩率/% 究，通过调整优化工艺参数（例如增加二冷配水）， 1400 1423.8 1410.4 6.7 1.67 可以减小展宽的幅度，但这必然带来一系列其他的 1600 1627.6 1612.6 7.5 1.70 变化，这些措施很难为正常生产所采用，通过调整工 1800 1831.4 1815.0 8.2 1.71 艺参数来减小铸坯展宽量的方法不可行， 1900 1934.4 1917.0 8.7 1.78 更为有效的工艺措施如下：测量各钢种的铸坯 2050 2089.0 2070.2 9.4 1.87 在各个工艺条件下相对于定尺的展宽量，通过减小 结晶器宽度设置值矫正铸坯产生的展宽量， 使用前面介绍的方法，通过在线实测得到在出 根据目标展宽率、表观收缩率、线收缩率的关 铸机位置铸坯的平均宽度为1854mm,出铸机位置 系，在二冷区和空冷区宽度方向，结晶器尺寸与冷坯 铸坯的平均温度为850℃，实测该钢种的线收缩率 尺寸的差，等于铸坯线收缩的减少和展宽量的叠加， 为1.77×10-5[12]；浇注温度为1519℃，室温为 在二冷区末： 25℃. U-W1=U△T1r-△W (6) 利用式(8)计算出：U=1814.5mm,结晶器的 在空冷区末： 锥度保持原结晶器锥度，则结晶器下口尺寸则为： U-W2=U△T2Xr-△W (7) 1798.1mm;计算的结果比原结晶器下口尺寸减小 其中，W1为二冷区末铸坯宽度测量值，mm;△T1为 16.9mm,减小0.92%.该减小值和跟踪冷态铸坯 二冷区末温度降低值，℃；W2为空冷区末铸坯尺 测得的铸坯展宽量符合的很好，说明式(8)矫正铸坯 寸，mm,可用T代替；△T2为浇注开始至空冷段温 展宽与实际工况符合， 度下降值，℃ 假设该钢种不同规格的铸坯表观收缩率保持定 比较式(6)、(7)可得： 值，其他宽度的铸坯按同样的表观收缩率进行计算 U=(W1一T)/(△T2-△T1)r (8) 可得到相应的结晶器上口尺寸值，保持原有的锥度 利用式(8)，根据出铸机位置的实测温度和浇注 不变，可以得到连铸机不同规格铸坯的结晶器设置 温度、环境温度，可以求出△T2、△T1;根据铸坯在铸 参数表，如表2所示 机出口宽度的测量值，目标宽度以及钢种单位温度 表2矫正展宽后X60钢的结晶器参数表 的线收缩率，便可计算出矫正铸坯展宽量的结晶器 的上口值，钢种单位温度的线收缩率可查询资料或 目标 上口尺 下口尺 单侧锥 表观收 通过实验室测量得到， 宽/mm 寸/mm 寸/mm 度/mm 缩率/% 在连铸实际生产中，结晶器下口的尺寸是由结 1400 1411.3 1397.9 6.7 0.806 晶器上口尺寸减去两侧锥度得到的，结晶器长度是 1600 1612.9 1597.9 7.5 0.806 固定值，结晶器锥度的设置值与钢种的收缩特性相 1800 1814.5 1798.1 8.2 0.806 关，对一个钢种，其结晶器的锥度基本一致，故根据 1900 1915.3 1897.9 8.7 0.806 上口尺寸和两侧锥度可以得到结晶器下口的设置 2050 2066.5 2046.7 9.4 0.806 尺寸 3应用实例 4结论 本文以马鞍山钢铁公司某厂2#板坯连铸机生 (1)利用铸坯展宽和结晶器设置的关系，通过 产的X60管线钢为例，给出不同宽度系列铸坯结晶 结晶器尺寸的调节可以矫正铸坯的展宽，生产符合 器设置参数的计算方法，该连铸机X60管线钢原来 目标宽度的铸坯， 的铸坯结晶器参数如表1所示， (2)铸坯的表观收缩率等于铸坯的线收缩率与 对于目标宽度为1800mm的铸坯，原结晶器上 目标展宽率的差，根据铸坯的表观收缩率以及材料 口尺寸为1831.4mm,下口尺寸为1815.0mm,结晶 的线收缩率可判断铸坯的目标展宽率. 器长度800mm,两边每侧锥度为8.2mm,跟踪冷坯 (③)经推导得到矫正铸坯展宽的结晶器设置公 发现，铸坯的实际宽度大于定尺值， 式：U=(W1-T)/(△T2-△T1)r·2∙4 展宽的矫正 铸坯的展宽是连铸厂的设备、钢种、工艺等诸方 面因素共同作用的客观结果‚其机理尚有待深入研 究．通过调整优化工艺参数（例如增加二冷配水）‚ 可以减小展宽的幅度‚但这必然带来一系列其他的 变化‚这些措施很难为正常生产所采用‚通过调整工 艺参数来减小铸坯展宽量的方法不可行． 更为有效的工艺措施如下：测量各钢种的铸坯 在各个工艺条件下相对于定尺的展宽量‚通过减小 结晶器宽度设置值矫正铸坯产生的展宽量． 根据目标展宽率、表观收缩率、线收缩率的关 系‚在二冷区和空冷区宽度方向‚结晶器尺寸与冷坯 尺寸的差‚等于铸坯线收缩的减少和展宽量的叠加‚ 在二冷区末： U— W1＝ UΔT1r—ΔW （6） 在空冷区末： U— W2＝ UΔT2× r—ΔW （7） 其中‚W1 为二冷区末铸坯宽度测量值‚mm；ΔT1 为 二冷区末温度降低值‚℃；W2 为空冷区末铸坯尺 寸‚mm‚可用 T 代替；ΔT2 为浇注开始至空冷段温 度下降值‚℃． 比较式（6）、（7）可得： U＝（ W1— T）／（ΔT2—ΔT1）·r （8） 利用式（8）‚根据出铸机位置的实测温度和浇注 温度、环境温度‚可以求出ΔT2、ΔT1；根据铸坯在铸 机出口宽度的测量值‚目标宽度以及钢种单位温度 的线收缩率‚便可计算出矫正铸坯展宽量的结晶器 的上口值．钢种单位温度的线收缩率可查询资料或 通过实验室测量得到． 在连铸实际生产中‚结晶器下口的尺寸是由结 晶器上口尺寸减去两侧锥度得到的‚结晶器长度是 固定值‚结晶器锥度的设置值与钢种的收缩特性相 关‚对一个钢种‚其结晶器的锥度基本一致．故根据 上口尺寸和两侧锥度可以得到结晶器下口的设置 尺寸． 3 应用实例 本文以马鞍山钢铁公司某厂2＃板坯连铸机生 产的 X60管线钢为例‚给出不同宽度系列铸坯结晶 器设置参数的计算方法．该连铸机 X60管线钢原来 的铸坯结晶器参数如表1所示． 对于目标宽度为1800mm 的铸坯‚原结晶器上 口尺寸为1831∙4mm‚下口尺寸为1815∙0mm‚结晶 器长度800mm‚两边每侧锥度为8∙2mm．跟踪冷坯 发现‚铸坯的实际宽度大于定尺值． 表1 原 X60钢结晶器参数 铸坯定 尺／mm 上口尺 寸／mm 下口尺 寸／mm 单侧锥 度／mm 表观收 缩率／％ 1400 1423∙8 1410∙4 6∙7 1∙67 1600 1627∙6 1612∙6 7∙5 1∙70 1800 1831∙4 1815∙0 8∙2 1∙71 1900 1934∙4 1917∙0 8∙7 1∙78 2050 2089∙0 2070∙2 9∙4 1∙87 使用前面介绍的方法‚通过在线实测得到在出 铸机位置铸坯的平均宽度为1854mm‚出铸机位置 铸坯的平均温度为850℃‚实测该钢种的线收缩率 为1∙77×10—5［12］；浇注温度为1519℃‚室温为 25℃． 利用式（8）计算出：U＝1814∙5mm‚结晶器的 锥度保持原结晶器锥度‚则结晶器下口尺寸则为： 1798∙1mm；计算的结果比原结晶器下口尺寸减小 16∙9mm‚减小0∙92％．该减小值和跟踪冷态铸坯 测得的铸坯展宽量符合的很好‚说明式（8）矫正铸坯 展宽与实际工况符合． 假设该钢种不同规格的铸坯表观收缩率保持定 值‚其他宽度的铸坯按同样的表观收缩率进行计算 可得到相应的结晶器上口尺寸值‚保持原有的锥度 不变‚可以得到连铸机不同规格铸坯的结晶器设置 参数表‚如表2所示． 表2 矫正展宽后 X60钢的结晶器参数表 目标 宽／mm 上口尺 寸／mm 下口尺 寸／mm 单侧锥 度／mm 表观收 缩率／％ 1400 1411∙3 1397∙9 6∙7 0∙806 1600 1612∙9 1597∙9 7∙5 0∙806 1800 1814∙5 1798∙1 8∙2 0∙806 1900 1915∙3 1897∙9 8∙7 0∙806 2050 2066∙5 2046∙7 9∙4 0∙806 4 结论 （1） 利用铸坯展宽和结晶器设置的关系‚通过 结晶器尺寸的调节可以矫正铸坯的展宽‚生产符合 目标宽度的铸坯． （2） 铸坯的表观收缩率等于铸坯的线收缩率与 目标展宽率的差‚根据铸坯的表观收缩率以及材料 的线收缩率可判断铸坯的目标展宽率． （3） 经推导得到矫正铸坯展宽的结晶器设置公 式：U＝（ W1— T）／（ΔT2—ΔT1） r． Vol．31Suppl．1 付建勋等： 连铸过程板坯展宽矫正的研究 ·175·