安赛乐米塔尔美国印第安纳港第二炼钢厂中厚板和管线产品在板坯连铸上的技术进步

mid － 1980 ’ s， there was a plate rolling operation and hot rolled linepipe grade operation． After closure of the plate operations in 1993 ， efforts to improve internal slab quality were limited to a few linepipe grades． With the merger of plate rolling operations in 2005 there was a new demand to expand the slab products produced to higher quality plate and linepipe products． A wide range of plate and linepipe grades have been developed with extra low sulfur and excellent internal slab quality to meet tough industry expectations including HIC grade qualifications． While maintaining improved internal quality expectations， casting speeds have been increased from 1． 0 m / min to 1． 2 m / min with improved slab surface quality． Key words： continuous slab casting ； plate slabs； linepipe； macroetch； HIC grades
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控制钢水过热度 对中厚板和管线钢重点产品， 其宏观浸蚀评 该标准相当 级要求控制在 2 级及 2 级以下水平， 于曼内斯曼 － 德马格评级系统标准 （ 其中 1 级最 好， 为无缺陷； 5 级为最差， 缺陷最严重） 。中间包 过热度的测量在每炉钢浇注中进行， 对每炉钢最 高过热度和最低过热度进行记录。 通过对 2009 年 10 月至 2010 年 1 月期间生产的 269 炉 X70 管 11% 炉 次 的 过 热 度 偏 高， 大 于 35℃ ， 线钢研 究， 1% 炉次过热度低。 从 API X70 管线钢低倍评级 分析可知， 中间包过热度和用于中心分层或中心 偏析的低倍评级之间没有相关性 。 铸机扇形段对中和铸辊开口度调整 从 2006 年 7 月在 2 号板坯连铸机上开始至 2007 年 7 月 3 号组合连铸机上结束， 三流中的每
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· 31· 一流都用扇形段垫片检查， 并根据铸机的原始设 计重新进行对中， 以确保铸机扇形段对中精度。 每次扇形段更换都需用辊缝仪进行测试， 并完成 扇形段对中检查确认。扇形段之间的对中调整都 是根据需要通过更换扇形段下面的垫片完成的 。 辊开口度沿着扇形段浇注方向应设定为固定 。 值 当一个浇次进行准备和开浇的时候， 随着上 装引锭杆在铸机各扇形段内依次通过， 辊缝仪在 3 号连铸机铸坯宽度方向上测量 3 点的辊开口 2 号连铸机上测量 2 点的辊开口度。 开口度 度、 要求控制在设备安装时目标开口度 ± 1 mm 以内。 当开口度偏差 （ 或扇形段对中不良 ） 超出应变极 限时， 内部质量要求严格的品种钢生产将适当延 以避免连铸坯产生中心裂纹、 内裂或中心偏析 迟， 问题。 每个扇形段都装备了高精度转速仪的辊开口 可以实现开口度在线快速准确地调 度调节马达， 节。辊开口度调整标准是将扇形段开口度控制在 如果扇形段内总开口度低 目标值 ± 1 mm 范围内， 于 2 mm， 单个扇形段辊开口度调节马达将开口度 调整到目标位置。在生产内部质量要求严格的钢 种前， 需对之前每个浇次辊缝仪测量的结果进行 监测， 以 确 保 良 好 的 开 口 度 状 态。 图 2 （ a ） 和 2 （ b） 显示了 2 号连铸机在更换 8 号扇形段前后 开口度变化， 可知更换前辊开口度偏差 （ 最大 － 最小） 超过 2 mm， 更换后控制在 2 mm 以内。
（ 50% 盐酸 ） 对有限的板坯横截面试样进行浸蚀 分析 。 自从伯恩斯港中厚板连铸采用自动电解 相同的设备也安装在第二炼 低倍腐蚀 设 备 后 ， 两个 炼 钢 单 元 采 用 相 同 的 中 厚 板 评 级 标 钢厂 ， 准 。 热酸电解腐蚀工艺提供了板坯横截面表面 快速且重现性较好的腐蚀结果 。 在每个浇次的 第一块板坯上进行低倍检验 。 每次低倍浸蚀都 给出 3 位数的评级结果 ， 用于代表中心分层 、 内 部裂纹和中心偏析 。
2014 年第 1 期
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安赛乐米塔尔美国印第安纳港第二炼钢厂中厚板 和管线产品在板坯连铸上的技术进步
Ｒichard Gass，Michael Krug，John Macino （ 安赛乐米塔尔美国印第安纳港操作技术部 ， 美国 印第安纳 46312 ）
摘要 ： 20 世纪 80 年代中期 ， 安赛乐米塔尔印第安纳港第二炼钢厂有一条中厚板轧制线和热轧管线 钢生产线 。在 1993 年中厚板生产线关闭后 ， 提高板坯质量的工作主要和一些管线钢相关 。 随着 2005 年中厚板轧制线并购 ， 对扩展板坯产品 、 生产更高质量的中厚板和管线钢提出了新的要求 。 为满足更加严格的行业要求 ， 包括对抗氢致裂纹 （ HIC ） 钢种进行认证 ， 开发了一系列超低硫含量和 高质量中厚 板 和 管 线 钢 产 品 。 在 保 持 板 坯 内 部 质 量 提 高 的 基 础 上 ， 拉 速 由 1． 0 m / min 提 高 至 1． 2 m / min， 同时板坯表面质量也得到了改善 。 关键词： 板坯连铸 ； 中厚板板坯 ； 管线钢 ； 宏观浸蚀 ； 抗氢致裂纹钢种 doi ： 10． 3969 / j． issn． 1672 － 9587． 2014． 01． 006
图1
2004 年和 2009 年 7 月 ～ 2010 年 6 月期间 产品大纲对比
超低硫和高内部质量的中厚板钢种的生产 使得管线 钢 钢 种 拓 展 成 为 可 能 ， 产品可供印第 安纳港厂的 2 133 mm 热轧机 ， 该厂为美国管线 钢主要生产厂家之一 。 虽然 3 号组合连铸机上 高强度低 合 金 管 线 钢 的 产 量 大 幅 增 加 ， 大部分 中厚板和管线钢板坯还是在 2 号板坯连铸机上 生产 。 中厚板和管线钢使用的连铸板坯采用行 业标准 ， 具有良好的表面质量和内部质量 ， 满足 产品的最终性能 。
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简介 安赛乐米塔尔印第安纳港第 在 1985 年年底， 二炼钢厂板坯连铸机投产的时候， 主要产品是用 于薄板产品的低碳铝镇静钢 （ LCAK ） 和高强度低 合金钢（ HSLA） 、 热轧中厚板， 还有用于管线和油 管的高强度低合金管线类钢种。1989 —1991 年 期间管线和油管产品中的“凝固钩 ” 裂纹缺陷是 ［1 ］ 板坯内部主要的质量问题 。1993 年中厚板生 产线关闭后， 包括板坯内部质量的一些工作主要
和控制 热 轧 产 品 的“凝 固 钩 ” 裂 纹 相 关。 随 着 2005 年钢铁公司重组， 成立了安赛乐米塔尔美国 公司， 该公司对产品结构进行了拓展， 包括中厚 板、 高等级热轧管线钢、 镀锡板等， 因此对第二炼 钢厂生产更高内部质量的板坯提出了新的要求 。 另外， 印第安纳港第三炼钢厂在 2009 年 5 月至 2010 年 4 月期间停产， 大量的管线钢产品被转移 到第二炼钢厂生产。 为此， 在第二炼钢厂进行了 一系列生产实践来开发和生产具有超低硫和高质
· 30· 以满足用户更高的质 量的中厚板和管线钢产品， 量要求， 包括用于管线的 API 5L 中厚板和抗 HIC 钢种认证。在保证板坯表面质量和内部质量前提 许多中厚板板坯拉速由 1． 0 m / min 提高到了 下， 1． 2 m / min。 安赛乐米塔尔印第安纳港第二炼钢厂主要设 ［2 ］ 备介绍如下 ：
Slab casting improvements for plate and linepipe applications at ArcelorMittal Indiana Harbor No． 2 Steel Producing
Ｒichard Gass，Michael Krug ，John Macino （ ArcelorMittal USAIndiana Harbor Steelmaking Operations Technology ， 3210 Watling Street， East Chicago ， Indiana 46312 ， USA） Abstract ： When continuous slab casting began at ArcelorM ittal Indiana Harbor No． 2 Slab Producing in
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产品大纲变化 如图 1 所示， 产品结构变化主要和安赛乐米 塔尔重组以及 2008 年至 2009 年的经济衰退有 关。2005 年安赛乐米塔尔公司购买了中厚板生
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铸坯内部质量评估方式从硫印转变为低倍
浸蚀评级 2005 年以前 ， 连铸板坯内部质量常规检验 采用 现 场 硫 印 试 验 ， 在检化验实验室用热酸
2 座 195 t 转炉； 2 座 LF 炉， 具有除渣、 电弧加热、 添加合金
和针对 Ca 处理钢的喂丝和电磁搅拌功能； 2 台分别由日立造船和德马格公司设计的连 铸机， 其中 2 号连铸机为单流板坯连铸机， 于 1985 年底投产， 双流 3 号连铸机于 1986 年初投产。2 号 厚度为 连铸机断面宽度从 1 041 mm 至 1 930 mm， 235 mm。3 号组合连铸机在 1986 年生产 4 流大方 坯， 从 1989 年起可以生产 2 流板坯或 4 流大方坯， 到 2005 年经改造后只用于生产板坯， 断面宽度从 609 ～ 1524 mm， 厚度为 235 mm。 当两台连铸机都生产板坯后， 铸机生产能力 通常高于前工序冶炼能力。 钢种范围扩大后， 配 合现场上装引锭杆操作， 可以缩短连浇炉数， 而不 。 会因异钢种连浇频繁导致收得率损失 2 号板坯连铸机配备了回转台， 用于在保证 内部质量前提下不同钢种的快速中间包切换 。3 号组合连铸机配备了中间包车， 但没有进行中间 包切换。 两台连铸机都具有快速更换台， 用于结晶器和 第一扇形段的快速更换。2 号连铸机铸机长度为 34． 6 m， 铸机半径为 10． 5 m， 最大拉速 1． 7 m / min。 3 号连铸机铸机长度为 30． 2 m， 铸机半径为 12 m， 最大拉速 1． 35 m / min。 2 号连铸机在 0 号段、 9 ～ 16 二冷设置方面， 1 ～ 8 号段为气雾冷却。3 号连铸机 号段为水冷， 9 ～ 12 号段为水冷， 3 ～ 8 号段为气 在 0 ～ 2 号段、 。 雾冷却 两台连铸机都配有动态二冷功能， 按照 板坯表面目标温度进行控制。 每个流的上装引锭杆上都安装了辊开口度 仪， 用于测量辊开口度， 检测扇形段对弧不准、 夹 辊轴承性能是 美国政府要求该公司出售雀点 （ Sparrows Point） 钢厂， 该钢厂主要生产超低硫、 内部质量要 这为中厚板产品的生产留 求严格的中厚板板坯， 该空缺主要由印第安纳港第二炼钢厂 下了空缺， 生产， 并提供给伯恩斯港厚板厂。 这种状况一直 到 2010 年 7 月伯恩斯港 1 号板坯连铸机可以提 供上述钢种为止。2006 年， 安赛乐米塔尔威尔顿 厂关闭了炼钢单元， 将大部分镀锡板板坯的生产 转移到第二炼钢厂。在 2008 年 11 月至 2009 年 9 月期间， 安赛乐米塔尔克利夫兰炼钢单元由于经 2009 年 5 月至 2010 年 4 月期间安赛 济原因关闭， 乐米塔尔印第安纳港第三炼钢厂也由于经济原因 关闭。由于其他厂炼钢业务关闭， 要求第二炼钢 厂完成以前没有生产过的管线钢和油管钢种的生 产开发。