T_CISA302-2023板坯连铸二冷区末端快冷系统技术要求.docx

ICS77-010CCSH07CISAT/CISA3022023板坯连铸二冷区末端快冷系统技术要求Technicalrequirementsforquickcoolingsystemattheendofsecondarycoolingzoneofslabcontinuouscasting2023-05-01 实施2023-02-25发布中国钢铁工业协会发布本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国钢铁工业协会提出。本文件由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。本文件起草单位：首钢集团有限公司、首钢股份公司迁安钢铁公司、冶金工业信息标准研究院。本文件主要起草人：刘洋、王策、秦丽晔、王国连、胡显堂、王卫华、潘娜、秦勇、谢翠红、赵晶、王炳奎、陈架利。连续铸钢板坯热装率的提高是钢铁冶金行业节能降耗、低碳生产的重要内容。板坯热装温度提高后，对于微合金钢易出现红送裂纹缺陷。在进入加热炉前，采用对板坯表面进行快速冷却的方法，使得表面快速完成组织转变，形成致密的细晶组织，再利用铸坯内部热量控制表层返温，使其生成回火组织，可以降低热装裂纹发生率，实现铸坯在高温条件下入加热炉，从而起到降低能源消耗、减少钢铁料消耗的目的。板坯进入加热炉前的快冷系统目前没有相关标准，影响了该技术在钢铁行业的推广应用。本文件可以帮助行业统一认识，提高整体板坯热装率，促进钢铁行业节能降耗、低碳发展。板坯连铸二冷区末端快冷系统技术要求1范围本文件规定了连续铸钢板坯（以下简称板坯）二冷区末端快冷系统的原理、系统组成、工艺要求、自动控制系统要求、设备要求、检查与维护。本文件适用于安装在板坯连铸二冷区末端的快冷系统的设计、建设、运行和维护，安装在其他位置的快冷系统也可参照使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。YB/T2012连续铸钢板坯3术语和定义YB/T2012界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1热装裂纹hotchargingcrack由于板坯在奥氏体-铁素体两相区温度区间内入加热炉，导致钢板在轧制后易产生的一种表面爪裂缺陷。3.2二冷区末端快冷quickcooIingattheendofsecondarycooIingzone在连铸二冷区末端区域对在线板坯的上下表面进行快速冷却，降低板坯热装裂纹发生率的一种热处理工艺。3.3冷却喷嘴coolingspray安装在快冷系统内部，用来冷却板坯表面的喷淋水嘴。3.4上下表面喷淋水量比ratioofouterandintersurfaceofsIab单位时间内板坯上表面喷淋水量与下表面喷淋水量的比值。4原理通过对高温板坯表面进行快速冷却，使得板坯表面快速完成组织转变，形成致密的细晶组织，达到降低热装裂纹发生率的目的。5系统组成板坯连铸二冷区末端快冷系统由自动控制系统、供水系统、喷淋设备、测温单元（前馈、反馈）等构成，见图1。其中，喷淋设备应安装在板坯连铸二冷区倒数第一扇形段、倒数第二扇形段，或者倒数第一和第二扇形段。喷淋设备前、后分别安装测温前馈单元、测温反馈单元。注：企业根据实际情况，也可将板坯喷淋设备、测温单位安装于其他位置，此时相关要求可参考本文件使用。注：虚框部分相关的技术要求不在本文件规定的范围内。图1板坯连铸二冷区末端快冷系统组成6工艺要求6.1 为保证板坯表面快速冷却及返温效果，快冷前板坯表面温度应不低于钢种Ac（奥氏体向铁素体转变开始温度），快冷后板坯上表面最高温度应低于钢种A门（奥氏体向珠光体转变开始温度）。6.2 板坯上下表面喷淋水量比宜不大于1/3。用户可根据实际钢种坯型确定适宜的喷淋水量比，保证板坯上下表面冷却均匀。6.3 板坯上、下表面的冷却速度应不小于3.5Cs°7设备要求7.1 供水系统7.1.1 供水系统管路应由总供水管路、上表面供水管路和下表面供水管路构成，见图2。快冷系统用水宜由连铸二冷水系统提供，也可由其他满足水质要求的系统提供。喷淋后冷却水应经过滤后重复利用。7.1.2 总供水管路应设计有手动开关阀、压力计和温度计；上、下表面供水管路应分别设流量调节阀、手动开关阀、流量计和压力计。7.1.3 调节阀、压力计、流量计等应实现对水量的检测和调节，宜采用自动设备与控制系统连接，实现自动检测和调节。7.1.4 上、下表面供水管路的水量范围应根据工艺冷却要求和上下表面喷淋水量比确定，并最终确定总供水水量。7.1.5 应根据需供水水量确定供水管径和上表面、下表面调节阀的调节范围。7.1.6 总供水管路的供水端应是可满足总供水量的水源，该水源可单独设计恒压供水系统，或从其他冷却系统（如二冷水系统）的供水系统中拆分。7.1.7 系统水质的PH值、电导率、浊度、悬浮物、油等指标要求宜不低于连铸二冷水水质，避免喷嘴堵塞。手动开关州压力计阻庾计晶矽附野H并二看水或其 他供水系统手动忏关州水调节, H 0- I 本&力计® S手动开关闷手动开关第国节hOHt 0" 压力计区H.1«面供水ttM手动开关mi上名曲 二艇 J T"t»®注：虚框部分相关的技术要求不在本文件的范国内。图2供水系统管路示意图7.2喷淋设备1.1.1 2.1喷淋设备应由成排排布的喷嘴构成，喷嘴应设置在相邻的两个连铸辑之间，且垂直于板环上、下表面，并与供水系统相连，喷淋水量受供水系统控制。1.1.2 喷淋设备可新装或改造已有扇形段喷嘴。改造可通过增加喷嘴个数或喷嘴出口直径的方式满足板坯快速冷却需求。1.1.3 喷嘴排数应根据扇形段连铸根数量进行设置，每排喷嘴数量的设置应满足板坯冷却效果的要求以及喷淋面覆盖板坯最大宽度的要求。1.1.4 在喷淋设备后端位置板坯上表面可设置侧喷喷嘴，对板坯上表面的残留水进行清理。7.3测温单元7. 3.1测温单元分为测温前馈单元和测温反馈单元，应采用非接触红外测温设备。7.2.2 测温设备应满足实际环境温度要求，测温范围应为400°C1800C,分辨率应不小于O.IC,温度数据采样周期应不高于1s。7.2.3 测温前馈单元应安装在喷淋系统的前方上表面（从铸坯移动方向看），用于测量板坯冷却前的上表面表面温度；测温反馈单元应安装在喷淋系统的后方上表面（从铸坯移动方向看），用于测量板坯冷却后的上表面表面温度。测量点应为沿板坯宽度方向的中心线位置。7.2.4 测温设备信号应接入并实时反馈至自动控制系统，用于温度的前馈控制和反馈控制。8自动控制系统要求8. 1数据采集和处理8.2.2 应实时采集喷淋设备前后板坯上表面温度数据，以及板坯上下表面供水管路水量、水压、流量等数据。8.2.3 应能与上游连铸控制系统通讯，进行数据交互，实现与上游设备的联锁控制。8.2.4 应具有数字量信号或模拟量信号的输入功能。8.2.5 对采集的数据应采用适宜的方法进行预处理，去除异常信号，保障数据准确性。8.2 控制模型8.2.1 应建立温度控制模型。以工艺设定温度为目标，根据板坯宽度、厚度、成分、运动速度自动计算板坯上、下表面目标喷淋水量。8.2.2 应建立喷淋水量控制模型。以上、下表面目标喷淋水量为目标，自动控制上、下表面喷淋水流量。8.3 控制输出应输出数字量信号或模拟量信号，并对调节阀等执行设备进行控制。8.4人机交互8.4.1 应具备操作监控功能，工艺人员可进行参数的增删改查以及历史数据追溯。8.4.2应具备实时生产数据显示和历史生产数据查询功能。8.4.3 应具备工艺参数设定功能，工艺人员可根据实际生产情况调整相关参数。8.4.4 应具备自动模式、手动模式和调试模式。自动模式用于正常生产；手动模式允许操作人员手动控制调节阀等执行机构；调试模式用于设备检修。每种模式授权给不同权限人员。8.5系统安全8.5.1 应具备工艺人员、操作人员等不同人员登录及权限设置功能。8.5.2 应具备急停、报警功能，用于应对安全事故应急处理和故障处理。9检查与维护应定期对设备进行检查和维护，保证设备运行正常。检查和维护内容应至少包括表1所列内容。表1检查维护内容检查部位维护要求喷嘴无堵塞，出水扇形达到设计角度90%以上旋转接头、各管路接头固定牢固，无漏水上下表面框架连接件无松动、断裂辐组连接套无漏水辑转动正常无卡阻辐面无积渣无划痕