T-CISA 302-2023 板坯連鑄二冷區(qū)末端快冷系統(tǒng)技術(shù)要求

1CCSH07團CISATechnicalrequirementsforquickcoolingsystemattheendofsecondarycoolingzoneofslabcontinuouscasting中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會發(fā)布T/CISA302—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責(zé)任。本文件由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出。本文件由全國鋼標準化技術(shù)委員會（SAC/TC183）歸口。本文件起草單位：首鋼集團有限公司、首鋼股份公司遷安鋼鐵公司、冶金工業(yè)信息標準研究院。本文件主要起草人：劉洋、王策、秦麗曄、王國連、胡顯堂、王衛(wèi)華、潘娜、秦勇、謝翠紅、趙晶、王炳奎、陳架利。1T/CISA302—2023連續(xù)鑄鋼板坯熱裝率的提高是鋼鐵冶金行業(yè)節(jié)能降耗、低碳生產(chǎn)的重要內(nèi)容。板坯熱裝溫度提高后，對于微合金鋼易出現(xiàn)紅送裂紋缺陷。在進入加熱爐前，采用對板坯表面進行快速冷卻的方法，使得表面快速完成組織轉(zhuǎn)變，形成致密的細晶組織，再利用鑄坯內(nèi)部熱量控制表層返溫，使其生成回火組織，可以降低熱裝裂紋發(fā)生率，實現(xiàn)鑄坯在高溫條件下入加熱爐，從而起到降低能源消耗、減少鋼鐵料消耗的目的。板坯進入加熱爐前的快冷系統(tǒng)目前沒有相關(guān)標準，影響了該技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的推廣應(yīng)用。本文件可以幫助行業(yè)統(tǒng)一認識，提高整體板坯熱裝率，促進鋼鐵行業(yè)節(jié)能降耗、低碳發(fā)展。2T/CISA302—2023板坯連鑄二冷區(qū)末端快冷系統(tǒng)技術(shù)要求本文件規(guī)定了連續(xù)鑄鋼板坯（以下簡稱板坯）二冷區(qū)末端快冷系統(tǒng)的原理、系統(tǒng)組成、工藝要求、自動控制系統(tǒng)要求、設(shè)備要求、檢查與維護。本文件適用于安裝在板坯連鑄二冷區(qū)末端的快冷系統(tǒng)的設(shè)計、建設(shè)、運行和維護，安裝在其他位置的快冷系統(tǒng)也可參照使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。YB/T2012連續(xù)鑄鋼板坯3術(shù)語和定義YB/T2012界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1熱裝裂紋hotchargingcrack由于板坯在奧氏體-鐵素體兩相區(qū)溫度區(qū)間內(nèi)入加熱爐，導(dǎo)致鋼板在軋制后易產(chǎn)生的一種表面爪裂缺陷。3.2二冷區(qū)末端快冷quickcoolingattheendofsecondarycoolingzone在連鑄二冷區(qū)末端區(qū)域?qū)υ诰€板坯的上下表面進行快速冷卻，降低板坯熱裝裂紋發(fā)生率的一種熱處理工藝。3.3冷卻噴嘴coolingspray安裝在快冷系統(tǒng)內(nèi)部，用來冷卻板坯表面的噴淋水嘴。3.4上下表面噴淋水量比ratioofouterandintersurfaceofslab單位時間內(nèi)板坯上表面噴淋水量與下表面噴淋水量的比值。4原理3T/CISA302—2023通過對高溫板坯表面進行快速冷卻，使得板坯表面快速完成組織轉(zhuǎn)變，形成致密的細晶組織，達到降低熱裝裂紋發(fā)生率的目的。5系統(tǒng)組成板坯連鑄二冷區(qū)末端快冷系統(tǒng)由自動控制系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、噴淋設(shè)備、測溫單元（前饋、反饋）等構(gòu)成，見圖1。其中，噴淋設(shè)備應(yīng)安裝在板坯連鑄二冷區(qū)倒數(shù)第一扇形段、倒數(shù)第二扇形段，或者倒數(shù)第一和第二扇形段。噴淋設(shè)備前、后分別安裝測溫前饋單元、測溫反饋單元。注：企業(yè)根據(jù)實際情況，也可將板坯噴淋設(shè)備、測溫單位安裝于其他位置，此時相關(guān)圖1板坯連鑄二冷區(qū)末端快冷系統(tǒng)組成6工藝要求6.1為保證板坯表面快速冷卻及返溫效果，快冷前板坯表面溫度應(yīng)不低于鋼種Ar3（奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變開始溫度），快冷后板坯上表面最高溫度應(yīng)低于鋼種Ar1（奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變開始溫度）。6.2板坯上下表面噴淋水量比宜不大于1/3。用戶可根據(jù)實際鋼種坯型確定適宜的噴淋水量比，保證板坯上下表面冷卻均勻。6.3板坯上、下表面的冷卻速度應(yīng)不小于3.5℃/s。7設(shè)備要求7.1供水系統(tǒng)7.1.1供水系統(tǒng)管路應(yīng)由總供水管路、上表面供水管路和下表面供水管路構(gòu)成，見圖2。快冷系統(tǒng)用水宜由連鑄二冷水系統(tǒng)提供，也可由其他滿足水質(zhì)要求的系統(tǒng)提供。噴淋后冷卻水應(yīng)經(jīng)過濾后重復(fù)利用。7.1.2總供水管路應(yīng)設(shè)計有手動開關(guān)閥、壓力計和溫度計；上、下表面供水管路應(yīng)分別設(shè)流量調(diào)節(jié)閥、手動開關(guān)閥、流量計和壓力計。7.1.3調(diào)節(jié)閥、壓力計、流量計等應(yīng)實現(xiàn)對水量的檢測和調(diào)節(jié)，宜采用自動設(shè)備與控制系統(tǒng)連接，實現(xiàn)自動檢測和調(diào)節(jié)。4T/CISA302—20237.1.4上、下表面供水管路的水量范圍應(yīng)根據(jù)工藝冷卻要求和上下表面噴淋水量比確定，并最終確定總供水水量。7.1.5應(yīng)根據(jù)需供水水量確定供水管徑和上表面、下表面調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)范圍。7.1.6總供水管路的供水端應(yīng)是可滿足總供水量的水源，該水源可單獨設(shè)計恒壓供水系統(tǒng)，或從其他冷卻系統(tǒng)（如二冷水系統(tǒng)）的供水系統(tǒng)中拆分。7.1.7系統(tǒng)水質(zhì)的PH值、電導(dǎo)率、濁度、懸浮物、油等指標要求宜不低于連鑄二冷水水質(zhì)，避免噴嘴堵塞。注：虛框部分相關(guān)的技術(shù)要求不在本文件的范圍內(nèi)。圖2供水系統(tǒng)管路示意圖7.2噴淋設(shè)備7.2.1噴淋設(shè)備應(yīng)由成排排布的噴嘴構(gòu)成，噴嘴應(yīng)設(shè)置在相鄰的兩個連鑄輥之間，且垂直于板坯上、下表面，并與供水系統(tǒng)相連，噴淋水量受供水系統(tǒng)控制。7.2.2噴淋設(shè)備可新裝或改造已有扇形段噴嘴。改造可通過增加噴嘴個數(shù)或噴嘴出口直徑的方式滿足板坯快速冷卻需求。7.2.3噴嘴排數(shù)應(yīng)根據(jù)扇形段連鑄輥數(shù)量進行設(shè)置，每排噴嘴數(shù)量的設(shè)置應(yīng)滿足板坯冷卻效果的要求以及噴淋面覆蓋板坯最大寬度的要求。7.2.4在噴淋設(shè)備后端位置板坯上表面可設(shè)置側(cè)噴噴嘴，對板坯上表面的殘留水進行清理。7.3測溫單元7.3.1測溫單元分為測溫前饋單元和測溫反饋單元，應(yīng)采用非接觸紅外測溫設(shè)備。7.3.2測溫設(shè)備應(yīng)滿足實際環(huán)境溫度要求，測溫范圍應(yīng)為400℃~1800℃,分辨率應(yīng)不小于0.1℃,溫度數(shù)據(jù)采樣周期應(yīng)不高于1s。7.3.3測溫前饋單元應(yīng)安裝在噴淋系統(tǒng)的前方上表面（從鑄坯移動方向看），用于測量板坯冷卻前的上表面表面溫度；測溫反饋單元應(yīng)安裝在噴淋系統(tǒng)的后方上表面（從鑄坯移動方向看用于測量板坯冷卻后的上表面表面溫度。測量點應(yīng)為沿板坯寬度方向的中心線位置。7.3.4測溫設(shè)備信號應(yīng)接入并實時反饋至自動控制系統(tǒng)，用于溫度的前饋控制和反饋控制。8自動控制系統(tǒng)要求8.1數(shù)據(jù)采集和處理5T/CISA302—20238.1.1應(yīng)實時采集噴淋設(shè)備前后板坯上表面溫度數(shù)據(jù)，以及板坯上下表面供水管路水量、水壓、流量等數(shù)據(jù)。8.1.2應(yīng)能與上游連鑄控制系統(tǒng)通訊，進行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)與上游設(shè)備的聯(lián)鎖控制。8.1.3應(yīng)具有數(shù)字量信號或模擬量信號的輸入功能。8.1.4對采集的數(shù)據(jù)應(yīng)采用適宜的方法進行預(yù)處理，去除異常信號，保障數(shù)據(jù)準確性。8.2控制模型8.2.1應(yīng)建立溫度控制模型。以工藝設(shè)定溫度為目標，根據(jù)板坯寬度、厚度、成分、運動速度自動計算板坯上、下表面目標噴淋水量。8.2.2應(yīng)建立噴淋水量控制模型。以上、下表面目標噴淋水量為目標，自動控制上、下表面噴淋水流量。8.3控制輸出應(yīng)輸出數(shù)字量信號或模擬量信號，并對調(diào)節(jié)閥等執(zhí)行設(shè)備進行控制。8.4人機交互8.4.1應(yīng)具備操作監(jiān)控功能，工藝人員可進行參數(shù)的增刪改查以及歷史數(shù)據(jù)追溯。8.4.2應(yīng)具備實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示和歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)查詢功能。8.4.3應(yīng)具備工藝參數(shù)設(shè)定功能，工藝人員可根據(jù)實際生產(chǎn)情況調(diào)整相關(guān)參數(shù)。8.4.4應(yīng)具備自動模式、手動模式和調(diào)試模式。自動模式用于正常生產(chǎn)；手動模式允許操作人員手動控