提高連鑄板坯質(zhì)量的工藝研究

孫大成

摘 要：在鋼鐵和重工企業(yè)，對于連鑄板坯進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量管控是非常有意義的，自各鋼鐵企業(yè)應(yīng)用連鑄工藝以來，人們在不斷的生產(chǎn)和實(shí)踐的過程中總結(jié)出了許多能夠?qū)B鑄板坯的質(zhì)量進(jìn)行有效提高的工藝和手段，相信隨著鋼鐵行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，提高連鑄板坯質(zhì)量的新工藝和新技術(shù)會層出不窮，文章就提高連鑄板坯的質(zhì)量進(jìn)行了相關(guān)的工藝研究，總結(jié)了當(dāng)下的幾種能夠提高連鑄板坯質(zhì)量的方法。

關(guān)鍵詞：連鑄板坯；提高質(zhì)量；研究分析

前言

傳統(tǒng)冶金行業(yè)的鑄錠、脫錠的加工模式被淘汰，大型板坯鑄造機(jī)的投入使用，這兩個(gè)事件是在冶金行業(yè)歷史上的兩次轉(zhuǎn)折，舊的加工方式被新的連鑄工藝所取代，生產(chǎn)用地也隨著方式的改變而得到釋放。在大型板坯鑄造機(jī)的運(yùn)用下，板坯利用率獲得了很大程度的提高，不僅省下來了很多的機(jī)器和生產(chǎn)設(shè)備，還能夠降低成本，節(jié)約能源。但是想辦法提高連鑄板坯的合格率是十分現(xiàn)實(shí)的一個(gè)問題，文章著重介紹了幾種方法希望對提高連鑄板坯的質(zhì)量能夠有所參考。

1 嚴(yán)格控制對鋼水的要求

首先，要對鋼水進(jìn)行控制級溫度控制，在此溫度下降低鋼水中硫和磷以及其他雜志物的含量；其次，還要對鋼水進(jìn)行合金微調(diào)，也就是對鋼水的成分進(jìn)行操作，主要是對鋼水中的一些合金成分進(jìn)行調(diào)整，諸如對碳、鎂、硅、鋁等合金成分進(jìn)行調(diào)整；還要對鋼水進(jìn)行脫氫脫氧和脫氮的處理，進(jìn)行這些處理所用的技術(shù)手段多少真空冶煉；為了能夠均勻鋼水的溫度，同時(shí)使得鋼水中的雜質(zhì)物質(zhì)能夠上浮，還要對鋼水實(shí)施吹氬的操作。只有嚴(yán)格按照要求對鋼水進(jìn)行這些環(huán)節(jié)的操作，才能夠獲得經(jīng)過處理的質(zhì)量較高的合格鋼水。經(jīng)過處理的鋼水就可以通過煉鋼廠送到連鑄廠，接下來就要對鋼水進(jìn)行澆鑄的操作。

2 控制澆鑄溫度

澆鑄的溫度以及速度還有令冷卻水的用量、耐火材質(zhì)和保護(hù)渣等因素是能夠?qū)B鑄板坯的質(zhì)量產(chǎn)生影響的重要因素，其中對鋼水的澆筑溫度的控制更是控制連鑄板坯質(zhì)量的重中之重。鋼坯中的夾雜成分的含量高低、在鋼坯的內(nèi)外產(chǎn)生的裂紋以及中心偏折，還有進(jìn)行生產(chǎn)操作的相關(guān)穩(wěn)定性這些方面都與鋼水進(jìn)行澆鑄使得溫度有著非常緊密的聯(lián)系。對鋼水進(jìn)行澆鑄的溫度較低時(shí)，鋼坯的內(nèi)裂現(xiàn)象和中心偏折現(xiàn)象能夠得到比較理想的改觀，而且鑄造的鋼坯組織均勻、晶粒減少。但鋼水鑄造溫度比較低的時(shí)候也會產(chǎn)生一些不利的影響，比如由于溫度低而造成的鋼坯中的雜質(zhì)不容易上浮，而且中間的包水口容易被堵。另一種情況，當(dāng)對鋼水進(jìn)行鑄造的溫度較高時(shí)，不僅容易產(chǎn)生漏鋼的事故，而且在鋼坯的內(nèi)部也會增大內(nèi)裂和中心偏折現(xiàn)象的加強(qiáng)，最終會導(dǎo)致鑄造的鋼坯的質(zhì)量的下降。所以要對大包中的鋼水的溫度嚴(yán)格控制，一般在1600攝氏度，鋼水在中間包內(nèi)溫度大約在1550攝氏度，而在結(jié)晶器中的鋼水要將溫度控制在1500攝氏度，各處鋼水的溫度偏差應(yīng)該被控制在10攝氏度以內(nèi)。

3 中間包要采用大容量

在鋼水的鑄造過程中，中間包的作用是容納從大包鑄入進(jìn)來的鋼水，而且要將鋼水再次轉(zhuǎn)鑄入到結(jié)晶器中，也就是說，中間包是鋼水在大包和結(jié)晶器之間的過度容器。中間包的作用是對鋼水進(jìn)行貯存，而且能夠?qū)︿撍a(chǎn)生穩(wěn)流的作用，能夠緩沖澆鑄的進(jìn)行速度，對浮渣起到一定的過濾，在多爐連澆的實(shí)現(xiàn)過程中中間包是必不可少的設(shè)備。在中間包的使用過程中，我們要經(jīng)由水利模型，通過對溢流壩和擋渣墻的利用，最大程度的優(yōu)化鋼水的流向，這樣才能夠成功的實(shí)現(xiàn)浮渣與鋼水有效分離，防止浮渣隨鋼水一起注入到結(jié)晶器中。

4 在結(jié)晶器中使用銅板的鍍層

在連鑄板坯的鑄造過程中，結(jié)晶器是對鋼水進(jìn)行操作的最核心也是最重要的設(shè)備，當(dāng)鋼水經(jīng)由中間包被鑄入到結(jié)晶器中的時(shí)候，鋼水會在結(jié)晶器中的一次冷卻水影響下形成具有某些厚度的坯殼，在這個(gè)過程中，結(jié)晶器中的鋼水靜壓力會抑制作用在結(jié)晶器的銅板上，還有一些熱量傳遞和一些摩擦力也會對銅板產(chǎn)生影響。同時(shí)結(jié)晶器是被要求在相對惡劣的條件下要進(jìn)行連續(xù)工作的，所以結(jié)晶器內(nèi)部的核心銅板往往會具有導(dǎo)熱能力和冷卻能力都優(yōu)于其他銅板，剛性和耐磨性也相對較強(qiáng)的特性。

在連鑄板坯工藝發(fā)展的初期采用的是紫銅板，紫銅板雖然具有較好的導(dǎo)熱性能，但是在強(qiáng)度硬度和使用壽命方面均不大使人滿意，而且紫銅板的造價(jià)成本很昂貴，極易造成金屬的浪費(fèi)。此外由于紫銅板的硬度很低，鋼水溫度在1500攝氏度的時(shí)候由于沖刷作用就會使得紫銅中的銅離子進(jìn)入鋼水從而影響鋼坯的質(zhì)量。后來發(fā)展使用含銀的銅板，效果有所提高但還不能滿足技術(shù)的要求，再之后的鉻鋯合金在硬度和壽命方面雖然都有所提升，但是總體來說還不能夠最大限度的滿足技術(shù)的要求。

當(dāng)前無論是在國內(nèi)還是在國際上，在結(jié)晶器中使用的銅板大多是帶有鍍層的，這樣就能夠有效的提高銅板的耐磨程度，還能夠避免其他銅板產(chǎn)生的銅離子進(jìn)入鋼水的現(xiàn)象?，F(xiàn)在采用的結(jié)晶器鍍層銅板多采用鎳和鉻的符合鍍層。符合銅板的使用，既解決了在連鑄板坯鑄造過程中的技術(shù)問題，還能夠延長銅板的使用壽命。

5 扇形段的輥?zhàn)娱g距要減小

整體輥是比較早期實(shí)用的輥?zhàn)?，一般在早起的時(shí)候，為了保證輥?zhàn)泳哂泻芎玫膹?qiáng)度和剛性，就往往會增加輥?zhàn)拥闹睆?，這樣由于輥?zhàn)拥南鄬χg間距變大，就會導(dǎo)致鑄坯產(chǎn)生比較大的變形，而且這樣的鑄坯在坯殼內(nèi)表面容易造成裂紋的產(chǎn)生，為了有效解決這一個(gè)問題，我們在進(jìn)行鑄坯連鑄的時(shí)候多采用多支點(diǎn)分段的輥?zhàn)樱@樣就能夠使得輥?zhàn)拥闹睆接兴鶞p小，而且還要通入冷水以確保其剛度和強(qiáng)度不會受到因此受到影響，這樣能夠使得鑄坯減小變形現(xiàn)象的產(chǎn)生，對于鑄坯的治療是一個(gè)顯著的提升。

6 運(yùn)用電磁攪拌

為了能夠?qū)崿F(xiàn)柱狀晶粒減少同時(shí)避免中心偏折現(xiàn)象，提高鑄坯的質(zhì)量等等這些目的，我們在連鑄板坯的鑄造過程中要運(yùn)用電磁攪拌，尤其是對一些特殊的鋼材和一些較厚的鋼材進(jìn)行處理的時(shí)候。電磁攪拌的線圈是按照特定規(guī)律進(jìn)行排列的，使用時(shí)將線圈安置在鑄坯表面大約20毫米的地方，通過線圈的電流就會產(chǎn)生磁力作用，磁力作用使得沒有發(fā)生凝固的鋼液沿著某個(gè)固定的方向一直循環(huán)往復(fù)的運(yùn)動，這樣在攪拌過程中就會使得鋼液中的各種成分能夠均勻化，對于一些雜質(zhì)元素硫和磷之類的平均效果產(chǎn)生的最明顯。

7 提高連鑄板坯質(zhì)量的其他手段

除當(dāng)前鋼鐵企業(yè)比較常用的幾中措施外，在連鑄板坯鑄造的過程中，還有一些其他方面的手段能夠用來提高其鑄造質(zhì)量。比如我們可以通過經(jīng)由比較符合科學(xué)技術(shù)要求的一、二次冷卻，控制鑄坯的表面溫度在950攝氏度左右；為了減小甚至避免事故的發(fā)生，我們還要采用漏鋼裝作；目前在連鑄板坯領(lǐng)域已經(jīng)開發(fā)出了連續(xù)矯直技術(shù)，這樣能夠更加有效的避免鑄件表面產(chǎn)生裂紋的可能，所以我們要采用連續(xù)矯直和多點(diǎn)彎曲的技術(shù)在連鑄板坯的鑄造過程中；由于傳統(tǒng)的水冷卻方法的局限性，我們可以嘗試氣水冷卻的冷卻方法，氣水冷卻不僅對于冷卻的范圍有一個(gè)顯著增大的效果，而且對于冷卻的質(zhì)量也有很大的提高，所以我們可以合理的進(jìn)行選取。

8 結(jié)束語

在鋼鐵行業(yè)一步步的發(fā)展過程中，人們已經(jīng)發(fā)明和總結(jié)了許多能夠有效提高連鑄板坯質(zhì)量的操作手段和措施，相信隨著鋼鐵企業(yè)在未來的進(jìn)一步發(fā)展和冶金鑄造的技術(shù)更新，在不久的將來，連鑄板坯的質(zhì)量還會獲得更大限度的提高。

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