連鑄機(jī)方圓坯輕壓模型研究與應(yīng)用

高峰

摘 要：目前被認(rèn)為解決產(chǎn)品中心疏松及中心偏析問(wèn)題最有效途徑的輕壓技術(shù)得到了極大地發(fā)展與應(yīng)用。由動(dòng)態(tài)輕壓下和動(dòng)態(tài)二冷配水兩部分組成的連鑄機(jī)本身也有其特殊作用，它可以實(shí)現(xiàn)在不同生產(chǎn)條件下實(shí)現(xiàn)輕壓，這種輕壓技術(shù)可以說(shuō)是連鑄機(jī)做具有代表性的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步與技術(shù)的進(jìn)一步成熟與發(fā)展，連鑄機(jī)方圓坯輕壓模型研究與應(yīng)用也得到了進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：連鑄機(jī)；方圓坯；輕壓模型

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.033

0 前言

連鑄機(jī)的使用是產(chǎn)品的性能得到了極大地改善，其表面質(zhì)量和內(nèi)部結(jié)構(gòu)性能都實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提升。輕壓技術(shù)的關(guān)鍵之處在于通過(guò)所施加的壓力來(lái)補(bǔ)充收縮量，另外，連鑄機(jī)的自動(dòng)加保護(hù)渣技術(shù)對(duì)于提高物質(zhì)分部的均勻性及增強(qiáng)潤(rùn)滑性能有重要意義。本文將全面對(duì)連鑄機(jī)方圓坯模型的發(fā)展研究做進(jìn)一步探究與分析。

1 連鑄機(jī)方圓坯的結(jié)構(gòu)及功能參數(shù)分析

1.1 連鑄機(jī)方圓坯模型主要功能參數(shù)

連鑄機(jī)方圓坯的用途很廣泛，其中在生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)合金鋼上具有重要地位。方圓坯連鑄機(jī)目前主要有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：其機(jī)型分別有立彎式、立式及全弧式三種。作為用途廣泛并且地位重要的連鑄機(jī)，其使用壽命也有著較高的要求，根據(jù)人們的反復(fù)探究及材料的試制，已經(jīng)盡量在增長(zhǎng)連鑄機(jī)的工作效率及連鑄機(jī)的平均使用壽命。隨著目前應(yīng)用的廣泛程度的加大，全弧式連鑄機(jī)應(yīng)用最為廣泛。而對(duì)于應(yīng)用最為廣泛的全弧式連鑄機(jī)方圓坯來(lái)說(shuō)，其主要功能參數(shù)是一項(xiàng)重要的參數(shù)指標(biāo)。表1做出詳細(xì)列舉。

其中，連鑄機(jī)的平均連澆爐次數(shù)已經(jīng)可以達(dá)到每次二十爐，而平均單澆鑄時(shí)間也控制在四十分鐘，具有較高的工作效率。

1.2 連鑄機(jī)方圓坯主要工藝技術(shù)

方圓坯連鑄機(jī)之所以會(huì)出現(xiàn)幾種不一樣的出坯設(shè)備形式，與方圓坯連鑄機(jī)的鑄坯形狀及鑄坯斷面尺寸有很大的關(guān)系，除此之外，出坯速度、冷卻方式及矯直方式的不同也會(huì)導(dǎo)致這種情況的出現(xiàn)。在進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中，為了提高連鑄機(jī)方圓坯模型的工藝性能，在很多方面技術(shù)人員已經(jīng)進(jìn)行了大量的調(diào)整與修改。例如為了增加鋼種的生產(chǎn)數(shù)量，并且有效的改善鑄坯內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量，將引用弧形半徑，這極大地提高了鑄坯工藝性能。另外，自動(dòng)加保護(hù)渣技術(shù)也得到了充分地利用，這種先進(jìn)的技術(shù)手段可以提高其分布的均勻性，極大地改善了潤(rùn)滑條件，減小了內(nèi)部摩擦，對(duì)于提高鑄坯的工藝性有重要的意義。在進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)中，鑄件會(huì)出現(xiàn)較大的變形，影響其使用性能，為了解決這一問(wèn)題，并且有效的防止裂紋及變形的發(fā)生，連續(xù)矯治技術(shù)得到了逐步推廣。為了使方圓坯連鑄機(jī)的工藝性能得到有效的提高，相關(guān)技術(shù)人員不僅僅做出了以上的改善，還有應(yīng)對(duì)鑄件內(nèi)部組織疏松及中心偏析的電磁攪拌技術(shù)、保證鑄件內(nèi)部質(zhì)量的霧化水冷卻技術(shù)、增強(qiáng)潤(rùn)滑的集中油氣潤(rùn)滑技術(shù)、為延長(zhǎng)連鑄機(jī)使用壽命的全水冷冷卻技術(shù)以及更高效率的提高定尺精度的電視攝像自動(dòng)定尺系統(tǒng)等。這些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用不僅從根本上解決了連鑄機(jī)鑄件的質(zhì)量、尺寸等方面的問(wèn)題，對(duì)于連鑄機(jī)的生產(chǎn)效率的提高也有著較大的意義。

2 連鑄機(jī)主要組成設(shè)備

2.1 結(jié)晶器震動(dòng)裝置

在連鑄機(jī)的主要結(jié)構(gòu)中，結(jié)晶器震動(dòng)裝置發(fā)揮著重要的作用。常用的結(jié)晶器震動(dòng)裝置按照驅(qū)動(dòng)方式可以分為機(jī)械式驅(qū)動(dòng)方式和液壓伺服驅(qū)動(dòng)方式兩種。在現(xiàn)在實(shí)際的應(yīng)用中，液壓伺服驅(qū)動(dòng)由于其控制方式的靈活性以及可以在線調(diào)節(jié)振幅、頻率以及其他圖像參數(shù)值等眾多優(yōu)勢(shì)，逐步成為應(yīng)用最多的形式。

2.2 結(jié)晶器

在連鑄機(jī)大方圓坯中，結(jié)晶器也發(fā)揮著重要的作用與價(jià)值，在實(shí)際生產(chǎn)在生活中，所使用的結(jié)晶器一般采用的都是采用管式結(jié)晶器。管式結(jié)晶器的主要優(yōu)勢(shì)于其結(jié)晶管腔型的靈活可變性強(qiáng)，其容量也比較大，能夠最大程度的適應(yīng)不同的收縮與擴(kuò)張要求，在拋物線的選擇上也可以進(jìn)行多種類型進(jìn)行選擇。

2.3 后區(qū)設(shè)備

連鑄機(jī)大方圓坯重量較大，為了保障其運(yùn)行過(guò)程的連續(xù)性及平穩(wěn)性，通常采用單獨(dú)驅(qū)動(dòng)輥道，在設(shè)計(jì)輥道時(shí)需要注意各個(gè)部件之間的配合，盡量減小摩擦以及各種損失，最大程度的提高工作效率以及工作可靠性。為了使工作平穩(wěn)可靠，方圓坯需要采用有升降功能的移出設(shè)備，采用液壓缸、電動(dòng)齒輪齒條試等結(jié)構(gòu)形式也比較多，。在傳統(tǒng)的升降機(jī)機(jī)構(gòu)中必須設(shè)置過(guò)載保護(hù)系統(tǒng)，以確保工作的安全可靠。

3 方圓坯連鑄機(jī)傳統(tǒng)技術(shù)與創(chuàng)新分析

3.1 傳統(tǒng)連鑄機(jī)生產(chǎn)分析

隨著我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的機(jī)器設(shè)備也提出了較為嚴(yán)格的要求，對(duì)方圓坯連鑄機(jī)所產(chǎn)生的產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)產(chǎn)量有進(jìn)一步的嚴(yán)格要求，傳統(tǒng)的生產(chǎn)研究方式所出現(xiàn)的技術(shù)缺陷逐步造成極大的影響。采用傳統(tǒng)連鑄機(jī)所生產(chǎn)的產(chǎn)品內(nèi)部出現(xiàn)中心疏松與中心偏析是兩大首要問(wèn)題，這兩大缺陷嚴(yán)重降低了產(chǎn)品的質(zhì)量性能，直接導(dǎo)致企業(yè)發(fā)展受阻。為了解決上述問(wèn)題，人們通過(guò)施加一定的壓力，使得偏析成分流動(dòng)的速度減慢甚至阻止其流動(dòng)，并將連鑄坯的收縮量加以補(bǔ)償，以此極大程度的解決了這個(gè)傳統(tǒng)方式難以克服的難題，給生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的便利，也使得輕壓技術(shù)逐步取代了傳統(tǒng)技術(shù)，并且也在進(jìn)一步提升著傳統(tǒng)技術(shù)。

3.2 輕壓技術(shù)在連鑄機(jī)中的實(shí)現(xiàn)

動(dòng)態(tài)輕壓系統(tǒng)主要由機(jī)械方面、液壓方面、軟件方面及電氣方面四部分組成，其工作過(guò)程中涉及到過(guò)各方面的知識(shí)。比如彈性力學(xué)、機(jī)械液壓控制、物理學(xué)等方面都有涉及到，因此在其工作過(guò)程中要把握重要環(huán)節(jié)還是很重要的。動(dòng)態(tài)輕壓的傳熱模型對(duì)于確定固相頻率的范圍有重要作用，可以分析各個(gè)斷面的溫度范圍的不同。溶質(zhì)偏析模型可以調(diào)整下降位置，這個(gè)下降位置是輕壓模型的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對(duì)于分析工作狀態(tài)有重要意義。另外，坯殼應(yīng)標(biāo)模型主要具備解決壓下率的問(wèn)題，即沿澆鑄的方向，單位長(zhǎng)度內(nèi)所下降的量，這項(xiàng)指標(biāo)對(duì)于工作狀態(tài)分析具有重要意義。最后還有壓下量模型，利用動(dòng)態(tài)控制模型對(duì)鑄件進(jìn)行溫度跟蹤，然后進(jìn)行合理分析，得出合理的動(dòng)態(tài)輕壓區(qū)間，有助于對(duì)連鑄機(jī)工作的研究。輕壓技術(shù)在連鑄機(jī)中的應(yīng)用得到一致認(rèn)可，其獨(dú)特的作用價(jià)值是其他技術(shù)不可比擬的，隨著技術(shù)的進(jìn)步，輕壓技術(shù)也會(huì)結(jié)合科技進(jìn)步與發(fā)展做出產(chǎn)業(yè)升級(jí)與創(chuàng)新。

3.3 連鑄機(jī)輕壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

國(guó)內(nèi)的連鑄機(jī)方圓坯輕壓技術(shù)已經(jīng)達(dá)到一個(gè)發(fā)展勢(shì)頭正足的地步，在技術(shù)手段與生產(chǎn)手段上也積累了大量的經(jīng)驗(yàn)與優(yōu)秀理論與實(shí)際成果。動(dòng)態(tài)輕壓技術(shù)可以在塔高速度的同時(shí)明顯的使中心疏松與偏析問(wèn)題得到極大化解決，不僅提高了產(chǎn)品質(zhì)量，也極大地促進(jìn)了企業(yè)的生產(chǎn)效率。對(duì)于國(guó)內(nèi)一些未進(jìn)行輕壓技術(shù)的部分，要想提高自身，必須要經(jīng)過(guò)連鑄機(jī)輕壓技術(shù)改造，從機(jī)械、液壓電器以及軟件設(shè)施方面同時(shí)進(jìn)行。根據(jù)及時(shí)得到的數(shù)據(jù)信息判斷準(zhǔn)確的定位信息，檢測(cè)輥縫的尺寸大小，繼而可以確定輥的壓下尺寸，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制壓下量的大小。在各項(xiàng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，連鑄機(jī)輕壓技術(shù)的發(fā)展與研究成果也得到了進(jìn)一步的創(chuàng)新發(fā)展與利用，使產(chǎn)品斷面的缺陷大大減少，對(duì)實(shí)際工程技術(shù)生產(chǎn)上有著重要的意義。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)方圓坯連鑄機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，先進(jìn)的動(dòng)態(tài)輕壓技術(shù)在不斷地生產(chǎn)生活中得到了普遍的認(rèn)可，其技術(shù)也在不斷發(fā)展更新中使產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程更具輕量化、高效化、科學(xué)化。產(chǎn)品質(zhì)量要求的提升加快了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，真正掌握了動(dòng)態(tài)輕壓設(shè)計(jì)，才能使方圓坯連鑄機(jī)在今后的生產(chǎn)中發(fā)揮其巨大的利用價(jià)值，也加快本行業(yè)的發(fā)展，提高自身社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]祭程，朱苗勇.板坯連鑄機(jī)動(dòng)態(tài)輕壓下過(guò)程控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)仁[M] .梅鋼動(dòng)態(tài)輕壓下過(guò)程控制系統(tǒng)專欄，2007（01）.

[2]李峰，劉平，白月琴等.第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)連鑄機(jī)動(dòng)態(tài)輕壓下設(shè)備的應(yīng)用研究[C].中國(guó)金屬學(xué)會(huì)連鑄分會(huì)論文集，2008：60.endprint