倒角結(jié)晶器銅板結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

張雷

摘 要：通過(guò)對(duì)倒角結(jié)晶器銅板工藝結(jié)構(gòu)完善，可有效、穩(wěn)定地控制連鑄坯角橫裂紋缺陷以及鋼板邊部的折疊缺陷，從而提高生產(chǎn)率及降低成本。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)創(chuàng)新；工藝優(yōu)化；經(jīng)濟(jì)效益

Abstract：Through the perfect structure of chamfer copper plate technology，which can effectively and stably control Angle of continuous casting billet horizontal crack defects and fold defects of steel plate edge， so as to improve productivity and reduce cost.

Key words：structure innovation；process optimization；economic benefit

1 倒角銅板的技術(shù)特點(diǎn)

通過(guò)對(duì)槽形水縫、斜水縫、倒錐度、多錐度的參數(shù)變化來(lái)提高邊鑄坯角部質(zhì)量，還可以通過(guò)改變到錐度、連鑄機(jī)的水流速度，以及拉速參數(shù)等，來(lái)幫助解決鑄坯角出現(xiàn)的縱橫裂紋現(xiàn)象，同時(shí)也能提升產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2 倒角銅板的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方法

采用具有組合式冷卻水道，工作面包括平面區(qū)域和曲面區(qū)域（漏斗形式）， 窄面銅板內(nèi)部分布有沿高度方向上下貫通的圓孔和矩形冷卻水道。改進(jìn)的倒角結(jié)晶器窄面銅板設(shè)計(jì)的倒角有利于鑄坯窄面形狀的優(yōu)化，倒角內(nèi)部的組合式冷卻水道可以控制微合金鋼種邊角部的裂紋缺陷，有利于延長(zhǎng)窄面銅板的使用壽命 。

3 倒角結(jié)晶器銅板結(jié)構(gòu)創(chuàng)新案例

3.1 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新對(duì)鑄坯角橫裂紋及邊部折疊缺陷改進(jìn)案例

某鋼廠1#鑄機(jī)、2#鑄機(jī)所生產(chǎn)的板坯角出現(xiàn)橫裂紋的幾率是非常高的，所以不得不對(duì)出現(xiàn)角橫裂紋的連鑄采取切角措施。但是對(duì)連鑄坯進(jìn)行切角處理的工作量達(dá)到了17.2%，是非常大的處理量，這樣會(huì)嚴(yán)重影響鋼廠的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率。這樣以來(lái)會(huì)嚴(yán)重影響鋼、扎兩個(gè)工作程序的正常運(yùn)行，同時(shí)也將會(huì)造成鋼鐵料的浪費(fèi)，如此更加劇了成本的投入。

這里分別對(duì)尺寸為25mm*25mm，35mm*35mm，30mm*40mm的倒角進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)連鑄坯角橫裂紋的幾率由原來(lái)的數(shù)值降低到4.2%、1.6%、0.2%。根據(jù)對(duì)不同尺寸的倒角進(jìn)行結(jié)晶器試驗(yàn)表明，連鑄坯角出現(xiàn)橫裂紋的幾率會(huì)隨著倒角尺寸的不斷加大而降低，在倒角尺寸在30mm*40mm的情況下，能夠很好的解決連鑄坯角出現(xiàn)橫裂紋的現(xiàn)象。

但是隨著尺寸的不斷增大，連鑄坯角處出現(xiàn)縱裂紋的幾率也隨之增加了。所以，想要解決倒角連鑄坯角處出現(xiàn)縱裂紋的關(guān)鍵，就是保證倒角部位和其他部位的傳熱均勻穩(wěn)定。通過(guò)倒角銅板倒錐度優(yōu)化，盡管使得倒角連鑄坯角部縱裂紋發(fā)生率有所降低，但仍然沒(méi)有達(dá)到所期望的水平，因此對(duì)倒角結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。

關(guān)于倒角結(jié)晶器的銅板優(yōu)化問(wèn)題，它主要是對(duì)結(jié)晶器的上口和下口，以及倒角斜面這幾處添加一個(gè)0.5mm的收縮量，也就說(shuō)倒角的下口比上口的斜邊長(zhǎng)度要減少0.5mm，總之就是倒角整體使用了一個(gè)為0.5mm的到錐度，錐度為1.1～1.35%/m，這樣主要是為使倒角部位以及附近的結(jié)晶器銅板能夠與連鑄坯殼緊緊的相連，避免因坯殼出現(xiàn)收縮現(xiàn)象而產(chǎn)生氣縫，這樣才能保證結(jié)晶器里面的連鑄坯的殼實(shí)現(xiàn)均勻生長(zhǎng)，如此倒角部位的坯殼的支撐能力也會(huì)增強(qiáng)，從而才能更好的解決倒角的縱裂紋出現(xiàn)。

倒角結(jié)晶器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，不僅每面銅板采用了比較大的倒錐度，同時(shí)倒角部位的倒角半徑從結(jié)晶器上口到下口也逐漸減小，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確保了結(jié)晶器內(nèi)角部區(qū)域坯殼與銅板緊密接觸，從而消除了角部的縱裂紋缺陷。在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，倒角連鑄坯在普碳、低合金鋼 、中碳含Nb鋼與直角連鑄坯產(chǎn)生角橫裂紋的缺陷明顯降低。

使用倒角結(jié)晶器后連鑄坯倒角部位非常平整、光滑，振痕也很均勻，從中表明倒角結(jié)晶器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、錐度設(shè)計(jì)以及與倒角結(jié)晶器相匹配的連鑄工藝參數(shù)都比較合理 。且倒角連鑄坯表面質(zhì)量良好。

3.2 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新對(duì)延長(zhǎng)窄面銅板的使用壽命改進(jìn)案例

根據(jù)某個(gè)鋼廠的倒角下線窄面情況進(jìn)行分析，該鋼廠的工藝?yán)僭?.8～0.95m/min的范圍內(nèi)，這樣低的拉速最終會(huì)造成倒角鋼板的過(guò)鋼量較低的情況。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因就是結(jié)晶器的窄面銅板下口，出現(xiàn)鋼板和鑄坯之間摩擦不均勻的情況。由于鑄坯下口的坯殼不僅厚還很硬，所以造成下口的銅板鍍層出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象。還有就是鑄坯尖角處和中間的部分出現(xiàn)收縮不同步現(xiàn)象，從而造成窄面銅板下口的兩端磨損程度比中間部分更為嚴(yán)重，這樣以來(lái)窄面的銅板就會(huì)出現(xiàn)過(guò)銅量低的情況，所以就是提前下線了。想要通過(guò)提高窄面銅板的過(guò)鋼量以此來(lái)提高它的使用壽命，就要對(duì)窄面銅板的結(jié)構(gòu)和表面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的改善和設(shè)計(jì)。

首先就是在倒角部位使用變錐度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體來(lái)說(shuō)就是在寬免的銅板和倒角出連接的地方，設(shè)計(jì)一個(gè)不斷變化的倒角錐度。

還可以通過(guò)對(duì)結(jié)晶器窄面的銅板鍍層結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善來(lái)提高銅板的過(guò)鋼量。將原來(lái)0.3mm的窄面銅板上口的鍍層，以及下口為2mm的鍍層結(jié)構(gòu)，改變成從下口開(kāi)始計(jì)算提高1～300mm的倒角厚度，與兩邊的長(zhǎng)度要有0～50mm的距離，整體要比原來(lái)的低0.5～1mm，鍍層也要改變成2.5～3mm。之后將以往為2mm的下口改成和鍍層結(jié)構(gòu)一樣的變化。

經(jīng)過(guò)對(duì)倒角的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行反復(fù)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，使用可以科學(xué)的倒角角度，然后對(duì)倒角面進(jìn)行倒錐角技術(shù)設(shè)計(jì)，如此才大大的改善連鑄坯角出現(xiàn)的縱橫裂紋現(xiàn)象。另外，就是連鑄板坯倒角處利用結(jié)晶器能夠很好的改善鋼板邊部的折疊現(xiàn)象，從而為鋼廠帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

通過(guò)對(duì)倒角面結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，很大程度上減少了鋼板的磨損量。目前鋼廠采用的過(guò)鋼量已經(jīng)達(dá)到了4.2萬(wàn)噸以上（以往的過(guò)鋼量是3萬(wàn)噸），這也說(shuō)明通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)改進(jìn)鋼板的過(guò)鋼量得到了很大的提高。此鍍層結(jié)構(gòu)的改進(jìn)可應(yīng)于直角與倒角結(jié)晶器的任意鋼廠。

4 實(shí)踐應(yīng)用及效果展望

對(duì)道教的結(jié)晶器進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，將會(huì)對(duì)未來(lái)的鋼廠發(fā)展帶來(lái)更為深遠(yuǎn)的影響。從近幾年的市場(chǎng)發(fā)展來(lái)看，我國(guó)外都面臨著鑄坯質(zhì)量問(wèn)題，以及角部出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象，這也成為了冶金領(lǐng)域的一大難題。因此在板坯連鑄過(guò)程中進(jìn)行倒角結(jié)晶器鋼板的設(shè)置，為解決這些問(wèn)題提高了新的發(fā)展方向。它不僅能夠提高鑄坯的質(zhì)量，還能解決鋼板邊緣部位出現(xiàn)的問(wèn)題。 更有著成功應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，完全具備向社會(huì)推廣的條件。