高效連鑄結(jié)晶器冶金過程控制關(guān)鍵技術(shù)研究

葛本伍

摘要：對(duì)于連鑄生產(chǎn)技術(shù)來說，最關(guān)鍵的就是追求產(chǎn)能的最大化，高生產(chǎn)率和高質(zhì)量是連鑄生產(chǎn)一直追求的目標(biāo)，是連鑄生產(chǎn)高水平的集中體現(xiàn)，是高效連鑄的核心之所在。除了不斷加強(qiáng)和提高連鑄鋼水的清潔度控制水平外，對(duì)連鑄生產(chǎn)的高生產(chǎn)率，高質(zhì)量具有決定性影響的結(jié)晶器重要理論和關(guān)鍵技術(shù)需要進(jìn)行更深入研究、開發(fā)和應(yīng)用。因此，除了不斷加強(qiáng)和提高連鑄鋼水的清潔度控制水平外，對(duì)連鑄生產(chǎn)的高生產(chǎn)率，高質(zhì)量具有決定性影響的結(jié)晶器重要理論和關(guān)鍵技術(shù)需要進(jìn)行更深入研究、開發(fā)和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：連鑄結(jié)晶器；冶金過程；控制技術(shù)

導(dǎo)言：連鑄過程中結(jié)晶器內(nèi)發(fā)生著流動(dòng)、傳熱、凝固、熱變形等諸多復(fù)雜的物理現(xiàn)象，諸現(xiàn)象之間相互影響與制約，操作條件和工藝參數(shù)對(duì)結(jié)晶器內(nèi)發(fā)生的這些現(xiàn)象產(chǎn)生直接影響，從而影響著最終連鑄坯的質(zhì)量和生產(chǎn)。對(duì)連鑄結(jié)晶器而言，高生產(chǎn)率、高質(zhì)量的實(shí)質(zhì)是體現(xiàn)在鋼水流動(dòng)控制、凝固坯殼均勻化生長(zhǎng)控制、工作銅板熱變形控制、結(jié)晶器潤(rùn)滑控制等方面，其核心應(yīng)為凝固坯殼的均勻生長(zhǎng)與厚度控制。本文分析了高效連鑄結(jié)晶器冶金過程控制關(guān)鍵技術(shù)。

1結(jié)晶器里鋼水的流動(dòng)行為和控制技術(shù)

卷渣是高效連鑄技術(shù)的難題。在操作過程中，不合理的水口設(shè)計(jì)會(huì)直接引起凝固坯殼的不穩(wěn)定，導(dǎo)致夾雜物浮不上來，甚至有可能使鋼水中卷入保護(hù)渣，最終引起質(zhì)量事故。結(jié)晶器尺寸、保護(hù)渣粘度、水口浸入深度、水口張角、拉速等這些因素都有可能引起卷渣。電磁制動(dòng)技術(shù)主要是利用穩(wěn)恒磁場(chǎng)來達(dá)到控制鋼水流動(dòng)行為。

2結(jié)晶器液壓非正弦振動(dòng)技術(shù)

結(jié)晶器發(fā)生振動(dòng)的主要目的是為了避免出現(xiàn)拉漏事故和拉裂事故。如果結(jié)晶器不發(fā)生振動(dòng)，在凝固的過程中，鑄坯就會(huì)和結(jié)晶器的內(nèi)壁粘連在一起，在很大程度上降低鑄坯表面的質(zhì)量，甚至有可能加深振痕。結(jié)晶器液壓振動(dòng)問世之后，本身具有的在線調(diào)整負(fù)滑脫參數(shù)、在線調(diào)整頻率、在線調(diào)整振幅，使得負(fù)滑脫時(shí)間和負(fù)滑脫率維持在最適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，因此結(jié)晶器液壓振動(dòng)得到了推廣使用。在高質(zhì)量。高拉速的高效連鑄生產(chǎn)過程中，只有上振時(shí)間長(zhǎng)而速度慢、下振時(shí)間短而速度快的結(jié)晶器振動(dòng)方式才能得到更好的工藝效果。非正弦振動(dòng)方式的特點(diǎn)剛好的正滑動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，拉坯速度和結(jié)晶器振動(dòng)速度之差小。結(jié)晶器使用液壓非正弦振動(dòng)方法，能夠在線調(diào)節(jié)正負(fù)滑脫比例和在線調(diào)節(jié)振幅，另外便于保護(hù)渣滲透到凝固坯殼和結(jié)晶器的縫隙中去，在一定程度上使結(jié)晶器內(nèi)壁的潤(rùn)滑效果改善了，同時(shí)將鑄坯表面振痕的深度減輕了，避免了拉漏和拉裂的現(xiàn)象，在很大程度上將鑄坯的質(zhì)量提高了。在高效連鑄生產(chǎn)中，結(jié)晶器液壓非正弦振動(dòng)的必不可少的關(guān)鍵技術(shù)。

3動(dòng)態(tài)二冷卻控制技術(shù)

在高效連鑄中，鋼液的凝固過程對(duì)于鑄坯的質(zhì)量和鑄機(jī)的高作業(yè)率有很大的影響。連鑄二冷卻指的就是強(qiáng)行冷卻結(jié)晶器的鑄坯，將二冷卻的冷卻制度改善之后，重新調(diào)整了二冷卻的配水，通過連鑄二冷卻，最終實(shí)現(xiàn)了冷卻均勻。因此，科學(xué)合理的二冷卻制度有利于工藝的有效實(shí)施，對(duì)鑄坯的質(zhì)量也有很大的影響。連鑄二冷卻首先要經(jīng)歷水表比例控制、人工配水法、拉速參數(shù)控制法這些靜態(tài)配水法，其次是經(jīng)歷坯齡控制法、表面溫度反饋控制、目標(biāo)表面溫度控制法這些動(dòng)態(tài)控制方法，這種方法有利于控制鑄坯表面的溫度，并且在很大程度上改善了拉速的調(diào)節(jié)水量。因此動(dòng)態(tài)二冷卻控制技術(shù)是高效連鑄結(jié)晶器冶金過程中必不可少的重點(diǎn)技術(shù)。

4結(jié)晶器在線調(diào)寬技術(shù)

由于板坯具有不同的寬度，為了滿足這些寬度的要求，結(jié)晶器的寬度要結(jié)合板鋼的尺寸而調(diào)整，需要注意的是，結(jié)晶器在線調(diào)整寬度是在拉坯持續(xù)運(yùn)行的情況下，從而將鑄坯的寬度改變。傳統(tǒng)的結(jié)晶器調(diào)整寬度的方法只能是把坯尾拉出來以后才能調(diào)整，每次停止拉坯就需要停止生產(chǎn)至少兩個(gè)小時(shí)，大大降低了效率。結(jié)晶器在線調(diào)整寬度技術(shù)克服了這個(gè)缺點(diǎn)，在不需要停機(jī)的情況下調(diào)整了寬度，在很大程度了節(jié)約了物力和人力，同時(shí)大大提高了生產(chǎn)效率。連鑄生產(chǎn)追求的主要目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)最大化產(chǎn)能，因此調(diào)整澆鑄速度及寬度顯得尤為重要。因此，結(jié)晶器在線調(diào)寬技術(shù)是高效連鑄結(jié)晶器冶金過程中必不可少的重點(diǎn)技術(shù)。

5結(jié)晶器里凝固坯殼行為和均勻生長(zhǎng)控制技術(shù)

在高效連鑄中最重要的問題的確保坯殼的均勻生長(zhǎng)，只有確保了坯殼的均勻生長(zhǎng)才能確保連鑄坯生產(chǎn)的質(zhì)量。要想使結(jié)晶器里面的坯殼能夠均勻生長(zhǎng)，首先要確保傳熱均勻，也就是銅板和坯殼的之間均勻受熱。但是在實(shí)際操作過程中，銅板和坯殼的之間的熱量傳遞受多方面影響，包括冷卻制度、結(jié)晶器的冷卻結(jié)構(gòu)、保護(hù)渣的厚度和狀態(tài)等因素，因此很難控制均勻受熱。所以，結(jié)晶器均勻生長(zhǎng)控制技術(shù)是高效連鑄結(jié)晶器冶金過程中必不可少的關(guān)鍵技術(shù)。

結(jié)語(yǔ)：高生產(chǎn)率和高質(zhì)量是連鑄生產(chǎn)一直追求的目標(biāo)，是連鑄生產(chǎn)高水平的集中體現(xiàn)，是高效連鑄的核心之所在。因此，除了不斷加強(qiáng)和提高連鑄鋼水的潔凈度控制水平外，對(duì)連鑄生產(chǎn)的高生產(chǎn)率、高質(zhì)量具有決定性影響的結(jié)晶器重要理論和關(guān)鍵技術(shù)需要進(jìn)行更深入研究、開發(fā)和應(yīng)用。探索并揭示連鑄結(jié)晶器內(nèi)發(fā)生的宏觀、微觀現(xiàn)象規(guī)律和相互關(guān)系，以及它們與鑄坯質(zhì)量控制與連鑄系統(tǒng)高效運(yùn)行之間的本質(zhì)聯(lián)系，從而形成具有自主開發(fā)創(chuàng)新特點(diǎn)及獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效連鑄結(jié)晶器技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)連鑄生產(chǎn)的高效運(yùn)行提供可靠技術(shù)支撐。