板坯連鑄機(jī)關(guān)鍵設(shè)備對(duì)鋼坯質(zhì)量影響的分析

王少振

（山鋼集團(tuán)萊鋼設(shè)備檢修中心，山東濟(jì)南 271104）

0 引言

對(duì)于板坯連鑄機(jī)而言，結(jié)晶器、扇形段等關(guān)鍵設(shè)備的穩(wěn)定順行是保證板坯生產(chǎn)質(zhì)量的根本和基礎(chǔ)，如果以上關(guān)鍵設(shè)備在維修、維護(hù)過(guò)程中出現(xiàn)偏差或降低標(biāo)準(zhǔn)，都會(huì)直接或間接影響到鑄坯質(zhì)量。因此，只有做好連鑄機(jī)關(guān)鍵設(shè)備的維修與維護(hù)，才能減少對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響。

1 原因分析及改進(jìn)措施

1.1 關(guān)鍵設(shè)備——結(jié)晶器

1.1.1 倒錐度對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響

結(jié)晶器倒錐度太大，會(huì)增加坯殼與器壁擠壓和拉坯的阻力，引起橫裂甚至坯殼斷裂。作為結(jié)晶器關(guān)鍵參數(shù)之一，在維修調(diào)整結(jié)晶器過(guò)程中都會(huì)特別注意將倒錐度調(diào)整到要求范圍內(nèi)，如果結(jié)晶器使用后會(huì)發(fā)生“跑錐度”問(wèn)題，需要關(guān)注以下4 個(gè)細(xì)節(jié)：

（1）確保結(jié)晶器寬面夾緊力。目前板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器寬面均通過(guò)機(jī)械、液壓等形式進(jìn)行夾緊，想從根本上杜絕“跑錐度”首先把上下部夾緊機(jī)構(gòu)調(diào)整符合要求。

（2）窄面鎖緊機(jī)構(gòu)及支撐桿焊接。在調(diào)整好結(jié)晶器錐度后必須鎖緊窄面調(diào)寬機(jī)構(gòu)并焊接支撐桿。

（3）調(diào)寬過(guò)程注意消除機(jī)構(gòu)間隙。由于窄面調(diào)寬機(jī)構(gòu)、連接部位均存在加工間隙，為此需在調(diào)寬過(guò)程中注意消除，具體做法為調(diào)任一規(guī)格都應(yīng)從外向內(nèi)調(diào)整，即最后調(diào)寬機(jī)構(gòu)動(dòng)作方向?yàn)橄蚪Y(jié)晶器中心移動(dòng)方向。

（4）注意調(diào)整好的結(jié)晶器角縫。因?yàn)榻Y(jié)晶器多次更換斷面、銅板加工問(wèn)題等原因造成角縫會(huì)減少窄面銅板與寬面銅板接觸面，同時(shí)減少摩擦力，容易引發(fā)“跑錐度”。

1.1.2 內(nèi)壁表面狀況對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響

結(jié)晶器銅板鍍層可分為單一鍍層和復(fù)合鍍層。單一鍍層有鉻；復(fù)合鍍層有鎳-鐵，鎳-鈷。小方坯因產(chǎn)品要求低，價(jià)格低，多采用鍍鉻；大方坯和板坯產(chǎn)品質(zhì)量要求高，對(duì)銅板的壽命要求高，故多用復(fù)合鍍層，大多采用鎳-鈷鍍層，其優(yōu)點(diǎn)是：耐磨，結(jié)合力強(qiáng)。

結(jié)晶器銅板出現(xiàn)鍍層脫落、裂紋等問(wèn)題后容易造成鑄坯冷卻不均，坯殼厚度不均勻，容易引發(fā)表面縱裂紋或凹陷（圖1）；結(jié)晶器寬窄面銅板角縫過(guò)大容易造成掛鋼甚至出現(xiàn)惡性生產(chǎn)事故。為此每次結(jié)晶器下臺(tái)檢查必須對(duì)銅板（尤其彎月面及下口區(qū)域）磨損、缺陷情況進(jìn)行仔細(xì)檢查，避免引發(fā)鑄坯質(zhì)量缺陷。

1.2 關(guān)鍵設(shè)備——扇形段

1.2.1 扇形段輥縫對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響

圖1 鋼坯表面裂紋

表1 2連鑄機(jī)各扇形段輥縫參數(shù)

表1 2連鑄機(jī)各扇形段輥縫參數(shù)

輥縫是扇形段的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，也是目前各連鑄機(jī)重點(diǎn)控制參數(shù)之一。某鋼廠2連鑄機(jī)各扇形段輥縫情況見(jiàn)表1：

此連鑄機(jī)目前控制扇形段輥縫在標(biāo)準(zhǔn)值基礎(chǔ)上允許偏差：離線(xiàn)狀態(tài)偏差為0.15 mm，在線(xiàn)狀態(tài)偏差為0.5 mm。輥縫對(duì)鑄坯質(zhì)量影響集中表現(xiàn)在2 方面。

1.2.1.1 輥縫超差是造成鑄坯中心線(xiàn)裂紋的根本原因

雖然影響板坯產(chǎn)生中心裂紋缺陷的因素很多，比如鋼水成分、澆鑄穩(wěn)定、拉坯速度、輥縫偏差、二冷水工藝等，但在生產(chǎn)過(guò)程中總結(jié)出，當(dāng)個(gè)別扇形段輥縫在允許偏差范圍內(nèi)即使鋼水成分不好、澆鑄溫度過(guò)高也不會(huì)引發(fā)中心裂紋缺陷；反之輥縫超差使即使成分控制較好、澆鑄溫度適中、拉速穩(wěn)定，仍然會(huì)出現(xiàn)批量中心裂紋缺陷。

1.2.1.2 輥縫超差還可能導(dǎo)致三角區(qū)裂紋缺陷的產(chǎn)生

在以往生產(chǎn)過(guò)程中，曾經(jīng)多次出現(xiàn)因零段輥縫超差導(dǎo)致批量鋼坯三角區(qū)裂紋缺陷的產(chǎn)生，造成輥縫超差的原因。

（1）離線(xiàn)輥縫調(diào)整時(shí)頂測(cè)值與自動(dòng)輥縫儀測(cè)量值不一致。目前維修調(diào)整扇形段輥縫包括驗(yàn)收時(shí)全部采用頂測(cè)，即用專(zhuān)用千斤頂頂在上下輥中部進(jìn)行測(cè)量，容易因頂起力分布不均勻造成軸承等加工間隙消除情況不可靠，而在線(xiàn)輥縫儀完全模擬鑄坯運(yùn)行狀態(tài)及鋼水靜壓力，更接近實(shí)際生產(chǎn)狀態(tài)。為此應(yīng)以在線(xiàn)測(cè)量值為準(zhǔn)反推離線(xiàn)控制范圍。

（2）扇形段內(nèi)、外弧框架間隙造成的輥縫變化。曾出現(xiàn)過(guò)上線(xiàn)扇形段驗(yàn)收數(shù)值完全符合技術(shù)要求，上線(xiàn)后進(jìn)口輥縫變大、出口輥縫變小。通過(guò)分析認(rèn)為是扇形段在維修時(shí)垂直放置，內(nèi)、外弧框架存在間隙，上線(xiàn)后扇形段內(nèi)弧框架因重力作用向出口方向微移，導(dǎo)致進(jìn)出口輥縫變化。目前已通過(guò)驗(yàn)收時(shí)消除出口側(cè)框架間隙的方法加以控制。

（3）輥套、芯軸、軸承間隙引發(fā)輥縫變化。扇形段維修所需輥套、芯軸、軸承、軸承座及墊片組都會(huì)引入自由間隙，為此需在維修前對(duì)所有備件按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，安裝過(guò)程遵循維修標(biāo)準(zhǔn)化程序，各軸承座下墊片數(shù)量也應(yīng)嚴(yán)格控制在5 個(gè)。同時(shí)在調(diào)整驗(yàn)收輥縫時(shí)必須進(jìn)行頂測(cè)和自由測(cè)量，綜合游隙控制在0.4 mm。

1.2.2 對(duì)弧對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響

板坯連鑄機(jī)扇形段段內(nèi)對(duì)弧、段間接弧情況不好，不僅容易造成拉坯阻力增大等設(shè)備隱患，同時(shí)還容易引發(fā)鑄坯內(nèi)部的橫向裂紋，通過(guò)鑄坯樣或橫向試樣中均能見(jiàn)到。這是因?yàn)閷?duì)弧不良時(shí)，鑄坯受到鼓肚和再軋反復(fù)作用下，鑄坯內(nèi)部出現(xiàn)橫向裂紋。目前造成對(duì)弧不良的原因有：

（1）維修過(guò)程中未嚴(yán)格按照維修標(biāo)準(zhǔn)化程序操作，軸承座下墊片、地腳螺栓緊固力矩等不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，扇形段上線(xiàn)使用后段內(nèi)對(duì)弧情況發(fā)生變化，此類(lèi)情況出現(xiàn)較少。

（2）扇形段固定形式不可靠，無(wú)法保證扇形段段間接弧狀態(tài)。目前2板坯連鑄機(jī)扇形段固定采用銷(xiāo)軸楔鐵固定形式，該形式雖然存在固定拆卸方便等特點(diǎn)，但同時(shí)還存在固定不牢固、不可靠的問(wèn)題，在銷(xiāo)軸楔鐵使用一段時(shí)間后本身的變形，加之銹蝕、水垢使得楔鐵打緊后緊固力度降低，造成接弧偏差。此種情況僅能通過(guò)改造扇形段才能根本消除。

（3）在線(xiàn)維護(hù)不到位造成接弧不良。由于未及時(shí)更換楔鐵、多天連續(xù)生產(chǎn)后未及時(shí)檢查楔鐵緊固程度、段下墊片放置位置不合理、在線(xiàn)對(duì)弧樣板測(cè)量面尺寸不符合標(biāo)準(zhǔn)或未定期測(cè)量調(diào)整接弧都會(huì)造成接弧不良，因此定期維護(hù)調(diào)整才能長(zhǎng)期有效保證接弧良好。

1.2.3 噴淋冷卻對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響

二冷水狀況對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響也是至關(guān)重要的，從設(shè)備角度考慮必須保證冷卻效果，需做好以下2 方面工作：

（1）確保二冷水水質(zhì)。嚴(yán)格控制二冷水中懸浮物指標(biāo)，避免油泥等細(xì)微懸浮物經(jīng)過(guò)過(guò)濾器附著在管壁上凝結(jié)大塊后堵塞噴嘴；降低二冷水中氯離子數(shù)量，避免水質(zhì)呈弱酸性腐蝕管道；降低水質(zhì)硬度，避免在管道、噴嘴內(nèi)部結(jié)垢；確保過(guò)濾器定期反沖洗效果并定期清理過(guò)濾器等。

（2）必須定期對(duì)噴淋架、噴嘴進(jìn)行酸洗并清理內(nèi)壁水垢，對(duì)噴淋架支管間距、垂直度等尺寸嚴(yán)格把關(guān)調(diào)整，對(duì)噴淋架安裝后噴嘴到輥面距離等尺寸調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)要求內(nèi)等。

2 結(jié)束語(yǔ)

連鑄機(jī)關(guān)鍵設(shè)備是連鑄生產(chǎn)的根本，他直接影響制約著鑄坯質(zhì)量，因此了解設(shè)備參數(shù)對(duì)鑄坯質(zhì)量影響的原因，將會(huì)對(duì)日常生產(chǎn)中有效控制提高鑄坯質(zhì)量工作帶來(lái)積極作用。