小方坯連鑄機(jī)高拉速技術(shù)改造和生產(chǎn)實(shí)踐

匡偉

摘 要： 我國的小方坯連鑄生產(chǎn)水平整體還處在一個(gè)較低的情況，想要得到提升就需要對國外的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行吸收和利用，做好技術(shù)改造和實(shí)踐。本文主要是對我國的小方坯連鑄機(jī)高拉速技術(shù)的優(yōu)化和改造進(jìn)行分析，希望能夠更好地提升我國小方坯連鑄的生產(chǎn)力水平。

關(guān)鍵詞： 小方坯連鑄;高拉速;技術(shù)改造;生產(chǎn)實(shí)踐

近些年來，國外在提高小方坯連鑄拉速上有了很大的進(jìn)展，并且還取得了一定的經(jīng)驗(yàn)，正在朝著更好的方向發(fā)展。連鑄生產(chǎn)的品種已經(jīng)涉及多個(gè)方面，中國的小方坯連鑄機(jī)數(shù)量雖多，但是容易出現(xiàn)拉坯速度低、技術(shù)指標(biāo)差和產(chǎn)量不高的問題，因此需要對連鑄的效率和質(zhì)量進(jìn)行重視。

一、小方坯連鑄提高拉速的影響

提高拉速會對連鑄過程造成兩個(gè)方面的影響，一方面是可以在一定程度上造成連鑄過程中的工藝性漏鋼的現(xiàn)象，我國常規(guī)連鑄中本身就具有較高的漏鋼概率，一旦再提高拉速就會造成更多的問題;另一個(gè)方面就是會對鑄坯的質(zhì)量造成影響。當(dāng)拉速處于較低狀態(tài)的時(shí)候比較容易出現(xiàn)問題，一般集中在表面質(zhì)量上，常見的有振痕加深、結(jié)疤等;當(dāng)拉速處于較高狀態(tài)的時(shí)候，比較容易出現(xiàn)鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的問題，比如，組織疏松和中心部位縮孔等，因此，在對小方坯拉速進(jìn)行提高的前提就是對連鑄漏鋼和鑄坯的質(zhì)量穩(wěn)定進(jìn)行合理的控制，必須要對工藝技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。

二、小方坯連鑄提高拉速的技術(shù)措施

（一）結(jié)晶器的設(shè)計(jì)優(yōu)化

結(jié)晶器的主要作用就是讓鋼水可以得到迅速冷卻和凝固，從而形成均勻且具有一定厚度的坯殼。小方坯連鑄結(jié)晶器主要有三種形式，分別是組合式結(jié)晶器、管式結(jié)晶器和噴淋結(jié)晶器。組合式結(jié)晶器的均勻冷卻效果比較差，傳熱的效率也比較低，因此不適合在高拉速連鑄上進(jìn)行應(yīng)用。而噴淋結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)比較簡單，并且沒有很強(qiáng)的密封要求，均勻冷卻效果也比較高，但是是否可以應(yīng)用在高速連鑄中還尚有異議。因此想要實(shí)現(xiàn)高拉速連鑄更適合使用管式結(jié)晶器，同時(shí)還要對其設(shè)計(jì)優(yōu)化，主要可以體現(xiàn)以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：首先是可以將單錐度銅管內(nèi)腔改為多錐度銅管內(nèi)腔，利用大倒錐度設(shè)計(jì)的理念將總錐度進(jìn)行擴(kuò)大，減少鋼液坯殼與鋼管之間的間隙，增大傳熱的面積;其次要將鋼管角部設(shè)計(jì)成大圓角的方式，對鑄坯角部的冷卻進(jìn)行減緩，對連鑄冷卻的均勻性進(jìn)行提升，減少角不裂紋和漏鋼的風(fēng)險(xiǎn);最后將結(jié)晶器銅管冷卻長度進(jìn)行提高，能夠?qū)Ω呃傧碌睦鋮s效果進(jìn)行保證，可以保證初生坯殼的厚度，減少漏鋼率。

（二）結(jié)晶器的振動(dòng)和潤滑優(yōu)化

結(jié)晶器會有規(guī)律性地往復(fù)振動(dòng)，這樣的振動(dòng)可以避免在拉坯時(shí)坯殼和結(jié)晶器的黏結(jié)情況，同時(shí)也能獲得更好的鑄坯質(zhì)量。我國很多小方坯連鑄機(jī)都使用彈簧來對振動(dòng)的平穩(wěn)性進(jìn)行改善，但是這種裝置不適合在高拉速的情況下使用。為了更好地滿足連鑄機(jī)對結(jié)晶器振動(dòng)精度的要求，可以將電機(jī)減速機(jī)改為電動(dòng)缸，電動(dòng)缸具有更加精密的控制力，并且很容易就能與PLC等控制系統(tǒng)進(jìn)行連接，具有噪音低、抗沖擊和操作維護(hù)簡單的特點(diǎn)，即使是經(jīng)過長期工作也能實(shí)現(xiàn)高精度和高速度的定位，使用電動(dòng)缸可以更好地實(shí)現(xiàn)對結(jié)晶器的振動(dòng)改造，對高精度的高速連鑄具有重要意義。從某種意義上來說，結(jié)晶器的潤滑和振動(dòng)一樣，都是為了防止坯殼與結(jié)晶器壁出現(xiàn)粘結(jié)的問題。因此，在實(shí)際的生產(chǎn)中，需要對保護(hù)渣的分布狀態(tài)進(jìn)行重視，只有保護(hù)渣的性能與拉坯速度相契合，才能獲得高質(zhì)量的鑄坯。黏度是連鑄保護(hù)渣的重要物理性質(zhì)，對于鑄坯的表面質(zhì)量具有重要的影響，因此需要對保護(hù)渣的黏度進(jìn)行重視。高速連鑄保護(hù)渣應(yīng)該具有低黏度和低熔點(diǎn)的特點(diǎn)，這樣可以對液渣的流入特性進(jìn)行改善，減少鑄坯與結(jié)晶器的摩擦力，從而更好地促進(jìn)小方坯連鑄機(jī)高拉速連鑄生產(chǎn)。

（三）結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)的應(yīng)用

結(jié)晶器電磁攪拌能夠?qū)﹁T坯的表面和皮下質(zhì)量進(jìn)行改善，目前來說，這種技術(shù)已經(jīng)成為廣泛使用的技術(shù)。在結(jié)晶器電磁攪拌的作用下，結(jié)晶器內(nèi)部的鋼水與常規(guī)連鑄有著不同的流動(dòng)方式，可以形成三個(gè)不同的換流區(qū)，主要分為主流區(qū)、上環(huán)流區(qū)和下環(huán)流區(qū)。上環(huán)流區(qū)能夠讓結(jié)晶器的內(nèi)部熱鋼水大部分都留在結(jié)晶器的上部，這樣就可以加速過熱度耗散。通過實(shí)踐操作就可以發(fā)現(xiàn)，在結(jié)晶器電磁攪拌的情況下可以促進(jìn)過熱度的消散。過熱度的快速消散能夠促進(jìn)拉速的提高，對提高鑄坯質(zhì)量也具有重要作用。在實(shí)際的操作過程中，采用長距離弱攪拌的方式能夠擴(kuò)大攪拌強(qiáng)度的調(diào)控范圍，這樣可以更好地適應(yīng)不同鋼種。想要保證結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)可以得到很好的冶金效果，需要滿足攪拌強(qiáng)度的要求，這樣有利于減少漏鋼的危險(xiǎn)，同時(shí)也能減少表面的裂紋;彎月表面的穩(wěn)定也需要加強(qiáng)重視，保證彎月面附近鋼水具有一定流速，提高保護(hù)渣吸收氣泡的能力;還要讓盡量多的鋼水留在結(jié)晶器的上部，加快對過熱度的消散，對提高拉速具有重要作用。

（四）二冷配水模型的優(yōu)化

二次冷卻的效果對鑄機(jī)的產(chǎn)量產(chǎn)生很大的影響，當(dāng)其他工藝條件到達(dá)一定程度之后，將二次冷卻的強(qiáng)度進(jìn)行增強(qiáng)，這樣就可以達(dá)到提高拉速的效果。二次冷卻的主要作用就是對鑄坯的表面進(jìn)行強(qiáng)制均勻冷卻，讓鑄坯可以在短時(shí)間內(nèi)得到控制冷卻和控制凝固。針對二冷區(qū)模型不合理的方面進(jìn)行優(yōu)化，對角橫裂發(fā)生的概率進(jìn)行降低，同時(shí)還要對鑄坯回溫的現(xiàn)象進(jìn)行重視，對鑄坯冷卻的均勻性進(jìn)行保證。將二冷水管道改為平裝，對氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的精度進(jìn)行提升，改善水流波動(dòng)的問題，同時(shí)提高二冷配水的自動(dòng)化程度。想要更好地適應(yīng)拉速提高和不同鋼種的凝固特性，需要對每個(gè)冷卻區(qū)的流量設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算，對各個(gè)鋼種的比水量進(jìn)行優(yōu)化，適應(yīng)不同鋼種的生產(chǎn)，提高鑄坯質(zhì)量的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)低過熱、高拉速和二冷弱冷的生產(chǎn)模式。

三、結(jié)語

綜上所述，高速連鑄對于鋼水的工藝有一定的要求，要保持鋼水溫度的均勻和穩(wěn)定，同時(shí)還要對鋼水的品質(zhì)進(jìn)行重視。想要提高連鑄的拉速，必須要對相關(guān)技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)還要熟悉相關(guān)操作，只有這樣，才能保證連鑄高速生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

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