煉鋼連鑄生產(chǎn)工藝分析與研究

宋衛(wèi)東 吳金鐘 吳志會

摘要：隨著現(xiàn)代化建設(shè)進程的飛速發(fā)展，鋼鐵行業(yè)成為影響一個國家的工業(yè)化程度的主要因素之一。隨著各行各業(yè)對鋼鐵質(zhì)量日益增高的需求，許多新型煉鋼技術(shù)被引進到鋼鐵企業(yè)中并得到廣泛應用，效果在煉鋼連鑄工作中尤為明顯，大大提高了煉鋼連鑄的生產(chǎn)效率。以提高連鑄產(chǎn)品的質(zhì)量為行業(yè)發(fā)展目標和追求，研究探索新型的煉鋼連鑄工藝，減少在目前的連鑄過程中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題將是整個煉鋼行業(yè)急需攻克的兩大技術(shù)要點。只有這樣才能滿足我國現(xiàn)代化建設(shè)需要更為優(yōu)質(zhì)的鋼鐵產(chǎn)品這一訴求，也只有這樣才能夠擴大鋼鐵行業(yè)的市場，增加鋼鐵行業(yè)所帶來的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵字：煉鋼連鑄，生產(chǎn)工藝，分析

引言：煉鋼連鑄技術(shù)在有效節(jié)約能源、提高金屬煉鋼產(chǎn)量和鑄坯的質(zhì)量等方面遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的鑄鋼技術(shù)。所以合適的連鑄生產(chǎn)工藝可以推動煉鋼連鑄行業(yè)的發(fā)展。煉鋼連鑄生產(chǎn)的主要步驟包括以下幾個：首先融化的鋼水在經(jīng)過水冷結(jié)晶器加工之后，會凝固成一層硬殼，接下來從結(jié)晶器的出口處拉出凝固的硬殼，然后對硬殼進行噴水冷卻，等到全部凝固，最后對完全凝固好的半成品進行切割，切割成具體尺寸的毛坯料。目前在金屬冶煉行業(yè)中，連鑄生產(chǎn)工藝除了鑄鋼之外，對于銅、鋁等材料也可以用于坯料鑄造。

1連鑄鋼坯缺陷來源

要針對煉鋼連鑄工藝進行分析和研究，首先要清楚在煉鋼連鑄生產(chǎn)中存在的問題和缺陷，才可以有針對性的進行工藝研究和改進。而連鑄鋼坯缺陷的形成主要是以下幾個原因?qū)е碌?，包括成份不勻，中心疏松和穿晶，偏析，皮下氣泡，?nèi)部夾渣。

首先連鑄鋼坯成份不勻這一缺陷是由于吹氬時間短，導致鋼水攪拌不充分，如果還存在吹氬槍插入深度過淺，會導致鋼坯成分更加不勻;其次，連鑄鋼坯中心疏松和穿晶這一缺陷是因為鋼水的材質(zhì)導致的，如果鋼水碳成分較多，就會出現(xiàn)這一缺陷。如果還存在二次冷卻速度過快，也會導致這一缺陷;對于連鑄鋼坯偏析這一缺陷是由鋼坯冷卻速度和內(nèi)部化學成分這兩種因素共同決定的，在工程實踐中為了避免偏析，通常會采用降低冷卻速度的辦法;而對于連鑄鋼坯皮下氣泡這一缺陷是因為在澆鑄過程中，空氣進入鋼水中，造成了皮下氣泡的出現(xiàn)，在工程實踐中為了避免連鑄鋼坯皮下氣泡的出現(xiàn)，會對鋼水進行脫氧處理，檢查保護渣是否受潮;最后連鑄鋼坯內(nèi)部夾渣則是由于鋼水內(nèi)部不純凈，雜質(zhì)多。

2連鑄工藝技術(shù)分析

隨著煉鋼連鑄生產(chǎn)的不斷發(fā)展，目前已經(jīng)形成了比較完善的煉鋼連鑄生產(chǎn)工藝，其中在行業(yè)內(nèi)應用最為普遍的是薄板連鑄連軋工藝，也叫做緊湊式熱帶生產(chǎn)工藝，優(yōu)點在于工藝過程緊湊，生產(chǎn)時間短。工藝流程分為煉鋼、連鑄薄板坯、 剪切、加熱、高壓水除鱗和冷卻。除了薄板連鑄連軋工藝外，煉鋼連鑄行業(yè)內(nèi)還有許多其他各具特色并且已經(jīng)極為完善成熟的工藝，例如靈活性薄板坯軋制，CONROL工藝技術(shù)，QSP工藝技術(shù)。

2.1靈活性薄板坯軋制

靈活性薄板坯軋制通過提高薄板坯厚度，增加了軋機機架的方法保證了產(chǎn)品質(zhì)量和內(nèi)部組織的性能，三點除鱗、鐵素體軋制和半無頭軋制技術(shù)在其中也得到了應用，靈活性薄板坯軋制工藝流程分為首先通過薄板坯連鑄機和旋轉(zhuǎn)式除鱗機，然后再隧道式加熱爐中進行加熱，通過二次除鱗機，立輥軋機，粗軋機得到粗糙的半成品，最后經(jīng)過保溫輥道，精軋機，層流冷卻，地下卷取機等多道工序加工得到最終的產(chǎn)品。

2.2 CONROL工藝技術(shù)

CONROL工藝技術(shù)是由西門子奧鋼聯(lián)公司進行研發(fā)和設(shè)計的，該公司在原有鋼板軋機的基礎(chǔ)上進行修整和改造，最終研發(fā)出 CONROL 工藝技術(shù)支持下的鋼坯鑄造工藝。西門子奧鋼聯(lián)公司這一工藝技術(shù)可以實現(xiàn)薄板鋼坯的鑄造 ，并且該工藝中由于鋼坯拉伸速度的降低，緩解和改善了以往加工工藝中出現(xiàn)的結(jié)晶器磨損這一問題。除此之外工藝中將薄板鋼坯的長度變小，這就意味著鋼水輸送到加熱爐的輥道的長度也變小了，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟效益。CONROL工藝技術(shù)的流程分為首先通過鋼包加熱爐和薄板坯連鑄機進行加工處理，其次在步進梁式加熱爐中加熱，最后經(jīng)過立輥軋機和可逆式粗軋機粗加工，在架精軋機和地下卷取機的精加工處理中得到成品。

2.3 QSP工藝技術(shù)

QSP工藝技術(shù)來自于日本鋼鐵企業(yè)，它主要針對中厚板坯的生產(chǎn)，QSP工藝技術(shù)的優(yōu)點包括連鑄機生產(chǎn)速度快，生產(chǎn)質(zhì)量高。QSP工藝生產(chǎn)流程和靈活性薄板坯軋制相似，不同之處在于薄板鋼坯剪切之后，輥底式隧道加熱爐會進行二次加熱，軋機再加工后得到產(chǎn)品。

3.連鑄生產(chǎn)工藝優(yōu)化

連鑄生產(chǎn)工藝優(yōu)化是通過控制頭尾坯的質(zhì)量和數(shù)量以及含鈮鋼表面橫裂紋控制技術(shù)實現(xiàn)的。前者的理論基礎(chǔ)是因為在煉鋼連鑄生產(chǎn)過程中，升速和降速的時間較長的兩個階段分別是剛開始澆鑄時（澆鑄速度呈現(xiàn)上升趨勢，逐漸提速），結(jié)束連鑄時（此時的速度呈現(xiàn)降低趨勢），過長的升降速時間會引起這兩個階段的鋼坯質(zhì)量不同于生產(chǎn)中期階段的鋼坯質(zhì)量，生產(chǎn)中期階段的鋼坯質(zhì)量由于連鑄速度穩(wěn)定，質(zhì)量好，但是剛開始澆鑄時和結(jié)束連鑄時的產(chǎn)品質(zhì)量則相對較差，這對連鑄件的整體質(zhì)量會造成極大的影響。因此要對連鑄生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化可以縮短剛開始澆鑄時間和結(jié)束連鑄時間，大幅度減少頭尾坯的數(shù)量明，延長連鑄生產(chǎn)中期時間，這一方法可以大幅度提高了連鑄生產(chǎn)的整體質(zhì)量，減少殘次品，不合格件的數(shù)量，增加經(jīng)濟效益和產(chǎn)品合格率。

對于含鈮鋼表面橫裂紋控制技術(shù)則是通過采用了鈮微合金化的成分設(shè)計，提高產(chǎn)品的低 溫沖擊韌性和焊接性能。不過該方法有一定缺陷，容易與鋼水中的碳、氮反應得到化合物，增加鋼水雜質(zhì)。所以應用這一方法優(yōu)化連鑄生產(chǎn)工藝時需要盡量將雜質(zhì)吹至鋼水表面，提前清除。

結(jié)語

鋼鐵企業(yè)的迅猛發(fā)展和高效生產(chǎn)，使得煉鋼連鑄生產(chǎn)工藝走入研發(fā)者的視野，在鋼鐵鑄造行業(yè)中，煉鋼連鑄效率和產(chǎn)品質(zhì)量成為制約因素。為滿足我國現(xiàn)代化建設(shè)需要更為優(yōu)質(zhì)的鋼鐵產(chǎn)品這一訴求，急需以提高連鑄產(chǎn)品的質(zhì)量為行業(yè)發(fā)展目標和追求，進行研究探索新型的煉鋼連鑄工藝，提高煉鋼連鑄生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量和增加經(jīng)濟效益。

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