板坯连铸生产工艺及质量控制研究 徐晓勇

发表时间:2020/4/2   来源:《基层建设》2019年第31期   作者:徐晓勇
[导读] 摘要:在我国快速发展的过程中,伴随着我国工业化水平的不断提升,进一步推动了我国钢铁生产行业的快速发展。
        河钢承钢板带事业部连铸作业区
        摘要:在我国快速发展的过程中,伴随着我国工业化水平的不断提升,进一步推动了我国钢铁生产行业的快速发展。在钢铁生产过程中,板坯连铸是十分重要的一项施工工艺,其质量优劣直接关系到最终产品的品质。因此文章就板坯连铸生产工艺及质量控制展开相关论述。
        关键词:板坯连铸;生产工艺;质量控制
        引言
        连铸生产工艺属于一项特殊的作业,也是钢水生产、凝固、成型的重要过程,属于炼钢生产的关键性环节,其连铸生产工艺质量与企业的生产效率、质量、经济效益等有着密切的关系。连铸生产工艺技术的发展与连铸坯凝固过程有着密切的关系,由于连铸坯属于分阶段凝固,因此,需要针对不同的区域采取不同的工艺技术,进而提升铸坯质量。在连铸技术的发展过程中,为提升工艺生产质量,确保生产出无缺陷的铸坯,应该深入研究连铸工艺技术,精准掌握连铸工艺与质量控制技术。
        1板坯连铸机介绍说明
        1)板坯连铸机的操作。板坯连铸机的操作现今多应用在钢铁铸造中,这在钢铁铸造行业是一个能高效作业的技术。在钢铁连铸操作时,先将金属放入熔炼机器中加以高温处理使之溶化,之后将溶化了的钢铁等金属浇灌到连铸机的结晶器中,经过结晶器的凝固加工,就能产生成品的铸件,最后,把铸件从结晶器中取出,金属的连铸操作就完成了。板坯连铸技术使得钢铁等金属的有效使用率得到很大程度的提升,同时缩短了金属铸造的时间,避免了金属铸造当中原材料的损耗,人力和物力的成本都有所节制。因此,板坯连铸操作可以说给钢铁铸造行业带来了福音,也加速了钢铁等金属冶炼的快速发展。板坯连铸技术在钢铁等金属的冶炼工业中能够在规定时间内铸造所需要的特定长短和材质的铸件。能够在连铸金属工业上减少生产消耗成本和花费的时间,所生产的铸件种类多,能满足诸多金属铸造要求,提高金属的铸造成功率,逐渐实现的自动一体化连铸也使得金属连铸操作的流程更加完善。2)板坯连铸机常见的故障。板坯连铸机的正常运行是需要机器当中各个零件部位有效配合共同作用保证的。因此在金属的板坯铸造操作中,经常会出现的故障也大多都集中在比较重要的部位。板坯连铸机常见发生故障的部分有大包回转台、中间包车、结晶器、扇形段和出坯设备等。板坯连铸机的大包回转台所出现的故障多有旋转分配器、滑板结构等问题。在旋转分配器部位常见的会有机器外筒壁的接缝处漏油现象的发生,这是在使用时间比较久以后会出现的。滑板结构的部分会常出现不能关闭的问题,在板坯连铸操作当中,温度比较高,经过高温处理过的金属也有很大的辐射,对机器都会产生一些损坏。板坯连铸机的调压结构有时也会经常发生不灵无法正常操控的问题。在板坯连铸机的中间包车部分的是由液压来控制的,这一部分主要是有对铸件的烘烤作用,这一部分会常出现的问题就是烘烤器不能正常开合,就会延缓铸件的烘烤程序,从而给板坯连铸带来不利影响。板坯连铸机的结晶器是连铸机的重要组成部分,在金属的连铸操作中有多项作用,如对液体位置的检测和液漏的预告等。因此,结晶器也会由于时间久而出现磨损和检测控制不准确的问题故障。板坯连铸机的扇形段部位也会经常出现和旋转分配器一样漏油的问题。出坯设备也常出现控制不准确,不能正常取出铸件的问题。
        2板坯连铸生产工艺及质量控制研究
        2.1结晶器冷却工艺及质量控制
        结晶器的冷却工艺向来是十分稳定的,不同的钢种类型,其能够采取不同的应对措施。结合裂纹敏感性来看,对于类型迥异的钢种,亦可调换结晶器中的冷却时间,既能够将坯壳产生的不均匀气隙予以清除,并适当的放缓结晶器的冷却流量,对于结晶器内部的进水温度能够适当的予以提升。

据相关研究可知,于奥氏组织而言,钢凝固和连铸坯的表面曲线关系密切,具体如图1所示。由图1可知,在阶段①之中,一些十分正常的凝固组织产生于结晶器的壁面上,并构成了一些十分微小的表面晶粒,此时有助于优化选择相应的组织。进入到阶段②,一旦环境温度高于1350℃,一些异常应变随即在晶粒表面发生,异常应变较为严重的当属折痕位置的凹陷处。步入到阶段③,晶粒会将铜模进行析出,促使一部分裂纹源在已经弱化的晶体的内部出现。到了阶段④,部分铁元素将被粗大的晶体析出,并进一步扩大裂纹范围,并不断生成众多新的裂纹。在阶段⑤中,在一系列工艺后,之前出现的各种微小裂纹会进一步的扩大,并构成较大的裂纹,特别是一次性裂纹,迅速在铸坯的内外弧位置迅速出现。依据相关研究显示,纵然结晶器内部出现快速增加的水流速度,结晶器内壁的温度相对下降,然热流并不会变化。原因在于结晶器内部的冷面传热得以提升,使得坯壳的收缩量显著增加,并在一定程度降低气隙。此时调整冷却水速率为6m/s-10m/s,确保输入3%左右的总热量流量,保障冷却水的温度在25℃-40℃,才可以对总热流变化情况进行有效的控制。对于结晶器冷却工艺,能够在凝固的早期阶段,将结晶器的锥度进行有效控制,方能对连铸坯的质量进行确保。
        2.2二次冷却工艺及治理控制
        二次冷却与连铸机产量有着及其重要的关系,只有合理的开展二冷工艺,才能够全面提升连铸质量与生产产量。在现代化二冷工艺下,通常采用的是二冷水模型控制。就二冷水模型而言,由于在连铸过程中确保较大的复杂性与变化性,导致模型计算不精准。实际的质量控制与设备条件之间的计算也并非精准,在异常情况下,需要采取应当策略才能够凸显出模型的核心技术。针对制定钢种,需要根据板坯的质量衡量二冷水工艺标准。就表面裂纹、纵向裂纹、横向裂纹等质量问题,采取二冷工艺中的“热行”冷却策略,在高温生产、矫直环节避开脆性区间,进而有效避免了裂纹的产生。
        2.3连铸机辊距工艺及质量控制
        铸坯是否会出现形变现象,在很大程度上受到了辊距大小的影响。如果辊距十分的小,其最终导致的铸坯鼓肚变形现象必然也十分的微小。在连铸机之中,要想毫无误差的进行导辊的安装,难度是十分大的,因此即便拥有纯熟的技术,也会存在一定的误差,特别是弧误差。安装完毕导辊后,如果设置了十分微小的辊距,则坯壳弯曲变形也可能较大,因此对于辊距需要密切关注,确保其不能过大也不能过小。如果辊距相对较小,可以按照细辊密排的办法。若位于同一区域的扇形段,需要将辊间距设置为相同的间距,实现扇形段的任意互换,均不影响最终的设备性能。结晶器之中的含有液芯的铸坯,受到内部的静压力作用,会推动鼓肚变为雨滴形状。若没有设置足够对称的导辊圆弧,在前进作用下,鼓肚铸坯在导辊的压缩力之下暂时鼓不起来,然而当导辊和其脱离后,铸坯鼓肚会重新鼓起来,该方式会在二冷区导辊间反复进行。如果扇形段的辊间距天大,任意时间范围内,二冷区域内部的铸坯坯壳鼓肚现象会随时发生,且于不同周期内相互抵消,位于恒定状态中,亦不会引起结晶器液面波动现象。
        3结语
        随着钢铁等金属的冶炼铸造工业的迅速发展,使得在铸造业中需要使用的板坯连铸机技术操作有更深层次的进步和更高的要求,因此,在板坯连铸机当中产生的常见故障就需要人们认真对待,并且做出更为有效的解决措施,这样才能提高金属工业的生产效率,减少生产成本,也会更有效合理地利用金属资源。因此,金属工业的发展和板坯连铸机的故障维护在未来还有待共同进步和发展。
        参考文献:
        [1]陈振文,彭霞林,唐伟,刘彭.板坯连铸生产实践分析与工艺控制[J].连铸,2018,43(05):9-12.
        [2]曾智,季晨曦,张宏艳,李向奎,李峰,杨晓山.板坯连铸轻压下工艺参数优化试验研究[J].连铸,2018,43(04):23-26.
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