連鑄設(shè)備對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響

1、板坯連鑄關(guān)鍵設(shè)備對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響 對(duì)于板坯連鑄機(jī)而言，設(shè)備是生產(chǎn)、質(zhì)量的根本和基礎(chǔ)，設(shè)備對(duì)于一臺(tái)連鑄機(jī)的重要性不言而喻。設(shè)備在維修、維護(hù)過(guò)程中出現(xiàn)偏差，降低標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)直接或間接影響到鑄坯質(zhì)量。為此，我從以下三個(gè)連鑄機(jī)關(guān)鍵設(shè)備可能對(duì)鑄坯質(zhì)量產(chǎn)生的影響與大家進(jìn)行交流研究。一、結(jié)晶器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。銅板鍍層磨損后還可能因?qū)岵痪鶎?dǎo)致裂紋等缺陷的產(chǎn)生。因此對(duì)結(jié)晶器進(jìn)行維修調(diào)整時(shí)必須認(rèn)真測(cè)量控制倒錐度。導(dǎo)致倒錐度變化的因素：作為結(jié)晶器關(guān)鍵參數(shù)之一，我們?cè)诰S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)，為什么結(jié)晶器

2、使用后會(huì)發(fā)生“跑錐度”問(wèn)題呢？我們需要關(guān)注以下幾個(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，我們想從根本上杜絕“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

3、，容易引發(fā)“跑錐度”。2、結(jié)晶器內(nèi)壁表面狀況影響：目前銅板鍍層可分為單一鍍層和復(fù)合鍍層。單一鍍層有鉻；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，現(xiàn)時(shí)用鎳-鐵鍍層的較少，大多采用鎳-鈷鍍層。其優(yōu)點(diǎn)：耐磨；結(jié)合力強(qiáng)。但價(jià)格高。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（見下圖）；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。3、水縫、水溫差、壓力和流

4、量對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響：水縫堵塞將直接影響冷卻強(qiáng)度，同樣容易造成鑄坯冷卻不均，坯殼生長(zhǎng)不均勻引發(fā)表面縱裂紋或凹陷，偏弱的一面甚至?xí)╀?。二、扇形?、輥縫 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。2連鑄機(jī)各段輥縫情況見下表：序號(hào)扇形段進(jìn)口輥縫（mm）出口輥縫（mm）備注1SEG0180.4180.42SEG1180.41803SEG2180179.64SEG3179.6179.15SEG4179.1178.66SEG5178.6178.17SEG6178.1177.78SEG78177.7177.4 我車間目前控制扇形段輥縫在標(biāo)準(zhǔn)值基礎(chǔ)上允許偏差：離線狀態(tài)偏差為±0

5、.15mm，在線狀態(tài)偏差為±0.5mm。輥縫對(duì)鑄坯質(zhì)量影響集中表現(xiàn)在兩方面：（1）從以往生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，輥縫超差是造成鑄坯中心線裂紋的根本原因。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)時(shí)基本鋼水成分不好、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。（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)致批量三角區(qū)裂紋缺陷的產(chǎn)生。 造成輥縫超差的原因：（1）離線輥縫調(diào)整

6、時(shí)頂測(cè)值與自動(dòng)輥縫儀測(cè)量值不一致。目前修建車間維修調(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)以在線測(cè)量值為準(zhǔn)反推離線控制范圍。（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)上線扇形段驗(yàn)收數(shù)值完全符合技術(shù)要求，上線后進(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

7、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)以內(nèi)。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<0.4mm。（4）扇形段在線松開夾緊動(dòng)作后變化。因扇形38段設(shè)計(jì)缺陷無(wú)法實(shí)現(xiàn)松開夾緊時(shí)四缸同步造成輥縫變化。目前無(wú)法根本解決。2、對(duì)弧 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

8、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。扇形段上線使用后段內(nèi)對(duì)弧情況發(fā)生變化。此類情況出現(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)扇形段固定采用銷軸斜鐵固定形式，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，在銷軸斜鐵使用一段時(shí)間后本身的變形加之銹蝕、水垢使得斜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）在線維護(hù)不到位造成接弧不良。由于未及時(shí)更換斜鐵、多天連續(xù)生產(chǎn)后未及時(shí)檢查斜鐵緊固程度、段下

9、墊片放置位置不合理、在線對(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。3、噴淋冷卻 二冷水狀況對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響是不言而喻。從設(shè)備角度考慮必須保證冷卻效果需做好以下幾個(gè)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；降低二冷水中氯根數(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

10、輥面距離等尺寸調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)要求內(nèi)等等。三、振動(dòng)單元1、振頻與振幅根據(jù)許多資料文獻(xiàn)的驗(yàn)證，常規(guī)形式的振動(dòng)方式采用高頻率、小振幅將能夠有效改善結(jié)晶器與鑄坯之間的潤(rùn)滑，合理縮短鑄坯負(fù)滑脫時(shí)間，從而尤其顯著減小鑄坯表面振痕深度并避免鑄坯表面橫裂紋、角橫裂紋、保護(hù)渣卷入坯殼等質(zhì)量缺陷的出現(xiàn)。目前2板坯連鑄機(jī)液壓振動(dòng)采用的振動(dòng)形式通常稱為“反向正弦波形”和“反向非正弦波形”。“反向”的含義是在提高澆注速度時(shí)振幅增加而頻率降低，該操作法與傳統(tǒng)的觀點(diǎn)截然相反，其目的主要是為了在拉速發(fā)生變化時(shí)保持負(fù)滑動(dòng)時(shí)間穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。該方法的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在高拉速時(shí)，振動(dòng)仍非常平穩(wěn)。傳統(tǒng)的振動(dòng)操作中，在超過(guò)一定澆注速度范圍，負(fù)

11、滑動(dòng)時(shí)間不能以要求的定值維持下來(lái)，結(jié)晶器保護(hù)渣消耗降低，導(dǎo)致鑄坯表面質(zhì)量惡化，甚至出現(xiàn)鑄坯裂紋或造成漏鋼; 液壓振動(dòng)采用“反向正弦波形”或“反向非正弦波形”操作,結(jié)晶器保護(hù)渣消耗可維持在較穩(wěn)定的范圍內(nèi)，使振痕深度減小，從而獲得良好的鑄坯表面質(zhì)量。2、振動(dòng)波形目前2#板坯連鑄機(jī)采用非正弦振動(dòng)形式，它具備以下兩個(gè)特點(diǎn)：（1）與正弦振動(dòng)相比，非正弦振動(dòng)中隨時(shí)間變化的位移最大值有一段時(shí)間上的滯后，其滯后程度可用波形偏斜率來(lái)表示，如下圖所示，即=A1/A0×100%。正是最大位移出現(xiàn)時(shí)間的滯后，使結(jié)晶器上升速度慢而移動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，這樣保證了結(jié)晶器和坯殼反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，由兩者速度決定的摩擦力小于正弦振

12、動(dòng)的摩擦力。同時(shí)，在結(jié)晶器下移過(guò)程中，非正弦振動(dòng)的下移速度快而移動(dòng)時(shí)間短，這樣得到的負(fù)滑脫時(shí)間比正弦振動(dòng)時(shí)更短，有利于進(jìn)一步減少振痕深度，且在負(fù)滑脫期間，結(jié)晶器相對(duì)坯殼的下滑距離等于甚至大于正弦振動(dòng)時(shí)的下移距離，由此保證對(duì)坯殼的壓合效果。總之，非正弦振動(dòng)速度曲線的波形特點(diǎn)是上升速度小而移動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，下降速度大而移動(dòng)時(shí)間短。正弦與非正弦振動(dòng)位移曲線（2）非正弦振動(dòng)負(fù)滑脫時(shí)間曲線的特點(diǎn)正弦振動(dòng)是非正弦振動(dòng)在波形偏斜率為零的特例。但隨著波形偏斜率的加入，非正弦振動(dòng)負(fù)滑脫時(shí)間曲線又具備了新的特點(diǎn):隨著波形偏斜率的增加，在相同振動(dòng)頻率下，負(fù)滑脫時(shí)間減少，正滑脫時(shí)間增加。波形偏斜率增加越大，負(fù)滑脫時(shí)間減少越多，相應(yīng)正滑脫時(shí)間增加越多。隨著波形偏斜率的增加，振動(dòng)的臨界頻率(即出現(xiàn)負(fù)滑脫的最低極限頻率)減少，波形偏斜率增加越大，臨界頻率減少越多。（3）非正弦振動(dòng)負(fù)滑脫量分析在拉