高效連鑄結(jié)晶器冶金過程控制關(guān)鍵技術(shù)研究

魏彥霞等

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，高效連鑄技術(shù)也得到了很好的發(fā)展，高效連鑄技術(shù)尤其在結(jié)晶器冶金過程中得到了很到了應(yīng)用。高效連鑄結(jié)晶器冶金過程控制關(guān)鍵技術(shù)是業(yè)內(nèi)人士重點(diǎn)研究的課題。文章簡要分析了高效連鑄結(jié)晶器冶金過程控制關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高效連鑄；結(jié)晶器；冶金；關(guān)鍵技術(shù)；控制

中圖分類號：TP271+.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）5-0176-01

連鑄生產(chǎn)追求的主要目標(biāo)就是產(chǎn)能最大化，結(jié)晶器液壓振動問世之后，本身具有的在線調(diào)整負(fù)滑脫參數(shù)、在線調(diào)整頻率、在線調(diào)整振幅，使得負(fù)滑脫時間和負(fù)滑脫率維持在最適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，因此結(jié)晶器液壓振動得到了推廣使用。連鑄二冷卻指的就是強(qiáng)行冷卻結(jié)晶器的鑄坯，最終實(shí)現(xiàn)了冷卻均勻?？茖W(xué)合理的二冷卻制度有利于工藝的有效實(shí)施，對鑄坯的質(zhì)量也有很大的影響。高效連鑄結(jié)晶器冶金過程控制關(guān)鍵技術(shù)有很多，需不斷的創(chuàng)新才能趕上時代的腳步。

1 高效連鑄結(jié)晶器冶金過程控制關(guān)鍵技術(shù)

1.1 結(jié)晶器里鋼水的流動行為和控制技術(shù)

卷渣是高效連鑄技術(shù)的難題。在操作過程中，不合理的水口設(shè)計(jì)會直接引起凝固坯殼的不穩(wěn)定，導(dǎo)致夾雜物浮不上來，甚至有可能使鋼水中卷入保護(hù)渣，最終引起質(zhì)量事故。結(jié)晶器尺寸、保護(hù)渣粘度、水口浸入深度、水口張角、拉速等這些因素都有可能引起卷渣。在高拉速下連鑄時，結(jié)晶器里面的鋼水就會大幅度波動，在很大程度上造成卷渣，使得鑄坯二次氧化夾雜，最終導(dǎo)致鋼產(chǎn)品出現(xiàn)裂紋。這時候，電磁制動技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。電磁制動技術(shù)主要是利用穩(wěn)恒磁場來達(dá)到控制鋼水流動行為。在實(shí)際操作中，當(dāng)鋼水經(jīng)過穩(wěn)恒磁場時，磁場和鋼水的相互作用從而形成制動力，這個制動力和鋼水的運(yùn)動方向剛好相反，并且平行于鋼水運(yùn)動方向，在很大程度上減緩了鋼水主流股，最終減少了結(jié)晶器里面的鋼水液面的波動。

1.2 結(jié)晶器液壓非正弦振動技術(shù)

結(jié)晶器發(fā)生振動的主要目的是為了避免出現(xiàn)拉漏事故和拉裂事故。如果結(jié)晶器不發(fā)生振動，在凝固的過程中，鑄坯就會和結(jié)晶器的內(nèi)壁粘連在一起，在很大程度上降低鑄坯表面的質(zhì)量，甚至有可能加深振痕。結(jié)晶器液壓振動問世之后，本身具有的在線調(diào)整負(fù)滑脫參數(shù)、在線調(diào)整頻率、在線調(diào)整振幅，使得負(fù)滑脫時間和負(fù)滑脫率維持在最適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，因此結(jié)晶器液壓振動得到了推廣使用。在高質(zhì)量。高拉速的高效連鑄生產(chǎn)過程中，只有上振時間長而速度慢、下振時間短而速度快的結(jié)晶器振動方式才能得到更好的工藝效果。非正弦振動方式的特點(diǎn)剛好的正滑動時間長，拉坯速度和結(jié)晶器振動速度之差小。結(jié)晶器使用液壓非正弦振動方法，能夠在線調(diào)節(jié)正負(fù)滑脫比例和在線調(diào)節(jié)振幅，另外便于保護(hù)渣滲透到凝固坯殼和結(jié)晶器的縫隙中去，在一定程度上使結(jié)晶器內(nèi)壁的潤滑效果改善了，同時將鑄坯表面振痕的深度減輕了，避免了拉漏和拉裂的現(xiàn)象，在很大程度上將鑄坯的質(zhì)量提高了。在高效連鑄生產(chǎn)中，結(jié)晶器液壓非正弦振動的必不可少的關(guān)鍵技術(shù)。

1.3 動態(tài)二冷卻控制技術(shù)

在高效連鑄中，鋼液的凝固過程對于鑄坯的質(zhì)量和鑄機(jī)的高作業(yè)率有很大的影響。連鑄二冷卻指的就是強(qiáng)行冷卻結(jié)晶器的鑄坯，將二冷卻的冷卻制度改善之后，重新調(diào)整了二冷卻的配水，通過連鑄二冷卻，最終實(shí)現(xiàn)了冷卻均勻。因此，科學(xué)合理的二冷卻制度有利于工藝的有效實(shí)施，對鑄坯的質(zhì)量也有很大的影響。連鑄二冷卻首先要經(jīng)歷水表比例控制、人工配水法、拉速參數(shù)控制法這些靜態(tài)配水法，其次是經(jīng)歷坯齡控制法、表面溫度反饋控制、目標(biāo)表面溫度控制法這些動態(tài)控制方法，這種方法有利于控制鑄坯表面的溫度，并且在很大程度上改善了拉速的調(diào)節(jié)水量。因此動態(tài)二冷卻控制技術(shù)是高效連鑄結(jié)晶器冶金過程中必不可少的重點(diǎn)技術(shù)。

1.4 結(jié)晶器在線調(diào)寬技術(shù)

由于板坯具有不同的寬度，為了滿足這些寬度的要求，結(jié)晶器的寬度要結(jié)合板鋼的尺寸而調(diào)整，需要注意的是，結(jié)晶器在線調(diào)整寬度是在拉坯持續(xù)運(yùn)行的情況下，從而將鑄坯的寬度改變。傳統(tǒng)的結(jié)晶器調(diào)整寬度的方法只能是把坯尾拉出來以后才能調(diào)整，每次停止拉坯就需要停止生產(chǎn)至少兩個小時，大大降低了效率。結(jié)晶器在線調(diào)整寬度技術(shù)克服了這個缺點(diǎn)，在不需要停機(jī)的情況下調(diào)整了寬度，在很大程度了節(jié)約了物力和人力，同時大大提高了生產(chǎn)效率。連鑄生產(chǎn)追求的主要目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)最大化產(chǎn)能，因此調(diào)整澆鑄速度及寬度顯得尤為重要。因此，結(jié)晶器在線調(diào)寬技術(shù)是高效連鑄結(jié)晶器冶金過程中必不可少的重點(diǎn)技術(shù)。

1.5 結(jié)晶器里凝固坯殼行為和均勻生長控制技術(shù)

在高效連鑄中最重要的問題的確保坯殼的均勻生長，只有確保了坯殼的均勻生長才能確保連鑄坯生產(chǎn)的質(zhì)量。要想使結(jié)晶器里面的坯殼能夠均勻生長，首先要確保傳熱均勻，也就是銅板和坯殼的之間均勻受熱。但是在實(shí)際操作過程中，銅板和坯殼的之間的熱量傳遞受多方面影響，包括冷卻制度、結(jié)晶器的冷卻結(jié)構(gòu)、保護(hù)渣的厚度和狀態(tài)等因素，因此很難控制均勻受熱。結(jié)晶器均勻生長控制技術(shù)能夠確保銅板和坯殼的之間能夠均勻受熱，因此坯殼能夠均勻生長。所以，結(jié)晶器均勻生長控制技術(shù)是高效連鑄結(jié)晶器冶金過程中必不可少的關(guān)鍵技術(shù)。

2 結(jié) 語

連鑄生產(chǎn)追求的主要目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)最大化產(chǎn)能，結(jié)晶器在線調(diào)整寬度技術(shù)在不需要停機(jī)的情況下調(diào)整了寬度，在很大程度了節(jié)約了物力和人力，同時大大提高了生產(chǎn)效率，是高效連鑄結(jié)晶器冶金過程中必不可少的重點(diǎn)技術(shù)。電磁制動技術(shù)主要是利用穩(wěn)恒磁場來達(dá)到控制鋼水流動行為。當(dāng)鋼水經(jīng)過穩(wěn)恒磁場時，磁場和鋼水的相互作用從而形成制動力，這個制動力在很大程度上減緩了鋼水主流股，最終將結(jié)晶器里面的鋼水液面的波動減少了。高效連鑄結(jié)晶器冶金過程控制關(guān)鍵技術(shù)仍需在不斷的實(shí)踐中創(chuàng)新和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從而獲得不斷的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1] 于海岐，朱苗勇.板坯連鑄結(jié)晶器電磁制動和吹氬過程的多相流動現(xiàn)象[J].金屬學(xué)報，2013，（3）.

[2] 梅峰，閻朝紅，阮曉明，等.寶鋼厚板連鑄機(jī)結(jié)晶器凝固傳熱模型的研究和開發(fā)[J].寶鋼技術(shù)，2010，（3）.

[3] 蔡兆鎮(zhèn)，朱苗勇.板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼凝固過程熱行為研究Ⅱ.模型驗(yàn)證與結(jié)果分析[J].金屬學(xué)報，2010，（3）.

[4] 潘貽芳，蔡兆鎮(zhèn)，祭程，等.寬厚板坯連鑄結(jié)晶器渣道內(nèi)熱行為研究[J].鑄造技術(shù)，2012，（4）.

[5] 王東，胡坤太，仇圣桃，等.方坯連鑄結(jié)晶器電磁攪拌磁場的數(shù)值模擬[J].鋼鐵研究學(xué)報，2013，（3）.