提高连铸板坯质量的工艺研究

孙大成

摘 要：在钢铁和重工企业，对于连铸板坯进行相应的质量管控是非常有意义的，自各钢铁企业应用连铸工艺以来，人们在不断的生产和实践的过程中总结出了许多能够对连铸板坯的质量进行有效提高的工艺和手段，相信随着钢铁行业的进一步发展，提高连铸板坯质量的新工艺和新技术会层出不穷，文章就提高连铸板坯的质量进行了相关的工艺研究，总结了当下的几种能够提高连铸板坯质量的方法。

关键词：连铸板坯；提高质量；研究分析

前言

传统冶金行业的铸锭、脱锭的加工模式被淘汰，大型板坯铸造机的投入使用，这两个事件是在冶金行业历史上的两次转折，旧的加工方式被新的连铸工艺所取代，生产用地也随着方式的改变而得到释放。在大型板坯铸造机的运用下，板坯利用率获得了很大程度的提高，不仅省下来了很多的机器和生产设备，还能够降低成本，节约能源。但是想办法提高连铸板坯的合格率是十分现实的一个问题，文章着重介绍了几种方法希望对提高连铸板坯的质量能够有所参考。

1 严格控制对钢水的要求

首先，要对钢水进行控制级温度控制，在此温度下降低钢水中硫和磷以及其他杂志物的含量；其次，还要对钢水进行合金微调，也就是对钢水的成分进行操作，主要是对钢水中的一些合金成分进行调整，诸如对碳、镁、硅、铝等合金成分进行调整；还要对钢水进行脱氢脱氧和脱氮的处理，进行这些处理所用的技术手段多少真空冶炼；为了能够均匀钢水的温度，同时使得钢水中的杂质物质能够上浮，还要对钢水实施吹氩的操作。只有严格按照要求对钢水进行这些环节的操作，才能够获得经过处理的质量较高的合格钢水。经过处理的钢水就可以通过炼钢厂送到连铸厂，接下来就要对钢水进行浇铸的操作。

2 控制浇铸温度

浇铸的温度以及速度还有令冷却水的用量、耐火材质和保护渣等因素是能够对连铸板坯的质量产生影响的重要因素，其中对钢水的浇筑温度的控制更是控制连铸板坯质量的重中之重。钢坯中的夹杂成分的含量高低、在钢坯的内外产生的裂纹以及中心偏折，还有进行生产操作的相关稳定性这些方面都与钢水进行浇铸使得温度有着非常紧密的联系。对钢水进行浇铸的温度较低时，钢坯的内裂现象和中心偏折现象能够得到比较理想的改观，而且铸造的钢坯组织均匀、晶粒减少。但钢水铸造温度比较低的时候也会产生一些不利的影响，比如由于温度低而造成的钢坯中的杂质不容易上浮，而且中间的包水口容易被堵。另一种情况，当对钢水进行铸造的温度较高时，不仅容易产生漏钢的事故，而且在钢坯的内部也会增大内裂和中心偏折现象的加强，最终会导致铸造的钢坯的质量的下降。所以要对大包中的钢水的温度严格控制，一般在1600摄氏度，钢水在中间包内温度大约在1550摄氏度，而在结晶器中的钢水要将温度控制在1500摄氏度，各处钢水的温度偏差应该被控制在10摄氏度以内。

3 中间包要采用大容量

在钢水的铸造过程中，中间包的作用是容纳从大包铸入进来的钢水，而且要将钢水再次转铸入到结晶器中，也就是说，中间包是钢水在大包和结晶器之间的过度容器。中间包的作用是对钢水进行贮存，而且能够对钢水产生稳流的作用，能够缓冲浇铸的进行速度，对浮渣起到一定的过滤，在多炉连浇的实现过程中中间包是必不可少的设备。在中间包的使用过程中，我们要经由水利模型，通过对溢流坝和挡渣墙的利用，最大程度的优化钢水的流向，这样才能够成功的实现浮渣与钢水有效分离，防止浮渣随钢水一起注入到结晶器中。

4 在结晶器中使用铜板的镀层

在连铸板坯的铸造过程中，结晶器是对钢水进行操作的最核心也是最重要的设备，当钢水经由中间包被铸入到结晶器中的时候，钢水会在结晶器中的一次冷却水影响下形成具有某些厚度的坯壳，在这个过程中，结晶器中的钢水静压力会抑制作用在结晶器的铜板上，还有一些热量传递和一些摩擦力也會对铜板产生影响。同时结晶器是被要求在相对恶劣的条件下要进行连续工作的，所以结晶器内部的核心铜板往往会具有导热能力和冷却能力都优于其他铜板，刚性和耐磨性也相对较强的特性。

在连铸板坯工艺发展的初期采用的是紫铜板，紫铜板虽然具有较好的导热性能，但是在强度硬度和使用寿命方面均不大使人满意，而且紫铜板的造价成本很昂贵，极易造成金属的浪费。此外由于紫铜板的硬度很低，钢水温度在1500摄氏度的时候由于冲刷作用就会使得紫铜中的铜离子进入钢水从而影响钢坯的质量。后来发展使用含银的铜板，效果有所提高但还不能满足技术的要求，再之后的铬锆合金在硬度和寿命方面虽然都有所提升，但是总体来说还不能够最大限度的满足技术的要求。

当前无论是在国内还是在国际上，在结晶器中使用的铜板大多是带有镀层的，这样就能够有效的提高铜板的耐磨程度，还能够避免其他铜板产生的铜离子进入钢水的现象。现在采用的结晶器镀层铜板多采用镍和铬的符合镀层。符合铜板的使用，既解决了在连铸板坯铸造过程中的技术问题，还能够延长铜板的使用寿命。

5 扇形段的辊子间距要减小

整体辊是比较早期实用的辊子，一般在早起的时候，为了保证辊子具有很好的强度和刚性，就往往会增加辊子的直径，这样由于辊子的相对之间间距变大，就会导致铸坯产生比较大的变形，而且这样的铸坯在坯壳内表面容易造成裂纹的产生，为了有效解决这一个问题，我们在进行铸坯连铸的时候多采用多支点分段的辊子，这样就能够使得辊子的直径有所减小，而且还要通入冷水以确保其刚度和强度不会受到因此受到影响，这样能够使得铸坯减小变形现象的产生，对于铸坯的治疗是一个显著的提升。

6 运用电磁搅拌

为了能够实现柱状晶粒减少同时避免中心偏折现象，提高铸坯的质量等等这些目的，我们在连铸板坯的铸造过程中要运用电磁搅拌，尤其是对一些特殊的钢材和一些较厚的钢材进行处理的时候。电磁搅拌的线圈是按照特定规律进行排列的，使用时将线圈安置在铸坯表面大约20毫米的地方，通过线圈的电流就会产生磁力作用，磁力作用使得没有发生凝固的钢液沿着某个固定的方向一直循环往复的运动，这样在搅拌过程中就会使得钢液中的各种成分能够均匀化，对于一些杂质元素硫和磷之类的平均效果产生的最明显。

7 提高连铸板坯质量的其他手段

除当前钢铁企业比较常用的几中措施外，在连铸板坯铸造的过程中，还有一些其他方面的手段能够用来提高其铸造质量。比如我们可以通过经由比较符合科学技术要求的一、二次冷却，控制铸坯的表面温度在950摄氏度左右；为了减小甚至避免事故的发生，我们还要采用漏钢装作；目前在连铸板坯领域已经开发出了连续矫直技术，这样能够更加有效的避免铸件表面产生裂纹的可能，所以我们要采用连续矫直和多点弯曲的技术在连铸板坯的铸造过程中；由于传统的水冷却方法的局限性，我们可以尝试气水冷却的冷却方法，气水冷却不仅对于冷却的范围有一个显著增大的效果，而且对于冷却的质量也有很大的提高，所以我们可以合理的进行选取。

8 结束语

在钢铁行业一步步的发展过程中，人们已经发明和总结了许多能够有效提高连铸板坯质量的操作手段和措施，相信随着钢铁企业在未来的进一步发展和冶金铸造的技术更新，在不久的将来，连铸板坯的质量还会获得更大限度的提高。

参考文献

[1]徐敦乔.保证板坯质量的技术措施[J].连铸质量，2011（6）：18-22.

[2]刘治平.影响最终产品质量的连铸板坯缺陷及其防止措施[J].钢铁研究，1983（S1）：34-46.

[3]朱诚意，李光强，饶江平，等.连铸薄板坯的质量缺陷及其改善措施研究[J].上海金属，2006（2）：15-20.