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論文導(dǎo)讀：針對近半年日鋼第二煉鋼廠5#、6#連鑄機在生產(chǎn)SPHC、Q215B等液相線溫度偏高的鋼種時，結(jié)晶器銅板出現(xiàn)未達通鋼量而頻繁下線的現(xiàn)象，為避免增加修復(fù)成本，減輕裝配工作量和實現(xiàn)結(jié)晶器的正常周轉(zhuǎn)，我們對其影響因素進行分析，制定了相應(yīng)的措施，取得了良好的效果。
關(guān)鍵詞：銅板，下線頻繁，原因分析，對策

　　1 前言
　　 結(jié)晶器是連鑄機的“心臟”，而銅板是結(jié)晶器的重要組成部分，與鋼水直接接觸 ,承受著高溫鋼水巨大的熱沖擊。由于大量的熱量通過銅板由冷卻水帶走，銅板到達一定的通鋼量等工藝要求因素即要進行下線更換，但09年6-12月份二煉鋼廠5#6#機寬、窄面銅板普遍未達通鋼量而頻繁下線，維修量的增加、成本的提高以及現(xiàn)場結(jié)晶器的周轉(zhuǎn)緊張極大地影響了車間的正常生產(chǎn)節(jié)奏。
　　2 未達通鋼量銅板暴露出的問題
　　在正常冷卻條件下,結(jié)晶器內(nèi)壁工作溫度為250～350℃,結(jié)晶器銅板應(yīng)具有良好的導(dǎo)熱性和抗變形能力,有較高的高溫強度、表面精度和耐磨性[1],但09年6-12月份未達通鋼量下線寬、窄面銅板明顯增多；5#6#連鑄機寬面、窄面銅板規(guī)格分別為：1980*900*45、219*900*45。未達要求通鋼量銅板的下線原因見表1統(tǒng)計。
　　

（表109.6-11月銅板未達通鋼量原因分析）
　　 通過表1我們可以看出，因第1、2、3項原因下線的寬、窄面銅板約占未達過鋼量銅板總量的75%，為非正常下線的主要因素。
　　3 主要原因分析
　　3.1 銅板鍍層脫落、浸蝕
　　鍍層脫落的一般原因是：1）銅板在鍍覆過程中，如果鍍前處理不當(dāng)，容易產(chǎn)生鍍層結(jié)合不好，結(jié)合強度不夠，遇到外力作用起層而脫落；2）正常的鍍層，由于鍍層材質(zhì)與母材比較，由于熱膨脹系數(shù)差異較大，銅板受熱后產(chǎn)生膨脹，鍍層與母材之間產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力大于結(jié)合力時就出現(xiàn)鍍層脫落；3）由于生產(chǎn)中冷卻的連續(xù)性、穩(wěn)定性不好，出現(xiàn)較大的間歇性變化；4）由于鑄坯表面出現(xiàn)結(jié)瘤造成磨損嚴(yán)重，出現(xiàn)耕梨劃傷磨損而使鍍層脫落[2]。
　　銅板浸蝕嚴(yán)重一方面是因為銅板鍍層本身存在質(zhì)量問題，另外從工藝角度來講，結(jié)晶器內(nèi)鋼水液面波動大、液位高以及保護渣侵蝕等都會起到一定的促進作用。論文大全。從日鋼現(xiàn)場使用情況，鍍層脫落屬于鍍層與母材之間內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致，與工藝控制也存在一定關(guān)系。
　　3.2 彎月面處縱熱裂紋
　　5#6#連鑄機下線寬面銅板裂紋均集中在距兩窄面較近的渣線浮動區(qū)域，裂紋呈上下方向的縱裂紋，長度約2-5cm，寬度平均為0.1-0.5mm。論文大全。沿結(jié)晶器壁高度方向，在彎月面附近銅板熱面溫度最高[3]，產(chǎn)生熱裂紋的主要原因在于銅板表面溫度過高，主要由銅板冷卻機構(gòu)設(shè)計存在問題、冷卻水質(zhì)較差、操作條件苛刻、維修周期較長及銅板材質(zhì)和表面處理方法需改進等眾多因素所造成[4]。而二煉鋼廠結(jié)晶器水為閉路循環(huán)軟水，經(jīng)定期抽驗不存在水質(zhì)問題，需從上述其余方面著手。
　　3.3 銅板角縫超標(biāo)
　　角縫超標(biāo)的一般原因是：1）寬、窄面銅板變形。2）窄面銅板電鍍工藝未達使用標(biāo)準(zhǔn)。
　　4 提高結(jié)晶器銅板通鋼量的措施
　　4.1 結(jié)構(gòu)改進
　　當(dāng)前二煉鋼廠寬面銅板冷卻水縫寬為5mm，深度18、21mm，水槽數(shù)量分別為57條、38條，水槽間距為16.5mm（見圖1）。
　�。▓D1 寬面銅板水縫布置）
　　 改進方面：寬面銅板上部起始過度圓角R120仿照7#-9#板坯改為R60，如圖2所示。
　　
　　（圖2寬、窄面銅板改造前后過度圓角）
　　 4.2 銅板鍍層、修復(fù)工藝的改進
　　從09年2月份起，二煉鋼廠銅板鍍層材質(zhì)由NiFe改為NiCo。改進期間采取電鍍Co含量適當(dāng)提高，采取氨基磺酸等弱酸性電鍍液鹽進行電鍍，將原二次電鍍在改進期間采取氨基磺酸等弱酸性電鍍液鹽改為一次電鍍，電鍍時間延長，電鍍電流密度降低，電鍍完畢后增加熱處理程序、以消除應(yīng)力，加工完嚴(yán)格探傷。
　　4.3 澆注工藝的改進
　　1）水口插入深度、角度變化，操作保證液面波動在合理范圍內(nèi)
　　由于我廠生產(chǎn)的SPHC、Q215B等鋼種時，生產(chǎn)斷面都集中在1050-1280mm范圍內(nèi)的小斷面，生產(chǎn)過程中拉速較快，基本上穩(wěn)定在1.60m/min；在澆注過程中，結(jié)晶器液面和大斷面相比相對較活躍，對銅板的侵蝕程度加劇。在滿足現(xiàn)場實際生產(chǎn)要求的前提下，為了避開銅板上沿的冷卻水盲區(qū)并且減緩結(jié)晶器液面兩側(cè)鋼水的活躍程度，在水口插入深度、水口側(cè)孔角度和鋼水液位控制上進行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
　　原二煉鋼廠浸入式水口插入深度120-140mm并且插入深度偏上限控制，根據(jù)現(xiàn)場實際澆注斷面進行適時調(diào)整至120-150mm偏下限控制，以減緩結(jié)晶器兩側(cè)鋼水的活躍程度；另鋼水液面高度為80-90mm，已在此基礎(chǔ)上降低10-20mm（即按100-110mm控制），以避開冷卻水槽的圓弧段，使冷卻充分，降低圓弧段銅板的熱應(yīng)力；如圖1所示。原澆注Q235B（斷面<1300mm）鋼種時水口傾角為12°，現(xiàn)均調(diào)整為使用15°水口，盡可能縮小鋼液上下波動的范圍，以穩(wěn)定結(jié)晶器內(nèi)部熱力場的分布。
　　2）水量的調(diào)整
　　　　內(nèi)、外弧寬面冷卻水量均為195m3/h；則單位冷卻水槽截面積水流速=5.94m/s；在生產(chǎn)SPHC時因該鋼種熱流密度相對Q235B、Q345B大，且在小斷面、高拉速下，當(dāng)前采取提高內(nèi)、外弧寬面水量為215m3/h，則單位面積水槽水流速=6.55m/s；澆注Q235B時，內(nèi)外弧水流量均調(diào)整為200-205m3/h，則單位面積水槽水流速=6.09-6.24m/s。論文大全。（單側(cè)窄面水流量為30m3/h，則水槽中冷卻水流速=7.94m/s，未調(diào)）
　　冷卻水中，將結(jié)晶器進水溫度穩(wěn)定在40℃以內(nèi)，結(jié)晶器進出水溫差控制在6-10℃，通過對結(jié)晶器水量的調(diào)整，可以有效地減輕銅板母材的內(nèi)應(yīng)力，同時減輕進水溫度對銅板冷熱面溫度梯度的影響，減緩裂紋的產(chǎn)生。
　　3） 澆注通鋼量要求
　　 通鋼量在要求標(biāo)準(zhǔn)范圍不超過2萬噸即下線外委修復(fù)，不得連續(xù)拉坯超過標(biāo)準(zhǔn)2萬噸以上。
　　5 應(yīng)用效果
　　2010年1-2月份下線的寬面銅板，達到通鋼量下線銅板比例由19%提升到98%。經(jīng)廠家一次電鍍處理后上線的窄面銅板基本杜絕因角縫超標(biāo)下線；有效地降低了維修工的工作量和維修成本，提高了結(jié)晶器的周轉(zhuǎn)備用率。
　　7 結(jié)束語
　　7.1 改進銅板母材材質(zhì)、采用一次電鍍等工藝式保證銅板達過鋼量的重要因素；
　　7.2 改變銅板冷卻過渡圓角等結(jié)構(gòu)、改進澆注工藝——偏下限控制水口深度、控制鋼液面、采用15°水口澆注；并嚴(yán)格按照達到標(biāo)準(zhǔn)要求下線返修是提高通鋼量的重要因素。

參考文獻：
[1]高澤平，《連鑄結(jié)晶器銅板及鍍層的應(yīng)用進展》[J]，《特殊鋼》，2007年7月,2007年04期:P39,
[2] 本書編輯委員會，《煉鋼-連鑄新技術(shù)800問》[M],冶金工業(yè)出版社，2004年3月，P313～315
[3] 劉旭東，朱苗勇，程乃良，《金屬學(xué)報》，2006年10月，第42卷第10期：P1086
[4]王隆壽，結(jié)晶器銅板熱裂紋原因及對策，《寶鋼技術(shù)》，1995年01期，P20