论文部分内容阅读
摘要：随着我国建筑行业的飞速发展与社会经济的快速发展，对中薄板坯连铸动态轻压下技术应用提出了更高要求。连铸过程中由于中心偏析、铸坯中心疏松等多方面原因，对铸坯内部质量与加工性能产生不利影响。基于此，本文结合实践对中薄板坯连铸动态轻压下应用状况进行深入分析与探究，为相关人士提供借鉴与帮助。
关键词：中薄板坯连铸动态轻压下；中心疏松；中心偏析
随着建筑的规模以及数量在不断的扩大与增加，在连铸过程中由于多方面因素的限制，使得钢水凝固收缩产生一系列问题，严重影响铸坯质量与使用效能。
中薄板坯连铸动态轻压下技术可以有效改善铸坯中心疏松与中心偏析问题，保证铸坯内部质量与使用安全。因此，对中薄板坯连铸动态轻压下技术应用进行探究具有深远的现实意义。
1、连铸技术的概述
连续铸钢是钢铁工业发展中重要的重要内容，而连铸技术是随着钢铁工业发展起来的一种新型工艺，在很大程度上提高了生产效率，保证了钢铁质量，为促进社会经济的发展与钢铁工业的可持续发展提供了积极的促进作用。自新中国成立以来，我国的钢铁产业一直子在不断的增长，特别是在改革开放以后，每年我国的钢铁产量以300万吨不断的增长，使得我国成为了世界上的产钢大国，我国的钢结构建筑也随之得到快速的发展。钢水在连铸机内凝固成型过程是炼钢生产流程中的关键环节，在连铸机内凝固成型过程一旦出现任何问题或者其他异常现象，都直接影响着产品质量以及后期的使用效益。
我国的连铸技术应用比较晚，无论是实践研究还是理论上的研究都还不够成熟，处于发展的初期阶段，对其了解的还不够充分，所以导致我国的钢铁工业发展的比较缓慢。现阶段，连铸已经在冶金工业中得到大规模运用，连铸比高低成为一个国家钢铁工作技术水平的重要标志。
2、中薄板坯連铸动态轻压下技术的原理
中薄板坯连铸动态轻压下技术是在铸坯出结晶器后，通过收缩二冷段的辊缝对坯壳施加挤压，液芯保留在其中，然后经过二冷段，液芯不断收缩，直到薄板坯全部凝固。在整个铸坯凝固过程中，在压下辊的作用下与外界动力相结合，由于受到强大压力会向内挤压钢水，芯部钢水呈现对流运动，也就是说芯部钢水速度与浓度必须符合生产相关要求，从而使正在凝固的钢液与其他材质发生混合。
3、中薄板坯连铸动态轻压下技术的应用分析
3.1 ISP工艺
ISP工艺是第一个在工业条件下使用的液芯轻压下技术，并且成为世界上多种中薄板坯连铸连扎流程的重要工艺。典型的薄板坯连铸连轧工艺流程由炼钢（电炉或转炉）—炉外精炼—薄板坯连铸—连铸坯加热—热连轧等五个单元工序组成。该工艺将过去的炼钢厂和热轧厂有机地压缩、组合到一起，缩短了生产周期，降低了能量消耗，从而大幅度提高经济效益。薄板坯连铸机为弧形，在整个浇筑过程中由于受到多方面因素的影响，对于结晶厚度有一定的要求。一般情况下，铸坯出结晶器时的厚度为60毫米，结晶器下扇形0段由12对辊组合而成。内弧整个状态是一个钳式结构，并且在液压缸所施加的作用下可以将辊缝调整成锥形，然后对铸坯继续施加压力，这是对铸坯整体施加压力，但是对于扇子形状的辊子可以单独施加，也就是说在遇到扇形棍子的时候，操作人员可以对每个棍子单独施加压力，不需要统一进行，经过液芯轻压之后，铸坯厚度会由原来的60毫米减到45毫米。
3.1.1 技术实质
应用先进的近终型连铸技术，将铸出的板坯厚度减薄到一临界区间，省去传统的热轧板带机组中的粗轧机架，在连铸机和连轧机之间给予较小的热量补充，直接通过精轧机组轧成热轧带卷。使从钢液进入结晶器到热轧卷取完毕的时间缩短到15～30min。
3.1.2 关键技术
薄板坯连铸连轧工艺和传统工艺相比，关键在于突破了传统的工艺概念，采用了许多先进的新技术、新装备。
3.2 FISC工艺
意大利的ABS钢厂试验在薄板坯连铸机上取得了生产经验，可以说是世界上在薄板坯连铸机上实现动态轻压下技术的体第一个国家。然后加拿大在薄板坯连铸机借鉴与学习了意大利的动态轻压下装置进行第一次浇筑结晶器，其厚度是90毫米的铸坯，最终经过轻压下后的厚度为70毫米。FISC工艺流程中采用的凸透镜形的H2结晶器。结晶器出口是一个鼓肚形状辊子，并且在结晶器出口处设置了一个组带孔型的辊子。与异型辊形成的扇形0段具有较大区别，结晶器下方是一个液压钢调节的锥度，在外界压力作用下0段的各个扇形段均是5对辊组整体转动，并且每个扇形段在各自的运作过程中都会受到液压钢的驱动，也就是说液压缸带来的驱动力促进其独立前进。FISC工艺最大的优势是调节辊缝的大小以及锥度的长短。除了以上优势外，FISC工艺还可以提供动态液芯长度控制系统，在调节范围内，将各种类型的辊组合起来，但是会受到相邻两个扇形段间铸坯厚度的影响，也就说相邻两个扇形段铸坯厚度被压缩之后会呈现平滑的斜度变化。
4、中薄板坯连铸动态轻压下技术的效果分析
首先，对流运动会促使钢液均匀化，也就是说由于受到压下辊的作用，最终使得钢液的成分趋向均等。随着芯部钢水的对流运动，周期的温度会随之上升，在轻压下产生的对流运动，使得晶端和钢液连接之后，将其融合和偏析较小的钢液混合，最终被稀释。其次，采用大型机械设备作用于液芯区，进一步扩大液芯区的范围，在这个过程中可能由于压力大或者受到其他外界因素影响形成裂缝，为了避免裂缝的产生，必须采用液芯轻压下技术，严格依据浇筑时的工艺参数以及操作要求来计算凝固断面的形状、坯壳厚度以及液芯率等达到瞬时固化的目的。由于材料选用不合理非常容易造成内部的收缩增大，从而产生结构发生裂缝。在配比时会涉及到多种原材料，所使用的矿物参合物以及添加剂等都会影响到晶状自缩情况。而且在搅拌过程中很容易受到外界环境以及周围气候的影响，在搅拌的过程中会不断的流失水分，当外界气温过高时，水分会蒸发的较快，在轻压下的终点，再通过机械作用，使得枝状晶端部发生收缩现象，进而导致裂缝现象。如果外界的气温过低时，晶端结构内部的温度与外界的温度会形成明显差异，从而造成出现裂缝，加快晶核化。 5、中薄板坯连铸动态轻压下技术应用需要注意的事项
通过中薄板坯连铸动态轻压下技术应用分析，在液芯轻压过程中的凝固传热与应力变形行为的研究结果表明，带液芯铸坯在轻压过程中存在一定问题，尤其是受到外界压力冲击之下，会形成内部裂纹的危险。中薄板坯连铸动态轻压下技术可以调节薄板坯连铸与连轧之间的铸坯厚度匹配度，同时还可以改善铸坯的内部结构与整体质量，从而被广泛应用到各种 薄板坯连铸连轧生产各个环节中。其次，中薄板坯连铸动态轻压下技术通过逐渐收缩二冷段的辊缝对带液芯的铸坯，根据铸坯的结构与外在形式实施不同程度地轻压，在线轻压下，大方坯与 常规的厚板坯在凝固末端的轻压下会产生不同的效果，为了减少带液芯坯内部裂缝问题，在各个辊上的分布与程度受轻压下的整个过程中，尽量减少固界面的应力限制。
6、结束语
综上所述，随着科学技术与社会经济的快速发展不断完善，连铸技术被引入到薄板坯连铸机上，中薄板坯连铸动态轻压下技术不仅解决了连铸与连轧之间的厚度匹配问题，还进一步完善了铸坯的内部结构与组织，减少铸坯中心偏析现象，最终成品质量与薄结晶器厚度效果更佳，这大大提高了薄板连铸生产产品的质量。薄板坯连铸连轧是生产热轧板卷的新一代工艺流程，与传统工艺流程相比，在节约投资、缩短生产周期、提高成材率、降低生产成本等方面有明显优势。薄板坯连铸连轧技术最初是为电炉短流程小钢厂生产板带而开发的。鉴于它在技术和经济效益方面显示出的巨大优势，逐渐受到了许多大型钢铁联合企业的重视，目前已成功地嫁接到传统的高炉—转炉长流程钢铁生产工艺中。
参考文献：
[1]包闊；张俊粉；尹志尧；胡心光；；承钢钒微合金化C610L连铸坯高温热塑性行为研究[A]；河北省2016年炼钢连铸生产技术与学术交流会论文集[C]；2016年.
[2]曾智；赵洪强；王叶婷；国兴龙；孙立根；张家泉；；板坯连铸粘结过程中粘结点和热点行为研究[A]；2017年第九届全国连铸学术会议论文集[C]；2017年.
[3]周学禹；程玉君；王伟；李艳峰；黄春华；；微合金钢连铸坯表面横裂纹的研究[A]；2017年第九届全国连铸学术会议论文集[C]；2017年.
[4]周学禹；徐立山；高建国；薛启河；板坯表面纵裂纹分析及控制措施[A]；2017年第九届全国连铸学术会议论文集[C]；2017年.
（作者单位：河钢集团宣钢公司）
关键词：中薄板坯连铸动态轻压下；中心疏松；中心偏析
随着建筑的规模以及数量在不断的扩大与增加，在连铸过程中由于多方面因素的限制，使得钢水凝固收缩产生一系列问题，严重影响铸坯质量与使用效能。
中薄板坯连铸动态轻压下技术可以有效改善铸坯中心疏松与中心偏析问题，保证铸坯内部质量与使用安全。因此，对中薄板坯连铸动态轻压下技术应用进行探究具有深远的现实意义。
1、连铸技术的概述
连续铸钢是钢铁工业发展中重要的重要内容，而连铸技术是随着钢铁工业发展起来的一种新型工艺，在很大程度上提高了生产效率，保证了钢铁质量，为促进社会经济的发展与钢铁工业的可持续发展提供了积极的促进作用。自新中国成立以来，我国的钢铁产业一直子在不断的增长，特别是在改革开放以后，每年我国的钢铁产量以300万吨不断的增长，使得我国成为了世界上的产钢大国，我国的钢结构建筑也随之得到快速的发展。钢水在连铸机内凝固成型过程是炼钢生产流程中的关键环节，在连铸机内凝固成型过程一旦出现任何问题或者其他异常现象，都直接影响着产品质量以及后期的使用效益。
我国的连铸技术应用比较晚，无论是实践研究还是理论上的研究都还不够成熟，处于发展的初期阶段，对其了解的还不够充分，所以导致我国的钢铁工业发展的比较缓慢。现阶段，连铸已经在冶金工业中得到大规模运用，连铸比高低成为一个国家钢铁工作技术水平的重要标志。
2、中薄板坯連铸动态轻压下技术的原理
中薄板坯连铸动态轻压下技术是在铸坯出结晶器后，通过收缩二冷段的辊缝对坯壳施加挤压，液芯保留在其中，然后经过二冷段，液芯不断收缩，直到薄板坯全部凝固。在整个铸坯凝固过程中，在压下辊的作用下与外界动力相结合，由于受到强大压力会向内挤压钢水，芯部钢水呈现对流运动，也就是说芯部钢水速度与浓度必须符合生产相关要求，从而使正在凝固的钢液与其他材质发生混合。
3、中薄板坯连铸动态轻压下技术的应用分析
3.1 ISP工艺
ISP工艺是第一个在工业条件下使用的液芯轻压下技术，并且成为世界上多种中薄板坯连铸连扎流程的重要工艺。典型的薄板坯连铸连轧工艺流程由炼钢（电炉或转炉）—炉外精炼—薄板坯连铸—连铸坯加热—热连轧等五个单元工序组成。该工艺将过去的炼钢厂和热轧厂有机地压缩、组合到一起，缩短了生产周期，降低了能量消耗，从而大幅度提高经济效益。薄板坯连铸机为弧形，在整个浇筑过程中由于受到多方面因素的影响，对于结晶厚度有一定的要求。一般情况下，铸坯出结晶器时的厚度为60毫米，结晶器下扇形0段由12对辊组合而成。内弧整个状态是一个钳式结构，并且在液压缸所施加的作用下可以将辊缝调整成锥形，然后对铸坯继续施加压力，这是对铸坯整体施加压力，但是对于扇子形状的辊子可以单独施加，也就是说在遇到扇形棍子的时候，操作人员可以对每个棍子单独施加压力，不需要统一进行，经过液芯轻压之后，铸坯厚度会由原来的60毫米减到45毫米。
3.1.1 技术实质
应用先进的近终型连铸技术，将铸出的板坯厚度减薄到一临界区间，省去传统的热轧板带机组中的粗轧机架，在连铸机和连轧机之间给予较小的热量补充，直接通过精轧机组轧成热轧带卷。使从钢液进入结晶器到热轧卷取完毕的时间缩短到15～30min。
3.1.2 关键技术
薄板坯连铸连轧工艺和传统工艺相比，关键在于突破了传统的工艺概念，采用了许多先进的新技术、新装备。
3.2 FISC工艺
意大利的ABS钢厂试验在薄板坯连铸机上取得了生产经验，可以说是世界上在薄板坯连铸机上实现动态轻压下技术的体第一个国家。然后加拿大在薄板坯连铸机借鉴与学习了意大利的动态轻压下装置进行第一次浇筑结晶器，其厚度是90毫米的铸坯，最终经过轻压下后的厚度为70毫米。FISC工艺流程中采用的凸透镜形的H2结晶器。结晶器出口是一个鼓肚形状辊子，并且在结晶器出口处设置了一个组带孔型的辊子。与异型辊形成的扇形0段具有较大区别，结晶器下方是一个液压钢调节的锥度，在外界压力作用下0段的各个扇形段均是5对辊组整体转动，并且每个扇形段在各自的运作过程中都会受到液压钢的驱动，也就是说液压缸带来的驱动力促进其独立前进。FISC工艺最大的优势是调节辊缝的大小以及锥度的长短。除了以上优势外，FISC工艺还可以提供动态液芯长度控制系统，在调节范围内，将各种类型的辊组合起来，但是会受到相邻两个扇形段间铸坯厚度的影响，也就说相邻两个扇形段铸坯厚度被压缩之后会呈现平滑的斜度变化。
4、中薄板坯连铸动态轻压下技术的效果分析
首先，对流运动会促使钢液均匀化，也就是说由于受到压下辊的作用，最终使得钢液的成分趋向均等。随着芯部钢水的对流运动，周期的温度会随之上升，在轻压下产生的对流运动，使得晶端和钢液连接之后，将其融合和偏析较小的钢液混合，最终被稀释。其次，采用大型机械设备作用于液芯区，进一步扩大液芯区的范围，在这个过程中可能由于压力大或者受到其他外界因素影响形成裂缝，为了避免裂缝的产生，必须采用液芯轻压下技术，严格依据浇筑时的工艺参数以及操作要求来计算凝固断面的形状、坯壳厚度以及液芯率等达到瞬时固化的目的。由于材料选用不合理非常容易造成内部的收缩增大，从而产生结构发生裂缝。在配比时会涉及到多种原材料，所使用的矿物参合物以及添加剂等都会影响到晶状自缩情况。而且在搅拌过程中很容易受到外界环境以及周围气候的影响，在搅拌的过程中会不断的流失水分，当外界气温过高时，水分会蒸发的较快，在轻压下的终点，再通过机械作用，使得枝状晶端部发生收缩现象，进而导致裂缝现象。如果外界的气温过低时，晶端结构内部的温度与外界的温度会形成明显差异，从而造成出现裂缝，加快晶核化。 5、中薄板坯连铸动态轻压下技术应用需要注意的事项
通过中薄板坯连铸动态轻压下技术应用分析，在液芯轻压过程中的凝固传热与应力变形行为的研究结果表明，带液芯铸坯在轻压过程中存在一定问题，尤其是受到外界压力冲击之下，会形成内部裂纹的危险。中薄板坯连铸动态轻压下技术可以调节薄板坯连铸与连轧之间的铸坯厚度匹配度，同时还可以改善铸坯的内部结构与整体质量，从而被广泛应用到各种 薄板坯连铸连轧生产各个环节中。其次，中薄板坯连铸动态轻压下技术通过逐渐收缩二冷段的辊缝对带液芯的铸坯，根据铸坯的结构与外在形式实施不同程度地轻压，在线轻压下，大方坯与 常规的厚板坯在凝固末端的轻压下会产生不同的效果，为了减少带液芯坯内部裂缝问题，在各个辊上的分布与程度受轻压下的整个过程中，尽量减少固界面的应力限制。
6、结束语
综上所述，随着科学技术与社会经济的快速发展不断完善，连铸技术被引入到薄板坯连铸机上，中薄板坯连铸动态轻压下技术不仅解决了连铸与连轧之间的厚度匹配问题，还进一步完善了铸坯的内部结构与组织，减少铸坯中心偏析现象，最终成品质量与薄结晶器厚度效果更佳，这大大提高了薄板连铸生产产品的质量。薄板坯连铸连轧是生产热轧板卷的新一代工艺流程，与传统工艺流程相比，在节约投资、缩短生产周期、提高成材率、降低生产成本等方面有明显优势。薄板坯连铸连轧技术最初是为电炉短流程小钢厂生产板带而开发的。鉴于它在技术和经济效益方面显示出的巨大优势，逐渐受到了许多大型钢铁联合企业的重视，目前已成功地嫁接到传统的高炉—转炉长流程钢铁生产工艺中。
参考文献：
[1]包闊；张俊粉；尹志尧；胡心光；；承钢钒微合金化C610L连铸坯高温热塑性行为研究[A]；河北省2016年炼钢连铸生产技术与学术交流会论文集[C]；2016年.
[2]曾智；赵洪强；王叶婷；国兴龙；孙立根；张家泉；；板坯连铸粘结过程中粘结点和热点行为研究[A]；2017年第九届全国连铸学术会议论文集[C]；2017年.
[3]周学禹；程玉君；王伟；李艳峰；黄春华；；微合金钢连铸坯表面横裂纹的研究[A]；2017年第九届全国连铸学术会议论文集[C]；2017年.
[4]周学禹；徐立山；高建国；薛启河；板坯表面纵裂纹分析及控制措施[A]；2017年第九届全国连铸学术会议论文集[C]；2017年.
（作者单位：河钢集团宣钢公司）