鐘靜波（首秦金屬材料有限公司,河北　秦皇島　066326）

提高倒角銅板角部耐磨性研究

鐘靜波
（首秦金屬材料有限公司,河北秦皇島066326）

摘要：對倒角銅板角部磨損原因進行分析，角部磨損對鑄坯質(zhì)量的影響進行了系統(tǒng)分析，通過對角部鍍層和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，提高倒角銅板角部的耐磨性。也提高鑄坯質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：連鑄板坯;倒角銅板;耐磨性;角部縱裂紋

1　首秦公司概況

秦皇島首秦金屬材料有限公司（以下簡稱首秦公司）于2003年5月3日開工建設(shè)，2006年10月20日實現(xiàn)鐵、鋼、坯、軋全流程貫通。生產(chǎn)的連鑄坯主要供給首秦的4300mm和秦中板的3300mm中厚板軋機，為直弧型多點漸進彎曲和多點矯直的單流板坯連鑄機，配有結(jié)晶器液面自動控制、結(jié)晶器在線調(diào)寬、結(jié)晶器液壓振動、扇形段遠程自動輥縫調(diào)節(jié)、動態(tài)二冷配水以及動態(tài)輕壓下等先進技術(shù)。

2　研究背景

在鋼鐵企業(yè)面臨市場競爭壓力巨大的情況下，如何以低價的成本生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品是目前降本的主要手段，含Nb（B）鋼角部橫裂紋是大板坯的主要角部缺陷，尤其對于軋制厚板來說，切除角部裂紋是目前的主要手段，切角處理造成成本的增加以及鋼坯物流的緊張，通過倒角的形式緩解提高角部溫度從而弱化其彎曲矯直力，從而避免角部橫裂紋；但是，作為倒角結(jié)晶器來說，其負(fù)面影響角部縱裂紋發(fā)生的幾率逐步增大，倒角銅板的使用壽命也大大降低。

根據(jù)首秦鋼廠下線的大倒角窄面銅板情況，因首秦工藝限制拉速較低，拉速為0.8～0.95m/min，造成大倒角銅板過鋼量較低，其原因是在結(jié)晶器窄面銅板下口，鑄坯與銅板之間產(chǎn)生不均勻的摩擦，因在下口處鑄坯形成坯殼較厚，而且較硬，造成下口銅板鍍層磨損比較嚴(yán)重，又因鑄坯尖角與中間部位收縮不一致，導(dǎo)致窄面銅板下口兩端比中間部分磨損嚴(yán)重，致使窄面銅板過鋼量較低，提前下線。同時，由于角部磨損嚴(yán)重，倒角部位容易所產(chǎn)生氣隙，氣隙的產(chǎn)生使得倒角部位坯殼向結(jié)晶器的傳熱慢、坯殼溫度高而且薄弱；另一方面，遠離角部的坯殼與結(jié)晶器銅板接觸良好，坯殼向結(jié)晶器的傳熱快、坯殼相對較厚，結(jié)晶器內(nèi)連鑄坯坯殼表面由于凝固收縮而產(chǎn)生拉應(yīng)力，應(yīng)力容易集中在坯殼薄弱、溫度高的倒角角部坯殼上，從而在坯殼倒角部位產(chǎn)生縱裂紋。

3　方法介紹

為了提高窄面銅板的過鋼量，延長窄面銅板的使用壽命，減少鑄坯的角部縱裂紋。將窄面銅板的基體結(jié)構(gòu)以及窄面銅板表面的基體結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計改進。

（1）在倒角面周邊采用了變錐度的設(shè)計，即從倒角面與寬面銅板交匯處往窄面銅板方向，倒角自身有一個逐漸變化的倒錐度。

（2）對結(jié)晶器窄面銅板表面的鍍層結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改進，來提高窄面銅板過鋼量。原窄面銅板上口鍍層厚0.3mm，下口鍍層厚度2mm,基體結(jié)構(gòu)也是跟隨鍍層結(jié)構(gòu)一致，現(xiàn)改為從下口算起高0～300mm倒角處，距離兩邊部長0～50mm處，基體比原基體低0.5～1mm，鍍層變?yōu)?.5～3mm，其余下口為2mm，跟隨銅板結(jié)構(gòu)以及鍍層結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，即下口鍍層不一致。具體如上圖所示：

改進前

改進后

4　試驗效果

（1）通過大倒角結(jié)構(gòu)多次設(shè)計改進、采用最合理的角度倒角以及倒角面的倒錐度設(shè)計技術(shù)，有效避免倒角坯角部縱裂紋的發(fā)生，對改善連鑄坯角橫裂紋取得了顯著的效果，同時，連鑄板坯倒角結(jié)晶器對消除鋼板邊部折疊缺陷也具有良好的效果，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

（2）通過鍍層結(jié)構(gòu)改進，大大減少了銅板的磨損量，在首秦公司使用時最低過鋼量達4.2萬噸以上（原設(shè)計過鋼量3萬噸），在在首遷公司使用最高過鋼量達9萬噸（原設(shè)計過鋼量4.5萬噸）。實踐證明，此設(shè)計改進提高了銅板的過鋼量，此改進后的銅板過鋼量與原設(shè)計的銅板過鋼量提高近一倍左右。

5　結(jié)論

倒角結(jié)晶器的開發(fā)有著深遠的影響和巨大的社會效益。近些年來，國內(nèi)外各鋼鐵企業(yè)均面臨鑄坯質(zhì)量不穩(wěn)定、角部裂紋頻發(fā)的困境，并且為公認(rèn)的冶金界難題。倒角結(jié)晶器的成功開發(fā)為板坯連鑄提供了新的思路，不僅對改善鑄坯質(zhì)量有著積極的作用，而且在消除鋼板邊部缺陷方面也體現(xiàn)了良好的效果。倒角銅板使用壽命的增加更在節(jié)約成本和改善鑄坯質(zhì)量方面有著深遠的意義和影響。

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