宋衛(wèi)東 吳金鐘 吳志會(huì)

摘要：隨著現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的飛速發(fā)展，鋼鐵行業(yè)成為影響一個(gè)國(guó)家的工業(yè)化程度的主要因素之一。隨著各行各業(yè)對(duì)鋼鐵質(zhì)量日益增高的需求，許多新型煉鋼技術(shù)被引進(jìn)到鋼鐵企業(yè)中并得到廣泛應(yīng)用，效果在煉鋼連鑄工作中尤為明顯，大大提高了煉鋼連鑄的生產(chǎn)效率。以提高連鑄產(chǎn)品的質(zhì)量為行業(yè)發(fā)展目標(biāo)和追求，研究探索新型的煉鋼連鑄工藝，減少在目前的連鑄過(guò)程中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題將是整個(gè)煉鋼行業(yè)急需攻克的兩大技術(shù)要點(diǎn)。只有這樣才能滿足我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)需要更為優(yōu)質(zhì)的鋼鐵產(chǎn)品這一訴求，也只有這樣才能夠擴(kuò)大鋼鐵行業(yè)的市場(chǎng)，增加鋼鐵行業(yè)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵字：煉鋼連鑄，生產(chǎn)工藝，分析

引言：煉鋼連鑄技術(shù)在有效節(jié)約能源、提高金屬煉鋼產(chǎn)量和鑄坯的質(zhì)量等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的鑄鋼技術(shù)。所以合適的連鑄生產(chǎn)工藝可以推動(dòng)煉鋼連鑄行業(yè)的發(fā)展。煉鋼連鑄生產(chǎn)的主要步驟包括以下幾個(gè)：首先融化的鋼水在經(jīng)過(guò)水冷結(jié)晶器加工之后，會(huì)凝固成一層硬殼，接下來(lái)從結(jié)晶器的出口處拉出凝固的硬殼，然后對(duì)硬殼進(jìn)行噴水冷卻，等到全部凝固，最后對(duì)完全凝固好的半成品進(jìn)行切割，切割成具體尺寸的毛坯料。目前在金屬冶煉行業(yè)中，連鑄生產(chǎn)工藝除了鑄鋼之外，對(duì)于銅、鋁等材料也可以用于坯料鑄造。

1連鑄鋼坯缺陷來(lái)源

要針對(duì)煉鋼連鑄工藝進(jìn)行分析和研究，首先要清楚在煉鋼連鑄生產(chǎn)中存在的問(wèn)題和缺陷，才可以有針對(duì)性的進(jìn)行工藝研究和改進(jìn)。而連鑄鋼坯缺陷的形成主要是以下幾個(gè)原因?qū)е碌模ǔ煞莶粍?，中心疏松和穿晶，偏析，皮下氣泡，?nèi)部夾渣。

首先連鑄鋼坯成份不勻這一缺陷是由于吹氬時(shí)間短，導(dǎo)致鋼水?dāng)嚢璨怀浞郑绻€存在吹氬槍插入深度過(guò)淺，會(huì)導(dǎo)致鋼坯成分更加不勻;其次，連鑄鋼坯中心疏松和穿晶這一缺陷是因?yàn)殇撍牟馁|(zhì)導(dǎo)致的，如果鋼水碳成分較多，就會(huì)出現(xiàn)這一缺陷。如果還存在二次冷卻速度過(guò)快，也會(huì)導(dǎo)致這一缺陷;對(duì)于連鑄鋼坯偏析這一缺陷是由鋼坯冷卻速度和內(nèi)部化學(xué)成分這兩種因素共同決定的，在工程實(shí)踐中為了避免偏析，通常會(huì)采用降低冷卻速度的辦法;而對(duì)于連鑄鋼坯皮下氣泡這一缺陷是因?yàn)樵跐茶T過(guò)程中，空氣進(jìn)入鋼水中，造成了皮下氣泡的出現(xiàn)，在工程實(shí)踐中為了避免連鑄鋼坯皮下氣泡的出現(xiàn)，會(huì)對(duì)鋼水進(jìn)行脫氧處理，檢查保護(hù)渣是否受潮;最后連鑄鋼坯內(nèi)部夾渣則是由于鋼水內(nèi)部不純凈，雜質(zhì)多。

2連鑄工藝技術(shù)分析

隨著煉鋼連鑄生產(chǎn)的不斷發(fā)展，目前已經(jīng)形成了比較完善的煉鋼連鑄生產(chǎn)工藝，其中在行業(yè)內(nèi)應(yīng)用最為普遍的是薄板連鑄連軋工藝，也叫做緊湊式熱帶生產(chǎn)工藝，優(yōu)點(diǎn)在于工藝過(guò)程緊湊，生產(chǎn)時(shí)間短。工藝流程分為煉鋼、連鑄薄板坯、 剪切、加熱、高壓水除鱗和冷卻。除了薄板連鑄連軋工藝外，煉鋼連鑄行業(yè)內(nèi)還有許多其他各具特色并且已經(jīng)極為完善成熟的工藝，例如靈活性薄板坯軋制，CONROL工藝技術(shù)，QSP工藝技術(shù)。

2.1靈活性薄板坯軋制

靈活性薄板坯軋制通過(guò)提高薄板坯厚度，增加了軋機(jī)機(jī)架的方法保證了產(chǎn)品質(zhì)量和內(nèi)部組織的性能，三點(diǎn)除鱗、鐵素體軋制和半無(wú)頭軋制技術(shù)在其中也得到了應(yīng)用，靈活性薄板坯軋制工藝流程分為首先通過(guò)薄板坯連鑄機(jī)和旋轉(zhuǎn)式除鱗機(jī)，然后再隧道式加熱爐中進(jìn)行加熱，通過(guò)二次除鱗機(jī)，立輥軋機(jī)，粗軋機(jī)得到粗糙的半成品，最后經(jīng)過(guò)保溫輥道，精軋機(jī)，層流冷卻，地下卷取機(jī)等多道工序加工得到最終的產(chǎn)品。

2.2 CONROL工藝技術(shù)

CONROL工藝技術(shù)是由西門(mén)子奧鋼聯(lián)公司進(jìn)行研發(fā)和設(shè)計(jì)的，該公司在原有鋼板軋機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行修整和改造，最終研發(fā)出 CONROL 工藝技術(shù)支持下的鋼坯鑄造工藝。西門(mén)子奧鋼聯(lián)公司這一工藝技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)薄板鋼坯的鑄造 ，并且該工藝中由于鋼坯拉伸速度的降低，緩解和改善了以往加工工藝中出現(xiàn)的結(jié)晶器磨損這一問(wèn)題。除此之外工藝中將薄板鋼坯的長(zhǎng)度變小，這就意味著鋼水輸送到加熱爐的輥道的長(zhǎng)度也變小了，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。CONROL工藝技術(shù)的流程分為首先通過(guò)鋼包加熱爐和薄板坯連鑄機(jī)進(jìn)行加工處理，其次在步進(jìn)梁式加熱爐中加熱，最后經(jīng)過(guò)立輥軋機(jī)和可逆式粗軋機(jī)粗加工，在架精軋機(jī)和地下卷取機(jī)的精加工處理中得到成品。

2.3 QSP工藝技術(shù)

QSP工藝技術(shù)來(lái)自于日本鋼鐵企業(yè)，它主要針對(duì)中厚板坯的生產(chǎn)，QSP工藝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括連鑄機(jī)生產(chǎn)速度快，生產(chǎn)質(zhì)量高。QSP工藝生產(chǎn)流程和靈活性薄板坯軋制相似，不同之處在于薄板鋼坯剪切之后，輥底式隧道加熱爐會(huì)進(jìn)行二次加熱，軋機(jī)再加工后得到產(chǎn)品。

3.連鑄生產(chǎn)工藝優(yōu)化

連鑄生產(chǎn)工藝優(yōu)化是通過(guò)控制頭尾坯的質(zhì)量和數(shù)量以及含鈮鋼表面橫裂紋控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。前者的理論基礎(chǔ)是因?yàn)樵跓掍撨B鑄生產(chǎn)過(guò)程中，升速和降速的時(shí)間較長(zhǎng)的兩個(gè)階段分別是剛開(kāi)始澆鑄時(shí)（澆鑄速度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，逐漸提速），結(jié)束連鑄時(shí)（此時(shí)的速度呈現(xiàn)降低趨勢(shì)），過(guò)長(zhǎng)的升降速時(shí)間會(huì)引起這兩個(gè)階段的鋼坯質(zhì)量不同于生產(chǎn)中期階段的鋼坯質(zhì)量，生產(chǎn)中期階段的鋼坯質(zhì)量由于連鑄速度穩(wěn)定，質(zhì)量好，但是剛開(kāi)始澆鑄時(shí)和結(jié)束連鑄時(shí)的產(chǎn)品質(zhì)量則相對(duì)較差，這對(duì)連鑄件的整體質(zhì)量會(huì)造成極大的影響。因此要對(duì)連鑄生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化可以縮短剛開(kāi)始澆鑄時(shí)間和結(jié)束連鑄時(shí)間，大幅度減少頭尾坯的數(shù)量明，延長(zhǎng)連鑄生產(chǎn)中期時(shí)間，這一方法可以大幅度提高了連鑄生產(chǎn)的整體質(zhì)量，減少殘次品，不合格件的數(shù)量，增加經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品合格率。

對(duì)于含鈮鋼表面橫裂紋控制技術(shù)則是通過(guò)采用了鈮微合金化的成分設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品的低 溫沖擊韌性和焊接性能。不過(guò)該方法有一定缺陷，容易與鋼水中的碳、氮反應(yīng)得到化合物，增加鋼水雜質(zhì)。所以應(yīng)用這一方法優(yōu)化連鑄生產(chǎn)工藝時(shí)需要盡量將雜質(zhì)吹至鋼水表面，提前清除。

結(jié)語(yǔ)

鋼鐵企業(yè)的迅猛發(fā)展和高效生產(chǎn)，使得煉鋼連鑄生產(chǎn)工藝走入研發(fā)者的視野，在鋼鐵鑄造行業(yè)中，煉鋼連鑄效率和產(chǎn)品質(zhì)量成為制約因素。為滿足我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)需要更為優(yōu)質(zhì)的鋼鐵產(chǎn)品這一訴求，急需以提高連鑄產(chǎn)品的質(zhì)量為行業(yè)發(fā)展目標(biāo)和追求，進(jìn)行研究探索新型的煉鋼連鑄工藝，提高煉鋼連鑄生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量和增加經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]張劍君. 武鋼煉鋼連鑄工藝技術(shù)進(jìn)步與展望[C]. 中國(guó)金屬學(xué)會(huì).2015年全國(guó)煉鋼-連鑄過(guò)程協(xié)同優(yōu)化學(xué)術(shù)研討會(huì)會(huì)議資料.中國(guó)金屬學(xué)會(huì)：中國(guó)金屬學(xué)會(huì)，2015：94-106.

[2]劉青. 高品質(zhì)鋼煉鋼—連鑄過(guò)程的精益制造[C]. 中國(guó)金屬學(xué)會(huì)《連鑄》雜志.2014年高品質(zhì)鋼連鑄生產(chǎn)技術(shù)及裝備交流會(huì)論文集.中國(guó)金屬學(xué)會(huì)《連鑄》雜志：中國(guó)金屬學(xué)會(huì)，2014：90-99.

[3]殷瑞鈺. 中國(guó)煉鋼—連鑄技術(shù)進(jìn)步與新命題[N]. 中國(guó)冶金報(bào)，2014-08-07（005）.

[4]王宏斌. 宣鋼煉鋼連鑄工藝優(yōu)化和技術(shù)改造[C]. 中國(guó)金屬學(xué)會(huì)特鋼冶煉學(xué)術(shù)委員會(huì)、全國(guó)大電爐協(xié)調(diào)組、萊蕪鋼鐵股份有限公司特鋼廠.中國(guó)金屬學(xué)會(huì)特鋼分會(huì)，特鋼冶煉學(xué)術(shù)委員會(huì)2009年會(huì)論文集.中國(guó)金屬學(xué)會(huì)特鋼冶煉學(xué)術(shù)委員會(huì)、全國(guó)大電爐協(xié)調(diào)組、萊蕪鋼鐵股份有限公司特鋼廠：中國(guó)金屬學(xué)會(huì)，2009：287-293.

[5]潘秀蘭，王艷紅，王赫男.國(guó)內(nèi)外煉鋼、連鑄專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].冶金信息導(dǎo)刊，2003（01）：11-13.