連鑄機(jī)的運(yùn)用

廠家：連鑄機(jī)的運(yùn)用日期：：2020-07-29 瀏覽次數(shù)： 147

? ? 俄羅斯鋼鐵廠生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)型材，主要用于汽車結(jié)構(gòu)。隨著機(jī)械制造產(chǎn)品的改善，對材料質(zhì)量的要求更高了，這就必須改進(jìn)工藝和鋼的生產(chǎn)設(shè)備。白俄羅斯鋼鐵廠1998年決定對初軋板坯連鑄進(jìn)行改造，該連鑄機(jī)是用于在截面為300mm×400mm和250mm×300mm的鑄坯上澆鑄鋼。采用的技術(shù)方案有使用帶有鉻鍍層的結(jié)晶器、電磁攪拌設(shè)備、新的二次冷卻系統(tǒng)、連鑄管理系統(tǒng)，這些使鑄機(jī)的生產(chǎn)率提高了1.5倍。超聲波檢測表明，降低了板坯廢品率，提高了初軋鋼坯的宏觀構(gòu)造，減少了碳、硫、磷的偏析。
　但是，改造不能消除有表面缺陷的廢品，主要是縱裂紋，以及微觀缺陷“偏析裂紋”。此外，扇形段輥子的穩(wěn)定性降到80～100爐次。為此，決定通過對用普鋼(45，45XΓHM)制成的鋼坯的典型缺陷進(jìn)行金相研究的方法來改善金屬質(zhì)量。通過計算在鋼坯和設(shè)備件中產(chǎn)生的負(fù)載來分析大方坯連鑄機(jī)的工作。
　 “縱向裂紋”缺陷呈現(xiàn)非周期性。裂紋特點是結(jié)晶狀的；它們發(fā)生在結(jié)晶器凝固時，存在外來質(zhì)點的鋼的易裂溫度區(qū)。裂紋的不連續(xù)性、熔化極限、存在擴(kuò)散氧化物、脫碳層的氧化皮，這些都證實了猜想。對宏觀斷口的研究表明，在裂縫擴(kuò)展區(qū)的金屬組織很粗糙，斷口在柱狀結(jié)晶區(qū)。鋼坯表面附近的基體金屬組織是珠光體和鐵素體(粒狀)和魏氏組織，珠光體中的滲碳體是片狀的；甚至可看見索氏體和屈氏體。對鋼坯的貼切評價是，組織變成帶鐵素體網(wǎng)的珠光體。鐵素體網(wǎng)有魏氏組織結(jié)構(gòu)。在裂縫內(nèi)部可見含有鈦、鉀、鈉成分的鈣和錳的鋁硅酸鹽夾雜物，除了這些夾雜物外，在裂縫的近表面區(qū)可見到金屬銅和鉻的顆粒，而且鉻的顆粒表面已氧化。據(jù)此，可以確定，裂縫的形成是發(fā)生在結(jié)晶器中，以后的擴(kuò)展出現(xiàn)在二次冷卻區(qū)。裂縫產(chǎn)生原因是熱沖擊和機(jī)械負(fù)載。即，由于機(jī)械工藝軸線的偏移導(dǎo)致鋼坯移向結(jié)晶器一邊，結(jié)果是疇坯的表皮與鋼制側(cè)板過緊地接觸。這說明存在結(jié)晶器的金屬顆粒和其涂層，銅制側(cè)板周邊有較高不均勻的磨損。
　主要的宏觀缺陷偏析裂紋是在結(jié)晶前沿產(chǎn)生裂紋，當(dāng)消除裂紋時，裂紋中又吸入了偏析物。當(dāng)應(yīng)力(和熱應(yīng)力、鋼水靜壓力應(yīng)力、鋼坯出爐產(chǎn)生的摩擦力、外部負(fù)載產(chǎn)生的摩擦力、收縮應(yīng)力)超過結(jié)晶溫度下鋼的強(qiáng)度極限時，裂紋在鑄坯的坯殼產(chǎn)生。根據(jù)分析得知，缺陷出現(xiàn)率取決于扇形段輥子變化后澆鑄的爐次數(shù)。這表明，由于外部負(fù)載而產(chǎn)生的應(yīng)力是缺陷產(chǎn)生的基本原因。缺陷埋藏深度距外表面30～40mm，因此缺陷是發(fā)生在結(jié)晶前沿，那么它的位置可以用公式確定：H=k(L/v)1/2，其中H是坯殼裂紋(偏析裂紋埋藏深度)，cm；L是從彎月面到缺陷產(chǎn)生位置的距離，m；v是初軋鋼坯拉伸速度，cm/min1/2；當(dāng)初軋鋼坯拉伸速度為0.6m/min時，缺陷產(chǎn)生在距彎月面1.2m處，即在扇形段輥子表面部分。
　為了確定設(shè)備工作條件對觀察到的缺陷產(chǎn)生的影響，要分析大方坯連鑄機(jī)的設(shè)備結(jié)構(gòu)特點和其對鋼坯的力作用。分析和計算結(jié)果表明，在搖擺裝置臺上的結(jié)晶器固定裝置是這樣完成的，該組合件由8個M20螺栓懸掛在框架底部，框架承受結(jié)晶器上的外部負(fù)載(圖1)。螺紋接合受到交變周期性的負(fù)載，當(dāng)發(fā)生結(jié)晶器外部振動時，導(dǎo)致生產(chǎn)過程中牽引的減弱，導(dǎo)致產(chǎn)生接合間隙。此外，結(jié)晶器的每個側(cè)面，包括銅板和鋼板，用兩個螺栓獨立地固定到框架上，由于螺栓受力不均和不同的金屬可壓潰性，導(dǎo)致結(jié)晶器帶有銅板接合開口的工作室變形。由于結(jié)晶器懸掛固定在標(biāo)高+13726處而產(chǎn)生側(cè)向負(fù)載，出現(xiàn)銅板低段的較高作業(yè)量，產(chǎn)生傾斜力矩，結(jié)晶器產(chǎn)生傾斜和振動。結(jié)晶器框架固定到搖擺臺的準(zhǔn)確性用帶錐形頭的柱銷還不夠，尤其是缺乏導(dǎo)向輥調(diào)諧和結(jié)晶器橫向陳列的調(diào)準(zhǔn)方法。搖擺臺和框架的工作量和接合變形、結(jié)晶器框架的兩個支座中每個的容差區(qū)的相對值導(dǎo)致偏斜。通過兩個曲軸偏心輪軋輥的電傳動產(chǎn)生振動。結(jié)晶器移動軌跡通過兩個彈簧來確定，彈簧與搖擺臺聯(lián)在一起。缺乏運(yùn)動交叉和自由度產(chǎn)生了作用在彈簧上的側(cè)分力。彈簧架按照高度單排被完成，當(dāng)連接高度不夠時，導(dǎo)致結(jié)晶器搖擺軌跡的振動和偏差。沒有清晰表現(xiàn)出來的支點和停靠表面，相對它們來說，結(jié)晶器和較低排列的扇形段輥子的連接位置固定，甚至其在動態(tài)和靜態(tài)搖擺臺上的檢查方法都是固定的。此外，熱計算表明，不在結(jié)晶器的鋼板和銅板中銑削的拎卻通道，熱傳導(dǎo)不是最有利，引起銅板軟化。由于所述的原因，當(dāng)鋼坯移向一側(cè)時，導(dǎo)致了結(jié)晶器中的不均勻傳熱，引發(fā)了鋼坯外殼的熱應(yīng)力增加，甚至產(chǎn)生側(cè)向負(fù)載，這又導(dǎo)致結(jié)晶器的外殼中和扇形段輥子表面部分機(jī)械應(yīng)力的增加，導(dǎo)致結(jié)晶器表面損壞，導(dǎo)致渣從外殼和鑄坯之間的間隙壓出，導(dǎo)致引發(fā)渣顆粒和結(jié)晶器損壞的材料落入已生成的裂紋中。總之，結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)和搖擺裝置的結(jié)構(gòu)對鋼坯表面上產(chǎn)生的縱裂紋及部分的偏析裂紋，甚至是扇形段輥子的堅固性有顯著的影響。