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構的優(yōu)化設計，提高倒角銅板角部的耐磨性。也提高鑄坯質(zhì)量。

關鍵詞：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，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，配有結晶器液面自動控制、結晶器在線調(diào)寬、結晶器液壓振動、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。

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，作為倒角結晶器來說，其負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重，又因鑄坯尖角與中間部位收縮不一致，導致窄面銅板下口兩端比中間部分磨損嚴重，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晶器銅板接觸良好，坯殼向結晶器的傳熱快、坯殼相對較厚，結晶器內(nèi)連鑄坯坯殼表面由于凝固收縮而產(chǎn)生拉應力，應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構以及窄面銅板表面的基體結構進行了設計改進。

（1）在倒角面周邊采用了變錐度的設計，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）對結晶器窄面銅板表面的鍍層結構進行設計改進，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,基體結構也是跟隨鍍層結構一致，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，跟隨銅板結構以及鍍層結構發(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）通過大倒角結構多次設計改進、采用最合理的角度倒角以及倒角面的倒錐度設計技術，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）通過鍍層結構改進，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（原設計過鋼量4.5萬噸）。實踐證明，此設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計的銅板過鋼量提高近一倍左右。

5　結論

倒角結晶器的開發(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，并且為公認的冶金界難題。倒角結晶器的成功開發(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。

參考文獻:

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