劉峰

摘 要：連續(xù)矯直技術(shù)是連續(xù)鑄鋼領(lǐng)域一項重要的板坯連鑄技術(shù)，能有效緩解板坯中間裂紋發(fā)生，提升板坯連鑄效率。本文對連續(xù)矯直技術(shù)在板坯連鑄中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：板坯連鑄；連續(xù)矯直；輥列

1 引言

隨著連鑄技術(shù)的快速發(fā)展，越來越重視對高效連鑄技術(shù)的研究和應(yīng)用?！案呃佟笔菍崿F(xiàn)高效連鑄的關(guān)鍵，高拉速條件下，連鑄機矯直類型大多是處于帶液芯矯直狀態(tài)， 對于液芯矯直時兩相區(qū)的允許值有著嚴(yán)格的要求，要求相應(yīng)的變形率和變形速率要恒定控制在允許值范圍內(nèi)，連鑄機的矯直技術(shù)必須不斷的創(chuàng)新和發(fā)展。當(dāng)前連續(xù)矯直技術(shù)得到了快速發(fā)展和應(yīng)用，多點矯直技術(shù)中每個矯直輥處應(yīng)變速率大的問題得到了有效解決，相比于單點矯直技術(shù)，矯直裂紋的發(fā)生率大大降低甚至杜絕。本文對連續(xù)矯直技術(shù)在板坯連鑄的應(yīng)用進(jìn)行了分析探討。

2 連續(xù)矯直技術(shù)概述

2.1 連鑄坯生產(chǎn)特點

連鑄坯生產(chǎn)過程中需要借助連鑄機來完成，連鑄機包括弧形、直弧形和橢圓形連鑄機三種形式，生產(chǎn)過程中要使鑄坯的模型由弧形或特定曲線變形變成直線型從而進(jìn)行水平方向的輸送，就需要使用連鑄坯連續(xù)矯直技術(shù)，能有效減少矯直過程中的內(nèi)部裂紋，所以科學(xué)控制鑄坯應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài)的矯直方式至關(guān)重要。早期低速連鑄機在鑄坯矯直點前已經(jīng)凝固，鑄坯矯直時會產(chǎn)生較大的矯直應(yīng)力而發(fā)生變形，內(nèi)弧側(cè)鑄坯受拉應(yīng)力影響產(chǎn)生拉伸變形，外弧側(cè)鑄坯因壓縮應(yīng)力影響出現(xiàn)壓縮變形。當(dāng)前使用的高速連鑄機，鑄坯矯直時液芯沒有完全凝固，在固液兩相區(qū)界面容易產(chǎn)生矯直裂紋，所以選用合理有效的矯直方式，對提高鑄坯產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。

2.2 連鑄矯直技術(shù)的發(fā)展

連鑄坯矯直技術(shù)經(jīng)過了單點矯直技術(shù)、多點矯直技術(shù)、連續(xù)矯直技術(shù)三個發(fā)展階段，促進(jìn)了連鑄生產(chǎn)的快速發(fā)展。多點矯直技術(shù)利用連鑄機液芯對多點板坯進(jìn)行連鑄，拉坯速度、板坯連鑄效率和矯直效率大大提高。但鑄坯矯直時矯直點上匯聚了所有應(yīng)力、應(yīng)變，應(yīng)變速率達(dá)到峰值時高拉速狀態(tài)下，在固液兩相界面處，容易產(chǎn)生矯直裂紋，影響多點矯直的精準(zhǔn)度。連續(xù)矯直技術(shù)在多點矯直技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新，多點矯直技術(shù)中因矯直輥處較大應(yīng)變突變造成較大峰值的現(xiàn)象得到改善，整個矯直區(qū)內(nèi)鑄坯應(yīng)變ε實現(xiàn)了連續(xù)變化，應(yīng)變速率和鑄坯產(chǎn)生裂紋的應(yīng)變ε大大降低，板坯矯直效率和精準(zhǔn)度大大提高。

3 連續(xù)矯直技術(shù)在板坯連鑄中的應(yīng)用分析

連續(xù)矯直技術(shù)在板坯連鑄的應(yīng)用主要指的是連鑄機改造中的應(yīng)用，以某鋼廠作為連續(xù)矯直技術(shù)應(yīng)用對象，進(jìn)行分析。連鑄機設(shè)計技術(shù)要依托連續(xù)彎曲和矯直方法兩種基本技術(shù)，使用較多的是奧鋼聯(lián)漸進(jìn)彎曲和矯直技術(shù)，但在某鋼廠的設(shè)計應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)連續(xù)彎曲和矯直技術(shù)存在一些不足，比如出現(xiàn)了彎曲曲線與矯直曲線曲率變化是非線性的問題，使鑄坯在彎曲和矯直過程中，出現(xiàn)應(yīng)變速率ε峰值交高，不能有效預(yù)防鑄坯固液兩相區(qū)界面裂紋的產(chǎn)生。采用單純的連續(xù)矯直技術(shù)，能使板坯連鑄中的應(yīng)變速率ε峰值有效降低，板坯連鑄效率提高。因此該鋼廠應(yīng)用“等應(yīng)變速率固定輥連續(xù)矯直技術(shù)”原理對連鑄機實行技術(shù)改造。

3.1 改造應(yīng)用的原理

通過傳統(tǒng)方法將單點或多點矯直進(jìn)行改造，實現(xiàn)連續(xù)矯直和鑄機高度改變；改造中如果要使原鑄機基本圓弧半徑大小和水平半徑標(biāo)高維持不變的高度，自然就要改變鑄機的水平出坯輥道面標(biāo)高，造成改造難度和工程量的增加。一般鋼廠改造過程中都是進(jìn)行整體改造，改變圓弧半徑大小和水平半徑標(biāo)高，這就需要借助連續(xù)矯直技術(shù)原理。具體改造過程中，首先要控制連鑄機的外弧基準(zhǔn)線，經(jīng)過向外弧側(cè)移動改變鑄機高度，然后將調(diào)整連鑄機的基本圓弧半徑大小和水平半徑標(biāo)高到合適位置，科學(xué)合理的調(diào)整變形區(qū)長度，較好的改進(jìn)連續(xù)彎曲和矯直方法中存在的不足，提高連鑄機板坯連鑄效率和連續(xù)矯直的精準(zhǔn)度。

3.2 具體改造實踐

以雙流板坯連鑄機改造為例，連鑄機內(nèi)一般5點彎曲和5點矯直，難以適應(yīng)當(dāng)前對連鑄生產(chǎn)的現(xiàn)實需求，結(jié)合當(dāng)前的等應(yīng)變速率固定輥連續(xù)矯直技術(shù)原理的應(yīng)用，將原有的彎曲矯直進(jìn)行改造，實現(xiàn)連續(xù)彎曲矯直，提高板坯連鑄效果。板坯連鑄機具體改造中，要使用連鑄機輥列曲線，包括連續(xù)彎曲和連續(xù)矯直兩個連續(xù)曲線段，能對特殊曲線和專用對弧樣板進(jìn)行設(shè)計，科學(xué)調(diào)整原矯直段各輥子，將連鑄機的彎曲矯直改進(jìn)成連續(xù)彎曲矯直，保持了原板坯連鑄機中原直線段長度和位置的原樣，而且使連鑄機的水平段和出坯輥道標(biāo)高沒有改變，大大簡化了改造流程，節(jié)省了技改費用。改造過程中，保證了連鑄機生產(chǎn)的連續(xù)性，實現(xiàn)了邊生產(chǎn)邊改造的目標(biāo)。

3.3 改造過程中的設(shè)計參數(shù)

對板坯連鑄機進(jìn)行連續(xù)矯直改造，需要使用矯直曲線曲率變化率等重要參數(shù)，對高溫下材料的高溫蠕變和應(yīng)力松弛特性進(jìn)行顯示。經(jīng)過有關(guān)研究顯示，鑄坯溫度與金屬的蠕變速度和應(yīng)力松弛速度成正比例關(guān)系，金屬蠕變速度和應(yīng)力松弛速度隨著鑄坯溫度的增高而加快，特別是應(yīng)力松弛速度增長的很快，幾乎是傳統(tǒng)矯直的十倍左右，改造中用曲線光滑連接，能保證鑄坯應(yīng)變速率小于許用值處于恒定狀態(tài)。對矯直曲線曲率變化率分析可知，板坯連鑄機改造應(yīng)用連續(xù)矯直技術(shù)要先對連續(xù)矯直曲線相關(guān)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計并計算出許用值，根據(jù)鑄坯應(yīng)變速率小于許用值的恒定原理，對矯直曲線曲率變化率進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整，使連接點處曲率的連續(xù)并基本線性變化得到保證，確保提高板坯連鑄效率。

4 結(jié)語

通過鋼廠對板坯連鑄機改造應(yīng)用連續(xù)矯直技術(shù)的實踐表明，能有效提高連鑄機的連鑄效率和板坯質(zhì)量，鑄坯硫印圖顯示效果和連鑄機矯直效率和精準(zhǔn)度均有一定程度的提高。經(jīng)過實踐運行狀況的監(jiān)測，改造后的板坯連鑄機能保持良好運行狀態(tài)，并且能有效的降低板坯間裂紋發(fā)生率，設(shè)備運作效率和連鑄生產(chǎn)效率更高，運作狀態(tài)和連鑄設(shè)備質(zhì)量更穩(wěn)定，進(jìn)一步顯示了連續(xù)矯直技術(shù)在板坯連鑄中有著重要的應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 齊歡明.板坯連鑄新型連續(xù)彎曲矯直曲線的設(shè)計與分析[D].燕山大學(xué)，2017.

[2] 何曉楠.板坯連續(xù)矯直過程鼓肚變形的研究[D].燕山大學(xué)，2016.

[3] 孫彥超.連鑄板坯凝固傳熱及矯直過程中的力學(xué)行為分析[D].燕山大學(xué)，2011.

[4] 王鐵剛，陳智勇，李憲奎，滿媛.連續(xù)矯直技術(shù)在板坯連鑄中的應(yīng)用[J].連鑄，2010（5）：9～11.