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連鑄機的運用
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廠(chǎng)家：連鑄機的運用 日期：：2020-07-29 瀏覽次數： 147
? ? 俄羅斯鋼鐵廠(chǎng)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)型材，主要用于汽車(chē)結構。隨著(zhù)機械制造產(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)設備。白俄羅斯鋼鐵廠(chǎng)1998年決定對初軋板坯連鑄進(jìn)行改造，該連鑄機是用于在截面為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晶器、電磁攪拌設備、新的二次冷卻系統、連鑄管理系統，這些使鑄機的生產(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(guān)構造，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(guān)缺陷“偏析裂紋”。此外，扇形段輥子的穩定性降到80～100爐次。為此，決定通過(guò)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(lái)改善金屬質(zhì)量。通過(guò)計算在鋼坯和設備件中產(chǎn)生的負載來(lái)分析大方坯連鑄機的工作。
“縱向裂紋”缺陷呈現非周期性。裂紋特點(diǎn)是結晶狀的；它們發(fā)生在結晶器凝固時(shí)，存在外來(lái)質(zhì)點(diǎn)的鋼的易裂溫度區。裂紋的不連續性、熔化極限、存在擴散氧化物、脫碳層的氧化皮，這些都證實(shí)了猜想。對宏觀(guān)斷口的研究表明，在裂縫擴展區的金屬組織很粗糙，斷口在柱狀結晶區。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(jiàn)索氏體和屈氏體。對鋼坯的貼切評價(jià)是，組織變成帶鐵素體網(wǎng)的珠光體。鐵素體網(wǎng)有魏氏組織結構。在裂縫內部可見(jiàn)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，在裂縫的近表面區可見(jiàn)到金屬銅和鉻的顆粒，而且鉻的顆粒表面已氧化。據此，可以確定，裂縫的形成是發(fā)生在結晶器中，以后的擴展出現在二次冷卻區。裂縫產(chǎn)生原因是熱沖擊和機械負載。即，由于機械工藝軸線(xiàn)的偏移導致鋼坯移向結晶器一邊，結果是疇坯的表皮與鋼制側板過(guò)緊地接觸。這說(shuō)明存在結晶器的金屬顆粒和其涂層，銅制側板周邊有較高不均勻的磨損。
主要的宏觀(guān)缺陷偏析裂紋是在結晶前沿產(chǎn)生裂紋，當消除裂紋時(shí)，裂紋中又吸入了偏析物。當應力(和熱應力、鋼水靜壓力應力、鋼坯出爐產(chǎn)生的摩擦力、外部負載產(chǎn)生的摩擦力、收縮應力)超過(guò)結晶溫度下鋼的強度極限時(shí)，裂紋在鑄坯的坯殼產(chǎn)生。根據分析得知，缺陷出現率取決于扇形段輥子變化后澆鑄的爐次數。這表明，由于外部負載而產(chǎn)生的應力是缺陷產(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；當初軋鋼坯拉伸速度為0.6m/min時(shí)，缺陷產(chǎn)生在距彎月面1.2m處，即在扇形段輥子表面部分。
為了確定設備工作條件對觀(guān)察到的缺陷產(chǎn)生的影響，要分析大方坯連鑄機的設備結構特點(diǎn)和其對鋼坯的力作用。分析和計算結果表明，在搖擺裝置臺上的結晶器固定裝置是這樣完成的，該組合件由8個(gè)M20螺栓懸掛在框架底部，框架承受結晶器上的外部負載(圖1)。螺紋接合受到交變周期性的負載，當發(fā)生結晶器外部振動(dòng)時(shí)，導致生產(chǎn)過(guò)程中牽引的減弱，導致產(chǎn)生接合間隙。此外，結晶器的每個(gè)側面，包括銅板和鋼板，用兩個(gè)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，導致結晶器帶有銅板接合開(kāi)口的工作室變形。由于結晶器懸掛固定在標高+13726處而產(chǎn)生側向負載，出現銅板低段的較高作業(yè)量，產(chǎn)生傾斜力矩，結晶器產(chǎn)生傾斜和振動(dòng)。結晶器框架固定到搖擺臺的準確性用帶錐形頭的柱銷(xiāo)還不夠，尤其是缺乏導向輥調諧和結晶器橫向陳列的調準方法。搖擺臺和框架的工作量和接合變形、結晶器框架的兩個(gè)支座中每個(gè)的容差區的相對值導致偏斜。通過(guò)兩個(gè)曲軸偏心輪軋輥的電傳動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)。結晶器移動(dòng)軌跡通過(guò)兩個(gè)彈簧來(lái)確定，彈簧與搖擺臺聯(lián)在一起。缺乏運動(dòng)交叉和自由度產(chǎn)生了作用在彈簧上的側分力。彈簧架按照高度單排被完成，當連接高度不夠時(shí)，導致結晶器搖擺軌跡的振動(dòng)和偏差。沒(méi)有清晰表現出來(lái)的支點(diǎn)和?？勘砻?，相對它們來(lái)說(shuō)，結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(dòng)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，不在結晶器的鋼板和銅板中銑削的拎卻通道，熱傳導不是最有利，引起銅板軟化。由于所述的原因，當鋼坯移向一側時(shí)，導致了結晶器中的不均勻傳熱，引發(fā)了鋼坯外殼的熱應力增加，甚至產(chǎn)生側向負載，這又導致結晶器的外殼中和扇形段輥子表面部分機械應力的增加，導致結晶器表面損壞，導致渣從外殼和鑄坯之間的間隙壓出，導致引發(fā)渣顆粒和結晶器損壞的材料落入已生成的裂紋中?？傊?，結晶器的結構和搖擺裝置的結構對鋼坯表面上產(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(zhù)的影響。
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(guān)缺陷“偏析裂紋”。此外，扇形段輥子的穩定性降到80～100爐次。為此，決定通過(guò)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(lái)改善金屬質(zhì)量。通過(guò)計算在鋼坯和設備件中產(chǎn)生的負載來(lái)分析大方坯連鑄機的工作。
“縱向裂紋”缺陷呈現非周期性。裂紋特點(diǎn)是結晶狀的；它們發(fā)生在結晶器凝固時(shí)，存在外來(lái)質(zhì)點(diǎn)的鋼的易裂溫度區。裂紋的不連續性、熔化極限、存在擴散氧化物、脫碳層的氧化皮，這些都證實(shí)了猜想。對宏觀(guān)斷口的研究表明，在裂縫擴展區的金屬組織很粗糙，斷口在柱狀結晶區。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(jiàn)索氏體和屈氏體。對鋼坯的貼切評價(jià)是，組織變成帶鐵素體網(wǎng)的珠光體。鐵素體網(wǎng)有魏氏組織結構。在裂縫內部可見(jiàn)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，在裂縫的近表面區可見(jiàn)到金屬銅和鉻的顆粒，而且鉻的顆粒表面已氧化。據此，可以確定，裂縫的形成是發(fā)生在結晶器中，以后的擴展出現在二次冷卻區。裂縫產(chǎn)生原因是熱沖擊和機械負載。即，由于機械工藝軸線(xiàn)的偏移導致鋼坯移向結晶器一邊，結果是疇坯的表皮與鋼制側板過(guò)緊地接觸。這說(shuō)明存在結晶器的金屬顆粒和其涂層，銅制側板周邊有較高不均勻的磨損。
主要的宏觀(guān)缺陷偏析裂紋是在結晶前沿產(chǎn)生裂紋，當消除裂紋時(shí)，裂紋中又吸入了偏析物。當應力(和熱應力、鋼水靜壓力應力、鋼坯出爐產(chǎn)生的摩擦力、外部負載產(chǎn)生的摩擦力、收縮應力)超過(guò)結晶溫度下鋼的強度極限時(shí)，裂紋在鑄坯的坯殼產(chǎn)生。根據分析得知，缺陷出現率取決于扇形段輥子變化后澆鑄的爐次數。這表明，由于外部負載而產(chǎn)生的應力是缺陷產(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；當初軋鋼坯拉伸速度為0.6m/min時(shí)，缺陷產(chǎn)生在距彎月面1.2m處，即在扇形段輥子表面部分。
為了確定設備工作條件對觀(guān)察到的缺陷產(chǎn)生的影響，要分析大方坯連鑄機的設備結構特點(diǎn)和其對鋼坯的力作用。分析和計算結果表明，在搖擺裝置臺上的結晶器固定裝置是這樣完成的，該組合件由8個(gè)M20螺栓懸掛在框架底部，框架承受結晶器上的外部負載(圖1)。螺紋接合受到交變周期性的負載，當發(fā)生結晶器外部振動(dòng)時(shí)，導致生產(chǎn)過(guò)程中牽引的減弱，導致產(chǎn)生接合間隙。此外，結晶器的每個(gè)側面，包括銅板和鋼板，用兩個(gè)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，導致結晶器帶有銅板接合開(kāi)口的工作室變形。由于結晶器懸掛固定在標高+13726處而產(chǎn)生側向負載，出現銅板低段的較高作業(yè)量，產(chǎn)生傾斜力矩，結晶器產(chǎn)生傾斜和振動(dòng)。結晶器框架固定到搖擺臺的準確性用帶錐形頭的柱銷(xiāo)還不夠，尤其是缺乏導向輥調諧和結晶器橫向陳列的調準方法。搖擺臺和框架的工作量和接合變形、結晶器框架的兩個(gè)支座中每個(gè)的容差區的相對值導致偏斜。通過(guò)兩個(gè)曲軸偏心輪軋輥的電傳動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)。結晶器移動(dòng)軌跡通過(guò)兩個(gè)彈簧來(lái)確定，彈簧與搖擺臺聯(lián)在一起。缺乏運動(dòng)交叉和自由度產(chǎn)生了作用在彈簧上的側分力。彈簧架按照高度單排被完成，當連接高度不夠時(shí)，導致結晶器搖擺軌跡的振動(dòng)和偏差。沒(méi)有清晰表現出來(lái)的支點(diǎn)和?？勘砻?，相對它們來(lái)說(shuō)，結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(dòng)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，不在結晶器的鋼板和銅板中銑削的拎卻通道，熱傳導不是最有利，引起銅板軟化。由于所述的原因，當鋼坯移向一側時(shí)，導致了結晶器中的不均勻傳熱，引發(fā)了鋼坯外殼的熱應力增加，甚至產(chǎn)生側向負載，這又導致結晶器的外殼中和扇形段輥子表面部分機械應力的增加，導致結晶器表面損壞，導致渣從外殼和鑄坯之間的間隙壓出，導致引發(fā)渣顆粒和結晶器損壞的材料落入已生成的裂紋中?？傊?，結晶器的結構和搖擺裝置的結構對鋼坯表面上產(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(zhù)的影響。
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