摘要：合金钢和高强度无缝钢管的生产需要用于转炉冶炼，炉炼，真空脱气，方坯连铸等生产工艺。由于连铸坯的面积较小，在铸造和冷却过程中容易发生表面破裂。因此，通过科学合理的铸造技术解决断裂问题是生产高质量方坯的关键环节。
关键词：连铸坯工艺；工艺技术；研究
一、连铸坯工艺相关概述
（一）连续铸造的特点
连铸是将钢水直接铸成钢坯的一种新工艺。它的出现改变了一个世纪以来的主流铸造工艺，大大简化了从钢到钢坯的生产过程。国外多年的生产实践表明，它是钢铁工业中一项重要的技术创新，其应用越来越广泛。在连铸技术出现之前，钢的生产通常是将钢水倒入钢锭模具中的钢锭中，然后将钢水加工成所需的钢坯尺寸。在此过程中，钢坯需要多次加热加工。每一道工序都必须损失一定数量的金属。因此，将钢水直接浇铸到接近最终产品尺寸的钢水中的想法，促使科学家们进行了一百多年的探索，最终在20世纪70年代使这项技术得以在实际生产中大规模使用。并逐步形成现代连铸技术。
连铸技术可分为固定式铸造和压铸两种。前者是所谓的“常规”连铸法，常用于水冷开底铜模的生产。后者指的是与坯轮、车轮、履带和其他结晶器一起移动的连续铸造类型。1857年，亨利•贝西默(HenryBessemer)发明了转炉，为制造带有两个轮子的薄钢板的装置申请了专利，并首次代表了后者的技术概念。
（二）连铸坯的优点
(1)高产。与压铸相比，连铸钢的成品率可提高10%左右。这意味着，每生产100万吨钢，就可以使用连续铸钢来增加10万吨钢。然而，耐火材料消耗可减少约15%。(2)成本低。连续钢绞线每吨成本比钢绞线低5%左右，建成后可降低8%左右。(3)基地建设投资少，占地少，启动快。基础设施建设投资减少40%左右，土地利用减少30%左右。据报道，国外仍有一些新建和在建的大型钢厂。全连铸已完成，钢锭模具已完全拆除，大大缩短了时间限制。(4)改善工作条件，提高劳动生产率。随着新钢的连铸，钢厂最坏的铸铁件完全改变了外观。劳动生产率可提高约30%。(5)高质量。连铸生产的铸钢和轧制用钢在质量上不亚于通常从钢中轧制出来的小方坯和钢。因此，连铸钢完全有可能取代喷砂机和开口机，并将板坯直接送到成品轧机。这极大地方便了氧气炼钢技术的使用，促进了钢铁生产的快速发展。空白容量缺乏矛盾。
（三）加热及轧制工艺制定原则
（1）加热过程配方原则。方坯在炉内的停留时间对坯料合格率有一定影响。300毫米厚的连铸坯在炉内的停留时间小于5小时，这将导致超声波检测合格率的大幅下降。在炉内的铸造时间可以确保积聚在板坯中心的碳有效地扩散，这减少了钢板的中心偏析并削弱了带状结构，但是炉时间过长会降低输出效率。另外，为了细化晶粒，必须降低加热炉中的加热温度和奥氏体晶粒生长的时间。（2）轧制工艺原理。在奥氏体结晶区，应尽可能地增加单程的减速率，以减少轧制道次，以压碎铸态组织并消除芯孔隙率。由于最大压缩比（2：1）的限制，可用的减速率受到限制，因此可以适当地降低轧制速度，可以使中央圆柱形晶体变平，并且可以减小芯的松弛厚度。另外，在轧制过程中，坯料的表面被强烈冷却，在表面上形成硬质层，更多的变形传递到芯部，并且芯部结构得到改善。当在未再结晶区和奥氏体的两相区中轧制时，通过累积变形和位错密度进一步细化奥氏体和铁素体晶粒。
二、连铸坯技术研究
（一）连铸坯凝固末端重压下工艺控制技术
东北大学结合宽厚板坯和大方坯连铸的实践，开发并应用了一系列凝固端压力下的工艺理论和过程控制技术：两级连续压力过程理论、单点连续压力过程理论和宽厚度板。根据非均匀凝固端部压缩间隔等工艺理论，准确地揭示了不同压缩方式和压缩量对凝固坯孔焊和溶质挤压行为的影响，为该工艺的发展奠定了理论基础。开发了基于压力反馈的凝固端智能检测技术、“桩钢”压缩工艺、多维动态冷却控制技术和辊缝在线标定方法等关键技术，实现了下向铸坯核心部位的高效稳定转移。保证了溶质偏析与孔隙度的同步改善。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆开发并应用了智能控制系统，结合生产过程监控数据，根据最终的轧制产品质量要求和规格，实现了高效、低成本冲压工艺的智能化选择。与传统压铸工艺相比，金属收率提高了10%，能耗降低了25%。与真空复合焊接工艺相比，其生产效率提高了一倍多，与超厚板坯连铸相比，其投资节省了800多万元，吨钢成本降低了100多元。
（二）钢水流动控制技术
连铸坯的缺陷与铸模内钢水的流动状态密切相关。随着拉拔速度的波动，结晶器液位波动剧烈，可能导致卷渣，影响钢坯质量。在模具中采用钢水流动控制技术，可以改善钢水流场，稳定模具液位，促进夹杂物的漂浮，提供良好的浇注条件。电磁制动(EMBr)可以为板坯模具提供良好的浇注条件。电磁流量控制和多模电磁搅拌是模具控制流量技术的有效手段。三个技术部门有效控制钢水流动，改善传热，均匀冷却钢坯壳体，消除缺陷，提高钢坯表面质量。
（三）热送热装技术
随着炼钢，精炼和连铸机的发展，钢水温度，成分，清洁度和铸造性能大大提高，连铸技术和新技术的应用越来越广泛，如在模具中使用电磁搅拌，模具液位自动控制系统，动态光电压技术，模具液压振动系统，铸造全过程，氧化镁干料，在线连铸中间包可调宽技术，高效气溶胶喷嘴等，先进的质量专家评价体系，等离子中间包加热技术和中间包感应加热技术，实现铸坯生产无缺陷，大大提高连铸坯热装工艺水平。
（四）浇铸温度技术
钢包内水的温度、冷却系统的水优化、耐火材料种类、炉渣是影响钢坯质量的重要因素。浇注温度的控制是控制方坯质量的重要因素。钢坯内外夹杂物的含量、钢坯内外裂纹、中心偏析和生产操作的相对稳定性与钢水浇注密切相关。
（五）结晶器冷却
模具冷却系统决定了普通连铸坯的高速。模具中的坯料冷却时间短，需要冷却均匀性。因此，在模具冷却系统的设计中，必须保证模具外壳的适当厚度，水套与铜管之间的均匀的水缝，以及较高的安装精度。为了保证其更加均匀，必须始终注意对冷却水流量、水温和水速的控制，以保证壳凝固的安全厚度。结果表明，模具中的坯料在冷却过程中更加均匀。
三、连铸坯质量技术控制
（一）严格控制对钢水的要求
第一，控制钢水的温度，在此温度下降低钢水中硫、磷的含量；第二，微调钢水，即钢水组分的操作。它主要调节钢中某些合金的成分，如碳、镁、硅、铝等。为了使钢水温度均匀，钢水中的杂质要浮起来，钢水要吹氩操作。只有严格按照要求进行这些环节的操作，才能获得合格的钢和水的质量。
（二）控制浇铸温度
当铸钢温度较低时，可改善铸坯内部裂纹和中心挠度，使铸坯组织均匀，晶粒尺寸减小。但是，当钢水浇注温度较低时，也会产生一些不利的影响，如钢坯中由于低温而产生的杂质不易漂浮，中间包喷嘴容易堵塞等。
（三）在结晶器中使用铜板的镀层
在连铸铸板的铸造过程中，结晶器是熔化钢操作的核心和最重要的设备，当熔化钢与其他恶劣的温度条件下连续注入结晶器时，铜板就会连续地磨损，在结晶器中的一级冷却水的作用下会形成一定厚度的外壳，在这个过程中，熔化钢在某些结晶器中的静压也会抑制熔化钢板和结晶器中的熔化热。
四、结语
总之，高质量连铸坯是制备高性能钢的前提，频繁的表面裂纹缺陷、不稳定的内部隔离和连铸坯的松动成为制约高质量连铸坯稳定生产的瓶颈，因此，应优化连铸坯技术，保证连铸坯产品的质量。
参考文献
[1]王勇,汪洪峰.连铸二冷区工艺技术的发展[J].连铸,2017,42(3)：6-9.
[2]廖桑桑,邵华,赵敏森.连铸坯热送热装生产工艺的实践[J].河南冶金,2017,25(3)：39-42.
论文作者:魏高勇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/20
标签：钢水论文; 连铸论文; 钢坯论文; 技术论文; 模具论文; 工艺论文; 温度论文; 《基层建设》2019年第20期论文;