摘要：连铸生产工艺本身具备高效、经济等特点，在相关部门的要求下，连铸工艺对连铸坯质量有着较高的要求。在特定的连铸工艺下，连铸装备水平、钢种性质、工况等基础上，才能有效控制结晶质量。本文主要探讨的是连铸生产工艺极其质量控制，首先分析了结晶器冷却工艺及质量控制，同时阐述了扇形段二冷工艺质量控制，最后总结了连铸机辊距工艺及质量控制。
关键词：板坯连铸；生产工艺；质量控制
1板坯连铸机油气润滑系统
由于油气润滑有着诸多较干油集中润滑方面的优势，油气润滑技术应用于连铸方面的研究一直在进行着。方坯连铸由于润滑点数相对小，油气润滑技术早期成功应用于方坯连铸中；随着技术的发展，采用一套油气润滑系统对上千个润滑点甚至是几千个润滑点的板坯连铸机进行润滑的技术已经变得成熟并得到了广泛的应用。在中国，油气润滑开始于20世纪90年代，随着宝钢、武钢等企业从国外大批引进具有油气润滑配套的轧机、高线等设备。
在连续铸钢领域，油气润滑技术首先在方坯连铸机上应用，并逐步开始在板坯连铸生产线乃至其他各个领域推广使用。
1.1板坯连铸机油气润滑系统介绍
油气润滑技术由油雾润滑发展而来。19世纪后期，人们用矿物油润滑蒸汽缸，出现了油气润滑的雏形。在20世纪初，空压机得到广泛应用，同时空压机润滑需要一种类似油雾润滑装置的润滑器，在工业的应用过程中发现，从空压机里出来的空气中含有油，并且像“雾”一样沉积在设备周围起到润滑作用。20世纪60年代，人们发现可以用压缩空气作为载体将润滑油通过管路输送到润滑点，初步奠定了油气润滑的基础。到20世纪70年代，油气润滑技术工业应用得到了发展，使润滑技术进入了一个新的时代。
油气润滑是一种集中润滑方式，其原理是运用连续流动的压缩空气对间歇供给的稀油产生作用以形成涡流状的液态油滴并沿管壁输送至润滑点。这一新型的流体被称为“气液两相流体”。
在油气润滑中，喷入轴承的油滴的状态在很大程度上取决于喷嘴的设计、压缩空气的速度和润滑油的表面张力。当油气混合物进入油气管道时，由于压缩空气的作用，在初始段，润滑油以较大的颗粒状间断地粘附在管壁周围，当压缩空气快速向前移动时，管壁上的油滴也向前移动，并逐渐被吹散、变薄，但并不会凝聚，油和气也不会真正融合，也不会被雾化。在管道末端，原来是间断地粘附在管壁周围的油滴形成波浪式的油膜，被压缩空气导入到各润滑点。
从众多板坯连铸机成功应用油气润滑的实例中，可以证明采用油气润滑的使用效果如下。
1.1.1供油连续，润滑效果好，轴承寿命长，减少了维修和轴承备件，综合效益好。
1.1.2稀油耗量少，对于F65内径的轴承，其油耗量为2mL/h，500L的油箱可以给400个以上的润滑点供油。
1.1.3环保效果明显，彻底杜绝了干油外泄对设备及开路冷却水造成的污染和对连铸生产的困扰。有些生产厂家的使用表明，原来水中的油份（包括干油、液压系统稀油）为3.2×10－6，在采用油气润滑后降低为0.6×10－6。
1.1.4由于气体的作用，使轴承的环境得到改善，灰尘、水、蒸汽、及其他有害气体不能进入，另外，压缩空气还可以对轴承起冷却作用。
1.1.5省去了机械设备维修时人工清除油泥的工作，维护和运行成本大幅减少。
1.1.6油气润滑时，轴承密封圈的安装方向与干油润滑时正好相反，少量的气体可以流出，从而润滑了密封圈，延长了密封圈的使用寿命。
2结晶器冷却工艺及质量控制
结晶器冷却工艺相对较为稳定，能够随同生产钢种的变化发生改变。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过比较裂纹的敏感性，能够为不同类型的钢种，缓解结晶器冷却时间，减少坯壳在结晶器内与铜板间的不均匀气隙，全面降低结晶器的冷却流量，进而提升结晶器内的进水温度。根据相关研究显示，在奥氏组织中实现钢凝固与连铸坯的表面缺陷有着明显的影响，在阶段①中结晶器壁面的凝固组织相对正常，表面的晶粒较小，能够择优选取组织。在阶段②中若是高温大于1350℃，晶粒表面将会出现异常应变，在振痕位置凹陷的深度更为严重。在阶段③中，晶粒会析出铜膜，导致弱化的晶体内出现裂纹源。在阶段④中，针对粗大类型的晶体上会析出铁元素，增加了裂纹的扩展率，同时还在不断的增加新的裂纹。在阶段⑤中连铸、拉坯、矫直过程中，容易将微型裂纹扩展为大裂纹，进而导致铸坯内弧、外弧出现一次裂纹。
根据相关研究显示，虽说在结晶器内水流速度增加，结晶器壁温度将会减少，但是热流也不会发生变化。主要是因为结晶器的冷面传热提升，增加了坯壳的收缩量，使得气隙厚度增加。只要将冷却水的温度控制在6m/s-10m/s，总热量的流量控制在3%以内，冷却水温度25℃-40℃范围内，才能够有效控制总热流变化。
在结晶器冷却工艺中，可以在凝固早期控制结晶器锥度，才能够确保连铸坯的最终质量，实现收缩表面与结晶器表面的有效重合。只有促使结晶器壁与坯壳之间保持在最小气隙内，才能够提升传热效率。同时还应该优化结晶器振动工艺，加强结晶器摩擦力的控制，选择最佳的结晶器保护渣，进而确保结晶器冷却工艺质量。
3连铸机辊距工艺及质量控制
辊距的大小对铸坯变形的影响较大，辊距越小，铸坯鼓肚的变形也比较小。因此，需要坯壳固态、液态区域的应变量控制在一定范围内，进而确保坯壳的质量。在连铸机上安装导辊时，不会绝对精准，会产生对弧误差。因此同一对弧误差，辊距越小，坯壳的弯曲变形就会越大，进而坯壳固态、液态的应变量也会逐渐增加。
进而需要将辊距控制在最佳范围内，若是小辊距，则需要小导辊来实现，也就是细辊密排技术。同时针对每个区域的扇形段设计，也需要设计成相等的辊间距。主要是因为相当的辊间距能够确保扇形段的互换性，确保设备设计的供应与管理。
带液芯的铸坯出结晶器后，坯壳能够在内部静压力下，将鼓肚变成雨滴形状。若是导辊之间的圆弧形属于对称，在前进作用下，鼓肚的铸坯将会受到导辊的压缩作用，在离开导辊之后铸坯鼓肚将会重新鼓出来，这类方式可以在二冷区的导辊之间的循环进行，确保在任何的扇形段作用力下，铸坯液芯容积均能够保持不变。以上方式是循环进行不会导致结晶器液面波动，所以结晶器内液面是稳定的[6]。若是扇形段的辊间距较大，在任何时间里，二次冷却区域内均会出现铸坯坯壳鼓肚的现象。进而在不同的周期内变量叠加的结果会相互抵消，处于恒定值。液腔容积也不会发生变化，因此，结晶器液面也不会因为铸坯鼓面出现周期波动的情况。
总而言之，连铸坯凝固本身属于一项动态传热过程，因此，连铸工艺直接影响着连铸坯的质量。在连铸机运行过程中，带液芯的铸坯会受到外力的表面裂纹的影响，在钢水中会因为高温产生裂纹，因此，连铸设备与连铸工艺是导致产生裂纹的条件。只有优化工艺参数，才能够确保铸坯结构的稳定性，促使铸坯不产生裂纹，进而将裂纹控制在允许范围内。在实际的生产程中，还应该根据设备的特点、特性等，灵活选择连铸工艺，进而全面提升连铸质量。
结语
综上所述，任何事情均存在两面性，连铸工艺也是如此，只有精准控制各项数据，才能够更好的确保连铸工艺质量。结晶器弱冷工艺不仅能够有效控制气隙的产生，确保坯壳的稳定生长。通过实践证明，强冷还能够有效提升晶粒。通过调整晶粒结晶器内的倒锥度能够全面控制气隙，进而提升传热质量。若是连铸二次冷却采取弱冷工艺，在高温方向及时避开钢种，脆性区再进行弯曲、矫直，能够有效控制铸坯表面的裂纹，但是并非针对所有的钢种，若是包晶钢种，由于表面裂纹、角横裂纹的，导致变形难以控制，只有借助SSC才能够确保冷却工艺的控制效果。连铸辊间距设计，若是过分重视辊密、辊距，将会带来较大的弊端。就二冷水模型而言，模型的核心在于针对不同的钢种工艺参数，选择而合理的工况及处置，进而全面提升连铸工艺质量。
参考文献
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［2］王洪兴，曹梅林，刘志国，等．结晶器内钢液面波动分析与控制［J］．炼钢，2012(03):38－40．
［3］厚健龙，王翠娜，陈丛虎，等．双流板坯连铸机生产X65管线钢结晶器液面波动原因分析［J］．冶金丛刊，2011(01):11－13．
论文作者:牛伟才,于波
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/17
标签：油气论文; 连铸论文; 裂纹论文; 工艺论文; 结晶器论文; 钢种论文; 压缩空气论文; 《基层建设》2018年第25期论文;