方坯连铸车间工艺设计要点分析

1我国合金钢连铸技术的发展过程

从我国目前的现状来看，特殊钢生产还处于一个比较初级的发展阶段，合金钢连铸技术应用并不全面，实际生产的范围也比较小，主要集中在一些小型电炉厂的电炉制作，而且所采用到的生产制作工艺也非常单一[1]。我国的合金钢连铸技术的发展以及应用比较晚，近三十年才开始发展，因此不论是从资源利用、生产规模，还是技术水平、专业人员来看，都与国际上的合金钢连铸技术的水平之间存在着很大差异。

2合金钢方坯连铸的技术特点

2.1机型选择

一般情况下，利用合金钢方坯连铸技术所生产的器件，都用于机械生产的重要部位，从这一角度来看，合金钢种的加工工艺普遍比较复杂，不论是对其表面质量，还是内部质量，都有着比较高的要求。而且，还有很重要的一点需要注意，合金钢的组成成分有很多种类，而其中不同成分本身所具备的特性又千差万别，不尽相同，在进行生产制造的过程中，很容易出现问题，与此同时，还存在导热差等问题，这些特性都是决定合金钢连铸工艺使用和生产的基础，从而导致在进行实际生产的过程中，对相应的机器设备也有了更高的要求。从目前所使用到的机型来看，主要采用立式、弯式或者大半径弧形连铸机，而在进行较大断面的大方坯的时候，一般采用立式或者是立弯式的连铸机，而这种连铸机的成本比较高，在实际的应用中，比较少见。在大部分情况下，基本上都是采用弧形连铸机来进行相应的生产工作。

2.2主要设计要点

（1）钢水供应要求：在进行实际的生产过程中，一定要注意做好钢水供应的相关措施，以防止在进行生产制造的过程中，出现一些不必要的问题，接下来，我们就来对其进行一定的分析：①要对钢水的成分进行严格控制。在进行钢水的使用过程中，一定要采用较为洁净的钢水，其中一定要做好对杂质含量的控制，从而避免出现一些质量性的问题，例如：轴承钢水，就对钢水的纯净度要求非常高，如果钢水的纯净度不达标，很容易造成一些质量性的问题；②要采用温度适宜的钢水。在进行生产制造的过程中，采用低过热度的钢水，可以防止出现中心疏松等类似的质量性的缺陷；③要注意浇铸前后的温度差。在进行实际教主的过程中，一定要做好相应的隔热等保护措施，以防止在浇铸前后因温差过大而造成一些质量性的问题[2]。（2）防止钢水二次污染：在进行浇铸的过程中，一定要保证钢水使用的质量，另外还要注意一点，要防止钢水二次污染[2]。这也是非常重要的一个部分，因此一定要做好相应的保护措施：①在进行浇铸的过程中，要做到全程保护的工作，以防止钢水出现氧化的现象。一般在这种情况下，可以采用钢包钢流保护套管及氖气相结合的一种密封装置，来进行相应的保护工作，在进行浇铸的过程中，要采用浸入式水口以保护浇铸的质量；②要采用大容量深中间罐。一般在这种情况下，一定要保证罐内的钢水温度呈一个均匀的状态进行分布，并增加钢水的停留时间；③要做好中间罐内材料的选择。一般在进行工作的过程中，会长期处于一个高温的状态下，这个时候，就对中间罐内所使用的材料有着非常高的要求；④要采用适合的装置，来进行中间罐的升降操作。

3方坯连铸车间工艺设计要点

3.1铸坯的冷却

目前部分特殊钢连铸不能取代模铸的主要原因是铸坯的中心存在偏析，为了不产生成分偏析，可以有两种可能：一是在结晶过程时间较长时，需要慢慢冷却，使得钢中的元素有充分的时间进行扩散，这样才能达到平衡；二是极端冷却，在抑制析发生的条件下进行完全结晶。所以，特钢连铸的冷却制度通常有两种方式：

3.1.1强冷方式

结晶器的冷却水压可以达到1.0MPa，水缝流速达16m/s；采用高压的方式对二次冷却水进行喷淋冷却，供水压力可以达到1.2MPa以上，主要的原理是迅速冷却铸坯，不能及时扩散固、液相凝固前沿的元素，从而，能够获得无成分偏析、成分均匀的凝固组织。该结晶组织主要成分为内部发达的柱状晶和铸坯表层致密的等轴晶，由于枝晶的结晶速度快，导致枝晶间的钢水没有很长的时间补缩与流动，因此，铸坯的中心疏松比较均匀，不会有大的中心缩孔。

3.1.2弱冷方式

结晶器的进出水温差较大，冷却时需要采用常规形式；二次冷却水采用气水雾化的方式进行冷却，这种方式的凝固热应力低，凝固前沿温度梯度小，铸坯表面温度高，拉坯速度较低，比水量较小，裂纹缺陷不易出现。固、液相凝固前沿钢水温度保持基本恒定，抑制了柱状晶的生长，使得钢中的元素能够充分扩散，达到凝固平衡状态。

3.2连铸质量设计要点

为了能够进一步保证连铸生产的质量，除了要注意以上两个方面的问题之外，还需要做好相应的保证措施，接下来，我们就来对其进行一定的分析：①为了能够使铸坯的表面和内部的质量都能够得到有效保证，一定要采用适合的搅拌装置来进行相应的操作；②要将现在的科学技术进行一个充分结合，从而在一定程度上，实现自动化操作，简化操作的过程；③要根据实际条件来采用合理的冷却设计方案，以保证铸坯在冷却的过程中，也能够保持一个比较良好的状态；④要采用适宜的调节技术以及相应的振动技术，在进行相应的调节；⑤为了能够避免在生产的过程中，出现裂纹的现象，需要采用相关的技术在进行适时的矫正工作，例如：大弧形半径和连续矫直技术。在进行整体的设计过程中，其同样需要对其质量进行综合性的检测。最终让连铸质量得到整体性的保证。

4结语

方坯连铸车间工艺设计要点分析十分重要，其能够让连铸的效率得到整体的提升。在进行设计的过程中，其首先需要连铸车间的技术进行整体的分析。然后，结合其技术的特点进行机型的选择及设计体系结构的优化。最后，对整体的设计要点进行科学合理的分析。从而让工艺设计质量得到良好的提高。

作者:汤锴 单位:中冶赛迪上海工程技术有限公司