板坯連鑄機關鍵設備對鋼坯質量影響的分析

王少振

（山鋼集團萊鋼設備檢修中心，山東濟南 271104）

0 引言

對于板坯連鑄機而言，結晶器、扇形段等關鍵設備的穩定順行是保證板坯生產質量的根本和基礎，如果以上關鍵設備在維修、維護過程中出現偏差或降低標準，都會直接或間接影響到鑄坯質量。因此，只有做好連鑄機關鍵設備的維修與維護，才能減少對鑄坯質量的影響。

1 原因分析及改進措施

1.1 關鍵設備——結晶器

1.1.1 倒錐度對鑄坯質量的影響

結晶器倒錐度太大，會增加坯殼與器壁擠壓和拉坯的阻力，引起橫裂甚至坯殼斷裂。作為結晶器關鍵參數之一，在維修調整結晶器過程中都會特別注意將倒錐度調整到要求范圍內，如果結晶器使用后會發生“跑錐度”問題，需要關注以下4 個細節：

（1）確保結晶器寬面夾緊力。目前板坯連鑄機結晶器寬面均通過機械、液壓等形式進行夾緊，想從根本上杜絕“跑錐度”首先把上下部夾緊機構調整符合要求。

（2）窄面鎖緊機構及支撐桿焊接。在調整好結晶器錐度后必須鎖緊窄面調寬機構并焊接支撐桿。

（3）調寬過程注意消除機構間隙。由于窄面調寬機構、連接部位均存在加工間隙，為此需在調寬過程中注意消除，具體做法為調任一規格都應從外向內調整，即最后調寬機構動作方向為向結晶器中心移動方向。

（4）注意調整好的結晶器角縫。因為結晶器多次更換斷面、銅板加工問題等原因造成角縫會減少窄面銅板與寬面銅板接觸面，同時減少摩擦力，容易引發“跑錐度”。

1.1.2 內壁表面狀況對鑄坯質量的影響

結晶器銅板鍍層可分為單一鍍層和復合鍍層。單一鍍層有鉻；復合鍍層有鎳-鐵，鎳-鈷。小方坯因產品要求低，價格低，多采用鍍鉻；大方坯和板坯產品質量要求高，對銅板的壽命要求高，故多用復合鍍層，大多采用鎳-鈷鍍層，其優點是：耐磨，結合力強。

結晶器銅板出現鍍層脫落、裂紋等問題后容易造成鑄坯冷卻不均，坯殼厚度不均勻，容易引發表面縱裂紋或凹陷（圖1）；結晶器寬窄面銅板角縫過大容易造成掛鋼甚至出現惡性生產事故。為此每次結晶器下臺檢查必須對銅板（尤其彎月面及下口區域）磨損、缺陷情況進行仔細檢查，避免引發鑄坯質量缺陷。

1.2 關鍵設備——扇形段

1.2.1 扇形段輥縫對鑄坯質量的影響

圖1 鋼坯表面裂紋

表1 2連鑄機各扇形段輥縫參數

表1 2連鑄機各扇形段輥縫參數

輥縫是扇形段的關鍵技術參數，也是目前各連鑄機重點控制參數之一。某鋼廠2連鑄機各扇形段輥縫情況見表1：

此連鑄機目前控制扇形段輥縫在標準值基礎上允許偏差：離線狀態偏差為0.15 mm，在線狀態偏差為0.5 mm。輥縫對鑄坯質量影響集中表現在2 方面。

1.2.1.1 輥縫超差是造成鑄坯中心線裂紋的根本原因

雖然影響板坯產生中心裂紋缺陷的因素很多，比如鋼水成分、澆鑄穩定、拉坯速度、輥縫偏差、二冷水工藝等，但在生產過程中總結出，當個別扇形段輥縫在允許偏差范圍內即使鋼水成分不好、澆鑄溫度過高也不會引發中心裂紋缺陷；反之輥縫超差使即使成分控制較好、澆鑄溫度適中、拉速穩定，仍然會出現批量中心裂紋缺陷。

1.2.1.2 輥縫超差還可能導致三角區裂紋缺陷的產生

在以往生產過程中，曾經多次出現因零段輥縫超差導致批量鋼坯三角區裂紋缺陷的產生，造成輥縫超差的原因。

（1）離線輥縫調整時頂測值與自動輥縫儀測量值不一致。目前維修調整扇形段輥縫包括驗收時全部采用頂測，即用專用千斤頂頂在上下輥中部進行測量，容易因頂起力分布不均勻造成軸承等加工間隙消除情況不可靠，而在線輥縫儀完全模擬鑄坯運行狀態及鋼水靜壓力，更接近實際生產狀態。為此應以在線測量值為準反推離線控制范圍。

（2）扇形段內、外弧框架間隙造成的輥縫變化。曾出現過上線扇形段驗收數值完全符合技術要求，上線后進口輥縫變大、出口輥縫變小。通過分析認為是扇形段在維修時垂直放置，內、外弧框架存在間隙，上線后扇形段內弧框架因重力作用向出口方向微移，導致進出口輥縫變化。目前已通過驗收時消除出口側框架間隙的方法加以控制。

（3）輥套、芯軸、軸承間隙引發輥縫變化。扇形段維修所需輥套、芯軸、軸承、軸承座及墊片組都會引入自由間隙，為此需在維修前對所有備件按照技術標準進行檢驗，安裝過程遵循維修標準化程序，各軸承座下墊片數量也應嚴格控制在5 個。同時在調整驗收輥縫時必須進行頂測和自由測量，綜合游隙控制在0.4 mm。

1.2.2 對弧對鑄坯質量的影響

板坯連鑄機扇形段段內對弧、段間接弧情況不好，不僅容易造成拉坯阻力增大等設備隱患，同時還容易引發鑄坯內部的橫向裂紋，通過鑄坯樣或橫向試樣中均能見到。這是因為對弧不良時，鑄坯受到鼓肚和再軋反復作用下，鑄坯內部出現橫向裂紋。目前造成對弧不良的原因有：

（1）維修過程中未嚴格按照維修標準化程序操作，軸承座下墊片、地腳螺栓緊固力矩等不符合標準要求，扇形段上線使用后段內對弧情況發生變化，此類情況出現較少。

（2）扇形段固定形式不可靠，無法保證扇形段段間接弧狀態。目前2板坯連鑄機扇形段固定采用銷軸楔鐵固定形式，該形式雖然存在固定拆卸方便等特點，但同時還存在固定不牢固、不可靠的問題，在銷軸楔鐵使用一段時間后本身的變形，加之銹蝕、水垢使得楔鐵打緊后緊固力度降低，造成接弧偏差。此種情況僅能通過改造扇形段才能根本消除。

（3）在線維護不到位造成接弧不良。由于未及時更換楔鐵、多天連續生產后未及時檢查楔鐵緊固程度、段下墊片放置位置不合理、在線對弧樣板測量面尺寸不符合標準或未定期測量調整接弧都會造成接弧不良，因此定期維護調整才能長期有效保證接弧良好。

1.2.3 噴淋冷卻對鑄坯質量的影響

二冷水狀況對鑄坯質量的影響也是至關重要的，從設備角度考慮必須保證冷卻效果，需做好以下2 方面工作：

（1）確保二冷水水質。嚴格控制二冷水中懸浮物指標，避免油泥等細微懸浮物經過過濾器附著在管壁上凝結大塊后堵塞噴嘴；降低二冷水中氯離子數量，避免水質呈弱酸性腐蝕管道；降低水質硬度，避免在管道、噴嘴內部結垢；確保過濾器定期反沖洗效果并定期清理過濾器等。

（2）必須定期對噴淋架、噴嘴進行酸洗并清理內壁水垢，對噴淋架支管間距、垂直度等尺寸嚴格把關調整，對噴淋架安裝后噴嘴到輥面距離等尺寸調整至標準要求內等。

2 結束語

連鑄機關鍵設備是連鑄生產的根本，他直接影響制約著鑄坯質量，因此了解設備參數對鑄坯質量影響的原因，將會對日常生產中有效控制提高鑄坯質量工作帶來積極作用。