连续矫直技术在板坯连铸的应用分析

刘峰

摘 要：连续矫直技术是连续铸钢领域一项重要的板坯连铸技术，能有效缓解板坯中间裂纹发生，提升板坯连铸效率。本文对连续矫直技术在板坯连铸中的应用进行了分析。

关键词：板坯连铸；连续矫直；辊列

1 引言

随着连铸技术的快速发展，越来越重视对高效连铸技术的研究和应用。“高拉速”是实现高效连铸的关键，高拉速条件下，连铸机矫直类型大多是处于带液芯矫直状态， 对于液芯矫直时两相区的允许值有着严格的要求，要求相应的变形率和变形速率要恒定控制在允许值范围内，连铸机的矫直技术必须不断的创新和发展。当前连续矫直技术得到了快速发展和应用，多点矫直技术中每个矫直辊处应变速率大的问题得到了有效解决，相比于单点矫直技术，矫直裂纹的发生率大大降低甚至杜绝。本文对连续矫直技术在板坯连铸的应用进行了分析探讨。

2 连续矫直技术概述

2.1 连铸坯生产特点

连铸坯生产过程中需要借助连铸机来完成，连铸机包括弧形、直弧形和椭圆形连铸机三种形式，生产过程中要使铸坯的模型由弧形或特定曲线变形变成直线型从而进行水平方向的输送，就需要使用连铸坯连续矫直技术，能有效减少矫直过程中的内部裂纹，所以科学控制铸坯应力-应变状态的矫直方式至关重要。早期低速连铸机在铸坯矫直点前已经凝固，铸坯矫直时会产生较大的矫直应力而发生变形，内弧侧铸坯受拉应力影响产生拉伸变形，外弧侧铸坯因压缩应力影响出现压缩变形。当前使用的高速连铸机，铸坯矫直时液芯没有完全凝固，在固液两相区界面容易产生矫直裂纹，所以选用合理有效的矫直方式，对提高铸坯产品质量至关重要。

2.2 连铸矫直技术的发展

连铸坯矫直技术经过了单点矫直技术、多点矫直技术、连续矫直技术三个发展阶段，促进了连铸生产的快速发展。多点矫直技术利用连铸机液芯对多点板坯进行连铸，拉坯速度、板坯连铸效率和矫直效率大大提高。但铸坯矫直时矫直点上汇聚了所有应力、应变，应变速率达到峰值时高拉速状态下，在固液两相界面处，容易产生矫直裂纹，影响多点矫直的精准度。连续矫直技术在多点矫直技术的基础上进行了创新，多点矫直技术中因矫直辊处较大应变突变造成较大峰值的现象得到改善，整个矫直区内铸坯应变ε实现了连续变化，应变速率和铸坯产生裂纹的应变ε大大降低，板坯矫直效率和精准度大大提高。

3 连续矫直技术在板坯连铸中的应用分析

连续矫直技术在板坯连铸的应用主要指的是连铸机改造中的应用，以某钢厂作为连续矫直技术应用对象，进行分析。连铸机设计技术要依托连续弯曲和矫直方法两种基本技术，使用较多的是奥钢联渐进弯曲和矫直技术，但在某钢厂的设计应用中，发现连续弯曲和矫直技术存在一些不足，比如出现了弯曲曲线与矫直曲线曲率变化是非线性的问题，使铸坯在弯曲和矫直过程中，出现应变速率ε峰值交高，不能有效预防铸坯固液两相区界面裂纹的产生。采用单纯的连续矫直技术，能使板坯连铸中的应变速率ε峰值有效降低，板坯连铸效率提高。因此该钢厂应用“等应变速率固定辊连续矫直技术”原理对连铸机实行技术改造。

3.1 改造应用的原理

通过传统方法将单点或多点矫直进行改造，实现连续矫直和铸机高度改变；改造中如果要使原铸机基本圆弧半径大小和水平半径标高维持不变的高度，自然就要改变铸机的水平出坯辊道面标高，造成改造难度和工程量的增加。一般钢厂改造过程中都是进行整体改造，改变圆弧半径大小和水平半径标高，这就需要借助连续矫直技术原理。具体改造过程中，首先要控制连铸机的外弧基准线，经过向外弧侧移动改变铸机高度，然后将调整连铸机的基本圆弧半径大小和水平半径标高到合适位置，科学合理的调整变形区长度，较好的改进连续弯曲和矫直方法中存在的不足，提高连铸机板坯连铸效率和连续矫直的精准度。

3.2 具体改造实践

以双流板坯连铸机改造為例，连铸机内一般5点弯曲和5点矫直，难以适应当前对连铸生产的现实需求，结合当前的等应变速率固定辊连续矫直技术原理的应用，将原有的弯曲矫直进行改造，实现连续弯曲矫直，提高板坯连铸效果。板坯连铸机具体改造中，要使用连铸机辊列曲线，包括连续弯曲和连续矫直两个连续曲线段，能对特殊曲线和专用对弧样板进行设计，科学调整原矫直段各辊子，将连铸机的弯曲矫直改进成连续弯曲矫直，保持了原板坯连铸机中原直线段长度和位置的原样，而且使连铸机的水平段和出坯辊道标高没有改变，大大简化了改造流程，节省了技改费用。改造过程中，保证了连铸机生产的连续性，实现了边生产边改造的目标。

3.3 改造过程中的设计参数

对板坯连铸机进行连续矫直改造，需要使用矫直曲线曲率变化率等重要参数，对高温下材料的高温蠕变和应力松弛特性进行显示。经过有关研究显示，铸坯温度与金属的蠕变速度和应力松弛速度成正比例关系，金属蠕变速度和应力松弛速度随着铸坯温度的增高而加快，特别是应力松弛速度增长的很快，几乎是传统矫直的十倍左右，改造中用曲线光滑连接，能保证铸坯应变速率小于许用值处于恒定状态。对矫直曲线曲率变化率分析可知，板坯连铸机改造应用连续矫直技术要先对连续矫直曲线相关参数进行科学的设计并计算出许用值，根据铸坯应变速率小于许用值的恒定原理，对矫直曲线曲率变化率进行科学的调整，使连接点处曲率的连续并基本线性变化得到保证，确保提高板坯连铸效率。

4 结语

通过钢厂对板坯连铸机改造应用连续矫直技术的实践表明，能有效提高连铸机的连铸效率和板坯质量，铸坯硫印图显示效果和连铸机矫直效率和精准度均有一定程度的提高。经过实践运行状况的监测，改造后的板坯连铸机能保持良好运行状态，并且能有效的降低板坯间裂纹发生率，设备运作效率和连铸生产效率更高，运作状态和连铸设备质量更稳定，进一步显示了连续矫直技术在板坯连铸中有着重要的应用价值。

参考文献：

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