钟静波（首秦金属材料有限公司,河北　秦皇岛　066326）

提高倒角铜板角部耐磨性研究

钟静波
（首秦金属材料有限公司,河北秦皇岛066326）

摘要：对倒角铜板角部磨损原因进行分析，角部磨损对铸坯质量的影响进行了系统分析，通过对角部镀层和结构的优化设计，提高倒角铜板角部的耐磨性。也提高铸坯质量。

关键词：连铸板坯;倒角铜板;耐磨性;角部纵裂纹

1　首秦公司概况

秦皇岛首秦金属材料有限公司（以下简称首秦公司）于2003年5月3日开工建设，2006年10月20日实现铁、钢、坯、轧全流程贯通。生产的连铸坯主要供给首秦的4300mm和秦中板的3300mm中厚板轧机，为直弧型多点渐进弯曲和多点矫直的单流板坯连铸机，配有结晶器液面自动控制、结晶器在线调宽、结晶器液压振动、扇形段远程自动辊缝调节、动态二冷配水以及动态轻压下等先进技术。

2　研究背景

在钢铁企业面临市场竞争压力巨大的情况下，如何以低价的成本生产出高质量的产品是目前降本的主要手段，含Nb（B）钢角部横裂纹是大板坯的主要角部缺陷，尤其对于轧制厚板来说，切除角部裂纹是目前的主要手段，切角处理造成成本的增加以及钢坯物流的紧张，通过倒角的形式缓解提高角部温度从而弱化其弯曲矫直力，从而避免角部横裂纹；但是，作为倒角结晶器来说，其负面影响角部纵裂纹发生的几率逐步增大，倒角铜板的使用寿命也大大降低。

根据首秦钢厂下线的大倒角窄面铜板情况，因首秦工艺限制拉速较低，拉速为0.8～0.95m/min，造成大倒角铜板过钢量较低，其原因是在结晶器窄面铜板下口，铸坯与铜板之间产生不均匀的摩擦，因在下口处铸坯形成坯壳较厚，而且较硬，造成下口铜板镀层磨损比较严重，又因铸坯尖角与中间部位收缩不一致，导致窄面铜板下口两端比中间部分磨损严重，致使窄面铜板过钢量较低，提前下线。同时，由于角部磨损严重，倒角部位容易所产生气隙，气隙的产生使得倒角部位坯壳向结晶器的传热慢、坯壳温度高而且薄弱；另一方面，远离角部的坯壳与结晶器铜板接触良好，坯壳向结晶器的传热快、坯壳相对较厚，结晶器内连铸坯坯壳表面由于凝固收缩而产生拉应力，应力容易集中在坯壳薄弱、温度高的倒角角部坯壳上，从而在坯壳倒角部位产生纵裂纹。

3　方法介绍

为了提高窄面铜板的过钢量，延长窄面铜板的使用寿命，减少铸坯的角部纵裂纹。将窄面铜板的基体结构以及窄面铜板表面的基体结构进行了设计改进。

（1）在倒角面周边采用了变锥度的设计，即从倒角面与宽面铜板交汇处往窄面铜板方向，倒角自身有一个逐渐变化的倒锥度。

（2）对结晶器窄面铜板表面的镀层结构进行设计改进，来提高窄面铜板过钢量。原窄面铜板上口镀层厚0.3mm，下口镀层厚度2mm,基体结构也是跟随镀层结构一致，现改为从下口算起高0～300mm倒角处，距离两边部长0～50mm处，基体比原基体低0.5～1mm，镀层变为2.5～3mm，其余下口为2mm，跟随铜板结构以及镀层结构发生变化，即下口镀层不一致。具体如上图所示：

改进前

改进后

4　试验效果

（1）通过大倒角结构多次设计改进、采用最合理的角度倒角以及倒角面的倒锥度设计技术，有效避免倒角坯角部纵裂纹的发生，对改善连铸坯角横裂纹取得了显著的效果，同时，连铸板坯倒角结晶器对消除钢板边部折叠缺陷也具有良好的效果，取得了良好的社会效益和经济效益。

（2）通过镀层结构改进，大大减少了铜板的磨损量，在首秦公司使用时最低过钢量达4.2万吨以上（原设计过钢量3万吨），在在首迁公司使用最高过钢量达9万吨（原设计过钢量4.5万吨）。实践证明，此设计改进提高了铜板的过钢量，此改进后的铜板过钢量与原设计的铜板过钢量提高近一倍左右。

5　结论

倒角结晶器的开发有着深远的影响和巨大的社会效益。近些年来，国内外各钢铁企业均面临铸坯质量不稳定、角部裂纹频发的困境，并且为公认的冶金界难题。倒角结晶器的成功开发为板坯连铸提供了新的思路，不仅对改善铸坯质量有着积极的作用，而且在消除钢板边部缺陷方面也体现了良好的效果。倒角铜板使用寿命的增加更在节约成本和改善铸坯质量方面有着深远的意义和影响。

参考文献:

[1]黄道鑫.提钒炼钢.冶金工业出版社[M].2002,251.

[2]赵沛.炉外精炼及铁水预处理实用技术手册[S].冶金工业出版社,2004,245.

[3]王文军,李本海,朱志远.板坯连铸倒角结晶器的开发与应用[J].钢铁研究学报,2012,24(02):21-26.