国家标准《连铸结晶器铜板 技术规范》编制说明
连铸管式结晶器的优化设计、制造与使用
根据有关报导,我国粗钢产量2006年达41878万吨; 2005年达3.49亿吨,连铸比约为96.71%,(行业连铸比为 97.70%),年产连铸坯33788万吨;而其中板(扁)坯连铸机和薄板坯连铸连轧机的年产能占总年产能的41.20%,方坯、圆坯、矩形坯约占50%;同比2005年,2006年钢铁业有较快的发展;预测, 2007年我国粗钢产量将达到4.66亿吨~4.85亿吨。
随着近年来国内钢铁市场及连铸行业的蓬勃发展,结晶器制造业也迅速形成了一定的规模。
根据不完全统计,国内从事结晶器制造或修复的大小厂家约在50家以上,技术水平及加工能力参差不齐。
结晶器作为连铸机上最重要的部件而被称为连铸机的心脏,对连铸坯质量有重要的影响。
为了更好地满足用户的生产需要,我们就方坯连铸结晶器设计、制造、使用及维护等方面的一些问题,与业内同行进行探讨。
铜管的设计和制造1 标准的规定与执行现在我们执行的结晶器铜管标准如下:·《JB/T 9047——1999 弧形方坯连铸机结晶器铜管》,国家机械工业局于1999-06-28发布, 2000-01-01实施。
该标准是对于1990年1月11日首次发布的《ZB H93 002——89弧形方坯连铸机结晶器铜管》的修订。
修订时仅对原标准作了编辑性修改,主要技术内容没有变化。
该标准实施时间已久,急需补充、修改和完善。
·《YB/T 4141——2005连铸圆坯结晶器铜管技术条件》中华人民共和国国家发展和改革委员会于2005-11-28发布, 2006-06-01实施。
·《Q/SCJ4.01-2001方坯结晶器验收标准》作为首钢长白结晶器有限责任公司的企业标准于2001-02-20 发布,2001-03-01实施。
该标准符合YB/T072-1995《方坯结晶器技术条件》和YB/T036.11-92 冶金设备制造与通用技术条件要求。
值得注意的是,在国内钢铁企业中,连铸机种类繁多、千差万别,结晶器及铜管作为非标设备,虽然国家对于方坯和圆坯等先后制订了相关标准,但难以适应生产形势的发展,在这方面,希望相关设计单位及制造厂认识到应有的责任,共同努力作到产品规范统一。
国家标准《连铸结晶器铜板 技术规范》编制说明
《连铸结晶器用铜板》国家标准编制说明1、工作简况根据中国有色金属工业协会,中色协字【2007】237号文《关于下达2007年第二批有色金属国家标准制(修)订项目计划的通知》,序号61,计划编号20079097-T-610《连铸结晶器用铜板》国家标准的制订,由西峡龙成特种材料有限责任公司负责起草。
本标准起草人及工作如下:朱书成、王希彬:标准执笔人,资料和数据的收集,整理,汇总,验证。
曹国超、白金立、闫荣浩:标准中主要技术标准的验证,试验方法的试验、验证。
本标准为首次制订。
我公司是国内生产连铸结晶器用铜板的最大生产厂家,在接受此标准项目前已进行了八年多的市场调查跟踪,从目前的国内外标准看,国内有YB/T4119-2004《连铸结晶器用铜板技术规范》,尚无其他国家标准及行业标准。
我公司通过各种途径,收集了德国KME公司,日本中越合金铸工株式会社公司的产品性能介绍,以及我公司从事多年生产、检测分析、试验研究,着手编制了本标准。
为了考证标准中有些技术指标的合理性,我公司做了大量的试验和试制,跟踪市场调研反馈,从而使标准的制订更趋合理,具有科学性、可操作性。
也使我们生产出的产品更稳定可靠,满足市场需求。
2、编制原则、主要技术指标确定原则结晶器用铜板2000年以前主要以依赖进口,尤其是高强度CrZrCu材质,兼有高导电,高热传导特性,成为较理想的铜板用材。
这种材质制造作为高新技术成为国内争相研制开发的热点。
我公司是较早关注这项高新技术的厂家之一,通过与国内有关院校的合作,迅速研制开发成功,得以快速发展,成为国内最大的结晶器用铜板全流程专业生产厂家。
目前国内虽然已出台行业标准(YB/T4119-2004),但此标准与国际上先进企业的技术指标相比,某些性能指标有些偏低,不能满足连铸企业对拉速提高的期盼,过钢量(使用寿命)不稳定,给连铸企业生产组织带来了困扰。
因此,无论是从产品制造方面,还是从连铸企业方面,都迫切需要有一个国家标准来指导,规范市场。
加工铜及铜合金牌号和化学成分--编制说明
《加工铜及铜合金牌号和化学成分》(草案)编制说明根据中国有色金属工业协会文件《关于下达2009年第一批有色金属国家、行业标准制(修)订项目计划的通知》(中色协综字[2009]165号)的要求,我公司承担了GB/T5231-2001《加工铜及铜合金化学成分和产品形状》的修订工作。
该标准主管部门为中国有色金属工业协会,由全国有色金属标准化技术委员会技术归口,计划要求2011年完成修订任务,标准计划编号20091080-T-610。
为保证标准的编制水平,中铝沈阳有色金属加工有限公司成立了标准编制小组,进行了全面的市场调研,并以函件的形式向同行业广泛征询修订意见及相关技术数据,全面准确地了解铜加工行业近几年的发展动态。
标准修订过程中经过多次征询意见,2010年2月形成了该标准讨论稿,四月武夷山会议讨论后,标准稿经过较大调整,于2010年8月形成标准预审稿。
1.我国加工铜及铜合金化学成分标准修订历程及牌号的发展概况。
我国的《铜及铜合金化学成分和产品形状》标准最早是仿效前苏联“ΓΟCΤ”标准形式,制订了YB145~148—65,1971年进行第一次修订为YB145~148-71、1985年第二次修订为GB5231~5235—85,2001年修订为GB/T5231-2001。
几次修订后其中元素控制范围水平不低于发达国家水平,但其模式和系列化程度都没有突破性提高。
纳入原国家标准GB/T 5231-2001的变形铜及铜合金牌号一共有111个,其中紫铜9个,黄铜43个,青铜41个,白铜18个。
但是各加工企业实际生产的牌号远不止这些,据不完全统计,近10年来申请专利的新型合金就达70余个,而各个公司、院所研究开发的新型铜合金更数倍于此,达1000个以上。
随着专业化生产趋势的不断发展,合金系列化程度在迅速提高,铜合金材料的成份细化分类已成必然趋势,为适应下游用户不同生产线工艺条件的要求,个性化,精密化产品越来越多,相比10年前有了很大的变化。
弧形方坯连铸机结晶器铜管
5. 8. 7 结晶器铜管两端面对中心截面的平行度公差应不大于 0.1 mm。
5. 8. 8 结晶器铜管内腔垂直度公差应符合表 7 的规定。
表7
mm
铸坯断面 内腔垂直度公差
70×70~150×150 ≤0.15
160×160~200×200 ≤0.2
150×200~160×220 ≤0.2
5. 9 结晶器铜管在符合合理规定使用情况下,使用寿命每支应达 150 炉以上(按 20 t 为一炉,一机 三流计算)。
GB/T 5231—1985 加工铜 化学成分和产品形状
3 符号说明
A1:结晶器铜管弧面法线的上口尺寸 B1:结晶器铜管弧面法线的下口尺寸 A2:结晶器铜管直面上口尺寸 B2:结晶器铜管直面下口尺寸 A1–B1:结晶器铜管弧面上的倒锥度 A2–B2:结晶器铜管直面上的倒锥度 R:结晶器铜管内腔外弧半径(铸机半径) C1:结晶器铜管弧面法线上外廓尺寸 C2:结晶器铜管直面外廓尺寸 t:结晶器铜管上端壁厚 r:结晶器铜管内腔圆角半径 E:结晶器铜管内腔外弧弦高
200×200 206.2~206.8 204.9~205.7 1.1~1.3 203.2~203.8 201.9~202.7 1.1~1.3
14 234 231 73
注:A1、B1、A2、B2 为制造尺寸,必须保证 A1–B1、A2–B2 倒锥度符合表 2 中的规定。
2
JB/T 9047-1999 4. 2 矩形结晶器铜管应符合图 2、表 2 的规定。
ICS 77.180 H 93
JB/T 9047-1999
www 弧形方坯连铸机结晶器铜管 .bCurved mould copper tubes for
bow–type continuous billet casting machine
住房和城乡建设部公告第591号――关于发布国家标准《连铸工程设计规范》的公告
住房和城乡建设部公告第591号――关于发布国家标准《连铸工程设计规范》的公告
文章属性
•【制定机关】住房和城乡建设部
•【公布日期】2010.05.31
•【文号】住房和城乡建设部公告第591号
•【施行日期】2010.12.01
•【效力等级】部门规范性文件
•【时效性】现行有效
•【主题分类】标准定额
正文
住房和城乡建设部公告
(第591号)
关于发布国家标准《连铸工程设计规范》的公告
现批准《连铸工程设计规范》为国家标准,编号为GB50580-2010,自2010年12月1日起实施。
其中,第3.0.27、4.1.6、4.4.8、7.1.1(2)条(款)为强制性条文,必须严格执行。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
二○一○年五月三十一日。
板坯连铸机备件 结晶器 维修作业标准
板坯连铸机备件维修重点控制点1、结晶器维修控制点足辊对弧精度:x±0.1mm。
宽面与窄面铜板角缝值:小于0.3mm。
铜板的平整度:铜板整个高度方向上允许0.5mm之内。
喷嘴无堵塞,喷射扇面与辊面平行,偏斜角度小于5度。
结晶器整体试压:试水压力1.2 Mpa,保压30分钟,不得出现渗漏水现象。
2、弯曲段维修控制点辊子对弧精度:1±0.1mm。
开口度误差:X±0.2mm。
喷嘴无堵塞,喷射扇面与辊面平行,偏斜角度小于5度。
3、扇形段维修控制点辊子对弧精度:1±0.1mm。
辊缝调整升降同步、平稳,误差±0.15mm。
喷嘴无堵塞,喷射扇面与辊面平行,偏斜角度小于5度。
扇形段整体试压:试水压力1.0 Mpa,保压30分钟,不得出现渗漏水现象。
板坯连铸机备件维修作业标准结晶器维修作业标准一、结晶器结构及功能:可调式结晶器由结晶器基架,带有供水、对中和固定装置;内弧铜板及冷却水箱装配、外弧铜板及冷却水箱装配、窄面铜板及压板、调宽装置、夹紧装置、宽边足辊、窄边足辊、结晶器冷却水及喷水配管、润滑配管及分配器、漏钢预报检测用的热电偶、元件的电缆(属电气)等。
结晶器提供所要求的铸坯几何尺寸及在浇铸过程中通过铜板冷却使铸流生成相当厚度的坯壳。
通过自动调宽装置调节结晶器内腔宽度方向尺寸/锥度以适应不同坯宽的要求,调宽可在线停浇时由调宽装置实现。
另外,自动调宽能自动保持宽度及锥度参数(自动补偿)。
调宽采用液压缸进行,在液压缸上附带位置传感器及集成控制阀块。
铸坯的厚度通过窄面铜板宽度确定,由外弧框架上的4组蝶簧夹紧,由外弧框架上的4个柱塞缸松开。
通过偏心机构调整结晶器在厚度方向与振动装置的相对位置,实现结晶器对中。
二、结晶器维修技术标准:结晶器每次下线必须对其污垢、氧化铁皮等杂物进行全面清理;结晶器安装上线之前,必须在结晶器对中台上进行检测。
结晶器维修,必须进行下列各项标准数据检查:1、足辊校正标准:(1)以铜板底边为基准,结晶器窄面足辊(共3~4排)向中心方向推进~0.5mm,具体操作方法见结晶器足辊对弧样板图。
结晶器调整及对弧工艺标准
1#、2#连铸机结晶器调整及对弧工艺标准一、铜板使用标准1、结晶器宽面铜板的厚度不得小于40mm,窄面铜板的厚度不得小于39m同一结晶器的相对铜板厚度差<3mm。
2、镀层标准:上部0.3~0.4mm,下部1.4~1.6mm。
结晶器铜板镀层在使用过程中,任何部位厚度应≥0.2mm,宽面铜板离底100mm处磨损量范围≤1mm,离顶150mm处磨损量范围≤0.3mm,窄面铜板离底50mm处磨损量范围≤1.0mm,离顶150mm处磨损量范围≤0.1mm。
3、铜板夹紧后,宽窄面之间缝隙≤0.30mm。
4、铜板与背板结合处不得有碰损。
窄面铜板两侧与宽板结合面不得有碰损。
5、结晶器铜板上口至300mm处(弯月面区域)不得有划伤,结晶器铜板中部300mm-600mm处划痕深度不得大于0.5mm,且必须研磨光滑,无尖锐棱角结晶器铜板下部600mm-900mm处划痕深度不得大于1mm,且必须研磨光滑,无尖锐棱角。
超出允许值时不允许浇注,以防产生坯壳破裂导致的漏钢。
6、结晶器铜板露铜时必修下线处理二、结晶器调整标准1.以外弧铜板上口中心线为基准,两侧窄面到中心线距离偏差不得大于5mm。
2.调整好后的结晶器上、下口断面尺寸必须保证在标准尺寸偏差值±0.8mm 以内。
且上、下口开口度尺寸不得走相反偏差。
3.调整好后的结晶器两侧面锥度值相差不得>0.2mm。
内外弧板锥度调整为一致或内弧板锥度稍大于外弧板锥度0.1mm-0.2mm。
4.宽边和窄边铜板直角度:90±0.2º。
5、结晶器正常通水后,应无泄露现象,P=1Mpa保持10min无泄漏。
6、足辊喷嘴须为一字形向前射,不得堵塞,喷嘴间距误差控制在3mm以内,距铸坯距离偏差3mm以内。
三、足辊调整标准1、足辊要求(1)、宽面足辊弯曲量单辊≤0.2mm,成对辊≤0.4mm,开口度误差≤±0.2mm。
(2)、宽度足辊表面裂纹深度不得大于1mm,辊表面裂纹长度不得大于40mm。
国家标准《铜及铜合金加工安全生产规范 第1部分:板带材》编制说明
《铜及铜合金加工安全生产规范第1部分板带材》国家标准编制说明1 项目概况安全生产标准是安全生产法规体系的重要组成部分,是安全生产法律法规贯彻实施的重要手段和技术支撑。
近年来,党和国家领导人也多次对安全生产标准化工作作出重要指示,可见编制安全生产标准的重要性和紧迫性。
目前目前我国铜及铜合金板带材产品生产企业较多,但行业内还没有规范性的铜及铜合金板带材安全生产的相关规范。
根据《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》(国发〔2010〕23号)精神和《企业安全生产标准化基本规范》(AQ/T9006—2010)的要求,在全国有色金属标准化技术委员会的大力推进下,我国近期制定了一些有色金属的安全生产标准,如2011年完成的《铜及铜合金熔铸安全生产规范》、《铝及铝合金板带安全生产规范》等,为提高铜及铜合金板带材生产的安全性,提高我国铜及铜合金板带材技术的进步,根据中铝洛阳铜业有限公司提出申请,由全国有色金属标委会组织,于2011年开展了《铜及铜合金加工安全生产规范第一部分板带材》的编制工作。
该规范由中铝洛阳铜业有限公司、安徽鑫科新材料股份有限公司、中铝上海铜业有限公司、安徽精诚铜业股份有限公司负责编写。
本规范的制定可以促进国内相关行业走安全生产的道路,为铜及铜合金板带材产品生产企业开展安全生产提供技术导向,也可以为企业改善安全生产绩效提供依据。
2 编制过程2.1 成立编制小组接到任务后,中铝洛阳铜业有限公司牵头,联系安徽鑫科新材料股份有限公司、中铝上海铜业有限公司、安徽精诚铜业股份有限公司等参加编写单位的安全管理人员组成了标准编制小组。
2.2 前期调研编制小组首先了解了国内铜及铜合金板带材的工艺方法、设备等相关情况,其后搜索国内相关安全生产的要求及规定,参考国内外先进的安全管理方法开始了本规范的编写工作,保证该标准的全面性、准确性。
2.3 征求意见稿形成编制小组根据前期对国内铜及铜合金板带材的工艺方法、设备等的调研,查阅了大量国内相关安全生产的要求及规定,于2011年12月完成该规范的草稿,后经中铝洛阳铜业有限公司内部相关生产、安全、技术人员的开会和认真讨论,根据讨论意见对标准草稿进行修改,形成了该规范的征求意见稿。
线棒材连铸用结晶轮黑色冶金行业标准编制说明前言连铸连轧
线棒材连铸用结晶轮黑色冶金行业标准编制说明前言连铸连轧《线、棒材连铸用结晶轮》黑色冶金行业标准编制说明前言连铸连轧技术生产铜、铝线、棒材是20世纪60年代开发出来的一种工艺技术,它给世界的铜、铝工业发展带来了一次伟大的变革。
连铸连轧技术利用了铸造时的热量立即进行轧制成材,而不经中断和加热,具有生产效率高、能耗成本低、质量稳定、性能均匀、表面光亮等特点,连铸连轧技术一般分为四个步骤:熔化——铸锭(坯)——轧制——绕杆。
这一流水线作业使铸锭(坯)一次成线、棒材,赋予连铸连轧技术强大的生命力。
用连铸连轧法生产出来的铜、铝线、棒材不仅质量良好,而且在技术经济上也比其它方法具有优势,故当今世界上用连铸连轧法生产铜、铝线、棒材已成为主流。
结晶轮也称铸轮,是连铸连轧生产线上的最重要的零件,也是成本费用最高的易损零件。
它的工作环境十分恶劣,其外侧铸槽内注入高温铜液或铝液,通过内外冷却水系统的强制性冷却作用,在转动约180?的过程中,使铜液或铝液迅速冷却、结晶、凝固铸成锭坯,通过引桥,锭坯被送入连轧机进行轧制,随着结晶轮不停地转动,连续注入的铜液或铝液周而复始的冷却、结晶、凝固,完成连续铸锭的任务。
由于结晶轮处于长时间周期性冷热转换中,因此,要求其具有良好的导热性能和抗热疲劳性能等。
没有好的结晶轮,就生产不出好的线、棒材。
由于铜、铝线、棒材行业的快速技术进步,相对应的结晶轮的要求也更加明确和更加苛刻。
因此,制定结晶轮标准来更准确的满足线、棒材行业技术进步的要求十分必要,同时也有利用用户选用,有利用促进国内行业水平的提高。
1 任务来源根据工业和信息化部工信厅科[2014]51号文“工业和通信业行业2014年第一批行业标准制修订计划”批准,由中国钢铁工业协会提出,冶金机电标准化技术委员会归口,烟台万隆真空冶金有限公司、山东省冶金研究院负责编制“线、棒材连铸用结晶轮”行业标准。
2 工作过程2.1 准备阶段立项批准后,烟台万隆真空冶金股份有限公司和山东省冶金研究院组成了专项工作组,对国内线、棒材连铸用结晶轮使用的现状进行调研,同时收集国内外相关资料,这些工作为制定标准打下了基础。
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《连铸结晶器用铜板》国家标准编制说明
1、工作简况
根据中国有色金属工业协会,中色协字【2007】237号文《关于下达2007年第二批有色金属国家标准制(修)订项目计划的通知》,序号61,计划编号20079097-T-610《连铸结晶器用铜板》国家标准的制订,由西峡龙成特种材料有限责任公司负责起草。
本标准起草人及工作如下:
朱书成、王希彬:标准执笔人,资料和数据的收集,整理,汇总,验证。
曹国超、白金立、闫荣浩:标准中主要技术标准的验证,试验方法的试验、验证。
本标准为首次制订。
我公司是国内生产连铸结晶器用铜板的最大生产厂家,在接受此标准项目前已进行了八年多的市场调查跟踪,从目前的国内外标准看,国内有YB/T4119-2004《连铸结晶器用铜板技术规范》,尚无其他国家标准及行业标准。
我公司通过各种途径,收集了德国KME公司,日本中越合金铸工株式会社公司的产品性能介绍,以及我公司从事多年生产、检测分析、试验研究,着手编制了本标准。
为了考证标准中有些技术指标的合理性,我公司做了大量的试验和试制,跟踪市场调研反馈,从而使标准的制订更趋合理,具有科学性、可操作性。
也使我们生产出的产品更稳定可靠,满足市场需求。
2、编制原则、主要技术指标确定原则
结晶器用铜板2000年以前主要以依赖进口,尤其是高强度CrZrCu材质,兼有高导电,高热传导特性,成为较理想的铜板用材。
这种材质制造作为高新技术成为国内争相研制开发的热点。
我公司是较早关注这项高新技术的厂家之一,通过与国内有关院校的合作,迅速研制开发成功,得以快速发展,成为国内最大的结晶器用铜板全流程专业生产厂家。
目前国内虽然已出台行业标准(YB/T4119-2004),但此标准与国际上先进企业的技术指标相比,某些性能指标有些偏低,不能满足连铸企业对拉速提高的期盼,过钢量(使用寿命)不稳定,给连铸企业生产组织带来了困扰。
因此,无论是从产品制造方面,还是从连铸企业方面,都迫切需要有一个国家标准来指导,规范市场。
表一化学成分对比
表二室温及高温力学性能对比
表2.1 YB/T4119-2004室温力学性能(20℃)
表2.2 日本中越合金室温力学性能(20℃)
表2.3 德国KME室温及高温力学性能
表2.4 我公司产品室温及高温力学性能
标准的分析
一、材质化学成份分析
1、CuCrZr材质化学成份分析:
我们知道,Cr在Cu中的化学成份最大固溶度为0.65%,Zr 在Cu中的化学成份最大固溶度为0.15%。
两元素在Cu中的固溶度随温度下降而急剧减少,经高温淬火形成亚稳态过饱和固容体,再经时效处理,使过饱和固溶体发生分解,析出弥散分布的第二相,均匀分布于基体上,均布的质点对位错移动产生很大阻力,从而使合金得到强化。
但Cr和Zr均不同程度地降低导热性和导电性,其主要原因是固容处理使固溶体晶格产生畸变,增大电子波的散射,使铜的导电性和导热性降低较多。
因此,在满足CuCrZr合金的性能要求前提下,尽量减少元素的加入量,从而达到合金强化,又使其导热性、导电性降低较少的目的。
根据多年的实验、统计、Cr含量控制在0.5~0.7%,Zr含量控制在0.07~0.12%之间,既能保证CuCrZr合金具有优良的机械性能,又能使合金具有优良的导热性和导电性。
2、铜银合金的化学成份分析
CuAg合金中的Ag在Cu中的最大固溶度为7.9%,虽然Ag在Cu中的固溶度也有类似Cr和Zr在Cu中随温度下降而急剧减少,有固溶、时效强化的特征,但Ag属于贵金属,加多很不经济,市场难以接受,所以从长期人们对该金属的综合分析,以Ag加入0.1%左右为宜,所以我们取Ag含量为0.08~0.12%为标准。
3、CuNiBeZr或CuNiBe材质原来主要用于超薄板坯窄面铜板,因原来大多设计没有镀层,为了增加基材的硬度,增加耐磨性而设计的。
现在大多增加了镀层设计,过钢量已超过CuNiBe本身的过钢量,而用CuCrZr加镀层,不仅导热性好于CuNiBe,而且过钢量又提高了。
专门生产CuNiBe或CuNiBeZr材质需要量太少,我们建议取消。
二、材质机械性能分析
1、CuCrZr材质的机械性能分析
YB/T4119-2004分两种,第一类强度较高,延伸率相对较低。
第二类强度稍低,延伸率较高,这种分类不无道理,但截然分开也不合适。
结晶器用铜板随连铸机不同,拉速不同,尤其是随着各钢厂增产增效的强烈愿望,拉速提高愿望就越强烈,拉速的提高加速铜板热负荷的提高,铜板热面温度由原来的300℃左右提高到350℃左右,甚至达到400℃,铜板热面与冷面的温差扩大了50℃左右,热胀冷缩量在加大,而为了使铜板与水箱密封好,用螺栓把合,使铜板的热胀冷缩受到极大的限制,这就迫使铜板受热时发生塑性变形,而在冷却时受到拉应力,反复的热冷产生疲劳应力,当拉应力超过其疲劳极限时,铜板工作面产生裂纹,随着过钢量的增加,裂纹扩展速度加快。
我们通过各钢厂对我公司铜板的使用跟踪,总结分析
发现:并非强度越高越好,高拉速连铸场合,铜板材质延伸率稍好点更能满足现场要求,而延伸率稍好点,强度便会稍低一点。
这是因为增加铜板的强度一是靠合金加入量相对增加,二是靠增加铜板材质的冷变形量。
这两种作用均增大晶格的畸变量,延伸率便会下降。
但强度不可过低,过低会造成铜板易变形,同样造成过钢量低。
结晶器用铜板高温力学性能非常重要,因铜板正常过钢时,铜板的热面温度处于250~400℃的高温环境,高温综合力学性能好,铜板持久耐用。
我们按GB/T4338-1995金属材料高温拉伸试验方法,方法要求试样保温时间不低于10分钟,我们按保温30分钟进行测试,测试的结果高温力学性能均好于KME 推荐书上的高温力学性能。
我们认为高温力学性能的提高很有必要。
从以上综述提出结晶器用铜板的国家标准指标如下:
铜板母材室温及高温力学性能
对结晶器用铜板镀层材料及性能的分析比较。
铜板镀层对铜板过钢量的提高具有重要作用,镀层硬度较铜板硬度明显提高,耐磨能力显著增强,单位时间(万吨过钢量)工作面磨损明显减少,所以过钢量就相对提高。
目前除薄板坯连铸CSP铜板外,均用镀层铜板。
铜板工作面镀层的发展由最初镀纯Cr,逐渐变为镀Ni、Ni-Cr,后又发展为镀NiFe、NiCo、CoNi合金。
纯Cr镀层因其内应力高,安全厚度受限制,并与母材热膨胀系数差异大,镀层结合力较差,易剥落,因此已基本不用。
Ni-Cr复合镀层工艺较复杂,并也存在镀层间电位差等原因,也基本不采用。
纯镍镀层化学稳定性较好,与母材结合力强,镀层应力低,但硬度低,高温耐磨性差,目前仅在薄板坯连铸中的FTSR及ISP结晶器铜板中使用。
NiFe合金镀层是结晶器铜板较早采用的合金镀层,其特点是硬度高,耐磨,可达到较高的过钢量,并价格较低。
其缺点是:热稳定性差,韧性低,高温下易产生裂纹,使用于一般中低拉速连铸,目前大多数普通板的连铸均采用。
NiCo合金是在NiFe基础上的延伸镀层。
NiCo镀层与NiFe相比,其稳定性好,高温机械性能强,耐磨,表面不易产生裂纹。
在使用中,镀层表面产生一种含CoO的玻璃质氧化薄膜,使磨损系数降低,振动阻抗小,耐磨性增加,过钢量相应增加。
使用于普通板坯的中高拉速工艺条件,目前使用较为普遍。
CoNi镀层为Ni与Co比例调整,镀层玻璃质更强,耐磨性能均优于前者,但其成本高。
镀层应力大于NiCo,产生热裂纹的可能性也大于NiCo,使用于普通板坯的高拉速工艺。
目前,部分用于大板坯高拉速连铸,以及少量特殊钢种连铸。
镀层的结合力由于目前还没有抗拉强度较好的粘接剂,定量试制目前还不具备条件。