为了提高产品的市场竞争力, 各钢铁企业从生产的各个环节进行技术开发、技术改造, 力求在生产的每一个环节上提高设备的工作效率, 降低生产成本, 确保产品的质量,使企业的经济效益最大化。连铸是炼钢生产的重要环节, 连铸结晶器是连铸机的心脏, 结晶器质量的好坏在相当大的程度上影响着连铸机的生产效率、连铸进程的稳定性和连铸坯质量, 直接关系到炼钢生产和经济效益。 连铸小方坯结晶器铜管是方坯结晶器最重要的组件, 也是经常需要更换的部件。济南东方结晶器有限公司开发的方坯结晶器铜管电镀N i- Co+ Cr 复镀技术, 能大幅度地提高方坯结晶器铜管的使用寿命, 提高连铸机的作业效率和连铸技术的水平, 推动连铸技术的发展完善; 可以把结晶器铜管在连铸生产中的成本降到1. 0 元之内, 有效地降低连铸生产成本, 提高产品的竞争力。 在连铸生产中, 影响结晶器铜管质量的有以下两个关键指标: 一是铜管内腔锥度曲线, 另一个则是铜管内表面镀层。目前, 国内普遍采用的是结晶器铜管内表面电镀硬铬, 由于铬和铜的收缩比差别较大, 影响了两者之间的结合力, 也直接制约了结晶器铜管的使用寿命。因此, 研究开发结晶器铜管新镀层是提高结晶器铜管使用寿命的关键。 N i- Co 合金镀层与铜管有很好的结合力,在较高的温度下有较高的硬度和耐磨性, 表面套镀一层铬, 可以解决镀层脱铬问题及镀铬层种种影响, 起到抗磨损、保护铜管的作用, 从而大大提高结晶器铜管的使用寿命。 历尽艰辛终结硕果 济南东方结晶器有限公司开发结晶器铜管内表面采用电镀Ni- Co+ Cr 复合镀层工艺技术。从2001 年4 月开始, 他们进行电镀Ni- Co+ Cr 复合镀层的120mm2 方坯结晶器铜管的连铸试验, 先后历时一年时间、分6批进行了电镀工艺试验。通过这6 批试验, 共计镀了35 支铜管。因为当时工艺是在试制摸索阶段, 因此镀出的铜管还未达到上机试验的标准要求。但是通过这6 批铜管试验, 进一步确定了电镀工艺过程, 优化了电镀工艺参数, 确定了Ni- Co+ Cr 合金镀层及整体复合镀层的厚度及控制镀层内应力需补充添加剂的用量,解决了结晶器铜管上口钢水液面位置镀层脱铬的问题。他们同时解决了镀层的热处理工艺问题, 使方坯结晶器铜管电镀Ni- Co+ Cr 复合镀层工艺更适合连铸生产的实际, 并积累了丰富的技术参数和宝贵的实践经验, 使此项工艺技术全面走向成熟。 合作双方进行了结晶器铜管电镀Ni- Co+ Cr 复合镀层的工业性应用试验。在这期间, 他们一共试验了三批49 支电镀Ni- Co+ Cr 复合镀层铜管, 生产应用结果均超过了原定的平均每支铜管过钢量5000吨、铸坯长度大于45000 米的目标, 并且实验结果一批好于一批, 达到了预期目的。 这三批铜管的具体试验结果如下: 第一批为2002 年4 月上旬电镀的8 支铜管, 4 月厂开始试验, 其中有4 支使用寿命达到300 炉以上, 最高的过钢量为8406. 2 吨, 钢坯长度75595 米, 平均使用寿命为247. 5 炉, 过钢量6266. 7 吨, 钢坯长度56355 米。 第二批共试验18 支铜管, 平均炉数为256. 24 炉, 过钢量为6486. 2 吨, 钢坯长度58329 米, 钢坯长度达到103830 米。本次试验, 钢管使用寿命在400 炉以上的4 支, 300 炉以上的10 支, 占总数的55. 6%; 200 炉以上的12 支, 占66. 7%; 低于200 炉的6 支, 占33.3%。 第三批试验23 支铜管, 铜管使用寿命在200 炉以上的22 支, 占95. 7% ; 200 炉以下的1支, 占4. 3% ; 其中240 炉以上的20 支, 占87% ; 280 炉以上的17 支, 占73. 9% ; 300 炉以上的12 支, 占52. 5% 。从第三批试验结果来看, 明显好于上两批, 23 支铜管每支平均过钢量为7603. 1 吨, 钢坯长度68373 米, 而且铜管的质量比较稳定, 达到了实验目的。 电镀工艺别具一格 这种Ni- Co+ Cr 工艺有以下特点: 一是该工艺有很好的灵活性, 既适合于小规模生产,同时也适合大规模生产, 工艺过程简单、操作方便。二是电镀溶液成份稳定。三是杂质离子污染少, 电镀溶液维护简单, 使用周期长。四是镀层中的钴含量可以按照要求进行控制。五是N i- Co 合金镀层与基体结合力大。实验结果表明, 只要控制镀层厚度在一定范围内, 并对镀层进行适当的热处理, 镀层的层与层之间晶格结构的不同弥补了镀层与基体之间的热膨胀系数差别, 因此镀层不会发生脱铬现象。六是Ni- Co+ Cr 复合镀层耐磨性能优良。七是该工艺大大减少了重金属对环境的污染。 一是结晶器铜管电镀Ni- Co+ Cr 复合镀层, 性能优良, 能大幅度提高结晶器铜管的使用寿命, 与仅镀硬铬结晶器铜管相比, 寿命提高了2~ 3 倍。 二是该工艺采用流体镀使镀液在铜管中强制循环, 铜管在电镀时不直接进入镀槽内, 电镀过程中镀液没有损耗, 因而减少了重金属的污染。 三是采取了阶段性补加添加剂和硫酸钴的方法, 使镀层钴含量呈梯度型, 镀层内应力均匀, 与基体结合力大, 显微硬度适中, 是结晶器铜管理想的内壁镀层。 四是确立了电镀生产的工艺技术参数, 电镀工艺生产操作简单, 镀层性能稳定, 质量可靠, 镀液维护简单, 使用周期长。 五是Ni- Co+ Cr 复合镀层成本低, 可以降低钢坯生产成本, 减少结晶器的维修费用, 同时结晶器铜管使用寿命的提高, 可以降低因铜管问题而造成的产品不合格率, 提高产品质量,在方坯铜管生产中具有现实的推广价值, 经济效益巨大。 |
