水平连铸工艺

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水平连铸工艺参数包括:铸造温度、冷却强度、牵引速度。 好似参数不多,其实参数间是相互关联的,是一个整体的参数系:一个参数的变化,其余的参数都应随之变化,才能够互相匹配,才会是一个合理的铸造工艺,而且铜水中的元素变化、部件的材料(如结晶器材料)、冷却水的水质和水压、牵引机的精度等都对铸造工艺形成影响,有些影响还非常巨大。铸造工艺参数变化和相互影响是非常复杂的,从高等院校教材或专业理论书籍中也不难发现这一点:铜加工技术分成两个大的领域,即轧制、拉伸和挤压等的加工技术和水平连铸、半连铸和上引连铸等铸造技术。加工技术有很多版本的理论教材且十分详细,从书本上看懂了学会了,毕业到工厂能够计算和制订加工工艺,算得上半个工艺员,再用一年的时间实践,就能够理论结合实际,就能成为一个合格的铜加工工艺员。在铸造方面理论教材较少,而且书本上只是一些简单的描述,涉及到的工艺参数非常少,而且那些参数也并不匹配,刚大学毕业的那些年也曾经尝试过:照搬课本上的铸造参数运用到实践,结果是根本生产不出合格产品,可以说,铸造教材只能作为理论分析和指导,就算你学会了教材中的理论,没有五年以上铸造实践经验和总结,你远不能成为一个合格的铸造工艺员。为什么铜加工铸造缺少理论专著呢? 理论都是从实践中总结形成的,试看国内的铜加工企业:技术人员是加工多而铸造少,真正的铸造技术和经验往往由一线操作工掌握,他们没有将实践经验总结上升到理论的能力;同样的牌号同样的品种和规格,各生产企业铸造工艺往往还不相同。究其原因,实际上是由铜加工铸造特点所导致的:同牌号的铸造温度基本相同,但牵引机类型会影响牵引速度,尤其是结晶器的冷却强度又决定着牵引工艺。铜加工厂结晶器参数不统一,故铸造工艺因企业而异。

对结晶器冷却强度影响的因素:石墨模材料、壁厚和长度;水冷套材料、壁厚和长度;水冷套和水套所围成的容积和内部结构;冷却水进水温度、水压和水质;合金牌号即凝固时释放热量的多少。一个冷却强度,其影响有十几种之多,只有将这些因素定制后粗略计算出热交换能力即冷却强度,再制定牵引速度和选择铸造温度的上限或下限。

牵引速度分解:牵引节距、牵引频率、拉引节距速度或时间、引停时间、反推节距、反推节距速度或时间、推停时间,对质量影响最大的是牵引停拉比。这些分解的参数制定后由程序控制的牵引机能较好地保证,而棘轮式牵引机却难以保证分解参数的实现,只有通过计算和设计才有可能基本准确。

铸造温度:金属固液相共存区的温度范围理论上都可以作为铸造温度,但铜及铜合金的固液相温度范围非常宽,通常有几十度,可是我们在制订铸造工艺时总要求温度最好不超十度范围,怎么选择呢?这就取决于牵引速度了:速度快时取共存区的下限;速度慢时取上限。

现实中首先有了设备,再选择了合金的牌号、品种和规格,最后请一线有经验的操作人员帮您铸造产品,这是错误的,硬件设备已经定制,再有经验的师傅也不可能生产出高质量的产品,真正应了“巧妇难为无米之炊”呀,最可怕的是多数师傅并不懂得这些,只要有设备他就敢生产,也就当然他的产品质量不能达到高品质。

水平连铸之正确流程:选择合金牌号、品种、规格和产量—→ 设计炉型结构—→ 结晶器设计—→ 制订牵引速度、选择铸造温度—→ 牵引机设计。可以根据合金先设计整套铸造工艺、再依照工艺要求设计设备硬件;也可以将工艺软件和硬件设备同时考虑设计;绝不能先硬件再软件。