基于再制造技术的连铸关键设备恢复和改造研究

基于再制造技术的连铸关键设备恢复和改造研究

张才士

湖北中钢联冶金工程有限公司 湖北省武汉市 433000

摘要：近几年，我国可持续发展的脚步在不断前进，因此，可持续发展对于钢铁行业的碳排放的标准也越来越高。但是目前的相关学者的研究方向往往集中在碳排放权的交易上，而忽略了废钢铁再造的生产调度的相关问题。将废钢铁再造与碳排放相结合，不仅可以减少污染、实现可持续发展战略，还可以在一定程度上改变钢铁行业的发展朝向，让钢铁行业更加多元化，更具时代活力。本文对连铸技术中的表面处理技术以及结构设计做出简要分析，并对其表面的涂层的性能做出总结，以及对于连铸钢铁的涂层的实际使用寿命以及耐磨损程度做出估算。

关键词：再造技术；连铸设备；恢复以及改造；

我国的钢铁行业正在不断地发展，连铸钢铁的生产是钢铁行业当中一个极为重要的环节，为了寻找到最大的经济效益，就要在减少环境污染以及对于原材料的消耗的基础上，寻求一种现代化的生产模式以及管理模式来改变当前的钢铁行业的现状^【1】。对于钢铁行业来说，连铸设备的投资是一笔不小的数目，但是企业必须要提供足够的经费来置办高性能的连铸设备，因为钢铁生产行业想要稳定持续并保证钢铁产品的高质量输出，就必须要有性能良好的连铸设备作为基础。所以，连铸设备的性能以及使用寿命既是提高钢铁产业生产效率以及经济效益的关键，减少环境污染实现可持续发展的重要条件。

1. 当前我国连铸设备存在的一些问题

当前环境下，我国的连铸设备的现状并不乐观，对于钢铁生产行业来说，要加大对于连铸设备的维修以及经费投入，从而实现连铸设备生产以及运营的高效^【2】。此外，我国连铸生产的主要运营成本是对于连铸设备的维修资金的投入，我国的钢铁制造行业要选择现代化的管理以及生产方案，特别是对于钢铁再造体系的先进技术的应用，以提高连铸设备的再造生命周期以及相关再造技术的科技创新。这样，既可以提高钢铁行业的生产成本，还可以减少能源的消耗以及浪费，并减少一定的环境污染。连铸设备的在制造技术可以将固体垃圾进行处理，降低环境污染，还可以实现节能裁剪以及循环利用和废物利用，这都为钢铁制造企业带来了极大的经济价值，也为社会带来了一定的环境价值。在钢铁企业降低能源消耗以及环境污染的同时，也不能忽视钢铁生产效率的提升。企业可以通过降低连铸设备的维修成本，缩短设备停止运行的实践来提高钢铁生产的效率。由此可得，当前的再制造工程的发展方向与钢铁行业的发展方向正好吻合，所以现代化的钢铁技术是连铸设备的核心体现。为此，我国的钢铁产业要深刻认识到连铸设备的再造技术对于整个产业的重要作用，并选用更加现代化的连铸生产的运营以及管理模式，以此来保障我国钢铁行业的持续稳定运行与发展。下面将简要介绍关于连铸设备再造技术的核心部分，分别为连铸结晶铜板的在制造技术以及连铸辊的再制造技术。

2. 连铸结晶器铜板的再造技术

1. 关于连铸结晶铜板的损坏情况分析

连铸结晶器在进行工作时主要有以下几个特点：铜板和胚壳之间存在一个连续的强大摩擦，钢液以及渣氛的电化学以及化学腐蚀，高温氧化，钢水之间的热量传递，钢水静压力。也就是说，连铸结晶器处于一个高温、高热通量、高腐蚀性、高摩擦的“恶劣环境”中进行工作。所以，在这样的环境下工作，结晶器铜板就会出现一些损坏导致失效。例如由于高摩擦力的存在，铜板表面容易受到磨损、刮蹭；由于水的存在容易出现铜板的电化学腐蚀以及化学腐蚀；由于长期处于高温环境，铜板的表面容易出现裂纹以及变形。

2. 连铸结晶器的内部结构设计优化

在进行连铸结晶器的在制造时，采用最好的表面涂层材料与连铸结晶器的使用寿命没有直接关系。连铸结晶器的铜板出现变形、不正常磨损以及裂痕不是单独依靠选择良好的涂层材料就能解决的^【3】。所以，在给连铸结晶器的铜板涂层材料进行设计优化时，除了注重提高涂层材料的质量，更要注意连铸结晶器的整体优化。

相关研究人员要根据结晶器的铜板结构以及当前的实际条件进行分析与研究，再对结晶器的优化进行方案设计与拟定。这其中包括结晶器的维度、冷却结构、生产工艺的数据、铜板涂层的规格等。解决了这些问题后，不仅可以降低结晶铜板在使用过程中出现问题的概率，还可以实现再制造的生产工艺的优化。此外，还可以对连铸器工作状况以及铜板结构进行热分析以及信息采集，如果发现铜板表面的刚也温度高于正常值，就要针对此现象做出相应的解决方案。可以选择修改铜板的水槽的构造来做一个降温处理。确定了解决方案后，可以采用解析技术对于方案进行进一步的检修以及确立。最终设计完成后，应用于铜板水槽的冷却结构可以有效的降低铜板结晶器表面的钢液温度，使得铜板的裂痕以及表面剥落的现象减少，以此提高结晶器的使用寿命。

此外，铜板的角落部位也会由于工况的恶劣而出现一些问题。例如，因为周围的环境温度太高而导致角落部位的密封圈被烧毁导致机器停止运作，长此以往会导致机器的寿命缩短，造成更大的经济损失。因此，可以采取在铜板北部的角落部位安置冷却槽，再根据此来设计一个全新的结晶器的结构，使得连铸器的胚可以在结晶器实现换冷。既可以实现铜板角落部位的冷却，还可以就此防止铸胚角落部位出现裂纹，有效降低密封件的烧毁而导致的停机状况，提高结晶器的使用寿命。

3. 连铸辊的再造技术

1. 连铸辊的受损情况分析

连铸辊在进行生产的过程中，往往是由于超长时间工作导致的机器温度过高从而形成的损毁以及腐蚀^【4】。此外，连铸辊由于长期于内部高温铸接触，导致机器在工作时出现受热不均匀的状况，最终使得整个连铸辊长期处于冷热交替的环境中进行工作。与此同时，连铸辊在运转时还会同时受到静压力以及机械力的作用，容易在这种作用下被高温氧化，再加上连铸辊的洒水部位会早场连铸辊的腐蚀，以及强大的机械力的多重作用下，连铸辊的铁皮的磨损也时有发生。

2. 连铸辊的表面技术设计

连铸辊在制造的过程中，表面技术的处理核心时堆焊技术的运用。钢铁企业在进行生产时，要能够高效、自如的运用堆焊技术，充分发挥堆焊技术的性能，从而提高钢铁产业的经济效益。当前我国的连铸辊堆焊技术的主要研究内容为低稀释率的堆焊技术的应用研究^【5】。

要想提高连铸辊的使用寿命，还要注重在连铸辊制造过程中的结构优化，采用表面处理技术以及恰当的辊体来实现更好的使用效果。例如，连铸辊中心的冷却孔要避免设计成扇形，采用外壁冷却技术来提高连铸辊的生产效率以及使用寿命^【6】。

总而言之，在我国的钢铁行业上来讲，我国目前的连铸设备在制造技术仍然有所欠缺，但各大钢铁企业已经在逐渐完善并不断创新连铸设备的再生产技术。其中，需要特别注意的是连铸设备的节能、循环利用部分以及设备的使用寿命。我国的钢铁行业运用现代化的管理模式以及连铸设备的再制造的生产运营模式，可以有效的提高钢铁企业的生产水平以及产品质量，还能够在提高企业经济效益的同时，提高社会效益，使得钢铁企业的发展朝向绿色、可持续方向前进。

参考文献：

1. 侯小光. 基于再制造技术的连铸关键设备恢复和改造研究[J]. 自动化与仪器仪表, 2017, 000(011):109-110.

2. Fengyan H , 侯峰岩, Peng X , et al. 连铸关键设备再制造技术研究与应用[C]// 宝钢学术年会. 中国金属学会;宝钢科协, 2013.

3. 侯峰岩, 任乔华, 高锦岩. 连铸关键设备再制造技术及应用[J]. 中国表面工程, 2012(04):37-41.

4. 王永洪, 曾晶, 马玉堂,等. 基于用户需求的连铸机设备改造思路浅析[C]// 连铸装备技术的科技进步与精细化学术研讨会. 2013.

5. 蒋太立, 郝启枫. 论连铸关键设备再制造技术[J]. 商品与质量·建筑与发展, 2014, 000(003):119-119.

6. 侯峰岩. 连铸关键设备再制造技术及应用[J]. 中国表面工程, 2012, 25(4):31-35.