连铸结晶器是整个连铸消费的外围设施,其品质的优劣间接影响铸坯的品质以及连铸机的功课率。采纳电镀、热喷涂等办法对结晶器外表进行改性解决,通过外表解决再制作的结晶器不只是对结晶器尺寸上的修复,具备高强度、高韧性、优胜耐侵蚀功能、抗磨损功能以及抗热委顿功能的结晶器外表性能涂层,还能够年夜年夜进步结晶器外表功能,使患上结晶器的寿命年夜年夜延伸,进步了却晶器的品位、技巧含量以及附加值,同时也进步了钢铁消费的效率以及连铸坯品质,节能节材。

文献引见了对于连铸结晶器外表解决技巧的钻研使用停顿。今朝,连铸结晶器的外表解决技巧中,仍以电镀技巧使用为宽泛、成熟牢靠。本文对连铸结晶器外表电镀技巧的使用停顿进行了讨论以及瞻望。

1　结晶器外表电镀技巧的使用倒退空间

近20年里,外表技巧失去了蓬勃的倒退,尤为是一些新兴的外表技巧,例如热喷涂技巧、激光熔覆技巧、PVD技巧、CVD技巧、堆焊技巧等失去了宽泛的开发以及使用。新兴外表技巧的倒退给传统的电镀技巧带来微小打击,电镀技巧已经一统外表装璜与防护畛域的格式被突破,出现出的是各外表技巧的竞争场面。但也恰是这类竞争场面促成了各技巧本身的一直倒退进步,因而,其后果是构成了外表技巧全体昌盛的同时,各外表技巧正在各个使用畛域并存倒退的近况。

今朝,正在结晶器外表解决畛域,电镀技巧曾经再也不是惟一的外表解决技巧,热喷涂技巧曾经使用于结晶器短边铜板的工业化,其余外表技巧也处正在研发阶段,而且有报导称结晶器长边铜板已完成全陶瓷涂层的产业化(采纳何种技巧取得的全陶瓷涂层未知)。因而,对电镀技巧正在结晶器外表解决畛域的使用前景的质疑以及考虑是必定的。

电镀技巧依然是结晶器外表解决畛域的次要外表技巧。电镀技巧的基本技巧劣势正在于:它可正在高温(<100℃)镀液中进行,无效防止低温招致的涂层及基体资料功能的好转,设施投资少,消费用度低,原资料的行使率高,工艺施行具备延续性,易于完成主动化消费。正在这些根本的技巧劣势根底之上,电镀技巧还可取得品种单一的镀层,正在高功能新涂层的开发方面有着微小的后劲。结晶器铜板电镀技巧所患上涂层与基体连系力好,抗冷热委顿功能佳,综合性价比高。但今朝的结晶器外表电镀技巧也存正在着堆积速度低,消费周期长的缺陷。

与电镀技巧同样,热喷涂技巧也是一种非常无效的结晶器外表解决工艺。结晶器短边铜板热喷涂技巧所患上涂层具备耐磨性好、耐侵蚀性强的优点,涂层堆积速度高。但热喷涂技巧与电镀技巧相比,其涂层与母材连系强度低,且因为堆积环境是低温环境,对工件易孕育发生热应力,惹起工件热变形。为补偿连系强度以及热应力的缺点,铜板必需进行工序较为简短的热解决进程,通过低温热解决的铜板,其形变改正比拟艰难,基材材质遭到了毁坏,需求修复切削的委顿层增多,升高了铜板的应用寿命。因为长边铜板的面积远弘远于短边铜板,因而,这些存正在的成绩将会被放年夜。可见,热喷涂技巧正在结晶器长边铜板上的使用并非瓜熟蒂落的事件。

综上所述,将来的结晶器外表解决畛域,电镀技巧仍将具备很好的开发使用前景,电镀技巧将同其余外表技巧独特并存、劣势互补。

2　结晶器外表电镀技巧使用近况及倒退标的目的

古代制作业的流程是对产物的全生命周期进行的,技巧的倒退不再能仅局限于外部制作车间,而应是紧随产物生命周期的各个环节。对产物生命周期的结晶器外表电镀技巧的倒退进行了剖析,见图1。由图可见,结晶器外表电镀技巧的使用与倒退该当是从论证设计到制作、到用户应用、再到论证设计这样一个闭环的、片面的技巧使用与倒退。

2.1　面向产物功能

结晶器外表电镀技巧从后的镀Cr开端,今朝曾经逐渐构成了镀Ni、镀Ni Fe、镀Ni Co、镀Co Ni几种次要镀层,产物的功能也逐渐进步。跟着钢铁产业的飞速倒退,对结晶器资料外表的功能提出了愈来愈高的要求,结晶器的倒退将持续向着具备高机器强度、精良的导热性、耐

磨性以及耐侵蚀功能的标的目的倒退。为顺应这样的要求,新的电镀技巧、新资料势必应运而生。正在电镀技巧畛域,纳米复合镀技巧、脉冲镀技巧及新型合金镀技巧的倒退标的目的与将来结晶器的倒退要求非常吻合,正在图2中剖析了却晶器电镀技巧的倒退历程与标的目的,以为将来的结晶器外表电镀技巧的倒退将偏重于微、纳米复合镀、脉冲镀及新型合金镀技巧的开发使用。

2.2　面向消费

正在开发镀层新资料新技巧的同时,存眷消费进程中电镀技巧的改良与进步是须要的,假如制作进程中的老本患上没有到升高、产物品质患上没有到保障,那末再好的镀层新资料、新技巧也只能止步于想象以及研发阶段,或许年夜年夜升高其附加值,从而得到了竞争力。

日本三岛光产公司开发了延续降液面电镀技巧,该技巧能够灵敏地正在铜板没有同程度地位失去没有同厚度的镀层,扭转了原本的固定液面电镀的遍地镀层均厚、造成资料糜费的情况。宝钢开发了却晶器铜板带背板或水箱全体电镀等技巧,与崩溃铜板槽浸电镀形式相比,全体电镀省去了铜板的拆、装工序,缩短了消费周期,缩小了人工以及治理老本。鞍钢采纳组箱台式电镀技巧,对铜板外表履行按高度分段管制厚度以及钴元素含量,从而缩小耗材、完成了铜板镀层上软下硬的特性。

连铸结晶器铜板正在电镀前需求进行除了油、浸蚀等前解决进程,前解决进程是保障镀层及镀层品质的要害工序。通常的前解决工艺先是热碱除了油,经水洗后再酸洗浸蚀,即除了油、浸蚀是离开进行的,这类办法不只工艺繁琐,占地较多,并且荡涤用水以及化工质料的耗费量较年夜。跟着针对电镀前解决工艺的一直钻研,今朝,一步除了油浸蚀工艺,即正在一槽前解决液中同时实现除了油以及浸蚀的工序曾经胜利使用于结晶器铜板电镀企业。与分步前解决技巧相比,一步除了油浸蚀法的除了油、浸蚀成果非常优良,所患上镀层的连系力很好,简化了前解决工艺,缩小了设施,节约了荡涤水及一些化工质料。然而今朝对于一步除了油浸蚀液及工艺的研发比拟单薄,解决液以及解决技巧需求外洋引进。因而,从降本增效,节约动力的角度上讲,针对连铸结晶器铜板一步除了油、浸蚀工艺的研发是非常有前景的。

2.3　面向用户

许多正在用户现场孕育发生的成绩,为电镀技巧的倒退提供了标的目的战争台。

宝钢某连铸厂原来的结晶器短边铜板采纳侧面热喷涂合金,而后侧边电镀Ni,后果正在连铸消费中发现,侧面边缘的较软镀Ni带非常容易磨损,限度了短边铜板的应用寿命。为处理这一成绩,对铜板采取了先侧边电镀,而后侧面热喷涂的办法,对电镀工艺作了相应的扭转。新办法取得的短边铜板耐磨损功能进步,应用寿命延伸。宝钢正在为某用户制作结晶器铜板时,采纳无限元热解析技巧剖析了用户的原结晶器铜板设计,发现其铜板上部1妹妹的Ni Fe镀层、水槽设计、冷却水流量不敷正当,正在设计拉速下弯月面温渡过高。通过进一步热解析剖析,向用户提出改用上部0.3妹妹的Ni Co镀层、修正原水槽以及冷却水流量设计的倡议,此中扭转镀层方式的倡议失去了用户的认可。

面向用户的结晶器外表电镀技巧的倒退比拟单薄,一方面缘由正在于结晶器制作技巧与连铸技巧存正在较年夜的业余跨度,连铸现场复杂的工况以及治理形式,使患上结晶器制作技巧职员较难把握各要素对产物的影响后果以及影响水平,进而无奈进入下一阶段的产物论证设计。另外一方面缘由正在于产物全生命周期信息链的缺失或许猎取信息的效率很低,正如图1中所示,不产物数据信息平台这一两头环节,技巧职员将无奈猎取片面的产物信息,不数据信息作为保证,则很难对已发作以及将发作的成绩进行综合剖析。

鉴于以上缘由,面向用户的结晶器外表电镀技巧的倒退该当向内涵拓展,与产物的使用技巧畛域构成穿插。关于连铸技巧,其外围工艺是结晶器内的热替换进程,因而,把握结晶器内的热替换法则将对结晶器铜板及镀层的设计具备首要指点作用。别的,针对结晶器铜板全生命周期信息数据库的建立是非常无意义的。日本三岛光产公司将包罗结晶器铜板的现场应用信息正在内的产物生命周期信息零碎,归入企业的消费治理零碎,不只无利于治理、营销,还年夜年夜促成了技巧的研发。宝钢也在踊跃展开此项工作。结晶器铜板全生命周期信息数据库的建立,将使患上电镀技巧更易正在面向用户的平台上倒退、更利于电镀技巧与各个技巧的交互倒退。

3　结　语

电镀技巧因其本身的技巧劣势以及一直地更新倒退,正在将来的结晶器外表解决畛域,电镀技巧仍将具备很好的开发使用前"景,电镀技巧将同其余外表技巧独特并存、劣势互补。将来的结晶器外表电镀技巧的使用与倒退不克不及仅局限于外部制作车间,而应是紧随产物生命周期的各个环节,从论证设计到制作、到用户应用、再到论证设计这样一个闭环的、片面的技巧使用与倒退。