一種連鑄結晶器銅板非均勻合金鍍層的電鍍方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于連鑄結晶器銅板表面處理方法技術領域，尤其涉及一種連鑄結晶器銅板非均勻合金鍍層的的電鍍方法。
【背景技術】
[0002]結晶器作為連鑄生產的心臟設備，其質量的好壞直接影響著連鑄生產的鑄坯質量及作業(yè)率。連鑄生產時結晶器銅板內表面上部區(qū)域直接與高溫沸騰的鋼水、熔融的保護渣直接接觸，水槽面由強冷卻水進行冷卻，澆注時，鋼液面部位結晶器銅板表面上部鍍層受高溫鋼水的機械沖刷、冷熱變形及應力變形，在這樣的環(huán)境下，要求結晶器銅板上部鍍層的韌性好，且具有良好的抗熱疲勞性能和耐腐蝕性能；結晶器銅板的下部鍍層接觸的是冷卻形成坯殼的鑄坯，鑄坯與結晶器銅板表面之間產生巨大的滑動摩擦力。因此，結晶器銅板下部鍍層要求硬度較高，且具有良好的耐磨性。
[0003]結晶器銅板表面電鍍技術從最初的鍍Cr開始，目前已形成了鍍N1、鍍N1-FeJ^N1-Co及鍍Co-Ni等主要鍍層，產品的性能也逐步提高，然而隨著鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展，對結晶器銅板表面材料的性能提出了更高的要求。但目前結晶器表面鍍層大都為性能均一的鍍層，即便利用上下部位分開電鍍技術時，造成整個生產工序流程長、復雜繁瑣，生產效率低，而且清洗不干凈會直接影響到結晶器銅板表面電鍍層的質量，易造成結晶器銅板上部區(qū)域電鍍層脫落，燒焦等現(xiàn)象，造成大量生產成本的浪費，影響煉鋼生產的連鑄生產效率。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種能夠靈活地在連鑄結晶器銅板不同水平位置得到不同厚度及不同性能鍍層的電鍍方法，其改變了原有的電鍍液面固定，電鍍層各處厚度均一，電鍍層各處性能一致的狀況，有效減少了材料的浪費，省去了中間生產工序，縮短了生產周期，取得了顯著的節(jié)能降耗效果。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是:一種連鑄結晶器銅板非均勻合金鍍層的電鍍方法，包括以下步驟:
①對連鑄結晶器銅板表面進行鍍前預處理，包括機床加工、清洗去油、機械噴砂拉毛、電解脫脂、超聲波清洗及酸液活化處理；
②將經(jīng)所述步驟①處理后的所述連鑄結晶器銅板垂直安裝于電鍍槽內，所述銅板與電鍍液全面積接觸，開始對所述銅板表面實施全面積電鍍作業(yè)；
③當所述銅板上部鍍層區(qū)域的鍍層厚度達到設定工藝要求后，通過所述電鍍槽內的液位傳感器和PLC伺服控制系統(tǒng)準確打開所述電鍍槽的放液閥，將所述電鍍槽內的電鍍液按工藝要求精準放降，進行所述銅板下部表面區(qū)域的電鍍，此時，電鍍電流I按照如下函數(shù)關系式進行調整:
I=DkX (S-hXL)
式中表示連鑄結晶器銅板下部區(qū)域的電鍍電流； Dk表示連鑄結晶器銅板下部區(qū)域的電流密度；
S表示當前電鍍作業(yè)的連鑄結晶器銅板的總面積； h表示電鍍過程中電鍍液放降的下降位移；
L表示當前電鍍作業(yè)的連鑄結晶器銅板的寬度；
④在所述電鍍槽內的電鍍液精準放降至工藝要求的同時，在所述銅板下部表面區(qū)域的電鍍液中連續(xù)添加合金元素添加劑，開始對所述銅板的下部表面區(qū)域實施電鍍作業(yè)，待所述銅板下部表面區(qū)域的鍍層厚度達到設定工藝要求后，停止電鍍作業(yè)。
[0006]進一步的，所述步驟②的所述電鍍液組成為:
氨基磺酸鎳:550~700g/L ；
氯化鎳:1.5-7.5g/L ；
硼酸:18~24g/L；
十一■燒基硫酸納:0.l~5g/L ；
芐基-烯基吡啶內鹽:0~20ml/L。
[0007]進一步的，所述步驟②和步驟④中，所述連鑄結晶器銅板表面電鍍作業(yè)的工藝條件為:所述電鍍液的PH值為1.0-2.5，所述電鍍液的溫度為35~47°C，所述電鍍作業(yè)采用的電流密度Dk為l~20A/dm2，所述電鍍作業(yè)采用的陽極材料為含硫鎳餅，在所述電鍍作業(yè)過程中，所述電鍍液采用循環(huán)泵或壓縮空氣進行攪拌。
[0008]進一步的，所述合金元素添加劑的添加劑量為0~30mL/A.h。
[0009]進一步的，所述合金元素添加劑為鈷元素添加劑、磷元素添加劑、鐵元素添加劑、錳元素添加劑、鉬元素添加劑、鎢元素添加劑中的一種或幾種的組合。
[0010]進一步的，所述合金元素添加劑的配制方法為:首先選取與電鍍液成份主鹽相匹配的含合金元素的可溶性鹽類，然后將所述可溶性鹽類與水以質量比15:100的比例進行配制，即得合金元素添加劑。
[0011]以鈷元素為例，可選擇氨基磺酸鈷作為配制鈷合金元素添加劑的可溶性鹽，然后將15重量份的氨基磺酸鈷與100重量份的水混合配制，即得鈷合金元素添加劑。相應的，磷元素可選擇亞磷酸作為與電鍍液成份主鹽相匹配的可溶性鹽類；鐵元素可選擇氨基磺酸亞鐵作為與電鍍液成份主鹽相匹配的可溶性鹽類；錳元素可選擇氨基磺酸錳作為與電鍍液成份主鹽相匹配的可溶性鹽類；鉬元素可選擇鉬酸銨或鉬酸鈉作為與電鍍液成份主鹽相匹配的可溶性鹽類；鎢元素可選擇鎢酸銨或鎢酸鈉作為與電鍍液成份主鹽相匹配的可溶性鹽類，上述各合金元素添加劑的配制方法可參照鈷合金元素添加劑的配制方法進行實施。
[0012]本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明的電鍍方法能夠靈活地在連鑄結晶器銅板的不同水平位置得到不同厚度及不同性能的鍍層，改變了原有的電鍍液面固定，電鍍層各處厚度均一，電鍍層各處性能一致的狀況，有效減少了材料的浪費，省去了中間生產工序，縮短了生產周期，提高了結晶器的使用壽命、連鑄效率及產品質量，取得了顯著的節(jié)能降耗效果。
【具體實施方式】
[0013]為了更詳細地進一步闡明而不是限制本發(fā)明，給出下列實施例。
[0014]實施例一
以規(guī)格尺寸為1950mmX900mm的連鑄結晶器銅板為例，其上部0~150mm鍍層區(qū)域為純Ni，厚度為0.3mm ;下部150~900mm為純镲，厚度由0.3mm至3.0mm線性過渡。
[0015]上述連鑄結晶器銅板非均勻合金鍍層的電鍍方法，可通過以下步驟來實現(xiàn):
①對連鑄結晶器銅板表面進行鍍前預處理，包括機床加工、清洗去油、機械噴砂拉毛、電解脫脂、超聲波清洗及酸液活化處理，可參照現(xiàn)有技術；
②將經(jīng)所述步驟①處理后的所述連鑄結晶器銅板垂直安裝于電鍍槽內，所述銅板與電鍍液全面積接觸，開始對所述銅板表面實施全面積電鍍作業(yè)，所述電鍍液的組成為:
氨基磺酸鎳:550g/L ;
氯化镲:1.5g/L ；
硼酸:18g/L ；
十一燒基硫酸納:0.lg/L ；
此步驟中，所述全面積電鍍作業(yè)的工藝條件為:采用氨基磺酸調節(jié)所述電鍍液的PH值為1.0，所述電鍍液的溫度為35°C，所述電鍍作業(yè)采用的電流密度Dk為lA/dm2，所述電鍍作業(yè)采用的陽極材料為含硫鎳餅，在所述電鍍作業(yè)過程中，所述電鍍液采用循環(huán)泵進行攪拌;
③當步驟②中的電鍍時間達到產品要求的上部150mm鍍層區(qū)域所需的電鍍時間時，通過電鍍槽中的液位傳感器和PLC伺服控制系統(tǒng)準確打開放液閥，將電鍍槽內的電鍍液按工藝要求精準放降，降低150_，進行連鑄結晶器銅板下部150-900_鍍層區(qū)域的電鍍；
本實施例中連鑄結晶器銅板下部區(qū)域電鍍純Ni，電鍍電流按照函數(shù)關系式I=DkX (S-hXL)進行確定，根據(jù)產品鍍層的尺寸需求，確定S=175.5dm2，h=150mm,L=1950mm，設定電流密度Dk=2A/dm2，即可得出I=290A。
[0016]④在所述電鍍槽內的電鍍液精準放降至工藝要求的同時，開始對所述銅板的下部表面區(qū)域實施電鍍作業(yè)；
此步驟中采用的電鍍液組成與步驟②相同，具體工藝