CN101028645A - 一种通过拉速变化减少连铸铸坯表层夹杂物含量的方法 - Google Patents

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王新华
张乔英
李宏
张炯明
王万军
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Abstract

本发明属于金属材料领域，特别涉及一种连铸生产中在连铸过程中通过拉速变化来控制夹杂物含量的方法，主要用于生产超低碳IF钢冷轧薄板等高品质冷轧钢板。其特征是在1.4m·min－1拉速下浇铸时，采用恒速操作，或采用小于0.15m·min－2的速率匀速降速到0.6m·min－1；拉速为0.6m·min－1时改变拉速，采用小于0.15m·min－2的速率匀速提升到1.4m·min－1。通过改变拉速来控制夹杂物含量，效果明显，为提高超低碳IF钢冷轧板等高品质钢板表面质量提供了可靠保障。

Description

一种通过拉速变化减少连铸铸坯表层夹杂物含量的方法
技术领域
本发明属于金属材料领域，特别涉及一种连铸生产中在连铸过程中通过拉速变化来控制夹杂物含量的方法，主要用于生产超低碳IF钢冷轧薄板等高品质冷轧钢板。
背景技术
超低碳IF钢冷轧薄板主要用于汽车、家电等制品，为了保证制品具有良好表面质量，对钢中非金属夹杂物的控制要求非常严格。近年来连铸过程由于结晶器保护渣“卷渣”造成的钢板表面缺陷比率有较大增加，而连铸过程结晶器保护渣“卷渣”主要发生在所谓的“非稳定态浇铸”时期，即拉速发生较大变化时期，如开浇和终浇阶段、交换钢水包阶段、浇铸过程结晶器宽度调节阶段、更换浸入式水口阶段等，由于拉速发生较大的变化，结晶器内钢液的正常流动状态受到扰乱，当液面发生较大波动时，保护渣被卷入钢液内，被坯壳捕捉成为钢中非金属夹杂物。这已经成为困扰国内外钢铁企业生产高品质冷轧钢板的主要质量难题。
李桂军(李桂军，魏军，蔡开科等.CSP连铸薄板坯中非金属夹杂物行为研究.钢铁，2006，Vol.41(7)：37～40)研究表明：在相同的钢种和板厚条件下，CSP热轧板卷生产的冷轧板缺陷率比传统热轧板卷生产的冷轧板缺陷率高62.56％(稳态浇铸)和136.5％(非稳态浇铸)，开浇和终浇结晶器钢水卷渣严重。因此，如何把开浇和终浇板坯的洁净度提高到稳态浇铸的水平是提高厚板坯和薄板坯生产冷轧薄板质量的关键。
B.G.Thomas(B.G.Thomas，S.P.Vanka.Study of Transient Flow Structures inthe Continuous Casting of Steel[C].2000 NSF Design & Manufacturing ResearchConference，2000：14～27)认为结晶器内流体的非稳态流动对铸坯产生质量问题非常重要，例如：比如液面波动，夹杂物和气泡卷入钢液。为了研究结晶器内非稳态流，开发了大涡模拟模型。研究结果表明：结晶器入口条件对流体流动有非常重要意义。
尽管在连铸过程尽量减少拉速变动，但实际过程中拉速的变动还是不可避免的。迄今为止对于不同程度拉速变化对铸坯中非金属夹杂物的影响缺少较系统定量的研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在连铸过程中，通过改变拉速来控制夹杂物含量的方法，改善超低碳IF钢冷轧薄板等高品质钢板表面质量。
一种通过拉速变化控制连铸铸坯表层夹杂物含量的方法，其特征是尽量避免在较高拉速(＞1.2m/min)时改变拉速(提高或降低拉速)。如生产过程必须改变拉速，则要采取较小的拉速改变速率(＜0.15m/min2)，并以恒定拉速变化速率提高或降低拉速，以降低拉速改变对连铸结晶器内钢水正常流动状态的干扰。
例如，在1.4m·min-1拉速下稳定浇铸，铸坯0.5～3.5mm表层试样夹杂物含量在0.0019％左右。此后开始降低拉速，当采用较大拉速变动速率时，铸坯表层中夹杂物含量显著增加至0.0022％。而当采取较小和恒定降低拉速速率(＜0.15m/min2)将拉速由1.4m/min降低至0.6m/min后停止降速，没有出现铸坯表层试样非金属夹杂物含量显著增加的现象。
再如，在升高拉速操作时，当采用较高拉速变动速率(＞0.15m/min2)，拉速升至较高拉速(1.4m/min)后停止增速，铸坯表层中夹杂物的含量显著增加至0.00228％。如采用较低拉速变动速率和横速率增加拉速时，则不会造成铸坏表层中夹杂物数量显著增加。
本发明的优点在于：通过改变拉速变动速率来控制夹杂物含量，效果明显，为提高超低碳IF钢冷轧板等高品质钢板表面质量提供了可靠保障。
附图说明
图1为降低拉速过程浇铸铸坯表层中夹杂物含量变化。
图2为提高拉速过程浇铸铸坯表层中夹杂物含量变化。
具体实施方式
对于230×1150mm板坯，结晶器长度900mm，浸入式水口浸入深度为170mm，出口夹角为15°的工艺参数条件下，降速试验，在拉速较长时间稳定在1.4m·min-1以后，以0.15m·min-2的速率降低拉速，对拉速分别降低至1.2m·min-1、1.0m·min-1、0.8m·min-1、0.6m·min-1时刻时，位于结晶器内的铸坯，在浇铸结束时提取试样进行分析检验；升速试验，在拉速较长时间稳定在0.6m·min-1以后，以0.15m·min-2的速率提高拉速，对拉速分别增加至0.8m·min-1、1.0m·min-1、1.2m·min-1、1.4m·min-1时刻时位于结晶器内的铸坯，在浇铸结束时提取试样进行分析检验。改变拉速控制铸坯表层夹杂物含量如图1和图2所示。由图中可以看出，拉速由1.4m·min-1以0.15m·min-2的速率向0.6m·min-1降低时，在降速的初始阶段铸坯表层夹杂物含量有突然增加(由拉速1.4m·min-1时的0.0019％，增加到1.2m·min-1时的0.0022％)，对结晶器保护渣卷入的影响主要发生在开始降速后初期，而随后的降速和低拉速下停止降速对铸坯表层试样夹杂物含量影响不大。拉速由0.6m·min-1以0.15m·min-2的速率向拉速1.4m·min-1提升时，在升速的终止阶段铸坯表层夹杂物含量有突然增加(由拉速1.2m·min-1时的0.00139％，增加到1.4m·min-1时的0.00228％)，而低拉速时启动升速和随后均匀升速对铸坯表层试样夹杂物含量影响不大，对结晶器保护渣卷入的影响主要发生在提升到高拉速后停止升速阶段。

Claims (1)

1.一种通过拉速变化控制连铸铸坯表层夹杂物含量的方法，其特征是在拉速大于1.2m·min-1、小于1.4m·min-1时提高或降低拉速时，拉速改变速率小于0.15m·min-2，并以恒定拉速变化速率提高或降低拉速，以降低拉速改变对连铸结晶器内钢水正常流动状态的干扰，减少结晶器保护渣卷入造成的铸坏表层夹杂物含量。
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