CN102049482B

CN102049482B - 薄带连铸布流器吊装、烘烤、浇铸方法

Info

Publication number: CN102049482B
Application number: CN 200910197768
Authority: CN
Inventors: 方园; 张健; 吴建春; 于艳; 顾龙发
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2029-10-27
Also published as: CN102049482A

Abstract

薄带连铸布流器吊装、烘烤、浇铸方法，其包括如下步骤：1)布流器通过吊挂机构设于中间包车的底部两端，分配器安装在中间包车底部，分配器插入布流器中，中间包车带着布流器和分配器一起上下运动；2)烘烤时，烘烤坑具有独立的温度控制系统，烘烤坑内四周设有燃气喷嘴；3)烘烤结束进行热装；4)到达浇铸位后，吊挂机构吊住布流器跟随下降，将布流器放置在烘烤坑的布流器支架上，然后使吊挂机构脱离布流器，等待钢水注入。本发明可以有效减少薄带连铸热装工艺时间，从而减小布流器在热装过程中的温降，有效避免高温钢水和布流器接触时易结冷钢的问题，提高薄带连铸开浇成功率；同时操作、热装方便；还能省去一个加热炉，大大节约场地资源。

Description

薄带连铸布流器吊装、烘烤、浇铸方法

技术领域

本发明涉及薄带连铸领域，特别涉及薄带连铸吊杆式布流器吊装、烘烤、浇铸方法。

背景技术

近年来，国内外对开发钢带直接浇铸技术(即带钢近终形加工技术)的研究活动越来越活跃，这其中发展最快的是双辊薄带连铸技术。双辊薄带连铸技术最早是1865年Henry Bessemer提出这一想法的(US Patent：49053)。薄带连铸将连续铸造、轧制、甚至热处理等工序融为一体，使生产的薄带坯稍经后续轧制就一次性形成工业成品，大大简化了从钢水到钢带的生产工序，缩短了生产周期，使钢铁生产流程更紧凑、更连续、更高效、更环保；同时生产成本显著降低，并且生产出的薄带产品质量不亚于传统工艺。因此这一技术一旦被突破，将会给世界上整个钢铁业带来革命性的冲击。

具体地说，双辊薄带连铸过程为，它直接将热态的钢水从钢包经过中间包和浸入式水口，通过布流器将钢水均匀布流到一个由两个相向旋转的水冷结晶辊和侧封装置形成的熔池中，经过水冷结晶辊的冷却形成1～5mm铸带，铸带经过夹送辊送入在线轧机中轧制成0.7-2.5mm的薄带，然后通过输送辊道以及冷却控制装置，然后经过卷取前的夹送辊，最后进入卷取机卷取成热轧钢带。

上述布流器在浇铸过程中起到均匀布流钢水的作用，在薄带连铸中是个关键部件，它的材质是铝碳质，以保证和熔融钢水的不浸润，在热态钢水注入之前，需要对布流器进行预热，预热温度为1250℃。目前存在的主要问题是，布流器的烘烤是离线的，烘烤炉位于离双辊铸机4米处，热装时从烘烤炉中将布流器人工吊装到熔池上方的布流器支架上，然后内壁烘烤到1250℃的中间包车开过来等待大包钢水的注入，整个过程时间较长，导致布流器的温降显著，布流器的温度过低，会使开浇时高温的钢水与之接触，在布流器的外壁结大量冷钢，严重时冷钢掉落会直接导致整个浇钢过程的失败。控制布流器的过程温降，使布流器的温降尽可能地小，是保证薄带连铸过程的一个关键环节。

在开浇时布流器温度过低会造成的严重后果：

(1)降低钢种过热度，影响产品质量。具体地说就是，浇注过程中，布流器是静止不动的，温度较低的布流器部分淹没在熔池中形成一个巨大的吸热源，造成整个熔池的温度显著降低，这就使得浇注的过热度降低，使钢种的浇注过热度变得不可控，一般地，钢在生产时都需要确定一定的过热度以保证钢种的质量，假如生产时过热度变得不可控，钢的质量也就无法保证了。

(2)在布流器外壁周围形成“冷钢”，由于上述浇注过热度的降低，结晶辊5的热流密度大，热传导较快，金属熔体会先凝固，先凝固的金属中有一部分金属会随着结晶辊的旋转形成铸带，而另一部分由于布流器的温度稍低于钢液温度，且布流器是固定的，会使部分钢水在布流器的外壁周围发生凝固而粘上一定量的冷钢，随着浇铸过程的进行，这些粘在布流器外壁上的先凝金属会成为后续金属熔体局部凝固的形核核心，由凝固理论可知，一旦金属熔体有了形核的核心，那么金属熔体在该核心上就会持续形核并长大，粘在布流器上长大到一定尺寸的金属，我们称之为“冷钢”。“冷钢”持续长大，重量达到一定程度时，就会掉落到熔池中，由于尺寸较大，而且在熔池中停留的时间非常短，不会马上重熔，随着结晶辊的旋转，大的“冷钢”会造成对结晶辊辊面的破坏；大的“冷钢”穿过辊缝，会造成轧制力激增，使浇铸过程不平稳；更大的“冷钢”穿过辊缝，使辊缝缝值瞬间增大，造成吻合点(“KISS”点)下移，可能会出现断带风险。

(3)液面“结壳”，由于钢水在布流器外壁周围形成“冷钢”，会使液面变得相对平静，从而降低熔池表层的钢水流动性和熔池表层的温度，这样就很容易造成布流器外壁的冷钢和结晶辊辊面相接触，我们称之为“搭桥”，这样的结果就造成了液面“结壳”现象。有时候这种液面“结壳”现象所造成的影响可能是致命的，主要包括：a)由于液面“结壳”的出现，会对熔池钢水液位检测系统产生干扰，导致无法正确获得液位的实际值；b)由于液面“结壳”的出现，当a)中的情况发生后，熔池钢水液位闭环系统无法正常工作，造成钢水液位的剧烈波动，从而极有可能导致溢钢或断带等严重事故的发生。

因此，控制布流器的过程温降，使布流器的温降尽可能地小，是保证薄带连铸过程的一个关键环节。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄带连铸布流器吊装、烘烤、浇铸方法，可以有效减少薄带连铸热装工艺时间，从而减小布流器在热装过程中的温降，有效避免高温钢水和布流器接触时易结冷钢的问题，提高薄带连铸开浇成功率；同时操作、热装方便；还能省去一个加热炉，大大节约场地资源。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，

薄带连铸布流器吊装、烘烤、浇铸方法，其包括如下步骤：

1)布流器通过吊挂机构设置于中间包车的底部两端，分配器安装在中间包车底部，分配器插入布流器中，中间包车带着布流器和分配器一起上下运动；

2)烘烤时，布流器可以被吊挂机构吊住一起烘烤，也可以脱离吊挂机构放在烘烤坑的布流器支撑架上烘烤；烘烤坑具有独立的温度控制系统，与中间包烘烤温度控制系统分开，布流器在低温加热阶段至370±20℃，加热时间不少于30min；再加热升温至终点温度：1150℃～1250℃，然后保温15～25min，布流器总预热时间90～120min；烘烤坑内四周设有燃气喷嘴，采用天然气或者煤气，流量为50～200m³/h；

3)烘烤结束进行热装，如吊挂机构是脱离布流器烘烤的，则将吊挂机构吊住布流器，再启动中间包车上升、运动至浇铸位；如吊挂机构是直接吊住布流器一起烘烤的，则直接启动中间包车一起上升从烘烤位运动至浇铸位；

4)到达浇铸位后，调节中间包车至下限位，吊挂机构吊住布流器跟随下降，将布流器放置在浇铸位的布流器支架上，然后使吊挂机构脱离布流器，等待钢水的注入。

进一步，本发明所述的吊挂机构包括吊杆、固定支架；固定支架上端固定在中间包车的底部两端，固定支架上设有可使吊杆能上端上下移动的斜滑槽；布流器设置于吊杆下端；安装在中间包车底部的分配器插入布流器中，中间包车带着布流器和分配器一起上下运动；达到浇铸位后，吊杆吊住布流器跟随下降，将布流器放置在布流器支架上，然后使吊杆脱离布流器，等待钢水的注入。

另外，所述的吊杆的材质为镍基合金、钨合金或钼合金，能长时间在高温环境下服役不变形。

更进一步，本发明所述的吊挂机构的另一结构形式，所述的吊挂机构包括两固定架、两对吊爪、两齿轮组、移动滑板；固定架，安装在中间包车两侧，固定架上设供吊爪上端升降的轨道；每对吊爪由一中心轴交叉联结；齿轮组设置于固定架，移动滑板一端连接齿轮，另一端连接两对吊爪的中心轴，布流器吊设于两对吊爪下端。

又，所述的移动滑板为T形结构，其中间凸台的侧面为齿条结构，与齿轮组齿轮配合。

在烘烤坑的上面有烘烤盖板盖住烘烤坑，用以提高烘烤坑的烘烤效率，烘烤盖板的形式为两瓣式。

烘烤坑具有独立的温度控制系统，是和中间包烘烤温度控制系统分开的，可以使布流器能够按严格的预热温度控制曲线进行，

另外，现有原先布流器的烘烤采用的是电阻丝式的电加热模式，耗电量大，浪费电能，而且电阻丝加热炉内加热温度也不均匀。而本发明采用廉价的可燃气体加热方式，产生的热量还能对其上面的中间包烘烤起到一定的补充热量的作用，使能量利用最大化。

本发明的有益效果是：

1.本发明省去一个烘烤布流器的加热炉，大大节约了场地资源。

2.本发明取消了由原先人工离线吊装布流器的整个操作过程，有效减少了布流器在热装过程中的温降，减少了热装时间，避免了由于布流器温度降低形成的一系列诸如冷钢、液面结壳以及影响钢种质量的问题。

3.本发明利用中间包、分配器、布流器一体的烘烤加热方式，使能源利用最大化，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明第一实施例在烘烤位的示意图。

图2为本发明第一实施例在烘烤位的侧视图。

图3为本发明第一实施例在浇铸位的示意图。

图4为本发明第二实施例在烘烤位的示意图。

图5为本发明第二实施例在烘烤位的侧视图。

图6为本发明第二实施例在浇铸位的示意图。

图7为本发明第二实施例在浇铸位的侧视图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图进一步说明本发明。

实施例1

参见图1～图3，其所示本发明第一实施例。布流器1通过吊挂机构2设置于中间包车3的底部两端，分配器4安装在中间包车3底部，分配器4插入布流器1中，中间包车3带着布流器1和分配器4一起上下运动；

所述的吊挂机构2包括吊杆21、固定支架22；固定支架22上端固定在中间包车3的底部两端，固定支架22上设有可使吊杆能上端上下移动的斜滑槽221；布流器1设置于吊杆21下端；达到浇铸位后，吊杆21吊住布流器1跟随下降，调节中间包车3的上下位置，使布流器1和分配器4埋入烘烤坑5中，将布流器1放置在烘烤坑5内的烘烤支撑架51上，等待烘烤。

烘烤时，中间包车3位于下限位，分配器4在布流器1中，吊杆21所吊布流器1的高度，和布流器1在浇铸过程中位于布流器支架6上的高度是一致的；布流器1被吊杆21吊住一起烘烤。吊杆21的材质为镍(Ni)基高温合金，能长时间在高温环境下服役不变形。在烘烤坑5的上面有烘烤盖板52盖住烘烤坑5，用以提高烘烤坑5的烘烤效率，烘烤盖板52的形式为两瓣式。

烘烤坑5具有独立的温度控制系统，是和中间包烘烤温度控制系统分开的，可以使布流器1能够按严格的预热温度控制曲线进行，在低温加热至370℃的时间为30分钟，后期到温后的保温时间为20min。布流器1预热时间为90min；预热温度为1250℃。其左右和底部都设置有烘烤喷嘴，以保证布流器1能够预热均匀，烘烤采用的可燃气体为：煤气，流量选择120m³/h。

烘烤结束进行热装时，直接启动中间包车3液压升降系统一起上升至中间包车的上限位，然后中间包车3从烘烤位开始运动至浇铸位。

到达浇铸位---结晶辊7后，调节中间包车3至下限位，吊杆21吊住布流器1跟随下降，将布流器1放置在布流器支架6上，然后人工通过旋动操作杆23，使吊杆21的下端脱离布流器1，然后将操纵杆23沿着斜滑槽221向斜向上方移动，将吊杆21悬挂在斜滑槽221上端的水平卡位处，保证吊杆21不遛位，等待钢水的注入。

上述过程，有效减少了热装时间，钢水注入时，人工测得此时布流器内腔的温度为830℃，远高于之前方法的400℃。

实施例2

参见图4～图7，其所示本发明第二实施例。本发明所述的吊挂机构2的另一结构形式，其包括两固定架24、两对吊爪25、两齿轮组26、移动滑板27；固定架24，安装在中间包车3两侧，固定架24上设供吊爪25上端升降的轨道241；每对吊爪25由一中心轴交叉联结；齿轮组26设置于固定架24，移动滑板27，为T形结构，其中间凸台的侧面为齿条结构，与齿轮组26齿轮配合，另一端连接两对吊爪25中间的中心轴251；布流器1吊设于两对吊爪25下端。

中间包车3具有独立的液压升降机构，连同吊挂机构2一起上下运动，调节中间包车3的上下位置，使布流器1和分配器4埋入烘烤坑5中，此时布流器1落在烘烤支撑架51上；随后，吊挂机构2上升，吊爪25张开，脱离布流器1，升降连杆机构在升降轨道241内的升降动作是这样实现的：由人工通过上下摆动操作杆23，启动固定架1内部的齿轮组26，齿轮组26的转动带动移动滑板27上下运动，移动滑板27和吊挂机构2的中心轴联结，从而实现升降连杆机构的升降动作；当吊挂机构2上升到升降轨道241的上限位时，烘烤坑5上面的烘烤盖板52能完全闭合，从而保证布流器1和分配器4的充分烘烤。

吊爪25材质为钼(Mo)合金耐高温材料，能长时间在高温环境下服役不变形。在烘烤坑5的上面有烘烤盖板52盖住烘烤坑5，用以提高烘烤坑5的烘烤效率，烘烤盖板52的形式为两瓣式。

布流器1低温加热至370℃的时间为35分钟，后期到温后的保温时间为25min。布流器1预热时间为110min；预热温度为1200℃。烘烤坑5内左右和底部都设置有烘烤喷嘴，以保证布流器1能够预热均匀，烘烤采用的可燃气体为：天然气，流量选择90m³/h。

烘烤结束进行热装时，人工操纵操作杆23，使吊挂机构2下降至升降轨道241的下限位，水平瓜正好可以托住布流器1，随中间包车3一起上升至中间包车的上限位，然后中间包车3从烘烤位开始运动至浇铸位。到达浇铸位后，调节中间包车3至下限位，升降连杆机构跟随下降，使布流器1所处的位置为浇铸位置---结晶辊7，等待钢水的注入。

浇铸时，升降连杆机构处在升降轨道241的下限位，升降连杆机构的水平爪型结构直接托住布流器1进行浇铸，起到替代布流器支架的作用，因而取消了布流器支架。上述过程，有效减少了热装时间，钢水注入时，人工测得此时布流器内腔的温度为850℃，远高于之前方法的400℃。

Claims

1.薄带连铸布流器吊装、烘烤、浇铸方法，其包括如下步骤：

2)烘烤时，布流器可以被吊挂机构吊住一起烘烤，也可以脱离吊挂机构放在烘烤坑的布流器支撑架上烘烤；烘烤坑具有独立的温度控制系统，与中间包烘烤温度控制系统分开，布流器总加热时间90~120min，其中，布流器在低温加热阶段至370±20℃，加热时间不少于30min；再加热升温至终点温度：1150℃~1250℃，然后保温15~25min；烘烤坑内四周设有燃气喷嘴，采用天然气或者煤气，流量为50~200m³/h；

2.如权利要求1所述的薄带连铸布流器吊装、烘烤、浇铸方法，其特征是，在烘烤坑的上面设有烘烤盖板，所述的烘烤盖板为两瓣式结构。

3.如权利要求1所述的薄带连铸布流器吊装、烘烤、浇铸方法，其特征是，所述的吊挂机构包括吊杆、固定支架；固定支架上端固定在中间包车的底部两端，固定支架上设有可使吊杆能上端上下移动的斜滑槽；布流器设置于吊杆下端；安装在中间包车底部的分配器插入布流器中，中间包车带着布流器和分配器一起上下运动；达到浇铸位后，吊杆吊住布流器跟随下降，将布流器放置在布流器支架上，然后使吊杆脱离布流器，等待钢水的注入。

4.如权利要求3所述的薄带连铸布流器吊装、烘烤、浇铸方法，其特征是，所述的吊杆的材质为镍基合金、钨合金或钼合金。

5.如权利要求1所述的薄带连铸布流器吊装、烘烤、浇铸方法，其特征是，所述的吊挂机构包括两固定架、两对吊爪、两齿轮组、移动滑板；固定架，安装在中间包车两侧，固定架上设供吊爪上端升降的轨道；每对吊爪由一中心轴交叉联结；齿轮组设置于固定架，移动滑板一端连接齿轮，另一端连接两对吊爪的中心轴，布流器吊设于两对吊爪下端。

6.如权利要求5所述的薄带连铸布流器吊装、烘烤、浇铸方法，其特征是，所述的移动滑板为T形结构，其中间凸台的侧面为齿条结构，与齿轮组齿轮配合。