CN102059325A - 一种钢坯连铸的方法 - Google Patents

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一种钢坯连铸的方法,该方法包括将多个中间包中的钢水依次注入结晶器中进行连铸,并向结晶器中加入结晶器保护渣,其中,对于每个中间包,在第一时间段,结晶器保护渣的加入量使得结晶器内的结晶器保护渣形成三层,从上至下依次为原渣层、烧结渣层和液态渣层;在第二时间段,结晶器保护渣的加入量使得结晶器内的结晶器保护渣形成从上至下依次为烧结渣层和液态渣层,或者仅形成液态渣层,且所述烧结渣层的厚度为5毫米以下。采用本发明提供的所述钢坯连铸的方法能够确保结晶器内的钢水表面不出现结冷钢现象,使得更换中间包时新旧钢水在接痕处焊合良好,有效避免了漏钢事故的发生。

Description

一种钢坯连铸的方法
技术领域
本发明涉及一种钢坯连铸的方法。
背景技术
钢坯连铸就是利用具有一定容量的中间包来存储钢水,实现钢水连续浇铸,即钢水罐的钢水通过长水口到达中间包,中间包内的钢水再通过浸入式水口到达结晶器,结晶器内的钢水经过结晶器四周的冷却水的冷却形成具有一定强度的凝固坯壳,在铸机动力系统的牵引下连续被拉出。
中间包的工作层是利用耐火材料打结而成,在浇铸过程中与钢水接触并逐渐被侵蚀,其侵蚀达到一定程度后就无法保证浇铸过程的安全性,因此,必须进行更换中间包。
为了确保连铸坯钢材质量,连续浇铸过程中液态钢水都要进行保护浇铸,即与空气隔绝,其中就包括向结晶器液态钢水表面添加保护渣,结晶器保护渣主要有隔热保温、隔绝空气防止钢水氧化、吸附钢水内的夹杂、润滑坯壳、改善传热等五个作用。保护渣在钢水表面一般形成三层结构,最上面是原渣层,所述原渣层主要含有未被烧结的结晶器保护渣,中间是已经烧结的烧结渣层,最下面是直接与钢水接触的已经熔化的液态渣层,液态渣通过不断向坯壳与结晶器四周壁之间的间隙流入而消耗,其上面的烧结渣层与原渣层再逐步转换来补充液态渣,其熔化与消耗达到一个平衡状态。
现有的钢坯连铸的过程中,在更换中间包时,铸机拉速从正常的工作拉速降至约0.3m/min,将结晶器内钢水表面残留的固体形式的原渣层和烧结渣层的保护渣捞净,拉速回零进行更换中间包,然后进行重新开浇,新钢水进入结晶器后,再对结晶器内的钢水进行搅拌,以确保新旧钢水接合部位良好焊合,避免漏钢事故,然后停止搅拌并继续浇铸。
通过长期的生产实践发现,在上述钢坯连铸过程中,结晶器内的钢水表面上容易出现结冷钢现象,从而导致更换中间包时新旧钢水在接痕处焊合不好,进而容易造成漏钢事故。
发明内容
本发明为了克服现有的钢坯连铸的方法的上述缺陷,提供了一种新的钢坯连铸的方法,采用该方法进行钢坯连铸的过程中,结晶器内的钢水表面不会出现结冷钢现象,使得更换中间包时新旧钢水在接痕处焊合良好,并因此杜绝了因更换中间包时新旧钢水焊合不好而造成的漏钢事故的发生。
本发明的发明人发现,上述钢坯连铸过程不能保证新旧钢水良好焊合的原因在于在更换中间包之前,当把结晶器内的保护渣捞净后,结晶器内钢水就会暴露在空气中,失去了保温和防止二次氧化的作用,钢水二次氧化严重,且液态钢水表面因温度下降而出现严重的结冷钢现象,从而导致更换中间包时新旧钢水不能很好地焊合,进而容易造成漏钢事故的发生。另外,更换中间包时钢水的二次氧化也会影响铸坯质量。
本发明人在实际生产过程中意外地发现,在更换中间包之前通过适当减少结晶器保护渣的用量以保证结晶器中的钢水液面上保留液态渣层和很薄的烧结渣层(如5毫米以下),不仅能够保证结晶器内的钢水得到充分的保温和隔绝空气,以防止钢水在结晶器中发生二次氧化,同时可以防止结晶器钢水表面出现结冷钢的现象,使得更换中间包时新旧钢水在接痕处焊合良好,从而杜绝了因新旧钢水焊合不好而造成的漏钢事故的发生。
本发明提供了一种钢坯连铸的方法,所述方法包括将多个中间包中的钢水依次注入结晶器中进行连铸,并向所述结晶器中加入结晶器保护渣,其中,对于每个中间包,在第一时间段,所述结晶器保护渣的加入量使得结晶器内的结晶器保护渣形成三层,从上至下依次为原渣层、烧结渣层和液态渣层;在第二时间段,所述结晶器保护渣的加入量使得结晶器内的结晶器保护渣形成从上至下依次为烧结渣层和液态渣层,或者仅形成液态渣层,且所述烧结渣层的厚度为5毫米以下;所述第一时间段为从开始向所述结晶器中注入钢水至结束向所述结晶器中注入钢水之前4-12分钟的期间,所述第二时间段为从结束向所述结晶器中注入钢水之前4-12分钟至结束向所述结晶器中注入钢水的期间。
采用本发明提供的上述钢坯连铸方法,能够确保更换中间包时结晶器内的钢水表面不会出现结冷钢现象,使得新旧钢水在接痕处焊合良好,从而杜绝了更换中间包时因新旧钢水焊合不好而造成的漏钢事故的发生。
具体实施方式
本发明提供的所述钢坯连铸的方法包括将多个中间包中的钢水依次注入结晶器中进行连铸,并向所述结晶器中加入结晶器保护渣,其中,对于每个中间包,在第一时间段,所述结晶器保护渣的加入量使得结晶器内的结晶器保护渣形成三层,从上至下依次分别为原渣层、烧结渣层和液态渣层;在第二时间段,所述结晶器保护渣的加入量使得结晶器内的结晶器保护渣形成从上至下依次为烧结渣层和液态渣层或者仅形成液态渣层,且所述烧结渣层的厚度为5毫米以下;所述第一时间段为从开始向所述结晶器中注入钢水至结束向所述结晶器中注入钢水之前4-12分钟的期间,所述第二时间段为从结束向所述结晶器中注入钢水之前4-12分钟至结束向所述结晶器中注入钢水的期间。
在本发明提供的所述方法中,在所述第一时间段,所述结晶器保护渣的加入量只要保证在所述结晶器中所述结晶器保护渣能够形成三层结构即可,对于所述原渣层、所述烧结层和所述液态渣层的厚度没有具体的限定,优选情况下,所述结晶器内形成的三层保护渣结构中,所述原渣层的厚度可以为15-20毫米,所述烧结渣层的厚度可以为10-15毫米,所述液态渣层的厚度可以为10-16毫米。在本发明中,所述结晶器内的所述保护渣的厚度可以通过利用镀铜合金丝在保护渣三层结构不同温度的作用下发生不同的变化方法检测得到。在进一步优选情况下,在所述第一时间段,为了使所述结晶器中的结晶器保护渣形成三层结构,且保证所述三层结构的具体厚度在上述范围之内,相对于每吨钢水,所述结晶器保护渣的加入量为0.5-0.6千克。
本发明中,在所述第二时间段的结晶器保护渣的加入量是实现发明目的的关键,必须保证在该时间段所述结晶器内结晶器保护渣为烧结渣层和液态渣层的两层结构,或者只有液态渣层,且烧结层的厚度为5毫米以下。在本发明中,所述结晶器保护渣的加入量只要能够保证在所述结晶器中所述结晶器保护渣不含有原渣层,且烧结层的厚度为5毫米以下即可,优选情况下,所述烧结渣层的厚度为3毫米以下,例如0.5-3毫米,所述液态渣层的厚度一般为8-16毫米。在进一步优选情况下,在所述第二时间段,为了使所述结晶器中的结晶器保护渣不含有原渣层,且烧结渣层和液态渣层的厚度在上述范围之内,相对于每吨钢水,所述结晶器保护渣的加入量为0.3-0.4千克。
在本发明的一种优选实施方式中,对于每个中间包,在所述第二时间段中,从结束向所述结晶器中注入钢水之前2-3分钟至结束向所述结晶器中注入钢水的期间,停止向所述结晶器中加入所述结晶器保护渣,从而使得在所述每个中间包结束向所述结晶器中注入钢水之后的更换中间包的过程中,所述结晶器保护渣充分熔融,且生成的液态渣层的厚度为8-10毫米,以防止所述结晶器中的钢水发生二次氧化和钢水表面出现结冷钢现象。
在本发明的更优选的实施方式中,所述钢坯连铸的方法还可以包括在所述每个中间包结束向所述结晶器中注入钢水至下一个中间包开始向所述结晶器中注入钢水的期间,将所述连铸的拉速降至零,且不对所述结晶器内的钢水进行捞渣而直接更换中间包。在进一步优选的情况下,所述方法还可以包括在所述下一个中间包开始向所述结晶器中注入钢水之后的40-60秒钟的时间段内,对所述结晶器内的钢水进行搅拌,从而使得所述结晶器内的所述钢水中的结晶器保护渣能够充分上浮到所述钢水的液面上,然后停止搅拌。
在本发明中,所述钢水可以为经过炼钢炉熔炼后得到的各种钢种的钢水。
所述结晶器保护渣在本发明中也没有特别的限定,可以采用本领域常规使用的各种结晶器保护渣进行实施。通常情况下,所述结晶器保护渣可以含有CaO、SiO2、Al2O3、Na2O和C,且以所述结晶器保护渣的总重量为基准,CaO的含量为20-45重量%,SiO2的含量为20-45重量%,Al2O3的含量为1-15重量%,Na2O的含量为1-15重量%,C的含量为1-10重量%。另外,对于不同的钢种和特殊性能要求的钢产品,可以在所述结晶器保护渣中适当加入其它的成分,或者删除某些成分,以获得符合生产要求的钢产品。
以下通过实施例对本发明作进一步详细的说明。以下实施例中使用的钢水的成分如下表1所示:
表1
  元素   C   Si   Mn   P   S   Ti   V   Nb   Fe
  含量(重量%)   0.09   0.12   1.25   0.02   0.02   0.03   0.02   0.004   98.446
实施例1
以下实施例用于说明本发明提供的所述钢坯连铸的方法。
将表1所述组成的钢水注入结晶器中进行连铸,同时向所述结晶器中加入结晶器保护渣,所述结晶器保护渣含有35.5重量%的CaO、34.5重量%的SiO2、6.5重量%的Al2O3、6.7重量%的Na2O、4.8重量%的C,其余为Fe2O3和MnO,相对于每吨所述钢水,所述结晶器保护渣的加入量为0.5千克,从而使得所述结晶器内的保护渣从上至下具有厚度为15毫米的原渣层、厚度为10毫米的烧结渣层和厚度为10毫米的液态渣层。所述连铸的条件包括:拉速为1米/分钟、板坯断面尺寸为200mm×1160mm。在所述中间包结束向所述结晶器中注入钢水之前8分钟,通过减少所述结晶器保护渣的加入量(相对于每吨所述钢水,所述结晶器保护渣的加入量为0.4千克)以保证所述结晶器内的保护渣具有厚度为10毫米的液态保护渣层和厚度为2毫米的烧结保护渣层;在所述中间包结束向所述结晶器中注入钢水之前3分钟,停止向所述结晶器中加入所述结晶器保护渣。当所述中间包结束向所述结晶器中注入钢水时,将连铸拉速降至零,不对所述结晶器中的钢水进行捞渣而直接进行更换中间包,此时所述结晶器内的结晶器保护渣全部熔融,且所述液态渣层的厚度为8毫米。在更换后的中间包开始向所述结晶器中注入钢水之后的40秒钟之内,通过由钢质材料制成的搅拌器对所述结晶器中的钢水进行搅拌,使得所述结晶器内的钢水中的结晶器保护渣充分上浮到所述钢水的液面上。然后继续对注入所述结晶器内的钢水进行连铸,所述连铸的条件包括:拉速为1米/分钟、板坯断面尺寸为200mm×1160mm。重复上述操作,从而制得连铸钢坯A1。
在上述钢坯连铸的过程中,在更换中间包时钢水表面未出现结冷钢现象,新旧钢水在接痕处焊合良好,未发生漏钢事故。
实施例2
以下实施例用于说明本发明提供的所述钢坯连铸的方法。
将表1所述组成的钢水注入结晶器中进行连铸,同时向所述结晶器中加入结晶器保护渣,所述结晶器保护渣含有35.5重量%的CaO、34.5重量%的SiO2、6.5重量%的Al2O3、6.7重量%的Na2O、4.8重量%的C,其余为Fe2O3和MnO,相对于每吨所述钢水,所述结晶器保护渣的加入量为0.55千克,从而使得所述结晶器内的保护渣从上至下具有厚度为18毫米的原渣层、厚度为12毫米的烧结渣层和厚度为13毫米的液态渣层。所述连铸的条件包括:拉速为1米/分钟、板坯断面尺寸为200mm×1160mm。在所述中间包结束向所述结晶器中注入钢水之前5分钟,通过减少所述结晶器保护渣的加入量(相对于每吨所述钢水,所述结晶器保护渣的加入量为0.35千克)以保证所述结晶器内的保护渣具有厚度为12毫米的液态保护渣层和厚度为3毫米的烧结保护渣层;在所述中间包结束向所述结晶器中注入钢水之前2分钟,停止向所述结晶器中加入所述结晶器保护渣。当所述中间包结束向所述结晶器中注入钢水时,将连铸拉速降至零,不对所述结晶器中的钢水进行捞渣而直接进行更换中间包,此时所述结晶器内的结晶器保护渣全部熔融,且所述液态渣层的厚度为10毫米。在更换后的中间包开始向所述结晶器中注入钢水之后的60秒钟之内,通过由钢质材料制成的搅拌器对所述结晶器中的钢水进行搅拌,使得所述结晶器内的钢水中的结晶器保护渣充分上浮到所述钢水的液面上。然后继续对注入所述结晶器内的钢水进行连铸,所述连铸的条件包括:拉速为1米/分钟、板坯断面尺寸为200mm×1160mm。重复上述操作,从而制得连铸钢坯A2。
在上述钢坯连铸的过程中,在更换中间包时钢水表面未出现结冷钢现象,新旧钢水在接痕处焊合良好,未发生漏钢事故。
实施例3
以下实施例用于说明本发明提供的所述钢坯连铸的方法。
将表1所述组成的钢水注入结晶器中进行连铸,同时向所述结晶器中加入结晶器保护渣,所述结晶器保护渣含有35.5重量%的CaO、34.5重量%的SiO2、6.5重量%的Al2O3、6.7重量%的Na2O、4.8重量%的C,其余为Fe2O3和MnO,相对于每吨所述钢水,所述结晶器保护渣的加入量为0.6千克,从而使得所述结晶器内的保护渣从上至下具有厚度为20毫米的原渣层、厚度为15毫米的烧结渣层和厚度为16毫米的液态渣层。所述连铸的条件包括:拉速为1米/分钟、板坯断面尺寸为200mm×1160mm。在所述中间包结束向所述结晶器中注入钢水之前7分钟,通过减少所述结晶器保护渣的加入量(相对于每吨所述钢水,所述结晶器保护渣的加入量为0.3千克)以保证所述结晶器内的保护渣具有厚度为16毫米的液态保护渣层和厚度为0.5毫米的烧结保护渣层。当所述中间包结束向所述结晶器中注入钢水时,将连铸拉速降至零,不对所述结晶器中的钢水进行捞渣而直接进行更换中间包。在更换后的中间包开始向所述结晶器中注入钢水之后的50秒钟之内,通过由钢质材料制成的搅拌器对所述结晶器中的钢水进行搅拌,使得所述结晶器内的钢水中的结晶器保护渣充分上浮到所述钢水的液面上。然后继续对注入所述结晶器内的钢水进行连铸,所述连铸的条件包括:拉速为1米/分钟、板坯断面尺寸为200mm×1160mm。重复上述操作,从而制得连铸钢坯A3。
在上述钢坯连铸的过程中,在更换中间包时钢水表面未出现结冷钢现象,新旧钢水在接痕处焊合良好,未发生漏钢事故。
由此可见,采用本发明提供的所述钢坯连铸的方法能够确保结晶器内的钢水表面不出现结冷钢现象,使得更换中间包时新旧钢水在接痕处焊合良好,有效避免了漏钢事故的发生。

Claims (9)

1.一种钢坯连铸的方法,所述方法包括将多个中间包中的钢水依次注入结晶器中进行连铸,并向所述结晶器中加入结晶器保护渣,其特征在于,对于每个中间包,在第一时间段,所述结晶器保护渣的加入量使得结晶器内的结晶器保护渣形成三层,从上至下依次为原渣层、烧结渣层和液态渣层;在第二时间段,所述结晶器保护渣的加入量使得结晶器内的结晶器保护渣形成从上至下依次为烧结渣层和液态渣层,或者仅形成液态渣层,且所述烧结渣层的厚度为5毫米以下;所述第一时间段为从开始向所述结晶器中注入钢水至结束向所述结晶器中注入钢水之前4-12分钟的期间,所述第二时间段为从结束向所述结晶器中注入钢水之前4-12分钟至结束向所述结晶器中注入钢水的期间。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述第一时间段,所述结晶器保护渣的加入量使得所述原渣层的厚度为15-20毫米,所述烧结渣层的厚度为10-15毫米,所述液态渣层的厚度为10-16毫米。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,在所述第一时间段,相对于每吨钢水,所述结晶器保护渣的加入量为0.5-0.6千克。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述第二时间段,所述结晶器保护渣的加入量使得所述烧结渣层的厚度为3毫米以下,所述液态渣层的厚度为8-16毫米。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,在所述第二时间段,相对于每吨钢水,所述结晶器保护渣的加入量为0.3-0.4千克。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,对于每个中间包,在所述第二时间段中,从结束向所述结晶器中注入钢水之前2-3分钟至结束向所述结晶器中注入钢水的期间,停止向所述结晶器中加入所述结晶器保护渣。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述方法还包括在所述每个中间包结束向所述结晶器中注入钢水至下一个中间包开始向所述结晶器中注入钢水的期间,将所述连铸的拉速降至零,且不对所述结晶器内的钢水进行捞渣而直接更换中间包。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述方法还包括在所述下一个中间包开始向所述结晶器中注入钢水之后的40-60秒钟的时间段内,对所述结晶器内的钢水进行搅拌。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法,其中,所述结晶器保护渣含有CaO、SiO2、Al2O3、Na2O和C,且以所述结晶器保护渣的总重量为基准,CaO的含量为20-45重量%,SiO2的含量为20-45重量%,Al2O3的含量为1-15重量%,Na2O的含量为1-15重量%,C的含量为1-10重量%。
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