CN103586433A - 一种提高连铸板坯头和尾坯探伤合格率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高连铸板坯头和尾坯探伤合格率的方法，该方法通过改善开浇过程和浇注结束过程中的铸坯内部质量，优化工艺操作，提高头坯、尾坯探伤合格率。本发明通过非稳态条件下的工艺优化和控制，提高头坯和尾坯的内部质量，进而提高钢板的探伤合格率。本方法适用于板坯连铸领域，对连铸坯非稳态条件下的铸坯质量提升，尤其对品种钢的质量提升和成材率提升具有重要的经济价值和实际意义。
Description
技术领域
本发明属于冶金领域，涉及一种连铸板坯的探伤，具体的说是一种提高连铸板坯头和尾坯探伤合格率的方法。
背景技术
钢板的生产主要包括铁水预处理工序、转炉工序、LF精炼工序、连铸工序和轧钢工序。连铸板坯的内部质量缺陷如偏析、夹杂物、缩孔等会直接影响钢板内部质量，降低钢板探伤合格率，影响产品质量和成材率，进而直接影响到其生产成本控制。
研究表明板坯在非稳态浇铸情况下(如开浇阶段和浇铸结束阶段)，铸坯内部质量难以得到有效控制。在连铸生产中一个浇铸周期的开始阶段，即第一炉的开浇阶段由于中间包和结晶器钢水液位不稳、拉速变化较大，容易发生卷渣和二次氧化等现象，钢水中的夹杂物含量大大增加，造成第一块铸坯（头坯）内部质量变差。浇铸末期也是一个非稳态过程，随着拉坯的进行，中间包内的钢液因得不到大包钢水的补充而持续下降，而在终浇的较短的时间内，拉速从正常拉速降到终浇拉速，剩余钢液在表面形成的漩涡极易使钢渣卷入钢水中，影响尾坯内部质量。
在连铸生产过程中，铸坯头坯前端和尾坯末端在凝固过程中，结晶器内流动处于紊流状态，铸坯二次氧化、卷渣情况严重，铸坯冷却过程均匀性较差，铸坯内部质量难以保证。通常处理方法是将头坯前端和尾坯末端切割作判废处理，切割长度过长影响成材率，切割长度过短容易对头坯、尾坯的探伤合格率产生影响。对生产企业而言，非稳态浇铸过程生产的产品，很大一部分经检验后会改判或者降级处理。连铸坯的头坯和尾坯质量不仅影响钢板的总体探伤合格率，也影响最终产品的质量和成材率，增加了生产成本。
因此，提高非稳态情况下头坯和尾坯的内部质量，对连铸坯非稳态条件下的铸坯质量提升，尤其对品种钢的质量和成材率提升具有重要的经济价值和实际意义。
对相关专利进行检索，关键词为“探伤合格率”方面的专利如表1所示。专利1为一种提高中厚板探伤合格率的生产工艺，通过控制过程氢含量、提高低倍质量、延长铸坯堆冷时间来提高钢板探伤合格率；专利2介绍了一种提高钢板探伤合格率的方法，主要从冶炼成分控制、拉速控制、堆冷时间控制、轧制工艺控制等方面进行优化，提高钢板探伤合格率；专利3则通过脱氢热处理工艺降低钢中氢含量，提高探伤合格率。
表1 关键词为“探伤合格率”方面的专利
| 序号 | 申请号 | 专利名称 |
| 1 | 201110247302.5 | 一种提高中厚钢板探伤合格率的生产工艺 |
| 2 | 200910228811.6 | 一种提高中厚钢板探伤合格率的方法 |
| 3 | 200910263021.1 | 一种钻铤钢及其提高超声波探伤合格率的脱氢热处理工艺 |
以上3个专利主要是针对正常浇注条件下，采用工艺优化和控制手段提高钢板探伤合格率，未涉及非稳态浇注情况下头坯和尾坯的质量控制问题。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点，本发明的目的是提供一种提高连铸板坯头和尾坯探伤合格率的方法，该方法通过非稳态条件下的工艺优化和控制，提高头坯和尾坯的内部质量，进而提高钢板的探伤合格率。本方法适用于板坯连铸领域，对连铸坯非稳态条件下的铸坯质量提升，尤其对品种钢的质量提升和成材率提升具有重要的经济价值和实际意义。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种提高连铸板坯头和尾坯探伤合格率的方法，其特征在于：该方法通过改善开浇过程和浇注结束过程中的铸坯内部质量，优化工艺操作，提高头坯、尾坯探伤合格率，具体要求如下：
（1）连铸开浇工艺
连铸开浇前，向中包吹入氩气，排除内部空气，防止开浇钢水二次氧化，排除空气时间由氩气流量和中包体积换算得到；中包实际液位达到工作液位的1/2时，打开塞棒，钢水由中包进入结晶器；结晶器内钢水液位到达水口侧孔位置时加入连铸开浇渣，钢水到达结晶器工作液位，加入连铸保护渣，按照拉速提升制度提升拉速，拉速由零开始增加，拉速增大速度小于0.5m/min2,控制拉速提升时间减少非稳态生产铸坯长度；
拉速提升制度是：拉速由P1逐渐增大至工作拉速P6，其中拉速增长过程中要点如下：1）存在两个稳定过程，P2→P3、P4→P5，目的为减小紊流对结晶器内钢液的影响，减小液面波动；2），拉速变化过程中P1→P2、P3→P4、P5→P6拉速增大速度小于0.5m/min2，控制拉速由零增至工作拉速的总时间小于2min，减少非稳态生产铸坯长度。
（2）连铸拉尾坯工艺
当中包液面降低至工作液位的1/2时，按照拉速降低制度开始降低拉速；连浇炉当中包下渣检测系统提示开始下渣信号时，塞棒关闭，开走中间包小车降低拉速，在结晶器两端用氧气管对结晶器液面进行搅拌，结晶器内坯壳厚度大于100mm时，对结晶器内钢水采用冲水冷却；将结晶器足辊和弯曲段上部水直接关闭，减少对铸坯的强冷，减少坯壳收缩；待铸坯出结晶器后，按工作拉速将铸坯拉出；
拉速降低制度是：连浇炉当中包下渣检测系统提示开始下渣信号时，塞棒关闭，开走中间包小车降低拉速P3→P4；在结晶器两端用氧气管对结晶器液面进行搅拌，结晶器内坯壳厚度大于100mm时，对结晶器内钢水采用冲水冷却，过程拉速保持0.1 m/min；将结晶器足辊和弯曲段上部水直接关闭，减少对铸坯的强制冷却，减少坯壳收缩；待铸坯出结晶器后，拉速P5→P6，按工作拉速将铸坯拉出。
（3）头坯、尾坯切割长度优化
头坯前端切割长度为结晶器有效长度加上引锭部分长度，尾坯末端切割长度为结晶器有效长度加上未进行轻压下的铸坯长度。
本发明提高了非稳态情况下头坯和尾坯的内部质量，从而提高钢板的探伤合格率，适用于板坯连铸领域，对连铸坯非稳态条件下的铸坯质量提升，尤其对品种钢的质量提升和成材率提升具有重要的经济价值和实际意义。
本发明通过优化开浇和拉尾坯工艺，同时优化头坯前端、尾坯末端的切割长度，确保在非稳态情况下的铸坯质量，防止卷渣、二次氧化、疏松等缺陷产生，提高铸坯内部质量，进而提高钢板探伤合格率。
附图说明
图1 是本发明连铸开浇阶段拉速提升示意图。
图2 是本发明连铸浇注结束阶段拉速降低示意图。
具体实施方式
实施例1
一种提高连铸板坯头和尾坯探伤合格率的方法，该方法通过改善开浇过程和浇注结束过程中的铸坯内部质量，优化工艺操作，提高头坯、尾坯探伤合格率，具体要求如下：
(1)连铸开浇操作
连铸开浇前，向中包吹入氩气，排除内部空气，防止开浇钢水二次氧化，排除气体时间等于中包体积/氩气流量；中包实际液位达到工作液位的1/2时，打开塞棒，钢水由中包进入结晶器；结晶器内钢水液位到达水口侧孔位置时加入连铸开浇渣，防止结晶器内表面钢水二次氧化。
钢水到达结晶器工作液位，加入连铸保护渣，拉速由零开始增加，拉速提升制度如图1所示，拉速由P1逐渐增大至工作拉速P6，其中拉速增长过程中要点如下：1）存在两个稳定过程，P2→P3、P4→P5，目的为减小紊流对结晶器内钢液的影响，减小液面波动。2），拉速变化过程中P1→P2、P3→P4、P5→P6拉速增大速度小于0.5m/min2，控制拉速由零增至工作拉速的总时间小于2min，减少非稳态生产铸坯长度。
(2)连铸拉尾坯工艺
当中包液面降低至工作液位的1/2时，开始降低拉速P1→P2，拉速降低制度如图2所示；连浇炉当中包下渣检测系统提示开始下渣信号时，塞棒关闭，开走中间包小车降低拉速P3→P4；在结晶器两端用氧气管对结晶器液面进行搅拌，结晶器内坯壳厚度大于100mm时，对结晶器内钢水采用冲水冷却，过程拉速保持0.1 m/min；将结晶器足辊和弯曲段上部水直接关闭，减少对铸坯的强制冷却，减少坯壳收缩；待铸坯出结晶器后，拉速P5→P6，按工作拉速将铸坯拉出。
(3)头坯、尾坯切割长度优化
头坯前端存在两方面质量问题，一是由于结晶器内开浇阶段处于非稳态导致铸坯内部氧化严重，夹杂物超标；二是由于开浇部分强冷，铸坯温度过低，考虑设备寿命未使用轻压下铸坯内部疏松严重。生产试验表明，头坯前端切割长度为结晶器有效长度800mm加上引锭部分长度200mm，头坯前端切割长度为1m。
尾坯末端受拉尾坯工艺条件的影响，存在以下质量问题，由于强制冷却搅动钢水，卷渣和二次氧化严重，同时铸坯温度过低未使用轻压下，铸坯内部疏松超标。结合生产试验，尾坯末端切割长度为结晶器有效长度加上未进行轻压下的铸坯长度，共2.5-3m。
通过优化开浇和拉尾坯工艺，同时结合生产实验优化头坯前端、尾坯末端的切割长度，确保在非稳态情况下的铸坯质量，防止卷渣、二次氧化、疏松等缺陷产生，提高铸坯内部质量，头坯探伤合格率由原来的93.30%提高至100%，尾坯探伤合格率由原来的76.40%提高至85%，从而提高整体钢板探伤合格率。
Claims (3)
1.一种提高连铸板坯头和尾坯探伤合格率的方法，其特征在于：该方法通过改善开浇过程和浇注结束过程中的铸坯内部质量，优化工艺操作，提高头坯、尾坯探伤合格率，具体要求如下：
连铸开浇工艺
连铸开浇前，向中包吹入氩气，排除内部空气，防止开浇钢水二次氧化，排除空气时间由氩气流量和中包体积换算得到；中包实际液位达到工作液位的1/2时，打开塞棒，钢水由中包进入结晶器；结晶器内钢水液位到达水口侧孔位置时加入连铸开浇渣，钢水到达结晶器工作液位，加入连铸保护渣，按照拉速提升制度提升拉速，拉速由零开始增加，拉速增大速度小于0.5m/min2,控制拉速提升时间减少非稳态生产铸坯长度；
连铸拉尾坯工艺
当中包液面降低至工作液位的1/2时，按照拉速降低制度开始降低拉速；连浇炉当中包下渣检测系统提示开始下渣信号时，塞棒关闭，开走中间包小车降低拉速，在结晶器两端用氧气管对结晶器液面进行搅拌，结晶器内坯壳厚度大于100mm时，对结晶器内钢水采用冲水冷却；将结晶器足辊和弯曲段上部水直接关闭，减少对铸坯的强冷，减少坯壳收缩；待铸坯出结晶器后，按工作拉速将铸坯拉出；
头坯、尾坯切割长度优化
头坯前端切割长度为结晶器有效长度加上引锭部分长度，尾坯末端切割长度为结晶器有效长度加上未进行轻压下的铸坯长度。
2.根据权利要求1所述的提高连铸板坯头和尾坯探伤合格率的方法，其特征在于：步骤（1）中，拉速提升制度是：拉速由P1逐渐增大至工作拉速P6，其中拉速增长过程中要点如下：1）存在两个稳定过程，P2→P3、P4→P5，目的为减小紊流对结晶器内钢液的影响，减小液面波动；2），拉速变化过程中P1→P2、P3→P4、P5→P6拉速增大速度小于0.5m/min2，控制拉速由零增至工作拉速的总时间小于2min，减少非稳态生产铸坯长度。
3.根据权利要求1所述的提高连铸板坯头和尾坯探伤合格率的方法，其特征在于：步骤（2）中，拉速降低制度是：连浇炉当中包下渣检测系统提示开始下渣信号时，塞棒关闭，开走中间包小车降低拉速P3→P4；在结晶器两端用氧气管对结晶器液面进行搅拌，结晶器内坯壳厚度大于100mm时，对结晶器内钢水采用冲水冷却，过程拉速保持0.1 m/min；将结晶器足辊和弯曲段上部水直接关闭，减少对铸坯的强制冷却，减少坯壳收缩；待铸坯出结晶器后，拉速P5→P6，按工作拉速将铸坯拉出。
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