CN103817300A - 一种薄带连铸布流除渣方法 - Google Patents

Abstract

一种薄带连铸布流除渣方法，双辊薄带连铸中，在由两个反向旋转的结晶辊和侧封板组成的钢水熔池中布置一布流器，该布流器为长方形箱体结构，沿布流器四周对称设若干吐出孔，该些吐出孔以布流器四边的中心线为基准向两侧倾斜；在侧封板两侧分别布置电磁感应装置，使熔池中的钢水由于电磁作用而出现向中心的运动趋势，从而在侧封板和靠近侧封板的钢水熔池之间形成狭缝；布流器吐出孔倾斜设计，可推动钢水从熔池中心向侧封板运动，当浮渣运动至由于电磁作用而在侧封板附近形成钢水缝隙时，顺势从缝隙中进入，进入缝隙中的浮渣，一方面随着结晶辊的转动从侧封板底部落下，另一方面由于波动的原因部分浮渣黏贴在铸带边缘，随着铸带后续切边而脱离铸带。

Description

一种薄带连铸布流除渣方法

技术领域

本发明涉及薄带连铸领域，特别涉及一种薄带连铸布流除渣方法。

背景技术

双辊薄带连铸是以两个相反方向旋转的浇注辊为结晶器，将液态金属直接生产成厚度小于10mm薄带钢的生长工艺。与传统薄带生产工艺相比，该技术具有缩短工艺流程、节约能源、降低生产成本和改善带坯力学性能等优势，因此该技术被认为是21世纪最有前途的近终形连铸技术之一。

薄带连铸过程是一个与传统连铸既有联系又有区别的铸轧过程。如图1所示：它的主要工艺是将钢液注入到中间包后，通过水口将钢液分配到布流器内，再由布流器注入到两个水冷结晶辊与侧封板围成的溶池内，钢液在两个结晶辊的表面逐渐凝固形成坯壳，在两个结晶辊连线附近完全凝固后，通过两个辊的反向转动发生轧制作用，形成具有一定厚度和宽度的致密金属带。

在薄带连铸生产过程中，由于布流器为耐火材料组成，同时钢水不能做到完全隔绝空气，由此存在两种浮渣出现的可能，一种是钢水侵蚀耐火材料后形成的浮渣，另一种是钢水中的合金元素与氧气反应形成金属或非金属的化合物浮渣，则，浮渣与铸辊接触后会影响钢水的凝固均匀性，进而在铸带上有浮渣区域会产生裂纹、疏松等凝固缺陷。为了得到高质量的铸带，必须对熔池内的浮渣进行控制和清理。

目前已公开的关于薄带连铸熔池表面浮渣处理及控制的方法主要集中在两个方面，一种是采用密闭室加气体保护防止熔池表面形成浮渣和局部表面冷钢凝固壳，在熔池上部采用带有保护性气体的密闭室可以避免熔池内的钢水二次氧化产生的氧化物浮渣，同时可以利用密闭室熔池内的辐射热保持熔池区域的温度，避免熔池表面生成冷钢，如中国专利CN1561272A(US7021364)，这种方法是比较通用可行的方法，但是只靠被动的防止钢水氧化还不能达到去除浮渣的目的。

另一种比较多见的方法是采用某些特殊的装置防止渣卷入到铸带中，如中国专利CN1561272A、CN1503705A、CN1289233C以及日本专利JP2001078563等。还有些方法是主动去除浮渣和熔池液面凝壳的专利，如韩国专利KR2008059992等。

中国专利CN1561272A(US7021364)中提到的一种密闭双辊薄带连铸熔池的方法和机构，设计有通惰性气体和排气功能，避免了惰性气体受污染，防止了氧化气体卷入；韩国专利KR2008059992用熔体表面观测照相机检查熔体表面的浮渣和钢水凝壳，然后通过上升熔池液面融化这些凝壳，达到去除浮渣和凝壳的目的，在实际作业中，采用类似方法将增加铸带断裂的几率。影响液位波动过程中的铸带质量。

而另一种是在密闭熔池的情况下，采用某些特殊的装置防止渣卷入到铸带中。

如中国专利CN1503705A中所述的方法是在密闭熔池并通有惰性气体保护的情况下，利用沿着铸辊宽度方向布置在布流器两侧的侵入式阻渣堰防止浇铸过程中熔池表面的浮渣卷入铸带中，并在每个卷曲即将结束阶段抬起阻渣堰，利于浮渣卷入尾带的铸带中；另一种方案是在在每个卷曲即将结束阶段向一侧铸辊或相向两侧铸辊吹气，以便于熔池表面浮渣卷入铸带中。事后，通过切除铸带尾部保持整卷铸带的质量。中国专利CN1289233C和日本专利JP2002316245中提到的方法和上述方法基本一致。

日本专利JP2002273551提到的方案是通过通气或使用冷却固化剂使得熔池表面的浮渣冷却，在浇铸过程中保持凝壳覆盖几乎整个熔池表面。

日本专利JP05261488A提到的方案中密闭室的氧含量控制在1％以下，并且实时监控氧含量，喷入惰性气体。日本专利JP05245596A也采用同样的方法。

日本专利JP05212502A中的挡渣堰尖部深入到熔池内部并紧贴在铸辊表面，而挡渣堰边部与侧封板接触处采用易收缩的材料制造，可以提高侧封板的安全性。这种做法会导致挡渣堰与钢液凝固壳接触，直接降低铸带质量。

韩国专利KR100798026采用铝碳质材料制造的挡渣堰，安装在一个挡渣板固定架上，垂直插入到熔池中，挡板上部可以在挡渣板固定架内滑动，从而可以利用挡板和钢水密度差浮动在熔池内并跟随熔池液位变化上下移动。但是这个专利中没有指定挡渣堰底部处于熔池中的位置情况，所以无法确保挡渣堰本身不会对铸带造成影响。

上述专利尽管从两方面详细的提出了防止薄带连铸熔池浮渣出现和去除的方法，但是总体来说所增加的附属设备过于庞大，增加了过多的质量影响因素。

发明内容

本发明的目的提出一种薄带连铸布流除渣方法，能够实现渣的连续排除，减少铸带及结晶辊对侧封板的磨损，减少侧封板附近钢水的温降，以此减少冷钢形成，从而延长浇铸时间。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种薄带连铸布流除渣方法，双辊薄带连铸中，在由两个反向旋转的结晶辊和侧封板组成的钢水熔池中布置一布流器，该布流器为长方形箱体结构，沿布流器四周对称设若干吐出孔，该些吐出孔以布流器四边的中心线为基准向两侧倾斜，且，相对结晶辊辊面的吐出孔轴线与布流器轴线或辊缝成一夹角α；在侧封板两侧分别布置电磁感应装置，由于电磁感应装置的作用，能够使得熔池中的钢水由于电磁作用而出现向中心的运动趋势，从而在侧封板和靠近侧封板的钢水熔池之间形成狭缝，随着电磁力大小的不同，狭缝的大小也发生变化；由于布流器吐出孔的倾斜设计，使得熔池中的表层钢水发生类似方向的运动，即推动钢水从熔池中心向侧封板运动，而熔池表面的浮渣也随着熔池表面的钢水运动至侧封板附近，当浮渣运动至由于电磁作用而在侧封板附近形成的钢水缝隙时，顺势从缝隙中进入，进入缝隙中的浮渣，一方面随着结晶辊的转动从侧封板底部落下，另一方面由于波动的原因部分浮渣黏贴在铸带边缘，随着铸带后续切边而脱离铸带。

进一步，所述的布流器倾斜角度的设计为：

当薄带连铸拉速为30～50m/min时，吐出孔上沿距离目标液位3～5mm，相对结晶辊辊面的吐出孔轴线与布流器轴线或辊缝的夹角α为60°～75°，磁感应强度的大小为0.09T～0.1T；

当薄带连铸拉速为50～70m/min时，吐出孔上沿距离目标液位5～7mm，相对结晶辊辊面的吐出孔轴线与布流器轴线或辊缝的夹角α为45°～60°，磁感应强度的大小为0.1T～0.12T；

当薄带连铸拉速为70～100m/min时，吐出孔上沿距离目标液位7～10mm，相对结晶辊辊面的吐出孔轴线与布流器轴线或辊缝的夹角α为30°～45°，磁感应强度的大小为0.12T～0.14T。

另外，所述的吐出孔为长方形孔、方形孔、椭圆孔、腰字孔或圆孔。

本发明的优点如下：

1)能够通过布流器吐出孔的倾斜设计推动浮渣向侧封板附近运动，该方法经济可靠，不用添加过多的装置，也不会对表面熔池的钢水温度产生过多的影响。

2)钢水在熔池内实现指向侧封板的流动，相比原有的直冲式吐出孔，波动情况大大降低。

3)本发明除渣方法能够将浮渣控制在侧封板边部的缝隙中，浮渣在缝隙中作用一方面减少了铸带及结晶辊对侧封板的磨损，另一方面浮渣的作用减少了侧封板附近钢水的温降，有利于减少冷钢，增加顺行。

4)本发明除渣方法能够实现渣的连续排除，有利于长时间浇铸。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明的一种薄带连铸布流除渣方法，双辊薄带连铸中，在由两个反向旋转的结晶辊10和侧封板20组成的钢水熔池100中布置一布流器1，该布流器1为长方形箱体结构，沿布流器四周对称设若干吐出孔11，该些吐出孔11以布流器1四边的中心线为基准向两侧倾斜，且，相对结晶辊10辊面的吐出孔轴线与布流器1轴线或辊缝成一夹角α；在侧封板20两侧分别布置电磁感应装置2，由于电磁感应装置2的作用，能够使得熔池100中的钢水由于电磁作用而出现向中心的运动趋势，从而在侧封板20和靠近侧封板20的钢水熔池100之间形成狭缝，随着电磁力大小的不同，狭缝的大小也发生变化；由于布流器吐出孔的倾斜设计，使得熔池中的表层钢水发生类似方向的运动，即推动钢水从熔池中心向侧封板运动，而熔池表面的浮渣200也随着熔池表面的钢水运动至侧封板附近，当浮渣运动至由于电磁作用而在侧封板附近形成的钢水缝隙时，顺势从缝隙中进入，进入缝隙中的浮渣，一方面随着结晶辊的转动从侧封板底部落下，另一方面由于波动的原因部分浮渣黏贴在铸带边缘，随着铸带后续切边而脱离铸带。

进一步，所述的吐出孔11为长方形孔、方形孔、椭圆孔、腰字孔或圆孔。

本发明所述的布流器倾斜角度的设计为：

当薄带连铸拉速为30～50m/min时，吐出孔上沿距离目标液位3～5mm，相对结晶辊辊面的吐出孔轴线与布流器轴线或辊缝的夹角α为60°～75°，磁感应强度的大小为0.09T～0.1T；

当薄带连铸拉速为50～70m/min时，吐出孔上沿距离目标液位5～7mm，相对结晶辊辊面的吐出孔轴线与布流器轴线或辊缝的夹角α为45°～60°，磁感应强度的大小为0.1T～0.12T；

当薄带连铸拉速为70～100m/min时，吐出孔上沿距离目标液位7～10mm，相对结晶辊辊面的吐出孔轴线与布流器轴线或辊缝的夹角α为30°～45°，磁感应强度的大小为0.12T～0.14T。

实施例1

双辊薄带连铸布流过程中，结晶辊拉速为50m/min；熔池液位为200mm；布流器吐出孔上沿距离液位距离为4mm；布流器吐出孔与辊缝的倾斜角度为65°；电磁感应装置的电磁强度为0.09T。

实施例2

双辊薄带连铸布流过程中，结晶辊拉速为70m/min；熔池液位为220mm；布流器吐出孔上沿距离液位距离为6mm；布流器吐出孔与辊缝的倾斜角度为50°；电磁感应装置的电磁强度为0.11T。

实施例3

双辊薄带连铸布流过程中，结晶辊拉速为90m/min；熔池液位为240mm；布流器吐出孔上沿距离液位距离为7mm；布流器吐出孔与辊缝的倾斜角度为40°；电磁感应装置的电磁强度为0.13T。

薄带连铸技术是21世纪最具竞争力的技术之一，从节约能源、环保等方便都有常规连铸所不能比拟的优点，因此受到世界各国的大力关注；铸带表面由于浮渣而出现诸多的缺陷，通过布流器吐出孔倾斜及电磁感应装置对于钢水的控制，来实现钢水浇铸过程中浮渣的去除，一方面工艺简单，设备投入少，另一方面能够实现钢水长时间浇铸的目的。

Claims (3)

1.一种薄带连铸布流除渣方法，双辊薄带连铸中，在由两个反向旋转的结晶辊和侧封板组成的钢水熔池中布置一布流器，该布流器为长方形箱体结构，沿布流器四周对称设若干吐出孔，该些吐出孔以布流器四边的中心线为基准向两侧倾斜，且，相对结晶辊辊面的吐出孔轴线与布流器轴线或辊缝成一夹角α；在侧封板两侧分别布置电磁感应装置，由于电磁感应装置的作用，能够使得熔池中的钢水由于电磁作用而出现向中心的运动趋势，从而在侧封板和靠近侧封板的钢水熔池之间形成狭缝，随着电磁力大小的不同，狭缝的大小也发生变化；由于布流器吐出孔的倾斜设计，使得熔池中的表层钢水发生类似方向的运动，即推动钢水从熔池中心向侧封板运动，而熔池表面的浮渣也随着熔池表面的钢水运动至侧封板附近，当浮渣运动至由于电磁作用而在侧封板附近形成的钢水缝隙时，顺势从缝隙中进入，进入缝隙中的浮渣，一方面随着结晶辊的转动从侧封板底部落下，另一方面由于波动的原因部分浮渣黏贴在铸带边缘，随着铸带后续切边而脱离铸带。

2.如权利要求1所述的薄带连铸布流除渣方法，其特征是，所述的布流器倾斜角度的设计为：

当薄带连铸拉速为30～50m/min时，吐出孔上沿距离目标液位3～5mm，相对结晶辊辊面的吐出孔轴线与布流器轴线或辊缝的夹角α为60°～75°，磁感应强度的大小为0.09T～0.1T；

当薄带连铸拉速为50～70m/min时，吐出孔上沿距离目标液位5～7mm，相对结晶辊辊面的吐出孔轴线与布流器轴线或辊缝的夹角α为45°～60°，磁感应强度的大小为0.1T～0.12T；

当薄带连铸拉速为70～100m/min时，吐出孔上沿距离目标液位7～10mm，相对结晶辊辊面的吐出孔轴线与布流器轴线或辊缝的夹角α为30°～45°，磁感应强度的大小为0.12T～0.14T。

3.如权利要求1或2所述的薄带连铸布流除渣方法，其特征是，所述的吐出孔为长方形孔、方形孔、椭圆孔、腰字孔或圆孔。

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