CN104057045A - 一种低合金钢宽厚板坯的连铸方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低合金钢宽厚板坯的连铸方法，该连铸方法包括将钢水从中间包浇注至结晶器中，在所述结晶器中，在钢水的液面上加入保护渣，通过在所述结晶器中冷却，所述钢水凝固为带有液芯的铸坯，然后将该带有液芯的铸坯以拉速Vc从所述结晶器的出口连续拉出并经过二次冷却区，以得到完全凝固的铸坯，其中，所述拉速Vc控制在1.2～1.8m/min，所述保护渣的二元碱度为0.85～1.05、所述保护渣在1300℃下的粘度为0.05～0.15Pa·s、所述保护渣的熔点为1050～1150℃。本发明的低合金钢宽厚板坯的连铸方法中通过对保护渣的理化性能合理控制，能够有效较低漏钢报警率，有利于保证生产的连续性和产品的质量。
Description
技术领域
本发明涉及连铸领域，具体地，涉及一种低合金钢宽厚板坯的连铸方法。
背景技术
高效恒速连铸技术是目前国内外冶金界努力研究的方向，在连铸生产过程中，漏钢是最具危害性的生产事故之一，对作业的稳定性和连续性、产品的质量、操作人员的安全以及设备的寿命均有不利影响，因此，目前大多使用漏钢预报系统来避免漏钢事故的发生，漏钢预报是在产生漏钢趋势时发出报警信号，将连铸机拉速降低至一较低的水平（例如0.2m/min），以消除漏钢隐患。对于低合金钢宽厚板坯的连铸生产，由于板坯的断面面积大，漏钢报警率较高，一旦发生漏钢报警，连铸机的拉速将迅速降低，并且铸坯上相应的位置处将形成倒“V”形振痕，造成生产出的铸坯中报警坯（指存在倒“V”形振痕的铸坯）较多，严重影响生产的稳定性和产品的质量，降低经济效益，因此，对于低合金钢宽厚板坯的连铸生产，降低漏钢报警率对于保证生产的稳定性、产品的质量以及经济效益有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够降低漏钢报警率的低合金钢宽厚板坯的连铸方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种一种低合金钢宽厚板坯的连铸方法，该连铸方法包括将钢水从中间包浇注至结晶器中，在所述结晶器中，在钢水的液面上加入保护渣，通过在所述结晶器中冷却，所述钢水凝固为带有液芯的铸坯，然后将该带有液芯的铸坯以拉速Vc从所述结晶器的出口连续拉出并经过二次冷却区，以得到完全凝固的铸坯，其中，所述保护渣的二元碱度为0.85～1.05，所述保护渣在1300℃下的粘度为0.05～0.15Pa·s，所述保护渣的熔点为1050～1150℃。
优选地，在所述结晶器中，所述保护渣的单位铸坯表面积消耗量不小于0.3kg/m2。
优选地，在所述结晶器中，加入到所述钢水的液面上的所述保护渣形成液渣层，所述液渣层的厚度不小于10mm。
优选地，所述保护渣中的自由碳的含量为5.5-7.0%重量。
优选地，所述结晶器由铜板构成，所述铜板的冷却水缝中冷却水的流速为8.8～9.3m/s。
优选地，所述中间包中设置有塞棒，向所述塞棒中吹送氩气的流量不大于2L/min。
优选地，获得所述钢水的过程包括初炼、精炼以及在精炼后对钢包中的钢水进行软吹氩，所述软吹氩的时间不小于8min。
优选地，所述拉速Vc控制在1.2～1.8m/min，并且将所述拉速Vc的增速控制在0.1m/min以内。
优选地，所述低合金钢宽厚板坯的断面尺寸为（1000～1930）mm×（230～250）mm。
优选地，所述低合金钢为Q345、P510L或者X80。。
本发明的低合金钢宽厚板坯的连铸方法中对保护渣的理化性能合理控制，具体地，通过将铸坯以一定的拉速Vc从结晶器中拉出，并控制保护渣的碱度使得保护渣对钢水中的夹杂物具有适宜吸收能力的同时也具有较好的传热效果和润滑性能；通过合理控制保护渣的粘度，使得保护渣具有适合的流动性，适量的保护渣流入铸坯与结晶器壁之间以形成均匀的渣膜，保证良好的润滑性能，生产出的铸坯表面光滑；并且，通过控制保护渣的熔点，使得与铸坯接触的保护渣能够完全熔融以在铸坯与结晶器壁之间的保护渣消耗后能够及时得到补充；因此，保证铸坯与结晶器壁之间的良好的润滑，防止铸坯与结晶器壁之间粘结而导致漏钢，因而，本发明能够有效地降低粘结漏钢发生的几率、减少粘结漏钢趋势从而较低漏钢报警率。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种低合金钢宽厚板坯的连铸方法，该连铸方法包括将钢水从中间包浇注至结晶器中，在所述结晶器中，在钢水的液面上加入保护渣，通过在所述结晶器中冷却，所述钢水凝固为带有液芯的铸坯，然后将该带有液芯的铸坯以拉速Vc从所述结晶器的出口连续拉出并经过二次冷却区，以得到完全凝固的铸坯，其中，所述保护渣的二元碱度为0.85～1.05，所述保护渣在1300℃下的粘度为0.05～0.15Pa·s，所述保护渣的熔点为1050～1150℃。
粘结漏钢是连铸过程中的主要漏钢形式，粘结漏钢大多是保护渣在结晶器壁上形成了渣条阻碍熔融保护渣的正常流动时或者是结晶器壁与铸坯之间的渣膜出现断裂时润滑不好导致铸坯与结晶器壁粘结而造成的。由于保护渣直接影响铸坯与结晶器壁之间的润滑效果，因而，优化保护渣的理化性能能够有效地降低粘结漏钢发生的几率、减少粘结漏钢趋势从而较低漏钢报警率。
因此，本发明的低合金钢宽厚板坯的连铸方法通过对保护渣的理化性能合理控制，具体地，通过控制保护渣的碱度使得保护渣对钢水中的夹杂物具有适宜吸收能力的同时也具有较好的传热效果和润滑性能；通过合理控制保护渣的粘度，使得保护渣具有适合的流动性，适量的保护渣流入铸坯与结晶器壁之间以形成均匀的渣膜，保证良好的润滑性能，生产出的铸坯表面光滑；并且，通过控制保护渣的熔点，使得与铸坯接触的保护渣能够完全熔融以在铸坯与结晶器壁之间的保护渣消耗后能够及时得到补充。
其中，由于保护渣通常由多种成分组成的混合物，没有固定的熔点，此处所述的熔点是指利用半球点法测得的熔点。并且其中，保护渣的二元碱度指保护渣成分中CaO和SiO2的重量百分含量的比值。
所述保护渣可以含有34～39重量%的CaO、20～25重量%的SiO2、2～4重量%的Al2O3、2～3.2重量%的MgO、小于2重量%的Fe2O3、7.5～8.5重量%的F、2～3.2重量%的Li2O、4～5重量%的Na2O+K2O（Na2O+K2O表示Na2O和K2O的总和）以及5.5～7.0%重量的自由碳。
为了使结晶器壁与铸坯之间的保护渣能够及时得到补充，保证传热和润滑效果，避免发生粘结漏钢趋势，应该向结晶器中加入足量的保护渣，优选地，在结晶器中，保护渣的单位铸坯表面积消耗量不小于0.3kg/m2。
加入到结晶器中的保护渣沿厚度方向从上至下会大致形成粉渣层、烧结层和液渣层，当粉状或粒状的保护渣加入到结晶器中后与钢水的表面接触，靠近钢水的保护渣在高温的钢水的作用下熔化形成熔融状态的液渣层，液渣层对铸坯和结晶器壁的润滑以及热量的传导起到十分重要的作用，优选地，在结晶器内，加入到钢水的液面上的保护渣形成液渣层，液渣层的厚度不小于10mm，以保证液渣层具有足够的厚度从而保护钢水不被氧化、减缓沿保护渣厚度方向的传热并且使充足的保护渣流入铸坯和结晶器壁之间形成渣膜从而保证润滑性能、防止产生漏钢趋势。
并且，优选地，保护渣中的自由碳的含量为5.5-7.0%重量，保护渣中自由碳的含量对保护渣的熔化速度有重要影响，因此，通过控制保护渣中自由碳的含量使保护渣具有适宜的熔化速度，保证液渣层具有合适的厚度并且均匀分布。
钢水在结晶器中进行一次冷却，结晶器由铜板构成，所述铜板的冷却水缝中冷却水的流速优选为8.8～9.3m/s。这样，有效控制结晶器对钢水的冷却能力，使钢水在结晶器内形成的铸坯的厚度达到使铸坯足以承受得住铸坯内部的液芯的静压力的程度，防止漏钢发生，有效降低漏钢报警率。
此外，当结晶器内钢水的液面波动较大时，容易造成铸坯撕裂而导致漏钢，因而，将结晶器内的钢水的液位波动控制在一较小的范围内有利于对防止漏钢。
具体地，可以通过控制拉速Vc、钢水的洁净度和向塞棒中吹送氩气的流量来控制结晶器内钢水的液位波动。
粘结漏钢与铸坯从结晶器中拉出的拉速Vc有关，因此应该将所述拉速Vc控制在合理范围内，本实施方式中，所述拉速Vc控制在1.2～1.8m/min。并且，拉速Vc恒定时，流入结晶器的钢水和从结晶器拉出的带有液芯的铸坯的量是相等的，反之，当拉速波动时，结晶器内钢水液位就会随着拉速的变化而变化，因此，优选地，将拉速Vc增大的速率控制在0.1m/min以内，以尽量控制结晶器内钢水的液位波动。
例如，中间包中设置有塞棒，当向塞棒中吹送氩气的速率过大时对钢水的搅拌作用增强，会造成结晶器内钢水的液面翻腾激烈，钢水的液面波动增大，因而，为了稳定结晶器内钢水的液位，优选地，向塞棒中吹送氩气的速率不大于2L/min。
另外，如果钢水脱氧不完全或者脱氧后钢水中的夹杂物未充分上浮而造成钢水洁净度变差，那么在浇注过程中钢水中的Al2O3便会析出，附着在浸入式水口内壁，从而影响钢水通过浸入式水口流入结晶器，使钢水流入结晶器中的流量时大时小，从而造成结晶器液位波动，因此，获得钢水的过程包括初炼、精炼以及在精炼后向钢包中的钢水进行软吹氩，所述软吹氩的时间不小于8min，所述软吹氩指以较弱的强度向钢包中钢水吹送氩气，通过吹送氩气对钢包中的钢水进行弱搅拌，搅拌过程中防止钢水裸露，吹送氩气的强度可以依据钢水表面的渣面的翻动情况调节，具体地，吹送氩气的强度应该达到使钢包中的钢水适当翻腾，从而使脱氧产物Al2O3上浮吸附，从而去除Al2O3，保证从倒入中间包中的钢水的洁净度。
本发明优选适用于连铸断面尺寸为（1000～1930）mm×（230～250）mm的低合金钢宽厚板坯，连铸断面尺寸可以为（1000～1930）mm×230mm，例如1350mm×230mm，也可以为（1000～1930）mm×250mm，例如1600mm×250mm。
并且，所述低合金钢可以为Q345、P510L或者X80。
本发明通过优化连铸过程中的工艺条件，例如，结晶器的冷却制度、拉速制度以及保护渣的理化性能、成分和用量等，使得连铸过程中发生漏钢趋势的几率降低，有效降低漏钢报警率，本发明的连铸方法尤其适用于容易发生漏钢报警的低合金钢宽厚板坯的轧制。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
下面，将通过实施例对本发明进行更详细的描述。
实施例
进行10组连铸操作生产低合金钢宽厚板坯，第1～8组生产的低合金钢宽厚板坯的钢种为Q345，第9组和第10组生产的低合金钢宽厚板坯的钢种分别为P510L和X80，其中第1～6组、第9组和第10组采用本发明的方法铸造，第7组和第8组为对比例。每组铸造1000炉钢水，这10组连铸操作中所使用的连铸设备为直弧形连铸机，每次连铸操作中，将钢水从中间包中浇注至结晶器中，中间包中设置有塞棒，在结晶器中，在钢水的液面上加入保护渣，加入到钢水的液面上的保护渣形成液渣层，通过在结晶器中冷却，钢水凝固为带有液芯的铸坯，然后将该带有液芯的铸坯以拉速Vc从结晶器的出口连续拉出并经过二次冷却区，以得到完全凝固的铸坯，其中：上述10组连铸操作中每组所使用的保护渣的理化性能（包括二元碱度、在1300℃下的粘度以及熔点）如表1中所示，保护渣的主要成分如表2中所示；在上述10组连铸操作中，在结晶器中，保护渣的单位铸坯表面积消耗量和液渣层的厚度如表3中所示；结晶器由铜板构成，所述铜板上形成有用于冷却水流动的水缝，所述水缝内的冷却水的流量、向塞棒中吹送氩气的速率以及在精炼后向钢包中吹送氩气的强度和时间如表4中所示；拉速Vc、拉速Vc的增速以及上述10组连铸操作中所生产出的铸坯的断面尺寸如表5中所示。
表1
表2
表3
| 组号 | 保护渣的单位铸坯表面积消耗量（kg/m2） | 液渣层的厚度（mm） |
| 1 | 0.30 | 10 |
| 2 | 0.32 | 11 |
| 3 | 0.35 | 11 |
| 4 | 0.40 | 12 |
| 5 | 0.42 | 12 |
| 6 | 0.45 | 13 |
| 7 | 0.10 | 8 |
| 8 | 0.20 | 7 |
| 9 | 0.32 | 10 |
| 10 | 0.35 | 11 |
表4
表5
| 组号 | 拉速Vc（m/min） | 拉速Vc的增速（m/min） | 铸坯的断面尺寸（mm×mm） |
| 1 | 1.2 | 0.1 | 1000×230 |
| 2 | 1.4 | 0.09 | 1350×230 |
| 3 | 1.5 | 0.08 | 1500×230 |
| 4 | 1.6 | 0.07 | 1650×230 |
| 5 | 1.7 | 0.05 | 1800×250 |
| 6 | 1.8 | 0.03 | 1500×250 |
| 7 | 1.0 | 0.15 | 1500×230 |
| 8 | 2.0 | 0.18 | 1650×230 |
| 9 | 1.5 | 0.08 | 1650×250 |
| 10 | 1.6 | 0.07 | 1930×250 |
上述连铸操作中所使用的连铸设备中安装有漏钢预报系统，统计上述10组连铸操作中的炉次漏钢报警率（平均连铸一炉钢水过程中漏钢报警的次数），结果如表6所示。
表6
由表6中的数据可以看出，使用根据本发明的低合金钢宽厚板坯的连铸方法后，大大降低了连铸过程中的报警次数，基本上能够将炉次报警率降低至6%以下，有效保证了连铸生产的稳定性和连续性。
Claims (10)
1.一种低合金钢宽厚板坯的连铸方法，该连铸方法包括将钢水从中间包浇注至结晶器中，在所述结晶器中，在钢水的液面上加入保护渣，通过在所述结晶器中冷却，所述钢水凝固为带有液芯的铸坯，然后将该带有液芯的铸坯以拉速Vc从所述结晶器的出口连续拉出并经过二次冷却区，以得到完全凝固的铸坯，其特征在于，所述保护渣的二元碱度为0.85～1.05，所述保护渣在1300℃下的粘度为0.05～0.15Pa·s，所述保护渣的熔点为1050～1150℃。
2.根据权利要求1所述的低合金钢宽厚板坯的连铸方法，其中，在所述结晶器中，所述保护渣的单位铸坯表面积消耗量不小于0.3kg/m2。
3.根据权利要求1或2所述的低合金钢宽厚板坯的连铸方法，其中，在所述结晶器中，加入到所述钢水的液面上的所述保护渣形成液渣层，所述液渣层的厚度不小于10mm。
4.根据权利要求3所述的低合金钢宽厚板坯的连铸方法，其中，所述保护渣中的自由碳的含量为5.5-7.0%重量。
5.根据权利要求1所述的低合金钢宽厚板坯的连铸方法，其中，所述结晶器由铜板构成，所述铜板的冷却水缝中冷却水的流速为8.8～9.3m/s。
6.根据权利要求1所述的低合金钢宽厚板坯的连铸方法，其中，所述中间包中设置有塞棒，向所述塞棒中吹送氩气的流量不大于2L/min。
7.根据权利要求1所述的低合金钢宽厚板坯的连铸方法，其中，获得所述钢水的过程包括初炼、精炼以及在精炼后对钢包中的钢水进行软吹氩，所述软吹氩的时间不小于8min。
8.根据权利要求1所述的低合金钢宽厚板坯的连铸方法，其中，所述拉速Vc控制在1.2～1.8m/min，并且将所述拉速Vc的增速控制在0.1m/min以内。
9.根据权利要求1所述的低合金钢宽厚板坯的连铸方法，其中，所述低合金钢宽厚板坯的断面尺寸为（1000～1930）mm×（230～250）mm。
10.根据权利要求1所述的低合金钢宽厚板坯的连铸方法，其中，所述低合金钢为Q345、P510L或者X80。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140924 |