CN104084550B - 轧制厚板的连铸板坯生产控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轧制厚板的连铸板坯生产控制方法，主要包括以下步骤：(1)结晶器对弧控制，(2)控制弯曲段中垂直区段的铅垂度，(3)控制结晶器铜板平面度误差，(4)控制中间包上下水口接触面板间及上水口中的氩气压力及流速，(5)选取合适的结晶器保护渣，(6)控制结晶器液位波动，(7)控制板坯拉速；本发明未增加新的设备或工艺步骤，通过把控装置精度及各工艺环节的实施过程，实现了铸坯表面质量的控制及内部质量的提升，表面微裂纹由原来的3.85％下降至0.70％，实施过程简便易行，效果十分显著。
Description
技术领域
本发明属于钢材生产技术领域，涉及一种轧制厚板的连铸板坯生产控制方法。
背景技术
随着我国经济建设和社会发展，对钢材产品的品种和规格要求更加广泛。目前国内轧制的厚板所存在的问题多表现在表面缺陷及内部性能不合两方面，这主要是由于目前尚无生产厚板的成形系统、成形工艺及相关工艺控制方法，因而，使连铸板坯生产工艺和措施系统化及可控化，对提高厚板生产质量，提升连铸板坯的生产效率有极大的促进作用，对加快产业结构调整，实现企业产品质量升级与增强企业竞争力具有十分重要的作用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可提高铸坯质量的连铸板坯生产控制方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轧制厚板的连铸板坯生产控制方法，主要包括以下步骤：
(1)结晶器对弧控制，使弯曲段与结晶器间的对弧弧差在0～0.3mm之间；
(2)控制弯曲段中垂直区段的铅垂度，使垂直区段首辊与末辊间的铅垂点偏差a≤0.6mm；
(3)结晶器铜板平面度误差≤0.3mm；
(4)中间包上下水口接触面板间及上水口中的氩气压力保持在微正压范围内，其中吹入中间包上水口的氩气流量≤8L/min，上下水口接触面板间氩气流量≤6L/min；
(5)选取合适的结晶器保护渣，主要成分包含：CaO为38％～45％、SiO2为20％～25％、Al2O3为1.5％～5％、MgO为1.5％～4％、R2O为4％～10％(其中Li2O占1％～3％)、C(固定碳)为3％～10％、F为6％～10％、R为1.65～1.85、吸附H2O≤0.5％；
主要物理性能包含：①粘度：1300℃：0.01～0.15Pa.s，②半球点温度：1050～1150℃，③熔速：1250℃：30～50s，④铺展性：≥150mm，⑤转折温度：1150～1210℃，⑥结晶率(粗晶)：75％～100％；
(6)控制中间包的浇注速度，保证结晶器液位高度波动在-5～5mm；
(7)浇注坯从结晶器中出来的拉速与典型拉速之差为-0.03～0.03m/min。
进一步，铸造低合金钢板坯时，钢水在进入钢包前先进行RH处理；铸造轧制厚度≥80mm的碳素钢板坯时，钢水在进入钢包前先进行RH处理。
进一步，控制钢种合金成分，对于含Cu钢，钢种的化学成分应满足Ni-Cu≥0.05％；当Cu≥0.2％时，Alt的含量≤0.04％。
进一步，结晶器振动偏摆控制在如下范围内：Y方向偏摆值≤|0.15|mm，总偏摆≤|0.3|mm，X方向偏摆值≤|0.2|mm，X方向总偏摆≤|0.4|mm；结晶器振动出现异常时，不进行铸坯生产。
本发明的有益效果在于：未增加新的设备或工艺步骤，通过把控装置精度及各工艺环节的实施过程，有效防止了板坯表面微裂纹和內裂的出现，提高了凝固组织的致密性；实现了铸坯内部质量的控制及表面质量的提升，大于40mm厚钢板的表面微裂纹由原来的3.85％下降至0.70％，40-80mm厚钢板探伤合格率稳定在98.80％以上，实施过程简便易行，效果十分显著。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为横裂纹检查位置示意图；
图3为纵裂纹检查位置示意图；
图4为角部裂纹检查位置示意图；
图5为结晶器振动水平面偏摆示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
要获得高质量的连铸板坯，需对在整个连铸板坯的生产工艺进行严格控制，主要包括以下几个方面：
如图1所示，首先，检测设备的精准度，包括对结晶器1的铜板表面平面度、结晶器1对弧进行测量，检查并调整控制结晶器1的振动偏摆量等内容；对于直弧形连铸机而言，如图所示，结晶器铜板平面度误差≤0.3mm；结晶器1对弧应满足弯曲段2与结晶器1间的对弧弧差在0～0.3mm之间；控制弯曲段2中上部垂直区段21的铅垂度，使垂直区段21首辊31与末辊32间的铅垂点偏差a≤0.6mm；有效保证了连铸机拉坯过程中铸坯的质量。
其次，工艺条件的检查及控制，(1)根据钢种要求进行成分微调，对于含Cu钢，钢种的化学成分应满足Ni-Cu≥0.05％；当Cu≥0.2％时，Alt的含量≤0.04％，可降低铸坯表面裂纹发生几率；(2)对浇注过程进行控制，中间包4的上下水口接触面板5间及上水口6中的氩气压力保持在微正压范围内，其中吹入中间包4上水口6的氩气流量≤8L/min，上下水口接触面板5间氩气流量≤6L/min，可有效防止表面裂纹问题出现；控制结晶器1的液位高度波动量在-5～5mm之间，防止其影响结晶器保护渣的正常流入；因拉速波动会影响生产平稳性，冷却强度的变化会引起裂纹率增加，因而需保证浇注坯从结晶器1中出来的拉速与典型拉速之差为-0.03～0.03m/min。
第三，选取合适的结晶器保护渣，选取合适的结晶器保护渣，主要成分包含：CaO为38％～45％、SiO2为20％～25％、Al2O3为1.5％～5％、MgO为1.5％～4％、R2O为4％～10％(其中Li2O占1％～3％)、C(固定碳)为3％～10％、F为6％～10％、R为1.65～1.85、吸附H2O≤0.5％；主要物理性能包含：①粘度：1300℃：0.01～0.15Pa.s，②半球点温度：1050～1150℃，③熔速：1250℃：30～50s，④铺展性：≥150mm，⑤转折温度：1150～1210℃，⑥结晶率(粗晶)：75％～100％；亚包晶钢铸坯表面纵裂纹率可有效控制在1.5％以内，钢板表面小纵裂纹率控制在0.4％以内，有效提高铸坯表面质量，实现了传热与润滑的良好平衡，在控制铸坯表面裂纹的同时结晶器铜板与坯壳的粘结机率也控制在较低的水平，防止发生漏钢事故。
第四，钢坯堆冷时间≥72小时，带温清理钢种(铸坯温度大于250℃)不小于60小时，按此时间表完成后再整理铸坯，对肉眼可见的表面缺陷(主要包含针孔、凹陷、划痕、裂纹等)进行火焰清理，直到清除完毕。针对不同的微裂纹形式，选择不同的待检区域：(1)横裂纹检查，待检区域为铸坯内、外弧中(从一条棱边走向另一条棱边)的“S”形区域(如图2所示)，(2)纵裂纹检查，待检区域为内、外弧中部700mm范围(由中心线向两侧各偏移350mm)内的矩形区域(如图3所示)，(3)角部裂纹检查，内、外弧两边部50mm范围内的矩形区域(如图4所示)，抽查出微裂纹的板坯在该区域进行全面清理，微裂纹严重时对整炉铸坯的该区域进行清理。
第五，生产前和生产后均需确认铸坯低倍质量，满足：低倍无A类偏析，B类＜1.5级偏析，C类＜2.5级偏析，中间裂纹裂纹≤0.5级偏析，三角区裂纹≤0.5级偏析。
在铸造低合金钢板坯时，钢水在进入钢包7位置前先进行RH处理；铸造轧制厚度≥80mm的碳素钢板坯时，钢水在进入钢包7位置前先进行RH处理；根据不同钢种及规格，选择性的进行RH处理，消除钢水中的氢和氮对铸坯和钢板质量的影响，避免浇注或轧制产生废品。
结晶器在上下运动时，还会伴随有水平方向上的偏摆(分别沿X、Y方向上的位置偏移)，为防止结晶器在水平方向上产生平面移动超差，造成坯壳产生前切应力，引发铸坯表面和内部裂纹问题，还需对结晶器的水平方向运动进行振动偏摆控制，控制范围为：Y方向偏摆值(单侧最大偏差值)≤|0.15|mm，总偏摆≤|0.3|mm，X方向偏摆值(单侧最大偏差值)≤|0.2|mm，X方向总偏摆≤|0.4|mm；其中，原点为结晶器的中心点，偏摆值表示结晶器在某一方向上的偏移量(如图5所示)。
结晶器振动出现异常时，不进行铸坯生产。
上述控制方法主要是针对轧制钢板厚度≥40mm、铸坯厚度在250mm以上、宽度在2000mm～2500mm之间、钢种为低合金钢和碳素钢的连铸板坯；采用该控制过程生产出的铸坯表面微裂纹由原来的3.85％下降至0.70％，效果显著。
实施例1
一种轧制厚板的连铸板坯生产控制方法，主要包括以下步骤：
(1)结晶器对弧控制，使弯曲段与结晶器间的对弧弧差为0.1mm；
(2)控制弯曲段中垂直区段的铅垂度，使垂直区段首辊与末辊间的铅垂点偏差为0.2mm；
(3)结晶器铜板平面度误差为0.1mm；
(4)中间包上下水口接触面板间及上水口中的氩气压力保持在微正压范围内，其中吹入中间包上水口的氩气流量5L/min，上下水口接触面板间氩流量为4L/min；
(5)选取合适的结晶器保护渣，主要成分包含：CaO为40％、SiO2为22.86％、Al2O3为2％、MgO为2％、R2O为6.8％(其中Li2O占2.1％)、C(固定碳)为7.5％、F为8.3％；R为1.75，吸附H2O为0.25％；
主要物理性能包含：①粘度：1300℃：0.022Pa.s，②半球点温度：1080℃，③熔速：1250℃：35s，④铺展性：185mm，⑤转折温度：1175℃，⑥结晶率(粗晶)：100％；
(6)控制中间包的浇注速度，保证结晶器液位高度波动量为3mm；
(7)浇注坯从结晶器中出来的拉速与典型拉速之差为-0.015m/min。
进一步，控制钢种合金成分，对于含Cu钢，钢种的化学成分Ni-Cu为0.06％；当Cu为0.3％时，Alt的含量为0.03％。
进一步，结晶器上下振动时水平方向上的偏摆：Y方向偏摆最大为0.1mm，总偏摆最大为0.2mm，X方向偏摆最大为0.15mm，X方向总偏摆最大为0.3mm；结晶器振动出现异常时，不进行铸坯生产。
实施例2
一种轧制厚板的连铸板坯生产控制方法，主要包括以下步骤：
(1)结晶器对弧控制，使弯曲段与结晶器间的对弧弧差为0.15mm；
(2)控制弯曲段中垂直区段的铅垂度，使垂直区段首辊与末辊间的铅垂点偏差为0.35mm；
(3)结晶器铜板平面度误差为0.2mm；
(4)中间包上下水口接触面板间及上水口中的氩气压力保持在微正压范围内，其中吹入中间包上水口的氩气流量6L/min，上下水口接触面板间氩气流量为5L/min；
(5)选取合适的结晶器保护渣，主要成分包含：CaO为42.5％、SiO2为24.71％、Al2O3为2.19％％、MgO为1.78％、R2O为7.2％(其中Li2O占1.89％)、C(固定碳)为6.5％、F为8.2％，R为1.71，吸附H2O为0.35％；
主要物理性能包含：①粘度：1300℃：0.045Pa.s，②半球点温度：1128℃，③熔速：1250℃：32s，④铺展性：189mm，⑤转折温度：1189℃，⑥结晶率(粗晶)：100％；
(6)控制中间包的浇注速度，保证结晶器液位波动为2.81mm；
(7)浇注坯从结晶器中出来的拉速与典型拉速之差为0.023m/min。
进一步，控制钢种合金成分，Alt的含量为0.035％。
进一步，结晶器上下振动时水平方向上的偏摆：Y方向偏摆最大为0.05mm，总偏摆最大为0.1mm，X方向偏摆最大为-0.15mm，X方向总偏摆最大为-0.3mm；结晶器振动出现异常时，不进行铸坯生产。
实施例3
一种轧制厚板的连铸板坯生产控制方法，主要包括以下步骤：
(1)结晶器对弧控制，使弯曲段与结晶器间的对弧弧差为0.2mm；
(2)控制弯曲段中垂直区段的铅垂度，使垂直区段首辊与末辊间的铅垂点偏差为0.5mm；
(3)结晶器铜板平面度误差为0.25mm；
(4)中间包上下水口接触面板间及上水口中的氩气压力保持在微正压范围内，其中吹入中间包上水口的氩气流量为7L/min，上下水口接触面板间氩气流量为3L/min；
(5)选取合适的结晶器保护渣，主要成分包含：CaO为42％、SiO2为24％、Al2O3为4％、MgO为3.8％、R2O为8.5％(其中Li2O占2.15％)、C(固定碳)为7.2％、F为9％；R为1.8，吸附H2O为0.4％；
主要物理性能包含：①粘度：1300℃：0.055Pa.s，②半球点温度：1102℃，③熔速：1250℃：38s，④铺展性：182mm，⑤转折温度：1170℃，⑥结晶率(粗晶)：87％；
(6)控制中间包的浇注速度，保证结晶器液位波动为3mm；
(7)浇注坯从结晶器中出来的拉速与典型拉速之差为0.02m/min。
进一步，控制钢种合金成分，Alt的含量为0.029％。
进一步，结晶器上下振动时水平方向上的偏摆：Y方向偏摆最大为-0.1mm，总偏摆最大为-0.2mm，X方向偏摆最大为0.05mm，X方向总偏摆最大为0.1mm；结晶器振动出现异常时，不进行铸坯生产。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (4)
1.一种轧制厚板的连铸板坯生产控制方法，其特征在于主要包括以下步骤：
(1)结晶器对弧控制，使弯曲段与结晶器间的对弧弧差在0～0.3mm之间；
(2)控制弯曲段中垂直区段的铅垂度，使垂直区段首辊与末辊间的铅垂点偏差a≤0.6mm；
(3)结晶器铜板平面度误差≤0.3mm；
(4)中间包上下水口接触面板间及上水口中的氩气压力保持在微正压范围内，其中吹入中间包上水口的氩气流量≤8L/min，上下水口接触面板间氩气流量≤6L/min；
(5)选取合适的结晶器保护渣，主要成分包含：CaO为38％～45％、SiO2为20％～25％、Al2O3为1.5％～5％、MgO为1.5％～4％、R2O为4％～10％、固定碳为3％～10％、F为6％～10％、R为1.65～1.85、吸附H2O≤0.5％；其中R2O中的Li2O占1％～3％；
主要物理性能包含：①粘度：1300℃：0.01～0.15Pa.s，②半球点温度：1050～1150℃，③熔速：1250℃：30～50s，④铺展性：≥150mm，⑤转折温度：1150～1210℃，⑥粗晶结晶率：75％～100％；
(6)控制中间包的浇注速度，保证结晶器液位高度波动在-5～5mm；
(7)浇注坯从结晶器中出来的拉速与典型拉速之差为-0.03～0.03m/min。
2.根据权利要求1所述的轧制厚板的连铸板坯生产控制方法，其特征在于：铸造低合金钢板坯时，钢水在进入钢包前先进行RH处理；铸造轧制厚度≥80mm的碳素钢板坯时，钢水在进入钢包前先进行RH处理。
3.根据权利要求1所述的轧制厚板的连铸板坯生产控制方法，其特征在于：控制钢种合金成分，对于含Cu钢，钢种的化学成分应满足Ni-Cu≥0.05％；当Cu≥0.2％时，Alt的含量≤0.04％。
4.根据权利要求1所述的轧制厚板的连铸板坯生产控制方法，其特征在于：结晶器振动偏摆控制在如下范围内：Y方向偏摆值≤|0.15|mm，总偏摆≤|0.3|mm，X方向偏摆值≤|0.2|mm，X方向总偏摆≤|0.4|mm；结晶器振动出现异常时，不进行铸坯生产。
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