CN104325100A - 一种新型连铸结晶器中心喂料方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型连铸结晶器中心喂钢方法，所述方法通过自动喂料装置和控制单元实现，由中间包向结晶器内注入钢水时，钢水开始结晶，自动送料装置装填冷钢料，接收到启动信号后，开始执行发射冷钢料动作，控制系统接受到铸坯的拉速信号，计算出结晶器的通钢量，然后计算出喂料的间隔时间：通过喂料的间隔时间控制进入结晶器内的冷钢料的量，通过喂料的间隔时间控制钢水在结晶器中心的结晶速度；喂料装置通过控制单元设定弹射装置的弹射力道，确定冷钢料的初速度，最终控制钢水的结晶位置，控制冷钢料进入钢水深度为10~400mm。本发明大大消除了中心偏析，提高了中心组织致密度，改善了硫磷等非铁元素的均匀分布，而且明显改善了钢坯的宏观组织结构等。

Description

一种新型连铸结晶器中心喂料方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种新型连铸结晶器中心喂料方法，从而改善和控制铸坯中心钢水结晶。

背景技术

近年来随着超纯净钢的开发，对连铸坯凝固组织和成分均匀化提出了很高的要求，具体体现为提高铸坯等轴晶率、细化凝固组织、降低夹杂物含量、促进成分均匀化、改善铸坯内部质量。在改善铸坯质量的技术中，铸坯宏观组织等轴晶化的凝固过程控制技术是实现超细组织和高均匀性的重要途径之一，铸坯等轴晶化可以基本消除铸坯的宏观偏析和中心疏松，得到细小等轴晶组织，对于提高钢的力学性能有着积极作用，是消除新一代钢铁材料宏观偏析的最佳途径。

目前，解决上述问题的有效方法之一是向连铸结晶器中喂入弹性钢带，但整套系统存在运行不稳定、工艺实施较困难、需要人工操作喂带等一系列问题，此项技术一直没有推广也正是这个原因。

如何能够解决上述问题找到一种既能够实现结晶器中喂入钢带所带来的效果，提高连铸坯内在质量，又能实现喂料的稳定、连续、自动运行、实施方便容易的方法，从而大幅提高连铸坯质量，是本领域技术人员的研究目标。

发明内容

本发明的目的在于提出的一种新型连铸结晶器中心喂料方法。

本发明提出的新型连铸结晶器中心喂料方法，所述喂料方法通过自动喂料装置和控制单元11实现，所述喂料装置包括输送导管1、冷钢料2、弹射装置3、自动送料装置4、中间包5、结晶器6、冷却辊7和铸坯8，所述铸坯8上端设有结晶器6，中间包5位于结晶器6上方，中间包5底部钢水出口对准铸坯内芯9，冷钢料2通过输送导管1送入结晶器6内，输送导管1一端连接弹射装置3和气动设备10，所述弹射装置3连接气动设备10，所述气动设备10连接自动送料装置4，所述铸坯8外设有冷却辊7，所述喂料装置由控制单元11实现自动计算和控制，具体步骤如下：

由中间包5向结晶器6内注入钢水时，结晶器6内的钢水开始结晶，将自动送料装置4准备好，并将输送导管1深入到结晶器6中心位置，自动送料装置4自动装填冷钢料，接收到启动信号后，开始执行发射冷钢料动作，其发射动作是自动完成的，发射动作类似子弹的动作原理：自动装填冷钢料后，气动设备10上的电磁阀瞬间打开，发射出一个气体脉冲信号，装填好的冷钢料被弹射装置3弹射出去；气体压力与冷钢料弹射出去的速度成正比，若气体压力大，则弹射出去的速度高，压力小则速度低，电磁阀的打开和关闭动作是一个完整的脉冲动作，完整的脉冲动作间隔时间为0.2s~20s；

与喂料装置连接的控制系统接受到铸坯的拉速信号，计算出结晶器的通钢量，然后计算出喂料的间隔时间：通过喂料的间隔时间控制进入结晶器内的冷钢料的量，若喂料间隔时间短，则进入结晶器内的冷钢料的量大，钢水的冷凝速度快；若间隔时间长，则进入结晶器内的冷钢料量小，钢水的冷凝速度快；通过喂料的间隔时间控制钢水在结晶器中心的结晶速度；

喂料装置通过控制单元设定弹射装置的弹射力道，确定冷钢料的初速度，初速度不同，进入结晶器内钢水中的深度也就不同，最终控制钢水的结晶位置，控制冷钢料进入钢水深度为10~400mm。

采用断续脉冲式喂料的方法取代连续的喂料方法，解决了连续喂料中容易卡料、打滑、易弯折等问题。向结晶器的钢水中断续脉冲式地射入冷钢料2 ，将各形状的冷钢料2 装填进输送导管内，导管内安装气动弹射装置，冷钢料2 在气动装置的弹射下，以一定速度推射进结晶器钢水内，以此来冷却铸坯内芯9 的温度。冷钢料2 的初速度决定了其进入结晶器的深度，通过调节气动装置发射的频率来调节喂进结晶器内冷钢的量。

本发明中，所述冷钢料2 外形可以是圆珠、薄片、圆柱体或子弹形状中任一种。

本发明中，所述输送导管1为双导管或多导管，以解决脉冲弹进入结晶器钢水内的熔融速度匹配问题，双导管或多导管可以装设在一台机体上，也可装设在两台或多台机体上。

本发明中，所述弹射装置3和气动设备10采用机械弹簧推射的方式。

本发明中，所述控制单元11自动/手动的方式均可以实现，自动方式时，由人工在操作画面或操作箱设定推射速度和频率，还可以设定喂料的总数量，或者与连铸的控制系统进行连锁。

本发明中，所述冷钢料2采用合金钢料替代，用于在结晶器内调整钢的成分。

本发明的有益效果在于：采用此方法来解决连铸工艺产品缺欠，如等轴晶率低、中心偏析、中心疏松和中心裂纹等。此方法是向结晶器内投入一定速度、一定量的冷钢料，使冷钢料能迅速到达结晶器内钢液中心某位置，藉助冷钢料熔化吸收热量以降低结晶器内钢液的过热度，改善钢液结晶过程，使由表及里的传导传热结晶过程变成在断面几乎同时进行的结晶过程。这不但大大消除了中心偏析，提高了中心组织致密度，改善了硫磷等非铁元素的均匀分布，而且明显改善了钢坯的宏观组织结构等，这些都有利于提高铸坯质量的提高。

附图说明

图1为本发明的喂料装置和控制单元结构图示。

图中标号：1为输送导管，2为冷钢料，3为弹射装置，4为自动送料装置，5为中间包，6为结晶器，7为冷却辊，8为铸坯，9为铸坯内芯，10为气动设备，11为控制单元。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1：如图1所示所述喂料方法通过自动喂料装置和控制单元11实现，所述喂料装置包括输送导管1、冷钢料2、弹射装置3、自动送料装置4、中间包5、结晶器6、冷却辊7铸坯8，所述铸坯8上端设有结晶器6，中间包5位于结晶器6上方，中间包5底部钢水出口对准铸坯内芯9，冷钢料2通过输送导管1送入结晶器6内，输送导管1一端连接弹射装置3和气动设备10，所述弹射装置3连接气动设备10，所述气动设备10连接自动送料装置4，所述铸坯8外设有冷却辊7，所述喂料装置由控制单元11实现自动计算和控制，具体步骤如下：

中间包5开始向结晶器6内注入钢水，自动喂料装置4、输送导管1、弹射装置和气动设备3准备到位，并开始自动装填冷钢料2。经计算机计算，设定好间隔时间和气体压力后，发射冷钢料2，冷钢料2沿输送导管1，以1m/s~10m/s之间的一个速度注射入结晶内的钢水中，并到达10mm~400mm深度。结晶器6内的钢水由自然结晶优化为人为控制结晶，铸坯内芯9的柱状晶出现概率减少，铸坯8质量得到大幅改善。

如果中间包5向结晶内注入的钢水温度和注入量发生变化，其温度和注入量信号传入自动喂料装置4的控制计算机，弹射装置和气动设备3自动根据信号变化计算出所需的冷钢料和所需的弹射深度，从而改变弹射的时间间隔和弹射气体压力。

连铸浇钢结束时，自动喂料装置4自动停止喂料，并将其移动至待机位。

Claims (1)

1.一种新型连铸结晶器中心喂料方法，其特征在于所述喂料方法通过自动喂料装置和控制单元(11)实现，所述喂料装置包括输送导管(1)、冷钢料(2)、弹射装置(3)、自动送料装置(4)、中间包(5)、结晶器(6)、冷却辊(7)和铸坯(8)，所述铸坯(8)上端设有结晶器(6)，中间包(5)位于结晶器(6)上方，中间包(5)底部钢水出口对准铸坯内芯(9)，冷钢料(2)通过输送导管(1)送入结晶器(6)内，输送导管(1)一端连接弹射装置(3)和气动设备(10)，所述弹射装置(3)连接气动设备(10)，所述气动设备(10)连接自动送料装置(4)，所述铸坯(8)外设有冷却辊(7)，所述喂料装置由控制单元(11)实现自动计算和控制，具体步骤如下：

由中间包(5)向结晶器(6)内注入钢水时，结晶器(6)内的钢水开始结晶，将自动送料装置(4)准备好，并将输送导管(1)深入到结晶器(6)中心位置，自动送料装置(4)自动装填冷钢料，接收到启动信号后，开始执行发射冷钢料动作，其发射动作是自动完成的，发射动作类似子弹的动作原理：自动装填冷钢料后，气动设备(10)上的电磁阀瞬间打开，发射出一个气体脉冲信号，装填好的冷钢料被弹射装置(3)弹射出去；气体压力与冷钢料弹射出去的速度成正比，若气体压力大，则弹射出去的速度高，压力小则速度低，电磁阀的打开和关闭动作是一个完整的脉冲动作，完整的脉冲动作间隔时间为0.2s~20s；

与喂料装置连接的控制系统接受到铸坯的拉速信号，计算出结晶器的通钢量，然后计算出喂料的间隔时间：通过喂料的间隔时间控制进入结晶器内的冷钢料的量，若喂料间隔时间短，则进入结晶器内的冷钢料的量大，钢水的冷凝速度快；若间隔时间长，则进入结晶器内的冷钢料量小，钢水的冷凝速度快；通过喂料的间隔时间控制钢水在结晶器中心的结晶速度；

喂料装置通过控制单元设定弹射装置的弹射力道，确定冷钢料的初速度，初速度不同，进入结晶器内钢水中的深度也就不同，最终控制钢水的结晶位置，控制冷钢料进入钢水深度为10~400mm。