CN104399928B - 一种生产宽断面9Ni钢铸坯的连铸生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生产宽断面9Ni钢铸坯的连铸生产工艺，包括在线烘烤、开浇过程以及浇铸宽断面9Ni钢等步骤，本发明还公开了一种用于生产宽断面9Ni钢铸坯的连铸生产工艺的五孔浸入式水口，包括配合位、本体、渣线和出钢口，本体上端设配合位，其中部外壁设渣线，其下端两侧分别对称设置出钢口，对称的两个出钢口上方分别设有一个侧吐出孔，侧吐出孔以一定角度向下倾斜，倾斜角为0-30°，浸入式水口的底部于垂直方向上设置下吐出孔；本发明通过调整浸入式水口结构，活跃结晶器上部流场，改善保护渣化渣情况，提高保护渣润滑保温效果，减少窄面“结冷钢”以及“卷渣”现象的发生，提高铸坯洁净度，进而提高轧后钢板探伤合格率。

Description

一种生产宽断面9Ni钢铸坯的连铸生产工艺
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种连铸工艺，具体地说是一种生产宽断面9Ni钢铸坯的连铸生产工艺。
背景技术
9Ni钢主要用于制造LNG储罐和LNG运输船舶的罐内胆结构材料，是国际公认的高技术含量、高生产难度、高利润的钢种，原生产工艺使用浸入式水口结构为双侧孔，由于9Ni钢钢液黏度大，利用宽断面连铸机生产时，经常会遇到结晶器窄面的流动不活跃，发生“结冷钢”现象；钢液在结晶器内流动性差，钢液中夹杂物不易上浮去除，易被初生坯壳捕获，形成靠近铸坯窄面的内部缺陷，造成宽断面9Ni钢铸坯轧后钢板探伤合格率的问题。
结晶器内钢液的流场不仅对结晶器内钢渣界面行为产生重要影响，而且对其内的凝固传热影响很大，结晶器内的钢液流动状态的好坏直接影响着铸坯内部质量和表面质量；世界范围内，利用宽板坯连铸机生产3m以上9Ni钢连铸坯的企业仅南钢一家，申请人检索发现，国内外文献中并未有提及宽断面9Ni钢连铸坯生产及适用的连铸浸入式水口。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种生产宽断面9Ni钢铸坯的连铸生产工艺，本发明针对在浇铸宽断面9Ni钢时结晶器窄面易“结冷钢”及铸坯轧后钢板探伤合格率低等技术问题，通过调整浸入式水口结构，活跃结晶器上部流场，改善保护渣化渣情况，提高保护渣润滑保温效果，减少窄面“结冷钢”以及“卷渣”现象的发生，提高铸坯洁净度，进而提高轧后钢板探伤合格率。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种生产宽断面9Ni钢铸坯的连铸生产工艺，包括如下具体步骤：
（1）在线烘烤：采用五孔浸入式水口，铸机开始浇注前，对五孔浸入式水口进行严格的在线烘烤，烘烤时间≥90min，利用接触式测温仪检测水口温度，当水口温度为1100-1250℃，则符合开浇条件；五孔浸入式水口包括配合位、本体、渣线和出钢口，本体上端设配合位，其中部外壁设渣线，其下端两侧分别对称设置出钢口，对称的两个出钢口上方分别设有一个侧吐出孔，侧吐出孔以一定角度向下倾斜，倾斜角为0-30°，浸入式水口的底部于垂直方向上设置下吐出孔；
（2）开浇过程：由于五孔水口底部有一个垂直的下吐出孔，开浇时钢液会直接冲击引锭头，故开浇准备时，按常规方法布置铁屑及弹簧等冷料的同时，在结晶器中心位置的弹簧上方放置一块钢板，并确保钢板水平放置，调整水口时，水口底部靠近钢板，防止底部冲击喷溅。
（3）浇铸宽断面9Ni钢：稳定浇钢过程确保结晶器铜板热电偶曲线趋势平稳，避免发生粘钢报警现象，浇钢过程中，保持液面波动控制在±3mm以内，结晶器窄面附近液渣层设为8-12mm，结冷钢的位置相对两孔水口，向水口方向移动，在宽度方向1/5-2/5的位置。
本发明中，将双侧孔浸入式水口优化为五孔浸入式水口，即在水口两侧各增加一个一定向下倾角角度的侧吐出孔，在水口底部增加了垂直方向的下吐出孔，同时对水口内腔和外形进行了调整，钢液流股从五孔水口一侧的两个吐出孔流出后，两道流股相互作用，可活跃结晶器内上部流场；五孔水口的底部吐出口流出的垂直流股，抑制结晶流场左右两侧钢液偏向另一侧流动，即流股偏流现象，使水口两侧液面流速均匀。
同时通过调整连铸浸入式水口结构参数，改善9Ni钢液在宽断面结晶器内的流动行为，一方面活跃宽断面结晶器中的上部流场，促进保护渣熔化，改善保护渣熔化结晶后的传热润滑行为，减少结晶器窄面附近钢液面“结冷钢”现象发生；另一方面合理改善结晶器流场，抑制卷渣行为发生，促进结晶器中流动钢液中的夹杂物上浮去除，减少因内部夹杂缺陷导致的轧后9Ni钢板探伤检测不合格量，减少9Ni钢板非计划损失。
本发明进一步限定的技术方案是：
步骤（1）的烘烤时间为100min，水口温度为1200℃；步骤（2）的钢板规格为200mm×150mm×20mm；步骤（3）的结晶器窄面附近液渣层设为10mm，结冷钢的位置相对两孔水口，向水口方向移动，在宽度方向1/4的位置。
本发明的有益效果是：
本发明中，将双侧孔浸入式水口优化为五孔浸入式水口，即在水口两侧各增加一个一定向下倾角角度的吐出孔，在水口底部增加了垂直方向的吐出孔；同时对水口内腔和外形进行了调整，钢液流股从五孔水口一侧的两个吐出孔流出后，两道流股相互作用，可活跃结晶器内上部流场，五孔水口的底部吐出口流出的垂直流股，抑制结晶流场左右两侧钢液偏向另一侧流动，即流股偏流现象，使水口两侧液面流速均匀。
同时，本发明针对在浇铸2500mm-3250mm宽断面9Ni钢时结晶器窄面易“结冷钢”及铸坯轧后钢板探伤合格率低等技术问题，通过调整浸入式水口结构，活跃结晶器上部流场，改善保护渣化渣情况，提高保护渣润滑保温效果，减少窄面“结冷钢”发生；同时稳定了结晶器流场流动，抑制偏流现象发生，减少“卷渣”现象发生，提高铸坯洁净度，进而提高轧后钢板探伤合格率，减少轧钢非计划量，提高合同兑现率；经探伤，合格率为97.85%，同比2012年平均水平，探伤合格率提高6.6个百分点。
附图说明
图1为实施例1的浸入式水口的剖视图；
图2为实施例2的浸入式水口的剖视图；
其中，1-配合位，2-本体，3-渣线，4-侧吐出孔，5-出钢口，6-下吐出孔。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种生产宽断面9Ni钢铸坯的连铸生产工艺，其采用的五孔浸入式水口为外装型，结构如图1所示，具体步骤如下：
（1）在线烘烤：采用五孔浸入式水口，铸机开始浇注前，对五孔浸入式水口进行严格的在线烘烤，烘烤时间为90min，利用接触式测温仪检测水口温度，当水口温度为1100℃，则符合开浇条件；五孔浸入式水口包括配合位1、本体2、渣线3和出钢口5，本体2上端设配合位1，其中部外壁设渣线3，其下端两侧分别对称设置出钢口5，对称的两个出钢口5上方分别设有一个侧吐出孔4，侧吐出孔4以一定角度向下倾斜，倾斜角为5°，浸入式水口的底部于垂直方向上设置下吐出孔6；
（2）开浇过程：由于五孔水口底部有一个垂直的下吐出孔，开浇时钢液会直接冲击引锭头，故开浇准备时，按常规方法布置铁屑及弹簧等冷料的同时，在结晶器中心位置的弹簧上方放置一块200mm×150mm×20mm规格的钢板，并确保钢板水平放置，调整水口时，水口底部靠近钢板，防止底部冲击喷溅。
（3）浇铸宽断面9Ni钢：稳定浇钢过程确保结晶器铜板热电偶曲线趋势平稳，避免发生粘钢报警现象，浇钢过程中，保持液面波动控制在±3mm以内，结晶器窄面附近液渣层设为8mm，结冷钢的位置相对两孔水口，向水口方向移动，在宽度方向1/5的位置。
实施例2
本实施例提供一种生产宽断面9Ni钢铸坯的连铸生产工艺，其采用的五孔浸入式水口为内嵌型，结构如图2所示，具体步骤如下：
（1）在线烘烤：采用五孔浸入式水口，铸机开始浇注前，对五孔浸入式水口进行严格的在线烘烤，烘烤时间为100min，利用接触式测温仪检测水口温度，当水口温度为1150℃，则符合开浇条件；五孔浸入式水口包括配合位1、本体2、渣线3和出钢口5，本体2上端设配合位1，其中部外壁设渣线3，其下端两侧分别对称设置出钢口5，对称的两个出钢口5上方分别设有一个侧吐出孔4，侧吐出孔4以一定角度向下倾斜，倾斜角为10°，浸入式水口的底部于垂直方向上设置下吐出孔6；
（2）开浇过程：由于五孔水口底部有一个垂直的下吐出孔，开浇时钢液会直接冲击引锭头，故开浇准备时，按常规方法布置铁屑及弹簧等冷料的同时，在结晶器中心位置的弹簧上方放置一块200mm×150mm×20mm规格的钢板，并确保钢板水平放置，调整水口时，水口底部靠近钢板，防止底部冲击喷溅。
（3）浇铸宽断面9Ni钢：稳定浇钢过程确保结晶器铜板热电偶曲线趋势平稳，避免发生粘钢报警现象，浇钢过程中，保持液面波动控制在±3mm以内，结晶器窄面附近液渣层设为10mm，结冷钢的位置相对两孔水口，向水口方向移动，在宽度方向1/4的位置。
实施例3
本实施例提供一种生产宽断面9Ni钢铸坯的连铸生产工艺，其采用的五孔浸入式水口为外装型，结构如图1所示，具体步骤如下：
（1）在线烘烤：采用五孔浸入式水口，铸机开始浇注前，对五孔浸入式水口进行严格的在线烘烤，烘烤时间为120min，利用接触式测温仪检测水口温度，当水口温度为1200℃，则符合开浇条件；五孔浸入式水口包括配合位1、本体2、渣线3和出钢口5，本体2上端设配合位1，其中部外壁设渣线3，其下端两侧分别对称设置出钢口5，对称的两个出钢口5上方分别设有一个侧吐出孔4，侧吐出孔4以一定角度向下倾斜，倾斜角为15°，浸入式水口的底部于垂直方向上设置下吐出孔6；
（2）开浇过程：由于五孔水口底部有一个垂直的下吐出孔，开浇时钢液会直接冲击引锭头，故开浇准备时，按常规方法布置铁屑及弹簧等冷料的同时，在结晶器中心位置的弹簧上方放置一块200mm×150mm×20mm规格的钢板，并确保钢板水平放置，调整水口时，水口底部靠近钢板，防止底部冲击喷溅。
（3）浇铸宽断面9Ni钢：稳定浇钢过程确保结晶器铜板热电偶曲线趋势平稳，避免发生粘钢报警现象，浇钢过程中，保持液面波动控制在±3mm以内，结晶器窄面附近液渣层设为12mm，结冷钢的位置相对两孔水口，向水口方向移动，在宽度方向2/5的位置。
最后将实施例1-3使用五孔浸入式水口生产的宽断面9Ni系列铸坯进行轧后探伤，探伤结果见表1。
表1实施例1-3的探伤结果
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种生产宽断面9Ni钢铸坯的连铸生产工艺，其特征在于，包括如下具体步骤：
(1)在线烘烤：采用五孔浸入式水口，铸机开始浇注前，对五孔浸入式水口进行严格的在线烘烤，烘烤时间≥90min，利用接触式测温仪检测水口温度，当水口温度为1100-1250℃，则符合开浇条件；所述五孔浸入式水口包括配合位(1)、本体(2)、渣线(3)和出钢口(5)，所述本体(2)上端设配合位(1)，其中部外壁设渣线(3)，其下端两侧分别对称设置出钢口(5)，所述对称的两个出钢口(5)上方分别设有一个侧吐出孔(4)，所述侧吐出孔(4)以一定角度向下倾斜，所述倾斜角为0-30°，所述浸入式水口的底部于垂直方向上设置下吐出孔(6)；
(2)开浇过程：由于五孔水口底部有一个垂直的下吐出孔，开浇时钢液会直接冲击引锭头，故开浇准备时，按常规方法布置铁屑及弹簧冷料的同时，在结晶器中心位置的弹簧上方放置一块钢板，并确保钢板水平放置，调整水口时，水口底部靠近钢板，防止底部冲击喷溅；
(3)浇铸宽断面9Ni钢：稳定浇钢过程确保结晶器铜板热电偶曲线趋势平稳，避免发生粘钢报警现象，浇钢过程中，保持液面波动控制在±3mm以内，结晶器窄面附近液渣层设为8-12mm，结冷钢的位置相对两孔水口，向水口方向移动，在宽度方向1/5-2/5的位置。
2.根据权利要求1所述的生产宽断面9Ni钢铸坯的连铸生产工艺，其特征在于，所述步骤(1)的烘烤时间为100min，水口温度为1200℃。
3.根据权利要求1所述的生产宽断面9Ni钢铸坯的连铸生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)的钢板规格为200mm×150mm×20mm。
4.根据权利要求1所述的生产宽断面9Ni钢铸坯的连铸生产工艺，其特征在于，所述步骤(3)的结晶器窄面附近液渣层设为10mm，结冷钢的位置相对两孔水口，向水口方向移动，在宽度方向1/4的位置。
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