CN105014036A - 一种防止连铸终浇时钢水漏出的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止连铸终浇时钢水漏出的方法，包括以下步骤：在正常终浇结束后，以0.15-0.3m/min²的加速度将尾坯速度降至0.35-0.4m/min，并以该尾坯速度保持1-2min；断流终浇，同时保持尾坯速度为0.35-0.4m/min，保持2-3min，与此同时，将铸机弯曲段内的二冷汽水的配水比例减少到30％，在所述断流检测阶段进行检测，确认结晶器是否下渣，是则启动异常终浇步骤；以0.15-0.25m/min²的加速度将尾坯速度降至1.2-1.4m/min，将尾坯完全拉出。利用本发明的防止连铸终浇时钢水漏出的方法，正常终浇和异常终浇的情况下都能有效地避免倒冒事故的发生。

Description

一种防止连铸终浇时钢水漏出的方法

技术领域

本发明涉及一种防止连铸终浇时钢水漏出的方法。

背景技术

连铸生产是实现钢水连续浇铸的一个有效技术方法，现已被广泛应用于钢铁生产中。板坯连铸具有金属收得率高，能源消耗低，铸坯质量好，机械化、自动化程度高的众多优点，已成为现在钢铁企业必不可少的生产工艺。

图1为现有技术中所使用的铸机的结构示意图，如图1所示，1为结晶器，2为弯曲段，3为扇形段，4为弧形段，5为矫直段,7为水平段，6为凝固末端。其中结晶器1具有一对短边铜板，若减小结晶器短边铜板的压力，并给以一定的动力，在目标值下，结晶器1的短边铜板能够按照一定的速度向两侧移动；另外，弧形段4、矫直段5以及水平段7在正常情况下均为轻压下区，所谓轻压下是指在连续铸钢过程中，连铸钢坯拉矫采用液芯矫直时，为了获得无缺陷铸坯，对带液芯的铸坯施加小的压力的工艺方法。即在铸坯凝固终端附近，对铸坯施加一定的压下量，使铸坯凝固终端形成的液相穴被破坏，以抑制浓缩钢水在静压力作用下所自然产生的沿拉坯方向上的移动。

连铸是一个高温液态金属转变为固态板坯的过程，在浇铸结束阶段非常容易出现异常事故，其中最严重的是冒涨事故，一旦冒涨事故出现，小则在线处理结晶器、扇形段的冷钢，大则必须更换结晶器和扇形段，既影响生产时间，更对设备造成深度伤害，对后续生产的板坯质量存在很大的影响。溢出的钢水不断粘附在尾坯引拔经过的铸机扇形段内，使支撑导辊列和冷却系统受损害而无法正常生产。冒涨对于连铸机的伤害是巨大的，钢水从铸坯尾部渗出，粘结在结晶器底部，并且进入到扇形段里面，造成扇形段的棍子无法正常使用。

图2示出了轻压下工艺导致的尾部钢水倒冒的过程，如图2(a)所示，连铸浇铸过程中，钢水经过结晶器1冷却生成一定形状、内部含有钢液的初期坯壳8，并从结晶器1下口不断拉出继续进行二次冷却，直至钢液9在坯壳内全部凝固，形成连铸板坯。连铸终止浇铸时，由于结晶器1内停止了钢水的补充，形成一个向上的开口，同时坯壳内钢水的冷却凝固收缩仍在继续。对于板坯连铸来说，这种收缩会在铸坯的尾部开口内形成逐渐加深的凹陷，在终浇过程中避免了坯壳内的钢水上冒到铸机内损坏铸机。但随着连铸新技术的出现，例如图2(b)所示的扇形段轻压下技术，以及新工艺的运用，例如垂直弯曲段内的二冷强冷，导致在带有液芯的坯壳被轻压下扇形段收缩的机械应力和冷却的钢壳收缩应力所挤压，坯壳内的钢水被挤压后，在终浇时造成钢水向上冒出进入铸机造成事故。

连铸现有防止尾坯倒冒的技术主要有两种：一种是在尾部坯壳上插入支撑块来减少尾部坯壳收缩以防止钢水倒冒的“撑开法”，公告号CN201249265的“连铸板坯终浇防冒涨装置”和公告号CN201275609的“连铸厚板尾坯坯壳防缩架”的专利均公开了“撑开法”的技术。该技术的方法如图3所示，用1-3个支撑铁架插入尾部坯壳，减少坯壳的收缩避免钢水挤出。但是该现有技术存在以下问题：只能在尾部坯壳上端很短的部分起到撑开作用，而尾坯的其他部位仍然受到冷却收缩，钢水仍有挤出上冒的可能，未能根本解决技术问题。

另一种是“封堵法”，即每次终浇后，在结晶器内铸坯尾部插入铁块或大量的冷却材，堵住坯壳的顶部，在周围缝隙处还必须加入适量的钉屑，如果还存在冒涨风险，就必须适当停车打水，加速坯壳冷却。该方法在公告号CN101658912的“镍不锈钢连铸尾坯的封顶方法”以及公告号CN101053895“一种防止钢液冒顶的板坯连铸封顶工艺”的专利中被公开。“冷却材封堵法”就是当钢水上涨溢出前在尾坯开口处形成凝固盖来“堵”住可能冒涨的钢水，用“堵”来防止钢水冒涨是目前普遍使用的方法，但是用“堵”的方法存在明显的不足，尤其插入铁板后钢水继续凝固收缩，在封堵的铸坯内部会生成高温的缩孔腔，引拔时的冷却水很容易进入腔体并迅速汽化膨胀，同时夹带液态钢水喷射而出，危及人身和设备安全，非常危险。封堵型铁板的宽度和长度都根据浇注的板坯大小进行制作。每次终浇后根据浇注板坯的端面选择合适的铁板进行插入，插入时在水口左右各插入一块，在铁板周围空隙处再撒入适量的钉屑。此法的成功率不高，尤其在浇注宽度大的板坯。另外采用宽度可调结晶器的连铸机，必须备有适应各种宽度的铁板，适应性低，作业不方便。这种封顶方法存在封顶时间长、成功率低、作业难度大、成本较高、劳动强度大和安全程度低等不足。

另外，公告号CN101053895的专利文献中的现有技术还需要用氧管搅动钢水、打水冷却来确保空坯壳有足够的长度，但是这样做需要工作人员在钢水上方操作，钢渣在接触水后体积急剧膨胀，经常发生钢水喷溅人员烧伤事故，安全隐患极大。而且对于采用了扇形段轻压下和二次冷却强冷等最新工艺的连铸机，在终浇过程中，坯壳内未完全凝固的液态钢水常常被扇形段压缩的机械应力和冷却的收缩应力所挤压后从尾部冒出，所以钢水上冒事故很难避免。

终上所述，现有技术都不能够完全解决连铸终浇时钢水漏出的技术问题，不能有效地避免冒涨事故的发生。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，提供一种防止连铸终浇时钢水漏出的方法，能够有效地解决解决连铸终浇时钢水漏出的技术问题，避免事故的发生。

本发明的一种防止连铸终浇时钢水漏出的方法，包括以下步骤：

S1-1第一降速阶段：在正常终浇结束后，以0.15-0.3m/min2的加速度将尾坯速度降至0.35-0.4m/min，并以该尾坯速度保持1-2min；

S1-2断流检测阶段：在所述S1-1第一降速阶段结束后断流，同时保持尾坯速度为0.35-0.4m/min，保持2-3min，与此同时，将铸机弯曲段内的二冷汽水的配水比例减少到正常拉速时二冷汽水配水比例的30％，在所述断流检测阶段进行检测，确认结晶器是否下渣，如有下渣，启动异常终浇步骤；

S1-3第一升速阶段：在所述S1-2断流检测结束后，若确认结晶器没有下渣，则以0.15-0.25m/min2的加速度将尾坯速度降至1.2-1.4m/min，将尾坯完全拉出。

其中，所述异常终浇步骤包括：

S2-1立即断流，并停止拉坯，即将拉坯速度控制为0；

S2-2将铸机辊缝开口度由轻压下方式切换为非轻压下或恒锥度方式；

S2-3将扇形段的辊缝开口度打开到与弯曲段出口一致的平行辊缝，同时将弯曲段内外弧的二冷汽的配水比例控制到正常拉速时的30％，其余部分的二冷汽水的配水比例控制到正常拉速时的50％；

S2-4打开结晶器短边铜板的开度，使短边铜板脱开铸坯200mm以上；

S2-5检查结晶器内尾部坯壳的收缩量，确认结晶器内尾部坯壳是否露出150-200mm，若没有则等待5-8min；

S2-6以0.3-0.4m/min速度拉尾坯，2分钟后以0.15-0.20m/min2的加速度将尾坯速度升至1.0m/min，当尾坯通过矫直段达到水平段后，将拉坯速度升到1.2-1.5m/min，将尾坯拉出。

优选地，在所述第一降速阶段S1-1中还包括捞渣步骤，即在尾坯速度降至0.35-0.4m/min后，测量结晶器内渣厚是否超过15mm，若超过15mm即进行捞渣。

优选地，在所述第一升速阶段S1-3结束后，当尾坯通过矫直段到达水平段后，拉坯速度升到1.4-2.0m/min。

具体的，

本发明中所有拉坯速度均指的是拉尾坯的速度，即均特定为铸机在浇注末期到引拔结束这段时间，在驱动辊带动下，板坯的行进速度；

恒锥度方式是指保持结晶器的窄边铜板的锥度不变；

辊缝的开口度是指组成的连铸机的扇形段，在稳定条件下，扇形段的上下框架在四个定位油缸或是(电机)拉动下，扇形段内成对的辊子之间的最短距离。在正常的铸造过程保持不动，但是在铸造结束，或是事故处理中，可以进行相应的调整，以减少设备损坏，保证生产顺利进行。

利用本发明的防止连铸终浇时钢水漏出的方法，在任何连铸工艺中都能够被很好的使用，在正常终浇和异常终浇的情况下都能有效地避免倒冒事故的发生，对操作的干预作业较少，不需要采用现有技术中所提到的插入支撑块、封堵板等对钢水进行搅拌打水作业，同时保证了操作人员的安全，并且，无需长期的资材投入，对设备也没有伤害。

附图说明

图1为现有技术中所使用的连铸机结构示意图；

图2为轻压下工艺导致的尾部钢水倒冒示意图，图2(a)为正常收尾的尾坯，图2(b)为尾坯钢水冒涨；

图3为现有技术中所使用的放置钢水漏出方法的一例；

图4为本发明的一种防止连铸终浇时钢水漏出的方法的一种实施方式的流程图；

图5为图4中异常终浇模式的流程图。

具体实施方式

以下结合图1、图4、图5对本发明的具体实施方式做进一步说明。图4为本发明的一种防止连铸终浇时钢水漏出的方法的一种实施方式的流程图；图5为图4中异常终浇模式的流程图。

首先，在正常终浇结束后，对板坯情况进行判断，如果发生倒冒的危险，则以0.15-0.3m/min²的加速度将尾坯速度降至0.35-0.4m/min，并以该速度保持1-2分钟，此时检测结晶器保护渣熔融层的厚度是否超过15mm，若超过则进行捞渣作业，使保护渣熔融层的厚度降至15mm以下。

在维持尾坯速度为0.35-0.4m/min的状态下持续1-2分钟后断流，此时尾坯速度仍为0.35-0.4m/min，与此同时，将铸机弯曲段2内的二冷汽水的配水比例减少到正常拉速配水比例的30％，此时对结晶器1进行检测，确认结晶器1是否有下渣，如有下渣，启动异常终浇步骤，如果没有下渣继续正常终浇步骤。

若确认结晶器1没有下渣，则以0.15-0.25m/min²的加速度将尾坯速度降至1.2-1.4m/min，当尾坯通过矫直段7到达水平段后，拉坯速度可以升到1.4-2.0m/min，这样可以达到快速出坯。

如果发现结晶器1有下渣，则必须启动异常终浇步骤，

首先立即断流，并停止拉坯，将拉坯速度控制为0；

然后，将铸机辊缝开口度由轻压下方式切换为非轻压下或恒锥度方式；

接着，将扇形段3的辊缝开口度打开到与弯曲段2出口一致的平行辊缝，同时将弯曲段2内外弧的二冷汽水配水量控制到正常拉速时二冷汽水配水量的30％，并且将铸机其余部分的二冷汽水的配水量控制到正常拉速时配水量的50％；

随后，放开结晶器1短边铜板的压力，并给予一定的动力，从而打开结晶器1短边铜板的开度，使短边铜板脱开铸坯200mm以上；

此时，检查结晶器内尾部坯壳的收缩量，即检查结晶器内尾部坯壳是否露出150-200mm，若没有达到此标均则等待5-8min；

当结晶器内尾部坯壳露出150-200mm后，以0.3-0.4m/min速度拉尾坯，该速度持续2分钟后，按0.15-0.20m/min²的加速度将尾坯速度升至1.0m/min，当尾坯通过矫直段5达到水平段7后，将拉坯速度升到1.2-1.5m/min，从而将尾坯拉出。

利用本发明的防止连铸终浇时钢水漏出的方法，能够将铸坯顺利地拉出，并且保持了尾坯形态的良好，防止了冒涨事故的发生，在任何连铸工艺中都能够被很好的使用，在正常终浇和异常终浇的情况下都能有效地避免倒冒事故的发生，对操作的干预作业较少，不需要采用现有技术中所提到的插入支撑块、封堵板等对钢水进行搅拌打水作业，同时保证了操作人员的安全，并且，无需长期的资材投入，对设备也没有伤害。

另外本发明的保护范围不限于以上实施方式的内容，在不脱离权利要求的基础上可以有多种变形。

Claims (4)

1.一种防止连铸终浇时钢水漏出的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1-1第一降速阶段：在正常终浇结束后，以0.15-0.3m/min²的加速度将尾坯速度降至0.35-0.4m/min，并以该尾坯速度保持1-2min；

S1-2断流检测阶段：在所述S1-1第一降速阶段结束后断流，同时保持尾坯速度为0.35-0.4m/min，保持2-3min，与此同时，将铸机弯曲段内的二冷汽水的配水比例减少到正常拉速时二冷汽水配水比例的30％，在所述断流检测阶段进行检测，确认结晶器是否下渣，如有下渣，启动异常终浇步骤；

S1-3第一升速阶段：在所述S1-2断流检测结束后，若确认结晶器没有下渣，则以0.15-0.25m/min²的加速度将尾坯速度降至1.2-1.4m/min，将尾坯完全拉出。

2.如权利要求1所述的防止连铸终浇时钢水漏出的方法，其特征在于，所述异常终浇步骤包括：

S2-1立即断流，并停止拉坯，即将拉坯速度控制为0；

S2-2将铸机辊缝开口度由轻压下方式切换为非轻压下或恒锥度方式；

S2-3将扇形段的辊缝开口度打开到与弯曲段出口一致的平行辊缝，同时将弯曲段内外弧的二冷汽的配水比例控制到正常拉速时的30％，其余部分的二冷汽水的配水比例控制到正常拉速时的50％；

S2-4打开结晶器短边铜板的开度，使短边铜板脱开铸坯200mm以上；

S2-5检查结晶器内尾部坯壳的收缩量，确认结晶器内尾部坯壳是否露出150-200mm，若没有则等待5-8min；

S2-6以0.3-0.4m/min速度拉尾坯，2分钟后以0.15-0.20m/min²的加速度将尾坯速度升至1.0m/min，当尾坯通过矫直段达到水平段后，将拉坯速度升到1.2-1.5m/min，将尾坯拉出。

3.如权利要求1或2所述的防止连铸终浇时钢水漏出的方法，其特征在于，在所述第一降速阶段S1-1中还包括捞渣步骤，即在尾坯速度降至0.35-0.4m/min后，测量结晶器内渣厚是否超过15mm，若超过15mm即进行捞渣。

4.如权利要求1或2所述的防止连铸终浇时钢水漏出的方法，其特征在于，在所述第一升速阶段S1-3结束后，当尾坯通过矫直段到达水平段后，拉坯速度升到1.4-2.0m/min。