CN105834387A

CN105834387A - 连铸压下控制方法

Info

Publication number: CN105834387A
Application number: CN201610330716.7A
Authority: CN
Inventors: 钱亮; 谢长川; 李富帅; 韩丽娜
Original assignee: CCTec Engineering Co Ltd
Current assignee: CCTec Engineering Co Ltd
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2036-05-18
Also published as: CN105834387B

Abstract

本发明提供一种连铸压下控制方法，包括：在连铸机位于铸坯中心固相率为0.3的位置至火切机之前区域内的至少一台执行压下的拉矫机上安装至少一个具有凸台的上辊，其中，所述凸台呈环形，所述凸台的长度不小于影响铸坯成材芯部质量对应铸坯区域的截面长度，所有凸台的总壁厚不大于执行压下的总压下量，其中，所述压下包括轻压下和重压下中的一种或两种；在铸坯生产过程中，通过上述区域内各执行压下的拉矫机对铸坯进行各自压下量的压下。所述压下控制方法在较小压下力作用下即可消除中心缩孔，降低偏析，大大提高了铸坯中心区域的致密度，同时避免中间裂纹，从而降低后续的轧制工艺要求。

Description

连铸压下控制方法

技术领域

本发明涉及连铸技术领域，更为具体地，涉及一种连铸压下控制方法。

背景技术

在连铸领域中，如图1所示，钢水从钢包1和中间包2通过结晶器3一次冷却结晶后形成外壳凝固中心为钢液的铸坯10并从结晶器3下口拉出，进行二次冷却后，经过拉矫机20矫直后，通过切前辊道到达火切机4进行铸坯切割。

在上述浇注过程中，铸坯在外界冷却作用下，从外向内不断凝固，产生的凝固收缩量由中心可以流动的自由钢液补充进来，但是在凝固末期，由于钢液在类似多空介质的两相区中流动阻力的增加，凝固收缩量无法得到及时补偿，形成的压降将导致铸坯中心附近枝晶间的富集偏析元素钢液向中心流动、汇集并最终凝固，从而形成中心宏观偏析，同时得不到补偿的凝固收缩量将最终形成中心疏松。

为了改善连铸坯中心偏析、疏松和缩孔等内部质量问题，尤其是大方坯的内部质量，目前常用的技术手段有：

(1)中包加热技术，有中包感应加热和等离子加热，一定程度上能稳定中包温度，实现恒温恒速浇注，能稳定大方坯质量和改善内部质量；

(2)电磁搅拌，有结晶器电磁搅拌(M-EMS)和末端电磁搅拌(F-EMS)，通过搅拌引起内部钢水的流动，通过均匀化而改善内部质量，改善中心缩孔和偏析；

(3)如图1所示，每一台拉矫机20至少包含一对拉矫辊(上辊21和下辊22)和一个液压缸23，下辊22为固定辊，上辊21与液压缸23的活塞杆24固定连接，通过液压缸23能够带动上辊21对铸坯10进行压下，例如，采用多辊小压下量对铸坯进行轻压下而补缩凝固收缩的方式来改善内部质量，改善中心缩孔、疏松和偏析；又如，采用单辊或较少的辊子大压下量对铸坯进行重压下而补缩凝固收缩的方式来改善内部质量，改善中心缩孔、疏松和偏析

现有各技术只能在一定程度上改善大方坯的内部质量，自身改善效果都有限，所以现在主流采用组合技术，例如中包加热技术+电磁搅拌+轻压下等。

但是即使采用了组合技术，也存在以下缺点：

(1)现有技术通过搅拌均匀或者补偿收缩来提高内部质量，并未提高铸坯的致密度，从低倍结果看，中心缩孔和疏松大大改善甚至消失，但是通过探伤还是无法满足条件。

(2)现有技术虽然在一定程度上改善了铸坯的内部质量，可是对后续的轧制工艺的影响很小，并不能显著降低轧制比。

(3)对于大方坯而言，重压下技术实施成本较高，因为随着压下量的增大，需要的压下力急剧增大，需要更大的设备来满足，设备布置变得困难，成本急剧上升。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，其目的在于提供一种提高铸坯内部致密度、降低轧制比且降低压下力从而简化设备的连铸压下控制方法。

为了实现上述目的，本发明所述一种连铸压下控制方法包括：在连铸机上位于铸坯中心固相率为0.3的位置至火切机之前的区域内的至少一台执行压下的拉矫机上安装至少一个具有凸台的上辊，其中，所述凸台呈环形，所述凸台的长度不小于影响铸坯成材芯部质量对应铸坯区域的截面长度，所有凸台的总壁厚不大于执行压下的总压下量，其中，所述压下包括轻压下和重压下中的一种或两种；在铸坯生产过程中，通过上述区域内各执行压下的拉矫机对铸坯进行各自压下量的压下。

所述的连铸压下控制方法，其中，所述拉矫机上安装至少一个具有多个凸台的上辊，其中，所述多个凸台从内到外依次设置在所述上辊上，位于最内侧的凸台的长度大于其他凸台的长度，位于最内侧的凸台的壁厚小于其他凸台的壁厚，除最内侧的凸台外的其他凸台的总壁厚不大于执行压下的总压下量。

所述的连铸压下控制方法，其中，所述最内层的凸台的壁厚在2mm以内。

所述的连铸压下控制方法，其中，所述上辊外表面从内到外依次设置有两个所述凸台，其中，外侧的凸台对铸坯起压下作用，内侧的凸台用于避免其他凸台和上辊结合处压下过程中产生表面褶皱。

所述的连铸压下控制方法，其中，所述连铸压下控制方法包括：在连铸机上位于铸坯中心固相率为0.3～1.0的区域内的多台拉矫机上分别安装一个具有凸台的上辊,对铸坯进行轻压下，或者在所述区域的一台拉矫机上安装多个所述具有凸台的上辊，对铸坯进行轻压下。

所述的连铸压下控制方法，其中，所述拉矫机的所述上辊的所述凸台的长度大于所述上辊下铸坯零塑性温度ZDT等值线的长径。

所述的连铸压下控制方法，其中，所述连铸压下控制方法包括：在连铸机上位于铸坯中心固相率为0.3～1.0区域内的一台拉矫机上安装一个具有所述凸台的上辊，或者在连铸机上铸坯凝固末端的一台拉矫机上安装一个具有所述凸台的上辊，或者在连铸机上铸坯凝固末端以后的一台拉矫机上安装一个具有所述凸台的上辊，或者上述三种方式的任意结合，对铸坯进行重压下。

所述的连铸压下控制方法，其中，所述连铸压下控制方法包括：在连铸机上位于铸坯中心固相率为0.3～1.0区域内的至少两台拉矫机上分别安装至少一个具有所述凸台的上辊，对铸坯进行轻压下和重压下，或者在连铸机上位于铸坯中心固相率为0.3～1.0区域内的至少一台拉矫机安装至少一个具有所述凸台的上辊，对铸坯进行轻压下，以及在连铸机上铸坯凝固末端或凝固末端以后的一台拉矫机上安装至少一个具有所述凸台的上辊对铸坯进行重压下。

所述的连铸压下控制方法，其中，所述凸台的长度在30～150mm范围内。

所述的连铸压下控制方法，其中，所述凸台到所述上辊的过渡以及相邻所述凸台之间的过渡采用连续曲线、光滑曲线、反连续曲线、反光滑曲线和圆弧曲线中的一种或多种。

本发明所述连铸压下控制方法在较小压下力作用下即可消除中心缩孔，降低偏析，大大提高了铸坯中心区域的致密度，同时避免中间裂纹，从而降低后续的轧制工艺要求。

附图说明

通过参考以下具体实施方式及权利要求书的内容并且结合附图，本发明的其它目的及结果将更加明白且易于理解。在附图中：

图1是现有技术连铸机的示意图；

图2是本发明连铸压下控制方法的流程图；

图3是根据本发明一个实施例的执行连铸压下的拉矫机的上辊的示意图；

图4是根据本发明另一个实施例的执行连铸压下的拉矫机的上辊的示意图；

图5是本发明所述连铸压下控制方法生产铸坯的致密度的示意图。

在附图中，相同的附图标记指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

下面将参照附图来对根据本发明的各个实施例进行详细描述。

图2是本发明连铸压下控制方法的流程图，如图2所示，所述连铸压下控制方法包括：

首先，在步骤S210中，在连铸机上位于铸坯中心固相率为0.3的位置至火切机4之前的区域内的至少一台拉矫机20上安装至少一个具有凸台110的上辊100，其中，所述凸台110呈环形，其壁厚H不大于上述区域内所有拉矫机20执行压下的总压下量，所述凸台110的长度L不小于影响铸坯成材芯部质量的铸坯区域的截面长度，优选地，所述凸台110的长度L在生产铸坯断面长度的15％至75％范围内，例如，所述凸台110的长度L在30～150mm范围内，所述凸台110的壁厚H在9～25mm范围内，另外，优选地，凸台110的长度L大于铸坯的零塑性温度ZDT等值线(通常ZDT等值线为椭圆形)的长径。

然后，在步骤S220中，在铸坯生产过程中，通过上述区域内各执行压下的拉矫机20对铸坯进行各自压下量的压下，所述压下包括轻压下和重压下中的一种或两种，例如，采用四台拉矫机进行压下，四台拉矫机各自的压下量分别为1mm、2mm、4mm、8mm，压下的总压下量为15mm，可以在四台拉矫机上均安装具有凸台110的上辊100，也可以在一台拉矫机上安装具有凸台110的上辊100，但是凸台110的壁厚不大于15mm。

优选地，在连铸机上位于铸坯中心固相率为0.3～1.0区域内，1～4台拉矫机上分别安装一个具有所述凸台110的上辊100，进行大于9～25mm总压下量的压下。

在本发明的一个优选实施例中，在连铸机上位于铸坯中心固相率为0.3～1.0区域内的多台拉矫机上分别安装一个具有凸台110的上辊100,对铸坯进行较小压下量的轻压下，例如，在连铸机上位于固相率0.4、0.8和1.0的拉矫机上分别安装具有壁厚9mm的凸台110的上辊100，分别执行2mm、3mm和5mm的轻压下，另外，也可以在上述区域的一台拉矫机上安装多个所述具有凸台110的上辊100，对铸坯进行轻压下，优选地，所述多个上辊100的凸台110的壁厚沿拉坯方向增加，例如，五辊拉矫机，可以在拉矫机上安装2～5个具有凸台110的上辊100。

优选地，执行轻压下的拉矫机上辊100的凸台110的长度L均大于所述上辊100下铸坯的零塑性温度ZDT等值线的长径。

在本发明的一个优选实施例中，在连铸机上位于铸坯中心固相率为0.3～1.0区域内的一台拉矫机上安装一个具有所述凸台110的上辊100，或者在连铸机上铸坯凝固末端的一台拉矫机上安装一个具有所述凸台110的上辊100，或者在连铸机上铸坯凝固末端以后的一台拉矫机上安装一个具有所述凸台110的上辊100，或者上述三种方式的任意结合，对铸坯进行较大压下量的重压下，例如，在连铸机上铸坯中心固相率为0.7的拉矫机以及凝固末端以后的拉矫机上分别安装一个具有凸台110的上辊100，其中，在连铸机上铸坯中心固相率为0.7的拉矫机上安装的上辊100的凸台110的壁厚为10mm,在凝固末端以后的拉矫机上安装的上辊100的凸台110的壁厚为23mm，分别对铸坯进行11mm和25mm的重压下。

在本发明的一个优选实施例中，在连铸机上位于铸坯中心固相率为0.3～1.0区域内的至少两台拉矫机上分别安装至少一个具有所述凸台110的上辊100，对铸坯进行轻压下和重压下，或者在连铸机上位于铸坯中心固相率为 0.3～1.0区域内的至少一台拉矫机安装至少一个具有所述凸台110的上辊100，对铸坯进行轻压下，以及铸坯凝固末端或凝固末端以后的一台拉矫机上安装至少一个具有所述凸台110的上辊100对铸坯进行重压下。

本发明所述连铸压下控制方法采用具有凸台的上辊，大大降低了压下力，消除中心缩孔，降低偏析，尤其大大提高中心区域的致密度，同时避免中间裂纹。并且通过提高铸坯内部的致密度，可以降低后续的轧制工艺要求，比如适当降低加热和保温时间、降低轧制道次等，从而降低产品成本。另外，降低了压下力，也降低了设备制造成本和维护成本。

本发明所述连铸压下控制方法具有凸台的上辊的安装可以根据生产铸坯的尺寸进行不同的安装，例如，当生产大于200×200的大方坯时，可以将多个具有凸台的上辊分别安装到多台拉矫机上，对铸坯进行轻压下和重压下，当生产小方坯时，可以在一台拉矫机上安装具有凸台的上辊，对铸坯进行轻压下。

图3是根据本发明一个实施例的执行连铸轻压下和重压下的拉矫机的上辊的示意图，如图3，所述上辊100的外表面上设有一个凸台110，所述凸台110呈环形，其壁厚H不大于压下的总压下量，所述凸台110的长度L不小于影响铸坯成材芯部质量的铸坯区域的截面长度，优选地，所述凸台110的长度L在30～150mm范围内，所述凸台110的壁厚H在9～25mm范围内。

优选地，所述凸台110呈壁厚渐变的环形，例如，中间壁厚大，两侧壁厚逐渐变小的环形凸台。

此外，优选地，所述凸台110到上辊100的过渡采用连续曲线、光滑曲线、反连续曲线、反光滑曲线和圆弧曲线(例如，四分之一圆弧曲线)中的一种或多种，尤其是在拉矫辊100在执行大压下量下时避免在交界的地方会导致裂纹，例如，所述凸台110到上辊100外表面一边的过渡为连续曲线，另一边的过渡为反连续曲线，又如，所述凸台110到上辊100外表面一边的过渡为光滑曲线。

上述连续曲线的基本形式为：

z＝z₀-α(y-y₀)³

其中，α为多项式的系数，定位点为基本圆弧的圆心(y₀,z₀)。

上述光滑曲线的基本形式为：

z＝z₀+α(y-y₀)⁴·(β+y-y₀)

其中，α、β为多项式的系数，定位点为基本圆弧的圆心(y₀,z₀)。

另外，优选地，所述凸台110的中心与所述上辊100的中心重合，即，凸台110在上辊100的外表面居中设置。

图4是根据本发明另一个实施例的执行连铸轻压下和重压下的拉矫机的上辊的示意图，如图4所示，所述上辊100外表面从内到外依次设置有多个凸台110，其中，位于最内侧的凸台110的长度大于其他凸台的长度，位于最内侧的凸台110的壁厚小于其他凸台的壁厚，除最内侧的凸台外的其他凸台的总壁厚不大于执行压下的总压下量，位于最内侧的凸台用于避免其他凸台和上辊结合处产生褶皱，例如，拉矫机执行轻压下或重压下时，上辊100压下铸坯，压下部位的周围的铸坯在应力的影响下会会翘起甚至产生鼓包，最内侧的凸台110限制了压下部位周围的翘起，避免了起压下作用的其他凸台和上辊00结合处产生褶皱带来的表面裂纹。

优选地，所述最内侧凸台的壁厚在2mm以内。

另外，优选地，所述多个凸台的长度从内到外依次变小。

优选地，所述上辊外表面上设有2～5个所述凸台110。

在本发明的一个优选实施例中，所述上辊100外表面从内到外依次设置有两个所述凸台110，其中，在执行压下时，外侧凸台对铸坯起压下作用，内侧的凸台用于避免其他凸台和上辊结合处产生褶皱。

在上述实施例中，多个凸台可以一体形成，例如阶梯轴，多个凸台也可以与所述上辊一体形成，另外，多个凸台也可以单独形成，可拆卸的安装在所述上辊，根据安装该上辊的拉矫机的压下量，调整凸台的数量，从而调整凸台的总壁厚。

下面，以生产断面为280×380mm大方坯为例，以生产断面为280×380mm大方坯为例，采用多个相同的铸坯试样分别进行无压下和采用本发明所述压下控制方法对铸坯进行压下，如图5所示，得到不同方案的铸坯中心密度和1/4处密度，无压下的铸坯中心密度远小于1/4处密度，采用本发明所述的具有凸台的拉矫辊，铸坯中心密度与1/4处密度差距减小，提高了铸坯内部的致密度，从而在相同轧制工艺条件下降低轧制比。。

尽管前面公开的内容示出了本发明的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。此外，尽管本发明的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想具有多个元素，除非明确限制为单个元素。

Claims

1.一种连铸压下控制方法，包括：

在连铸机上铸坯中心固相率为0.3的位置至火切机之前的区域内的至少一台执行压下的拉矫机上安装至少一个具有凸台的上辊，其中，所述凸台呈环形，所述凸台的长度不小于影响铸坯成材芯部质量对应铸坯区域的截面长度，所有凸台的总壁厚不大于执行压下的总压下量，其中，所述压下包括轻压下和重压下中的一种或两种；

在铸坯生产过程中，通过上述区域内各执行压下的拉矫机对铸坯进行各自压下量的压下。

2.根据权利要求1所述的连铸压下控制方法，其中，所述拉矫机上安装至少一个具有多个凸台的上辊，其中，所述多个凸台从内到外依次设置在所述上辊上，位于最内侧的凸台的长度大于其他凸台的长度，位于最内侧的凸台的壁厚小于其他凸台的壁厚，除最内侧的凸台外的其他凸台的总壁厚不大于执行压下的总压下量。

3.根据权利要求2所述的连铸压下控制方法，其中，所述最内层的凸台的壁厚在2mm以内。

4.根据权利要求2所述的连铸压下控制方法，其中，所述上辊外表面从内到外依次设置有两个所述凸台，其中，在压下过程中，外侧的凸台对铸坯起压下作用，内侧的凸台用于避免其他凸台和上辊结合处压下过程中产生表面褶皱。

5.根据权利要求1或2所述的连铸压下控制方法，其中，所述连铸压下控制方法包括：在连铸机上位于铸坯中心固相率为0.3～1.0的区域内的多台拉矫机上分别安装一个具有凸台的上辊,对铸坯进行轻压下，或者在所述区域的一台拉矫机上安装多个所述具有凸台的上辊，对铸坯进行轻压下。

6.根据权利要求5所述的连铸压下控制方法，其中，所述拉矫机的所述上辊的所述凸台的长度大于所述上辊下铸坯零塑性温度ZDT等值线的长径。

7.根据权利要求1或2所述的连铸压下控制方法，其中，所述连铸压下控制方法包括：在连铸机上位于铸坯中心固相率为0.3～1.0的区域内的一台拉矫机上安装一个具有所述凸台的上辊，或者在连铸机上铸坯凝固末端的一台拉矫机上安装一个具有所述凸台的上辊，或者在连铸机上铸坯凝固末端以后的一台拉矫机上安装一个具有所述凸台的上辊，或者上述三种方式的任意结合，对铸坯进行重压下。

8.根据权利要求1或2所述的连铸压下控制方法，其中，所述连铸压下控制方法包括：在连铸机上位于铸坯中心固相率为0.3～1.0区域内的至少两台拉矫机上分别安装至少一个具有所述凸台的上辊，对铸坯进行轻压下和重压下，或者在连铸机上位于铸坯中心固相率为0.3～1.0区域内的至少一台拉矫机安装至少一个具有所述凸台的上辊，对铸坯进行轻压下，以及在连铸机上铸坯凝固末端或凝固末端以后的一台拉矫机上安装至少一个具有所述凸台的上辊对铸坯进行重压下。

9.根据权利要求1或2所述的连铸压下控制方法，其中，所述凸台的长度在30～150mm范围内。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的连铸压下控制方法，其中，所述凸台到所述上辊的过渡以及相邻所述凸台之间的过渡采用连续曲线、光滑曲线、反连续曲线、反光滑曲线和圆弧曲线中的一种或多种。