CN107262691A - 一种不锈钢连铸生产中异钢种快换的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种不锈钢连铸生产中异钢种快换的方法，其包括以下步骤；将300系钢种中不同钢种的中间包进行快换，并根据快换前后不同钢种的冷坯宽度、钢坯收缩系数差值对结晶器的下端宽度进行在线调节；中间包采用惰性气体密封，且中间包的单次快换时间≤4min；前盛钢水的密度大于快换后所盛钢水的密度，前盛钢水的温度不低于设定的前钢种的目标温度，快换后所盛钢水的温度不低于设定的后钢种的目标温度。该方法改善甚至消除了300系普通和特殊不锈钢钢种快换时的混钢现象、提高了连铸作业率，较大程度地实现了300系普通和特殊不锈钢种之间的交叉快换；缩短了连铸时间，降低了结晶器密封资材消耗，减少了因钢种交换引起的待机时间。

Description

一种不锈钢连铸生产中异钢种快换的方法

技术领域

本发明属于炼钢领域，涉及一种不锈钢连铸生产中异钢种快换的方法。

背景技术

连铸工艺是液态的钢水通过钢包浇注、冷凝、切割而得到铸坯的工艺，这个过程最主要的环节就是把一炉或多炉钢水通过钢包和中间包连续地注入结晶器，在四块铜板构成的结晶器内通过水冷，从而得到四周为固态的坯壳、中间部分仍为液态钢水的铸坯。接着铸坯通过二次冷却逐渐全部凝固，并通过拉矫装置中辊子的支撑和转动作用被拉出连铸机本体，再由切割装置切割成一定长度的板坯。其中，中间包作为钢包与结晶器的中间环节，起到了稳定钢水，使夹杂物充分上浮，并在钢包交换时，储存钢水的作用等。钢水通过中间包，连续不断的注入结晶器，通过结晶器内初步凝固，及向后的冷却矫直过程，达到连铸铸造，产出符合要求的连铸坯。因此，中间包快换技术可以使连铸作业实现长时间的连续浇铸。

虽然在中间包快换的过程中，两个中间包内的钢水互补干涉，没有影响，但是对于不同钢种，中间包快换在钢种交换时，结晶器的连铸并不中断，而是通过降速，在铸造暂时停止的过程中，将中间包做快速更换，实现钢水的继续连铸；因此，中间包快换技术对于结晶器内钢水要求较高，例如快换前连接部位的铸坯不能收缩太大，钢种的高温强度不能太低，钢水在收到冷却时，变形不能太大等等。400系钢种中的409L高温强度低，铸坯膨胀和收缩幅度过大，容易产生铸坯变形，卡在扇形段，不能拉出，此外，409L钢种的钢水温度过高，流动性大，容易引起漏钢，因此409L钢种不适宜采用中间包快换技术连铸。410钢种硬度过高，快换时，在结晶器中的钢水冷却过大，弯曲矫正困难，也不可以参加快换。另外，不同系的钢种由于钢水性能差别过大，凝固温度，高温性能都不一样，也不能参与快换，比如300系不能与400系钢种进行快换。

先前国内外只将中间包快换技术用于普通碳钢之间的快换，2012年起，我公司开发了不锈钢304钢种之间的快换，后又开发了，300系一般钢种之间的快换。但是，对于300系普通、特殊钢种之间的快换，还处于空白阶段，因此，寻找一种适合300系特殊钢种之间的中间包快换技术势在必行。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种不锈钢连铸生产中异钢种快换的方法，其能有效地改善甚至消除300系普通和特殊不锈钢钢种快换时的混钢现象、提高连铸作业率。

为了达到前述的发明目的，本发明提供一种不锈钢连铸生产中异钢种快换的方法，其包括以下步骤；

将300系钢种中不同钢种的中间包进行快换，并根据快换前后不同钢种的冷坯宽度、钢坯收缩系数差值对结晶器的下端宽度进行在线调节；

其中，所述中间包采用惰性气体密封，且中间包的单次快换时间≤4min；

所述中间包中，前盛钢水的密度大于快换后所盛钢水的密度，所述前盛钢水的温度不低于设定的前钢种的目标温度，所述快换后所盛钢水的温度不低于设定的后钢种的目标温度。

上述方法中，单次快换时间≤4min，通过以下方法实现：在前钢种中间包抬起的同时进行移动，后钢种中间包移到浇铸位置的同时，进行状态检查，在保证作业安全的前提下，统筹作业时间，使单次快换时间缩短在4min以内完成。

本发明提供的不锈钢连铸生产中异钢种快换的方法，要求两个参与快换的钢种在快换前后，均不低于目标温度，主要是为了防止快换时，中间包铸坯过冷；此外，本发明的方法还要求快换钢种之间物理性能(包括高温凝固时结晶的组织相、合金的含量)不能相差太大，快换前后两包中间包生产的铸坯在2m以内不能混钢，要符合各自的成分范围，铸坯的成分不能混合；且本发明的方法在快换作业的时间方面做了精确的要求，限定在4min之内完成，可以防止时间过长，前铸坯冷却收缩过多，新注入钢水从结晶器边缘进入发生漏钢现象。

在上述方法中，优选地，所述中间包采用Ar密封。

在上述方法中，优选地，进行异钢种快换的后钢种包括321钢种，与所述321钢种进行所述异钢种快换的前钢种包括316L钢种。

与普通钢相比，300系钢种中的特殊不锈钢合金含量高，连铸作业难度大，铸坯凝固不均匀现象显著，所以，相对于普通的不锈钢中间包快换，300系钢种中的特殊不锈钢中间包快换难度大，要求更严格；且由于300系钢种中的特殊不锈钢合金差距大，比如321钢种与316L钢种，Ti和Mo要求比较严格，快换前后任一钢种绝不能有任何一点的成分混合，因此，现有技术还不能做到321钢种作为后钢种与其他钢种进行中间包快换；另外在连铸过程中，321钢种容易有Ti析出物聚集，所以中间包快换时，钢水的密封作业要求严格。本发明采用惰性气体密封中间包，并在4min内完成快换，实现了321钢种作为后钢种与其他钢种的快换，甚至可以实现多钢种的轮换，缩短了连铸时间，同时使连铸作业真正实现长时间的连续浇铸。

在上述方法中，优选地，进行异钢种快换的后钢种包括304J1钢种，与所述304J1钢种进行所述异钢种快换的前钢种包括301钢种、304钢种、304L钢种、316L钢种和321钢种中的任一种。

在上述方法中，优选地，进行异钢种快换的后钢种包括304L钢种，与所述304L钢种进行所述异钢种快换的前钢种包括301钢种、304钢种、304J1钢种、316L钢种和321钢种中的任一种。

在上述方法中，优选地，进行异钢种快换的后钢种包括304钢种，与所述304钢种进行所述异钢种快换的前钢种包括301钢种、304L钢种、304J1钢种、316L钢种和321钢种中的任一种。

在上述方法中，优选地，进行异钢种快换的后钢种包括301钢种，与所述301钢种进行所述异钢种快换的前钢种包括304钢种、304L钢种、304J1钢种、316L钢种和321钢种中的任一种。

在上述方法中，优选地，进行异钢种快换的前钢种快换前后的温度均不低于所述前钢种的目标温度；进行异钢种快换的后钢种快换前后的温度均不低于所述后钢种的目标温度。不同钢种要求的中间包温度不同，比如304/316L/301系钢种，目标温度为1485℃；321钢种的目标温度为1500℃，本发明要求前钢种和后钢种在快换前后的温度都不能低于设定的目标温度，主要是为了防止拉速停止时，铸坯温度过冷，拉出困难。

在上述方法中，优选地，所述快换前后不同钢种的钢坯收缩系数差值≤0.005。

在上述方法中，优选地，所述根据快换前后不同钢种的冷坯宽度、钢坯收缩系数差值对结晶器的下端宽度进行在线调节的步骤为：

快换前后不同钢种的冷坯宽度差值＝0，且快换前后不同钢种的钢坯收缩系数差值≤0.002，或者，0＜快换前后不同钢种的冷坯宽度差值≤10mm，且后钢种生产所需的结晶器下端宽度＝前钢种生产时的结晶器下端宽度，则不调节所述结晶器的下端宽度；

否则，将所述结晶器的下端宽度在线调节为后钢种生产所需的结晶器下端宽度；

其中，所述后钢种生产所需的结晶器下端宽度为所述后钢种的冷坯宽度与钢坯收缩系数的乘积。

上述方法中，所述冷坯宽度差值、钢坯收缩系数差值均为计算值。

在上述方法中，优选地，所述结晶器的在线调节的时机为前钢种最后2-3道铸坯生产期间。

本发明提供的不锈钢连铸生产中异钢种快换的方法，有效地改善甚至消除了300系普通和特殊不锈钢钢种快换时的混钢现象、提高了连铸作业率，较大程度地实现了301钢种、304钢种、304L钢种、304J1钢种和321钢种之间的交叉快换，为实现多钢种的轮换奠定了基础，具有显著意义；同时缩短了连铸时间，使连铸作业真正实现长时间的连续浇铸，还降低结晶器密封资材消耗，减少了因钢种交换引起的准备待机时间。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种不锈钢连铸生产中异钢种快换的方法，其包括以下步骤；

将316L钢种作为前钢种、321钢种作为后钢种进行中间中包快换，316L钢种的中间包和321钢种的中间包均采用Ar气密封，

在确保中间包快换作业安全的条件下，在前钢种中间包抬起的同时进行移动，后钢种中间包移到浇铸位置的同时，进行状态检查，统筹作业时间，精确控制在4min以内完成中间包快换作业，316L钢种和321钢种的密度、收缩系数和冷坯宽度如表1所示，由于快换前后的316L钢种与321钢种的冷坯宽度差值＝1mm＜10mm，且快换前后316L钢种与321钢种的钢坯收缩系数差值＝0.001＜0.002，且后钢种(321钢种)生产所需的结晶器下端宽度(1290mm)＝前钢种(316L钢种)生产时的结晶器下端宽度(1290mm)，因此不调节结晶器的下端宽度；

表1

本实施例的快换方法，实现了316L钢种与321钢种的中间包快换，填补了现有300系特殊钢种快换的空缺，为实现多钢种的轮换奠定了基础，具有显著意义。

表2

在2015年以前，本公司还不能实现316L钢种与321钢种的中间包快换，321钢种作为前钢种与其他300系特殊钢种的快换并未提高其连铸比，本实施例实施中间包快换以后，将321钢种的连铸比由未快换的6.14提升到了7.96(如表2所示，表2为316L钢种和321钢种的连铸比)，整整提高了1.85(提升了30％以上)，同时也提高了321钢种快换的作业率的产量。此外，316L钢种在中间包快换以后的连铸比也提高到了7.5，可见本实施例的中间包快换减少了因钢种交换引起的准备待机时间、缩短了连铸时间，使连铸作业真正实现了长时间的连续浇铸，同时，由于不用调节结晶器的下端宽度，因而也降低结晶器密封资材消耗。

实施例2

参照实施例1的方法，本实施例还提供了300系其他钢种之间的快换方法，根据快换前后不同钢种的冷坯宽度、钢坯收缩系数差值对结晶器的下端宽度进行在线调节的步骤为：

快换前后不同钢种的冷坯宽度差值＝0，且快换前后不同钢种的钢坯收缩系数差值≤0.002，或者，0＜快换前后不同钢种的冷坯宽度差值≤10mm，且后钢种生产所需的结晶器下端宽度＝前钢种生产时的结晶器下端宽度，则不调节结晶器的下端宽度；

否则，在前钢种最后2-3道铸坯生产期间将结晶器的下端宽度在线调节为后钢种生产所需的结晶器下端宽度，或者在快换结束，作业稳定之后，调节结晶器下端宽，具体根据工程指示和订单量确定调节时间；后钢种生产所需的结晶器下端宽度为后钢种的冷坯宽度与钢坯收缩系数的乘积；冷坯宽度差值、钢坯收缩系数差值均指计算值。

具体的快换钢种与快换前后顺序，如表3所示，表3为本实施例的异钢种快换作业基准，其中，×表示不能进行快换，√表示可以进行快换。

表3

由表3可见，本发明提供的不锈钢连铸生产中异钢种快换的方法，较大程度地实现了301钢种、304钢种、304L钢种、304J1钢种和321钢种之间的交叉快换，为实现多钢种的轮换奠定了基础，具有显著意义。

Claims (10)

1.一种不锈钢连铸生产中异钢种快换的方法，其包括以下步骤；

将300系钢种中不同钢种的中间包进行快换，并根据快换前后不同钢种的冷坯宽度、钢坯收缩系数差值对结晶器的下端宽度进行在线调节；

其中，所述中间包采用惰性气体密封，且中间包的单次快换时间≤4min；

所述中间包中，前盛钢水的密度大于快换后所盛钢水的密度，所述前盛钢水的温度不低于设定的前钢种的目标温度，所述快换后所盛钢水的温度不低于设定的后钢种的目标温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述中间包采用Ar密封。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：进行异钢种快换的后钢种包括321钢种，与所述321钢种进行所述异钢种快换的前钢种包括316L钢种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：进行异钢种快换的后钢种包括304J1钢种，与所述304J1钢种进行所述异钢种快换的前钢种包括301钢种、304钢种、304L钢种、316L钢种和321钢种中的任一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：进行异钢种快换的后钢种包括304L钢种，与所述304L钢种进行所述异钢种快换的前钢种包括301钢种、304钢种、304J1钢种、316L钢种和321钢种中的任一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：进行异钢种快换的后钢种包括304钢种，与所述304钢种进行所述异钢种快换的前钢种包括301钢种、304L钢种、304J1钢种、316L钢种和321钢种中的任一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：进行异钢种快换的后钢种包括301钢种，与所述301钢种进行所述异钢种快换的前钢种包括304钢种、304L钢种、304J1钢种、316L钢种和321钢种中的任一种。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：进行异钢种快换的前钢种快换前后的温度均不低于所述前钢种的目标温度；

进行异钢种快换的后钢种快换前后的温度均不低于所述后钢种的目标温度。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述快换前后不同钢种的钢坯收缩系数差值≤0.005。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据快换前后不同钢种的冷坯宽度、钢坯收缩系数差值对结晶器的下端宽度进行在线调节的步骤为：

快换前后不同钢种的冷坯宽度差值＝0，且快换前后不同钢种的钢坯收缩系数差值≤0.002，或者，0＜快换前后不同钢种的冷坯宽度差值≤10mm，且后钢种生产所需的结晶器下端宽度＝前钢种生产时的结晶器下端宽度，则不调节所述结晶器的下端宽度；

否则，将所述结晶器的下端宽度在线调节为后钢种生产所需的结晶器下端宽度；

其中，所述后钢种生产所需的结晶器下端宽度为所述后钢种的冷坯宽度与钢坯收缩系数的乘积；

优选地，所述结晶器的在线调节的时机为前钢种最后2-3道铸坯生产期间。