CN108160964B - 一种含磷钢板坯连铸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种含磷钢板坯连铸的方法，其中：钢水的p含量≥0.02％；对所述钢水采用低过热度控制，中间包内钢水过热度范围为15‑25℃；所述结晶器冷却采用强冷，结晶器宽面水流速为9.5‑10.5m/min，窄面水流速为13.0‑14.0m/min；对多个所述扇形段中的连铸机辊缝进行偏差控制，将0段‑4段的辊缝精度按照范围为±0.5mm的偏差控制；将5段‑轻压下前一段的辊缝精度按照范围为‑0.5mm至0mm的负偏差控制；对实施轻压下的段的辊缝精度按照范围为0.3±0.3mm的正偏差控制；对轻压下后的段的辊缝精度按照范围为±0.5mm的偏差控制。本发明方法的应用有效的降低了p在晶界偏聚的发生，同时降低了铸坯中心p偏析的发生，得到了良好的含p钢板坯。

Description

一种含磷钢板坯连铸的方法
技术领域
本发明属于冶金行业连续铸钢领域，尤其涉及一种含磷钢板坯连铸的方法。
背景技术
钢液p(磷)含量≥0.02％的钢种，p在枝晶间容易产生偏聚，在后面的热轧、冷轧过程中容易产生断带，同时p含量高也容易产生板坯偏析，后期轧制过程带状比较严重，p枝晶偏聚和p板坯中心偏析严重的影响了产品质量的提高。
轻压下工艺是控制板坯中心偏析最有效的手段之一，其原理是在板坯中心凝固末端糊状区给予额外的压力，打碎该处的晶界搭桥，使富集溶质元素的浓相液相回流，并进行补缩，从而改善中心偏析和疏松等缺陷，为了解决板坯中心偏析的问题，国内外企业采取轻压下方式，轻压下对解决板坯偏析有一定效果，但是对于解决枝晶间偏聚效果不明显。
传统的轻压下技术已不能满足高磷钢的要求，如何调整工艺参数，控制中心偏析，同时控制枝晶偏聚是本领域研究重点。
发明内容
针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种含磷钢板坯连铸的方法，所述方法能够很好的控制铸坯中心偏析和枝晶偏聚。
为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种含磷钢板坯连铸的方法，包括将钢水从中间包浇注至结晶器，钢水通过结晶器的振动以及宽面和窄面的冷却作用而形成未完全凝固的铸坯；然后将铸坯从结晶器中拉出并依次经过二冷导向段和空冷区，得到完全凝固的铸坯；所述二冷导向段包括多个不同的扇形段；其中：
钢水的p含量≥0.02％；
对所述钢水采用低过热度控制，中间包内钢水过热度范围为15-25℃；
所述结晶器冷却采用强冷，结晶器宽面水流速为9.5-10.5m/min，窄面水流速为13.0-14.0m/min；
对多个所述扇形段中的连铸机辊缝进行偏差控制，将0段-4段的辊缝精度按照范围为±0.5mm的偏差控制；将5段-轻压下前一段的辊缝精度按照范围为-0.5mm至0mm的负偏差控制；对实施轻压下的段的辊缝精度按照范围为0.3±0.3mm的正偏差控制；对轻压下后的段的辊缝精度按照范围为±0.5mm的偏差控制。
作为进一步的优选，轻压下区间按照固相率Fs：0.5-0.95确定，选择2-4段压下，单段压下量≤3mm，单段压下率≤1.5mm/m。
作为进一步的优选，在所述二冷导向段的凝固末端应用轻压下。
作为进一步的优选，还包括：进行钢种组划分，钢种组与轻压下的压下量相匹配。
作为进一步的优选，所述进行钢种组划分包括：分为低碳含磷钢、包晶含磷钢、中碳含磷钢及高碳含磷钢。
作为进一步的优选，当板坯厚度为230mm时：低碳含磷钢压下量范围2.0mm至4.0mm；包晶含磷钢压下量：低碳含磷钢压下量+(0.5-1.0)mm；中碳含磷钢压下量：低碳含磷钢压下量+(1.0-2.0)mm；高碳含磷钢压下量：低碳含磷钢压下量+(1.5-2.5)mm。
作为进一步的优选，当板坯厚度为250mm时：低碳含磷钢压下量范围2.0mm至5.0mm；包晶含磷钢压下量：低碳含磷钢压下量+(0.5-1.0)mm；中碳含磷钢压下量：低碳含磷钢压下量+(1.0-2.0)mm；高碳含磷钢压下量：低碳含磷钢压下量+(1.5-2.5)mm。
作为进一步的优选，所述二冷导向段包括10个扇形段，分别为1区、2区、3区、4区、5区、6区、7区、8区、9区和10区，其中1～8区分别为足辊、垂直段、弯曲段及矫直段区域冷却水，9区、10区为水平段区域。
作为进一步的优选，所述二冷导向段的冷却水采用气体雾冷却方式，二冷比水量0.60-0.90L/kg。
作为进一步的优选，所述凝固末端采用强冷，控制2-4区冷却水的总水量与6-8区冷却水的总水量的比值为0.5-0.8。
本发明的有益效果是：一般情况下，含磷钢生产难点是磷容易产生板坯中心偏析及板坯表层磷偏聚，均影响板坯质量；本发明针对磷偏聚，采用了比较强的冷却，控制偏聚长大，即对所述钢水采用低过热度控制，所述结晶器冷却采用强冷，以在凝固前期采用强冷却，防止磷扩散；另外，针对中心偏析，增加动态轻压下有效作用，增加凝固末端压下量，因而本发明对多个所述扇形段中的连铸机辊缝进行严格的偏差控制，同时压下段按照正偏差控制，增加了有效压下量。经实际生产应用证实，本发明有效的降低了磷在晶界偏聚的发生，同时降低了铸坯中心磷偏析的发生，得到了良好的含磷钢板坯。
具体实施方式
本发明通过提供一种含磷钢板坯连铸的方法，改善了现有钢板坯产品的p枝晶偏聚和p板坯中心偏析缺陷。
为了解决上述缺陷，本发明实施例的主要思路是：
含磷钢板坯连铸的方法，包括将钢水从中间包浇注至结晶器，在钢水液面上加入保护渣，钢水通过结晶器的振动以及宽面和窄面的冷却作用而形成未完全凝固的铸坯；然后将铸坯从结晶器中拉出并依次经过二冷导向段和空冷区，得到完全凝固的铸坯；所述二冷导向段包括多个不同的扇形段；其中：
钢水的p含量≥0.02％；
对所述钢水采用低过热度控制，中间包内钢水过热度范围为15-25℃；
所述结晶器冷却采用强冷，结晶器宽面水流速为9.5-10.5m/min，窄面水流速为13.0-14.0m/min；
对多个所述扇形段中的连铸机辊缝进行偏差控制，将0段-4段的辊缝精度按照范围为±0.5mm的偏差控制；将5段-轻压下前一段的辊缝精度按照范围为-0.5mm至0mm的负偏差控制；对实施轻压下的段的辊缝精度按照范围为0.3±0.3mm的正偏差控制；对轻压下后的段的辊缝精度按照范围为±0.5mm的偏差控制。
针对磷偏聚，申请人研究发现需要采用比较强的冷却，控制偏聚长大，所以提出对所述钢水采用低过热度控制，连铸结晶器冷却采用强冷，结晶器冷却水量比正常浇注结晶器水量提高5-20％，宽面和窄面足辊处冷却水量提高5-20％。
针对内部中心偏析，申请人研究发现需要增加动态轻压下有效作用，增加凝固末端压下量，因而本发明实施例提出对多个所述扇形段中的连铸机辊缝进行偏差控制，同时压下段按照正偏差控制，增加有效压下量；并且可以进行钢种组划分，凝固末端采用较大的压下量，钢种组与轻压下的压下量相匹配；另外，控制二冷水的水量与轻压下结合也可以取得更好的效果。
上述二冷导向段包括10个扇形段，分别为1区、2区、3区、4区、5区、6区、7区、8区、9区和10区，其中1～8区分别为足辊、垂直段、弯曲段及矫直段区域冷却水，9区、10区为水平段区域。
具体地，可采用下述方式进行钢种组划分：
[C％]eq＝[C％]+0.02*[Mn％]+0.04*[Ni％]-0.1*[Si％]-0.04*[Cr％]-0.1[Mo％]-0.7*[S％]
低碳含磷钢：[C％]eq＜0.07；包晶含磷钢：0.07＜[C％]eq＜0.16；中碳含磷钢：0.16＜[C％]eq＜0.20；高碳含磷钢：[C％]eq＞0.20。
在上述二冷导向段的凝固末端应用轻压下。轻压下区间按照固相率Fs：
0.5-0.95确定，选择2-4段压下，单段压下量≤3mm，在保证总压下量的情况下，单段压下率≤1.5mm/m。
上述钢种组与轻压下的压下量相匹配，例如：
当板坯厚度为230mm时：低碳含磷钢压下量范围2.0mm至4.0mm；包晶含磷钢压下量：低碳含磷钢压下量+(0.5-1.0)mm；中碳含磷钢压下量：低碳含磷钢压下量+(1.0-2.0)mm；高碳含磷钢压下量：低碳含磷钢压下量+(1.5-2.5)mm。
当板坯厚度为250mm时：低碳含磷钢压下量范围2.0mm至5.0mm；包晶含磷钢压下量：低碳含磷钢压下量+(0.5-1.0)mm；中碳含磷钢压下量：低碳含磷钢压下量+(1.0-2.0)mm；高碳含磷钢压下量：低碳含磷钢压下量+(1.5-2.5)mm。
上述二冷导向段的冷却水可采用气体雾冷却方式，二冷比水量0.60-0.90L/钢kg。在凝固末端采用强冷，控制2-4区冷却水的总水量与6-8区冷却水的总水量的比值为0.5-0.8，上述冷却方式与轻压下结合也可以取得更好的效果，改善内部偏析。
为了让本发明之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数实施例，来说明本发明所述之含磷钢板坯连铸的方法。
实施例1
某钢厂在连铸浇注230×1600mm的低碳含磷钢连铸坯时使用了该方法，低碳含磷钢C:0.003％，P:0.09％，浇注过程中拉速控制在1.2m/min。过热度为20℃，结晶器大面水流速9.5m/min，窄面水流速13.5m/min，0段-4段精度按照±0.4mm，5段-轻压下前一段按照负偏差控制，负偏差范围-0.3mm至0mm，轻压下段偏差控制范围0.2-0.5mm，轻压下后的段按照±0.5mm偏差控制，钢种组按照低碳钢划分，根据固相率Fs：0.5-0.95确定为采用两段压下，总压下量按照3mm控制；二冷水采用气体雾冷却方式，二冷比水量0.75L/kg，凝固末端采用强冷，2-4区冷却水/6-8区冷却水比例控制在0.6范围。应用本方法生产的板坯中心偏析得到明显的改善，中心偏析全部控制在C类0.5以下，轧制过程未发生断带现象。
实施例2
某钢厂在连铸浇注230×1800mm的包晶钢连铸坯时使用了该方法，包晶钢碳钢C:0.09％，P:0.07％，浇注过程中拉速控制在1.1m/min。过热度为21℃，结晶器大面水流速9.7m/min，窄面水流速13.0m/min，0段-4段精度按照±0.4mm，5段-轻压下前一段按照负偏差控制，负偏差范围-0.4mm至-0.1mm，轻压下段偏差控制在0.1-0.5mm，轻压下后的段按照±0.5mm偏差控制，钢种组按照包晶钢划分，根据固相率Fs：0.5-0.95确定为采用两段压下，总压下量按照4.5mm控制；二冷水采用气体雾冷却方式，二冷比水量0.7L/kg，凝固末端采用强冷，2-4区冷却水/6-8区冷却水比例控制在0.6范围。应用本方法生产的板坯中心偏析得到明显的改善，中心偏析全部控制在C类0.5以下，轧制过程未发生断带现象。
实施例3
某钢厂在连铸浇注250×1600mm的低碳钢使用了该方法，低碳含磷钢C:0.0025％，P:0.07％，浇注过程中拉速控制在1.2m/min。过热度为23℃，结晶器大面水流速9.7m/min，窄面水流速14.0m/min，0段-4段精度按照±0.4mm，5段-轻压下前一段按照负偏差控制，负偏差范围-0.5mm至0mm，轻压下段偏差控制范围0-0.5mm，轻压下后的段按照±0.5mm偏差控制，钢种组按照低碳钢划分，根据固相率Fs：0.5-0.95确定为采用两段压下，总压下量按照3.5mm控制；二冷水采用气体雾冷却方式，二冷比水量0.8L/kg，凝固末端采用强冷，2-4区冷却水/6-8区冷却水比例控制在0.7范围。应用本方法生产的板坯中心偏析得到明显的改善，中心偏析全部控制在C类0.5以下，轧制过程未发生断带现象。
实施例4
某钢厂在连铸浇注250×1800mm的中碳含磷钢连铸坯时使用了该方法，中碳含磷钢C:0.180％，P:0.09％，浇注过程中拉速控制在1.2m/min。过热度为25℃，结晶器大面水流速10.5m/min，窄面水流速14m/min，0段-4段精度按照±0.3mm，5段-轻压下前一段按照负偏差控制，负偏差范围-0.5mm至-0.1mm，轻压下段偏差控制范围0-0.3mm，轻压下后的段按照±0.4mm偏差控制，钢种组按照中碳钢划分，根据固相率Fs：0.5-0.95确定为采用二段压下，总压下量按照7mm控制；二冷水采用气体雾冷却方式，二冷比水量0.90L/kg，凝固末端采用强冷，2-4区冷却水/6-8区冷却水比例控制在0.5范围。应用本方法生产的板坯中心偏析得到明显的改善，中心偏析全部控制在C类0.5以下，轧制过程未发生断带现象。
实施例5
某钢厂在连铸浇注230×1800mm的中碳含磷钢连铸坯时使用了该方法，高碳含磷钢C:0.21％，P:0.07％，浇注过程中拉速控制在1.2m/min。过热度为15℃，结晶器大面水流速10.5m/min，窄面水流速14m/min，0段-4段精度按照±0.3mm，5段-轻压下前一段按照负偏差控制，负偏差范围-0.5mm至-0.1mm，轻压下段偏差控制范围0-0.3mm，轻压下后的段按照±0.4mm偏差控制，钢种组按照高碳钢划分，根据固相率Fs：0.5-0.95确定为采用三段压下，总压下量按照5mm控制；二冷水采用气体雾冷却方式，二冷比水量0.60L/kg，凝固末端采用强冷，2-4区冷却水/6-8区冷却水比例控制在0.8范围。应用本方法生产的板坯中心偏析得到明显的改善，中心偏析全部控制在C类0.5以下，轧制过程未发生断带现象。
上述本发明实施例方法通过调整轻压下、控制铸机辊缝有效作用范围，控制结晶器水、二冷水及过热度等措施，很好的控制了铸坯中心偏析和枝晶偏聚。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
一般情况下，含磷钢生产难点是磷容易产生板坯中心偏析及板坯表层磷偏聚，均影响板坯质量；本发明针对磷偏聚，采用了比较强的冷却，控制偏聚长大，即对所述钢水采用低过热度控制，所述结晶器冷却采用强冷，以在凝固前期采用强冷却，防止磷扩散；另外，针对中心偏析，增加动态轻压下有效作用，增加凝固末端压下量，因而本发明对多个所述扇形段中的连铸机辊缝进行严格的偏差控制，同时压下段按照正偏差控制，增加了有效压下量。经实际生产应用证实，本发明有效的降低了磷在晶界偏聚的发生，同时降低了铸坯中心磷偏析的发生，得到了良好的含磷钢板坯。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种含磷钢板坯连铸的方法，包括将钢水从中间包浇注至结晶器，钢水通过结晶器的振动以及宽面和窄面的冷却作用而形成未完全凝固的铸坯；然后将铸坯从结晶器中拉出并依次经过二冷导向段和空冷区，得到完全凝固的铸坯；所述二冷导向段包括多个不同的扇形段；其特征在于：其中：
钢水的p含量≥0.02％；
对所述钢水采用低过热度控制，中间包内钢水过热度范围为15-25℃；
所述结晶器冷却采用强冷，结晶器宽面水流速为9.5-10.5m/min，窄面水流速为13.0-14.0m/min；
对多个所述扇形段中的连铸机辊缝进行偏差控制，将0段-4段的辊缝精度按照范围为±0.5mm的偏差控制；将5段-轻压下前一段的辊缝精度按照范围为-0.5mm至0mm的负偏差控制；对实施轻压下的段的辊缝精度按照范围为0.3±0.3mm的正偏差控制；对轻压下后的段的辊缝精度按照范围为±0.5mm的偏差控制。
2.根据权利要求1所述的含磷钢板坯连铸的方法，其特征在于：轻压下区间按照固相率Fs：0.5-0.95确定，选择2-4段压下，单段压下量≤3mm，单段压下率≤1.5mm/m。
3.根据权利要求1或2所述的含磷钢板坯连铸的方法，其特征在于：在所述二冷导向段的凝固末端应用轻压下。
4.根据权利要求1所述的含磷钢板坯连铸的方法，其特征在于：所述方法还包括：进行钢种组划分，钢种组与轻压下的压下量相匹配。
5.根据权利要求4所述的含磷钢板坯连铸的方法，其特征在于：所述进行钢种组划分包括：分为低碳含磷钢、包晶含磷钢、中碳含磷钢及高碳含磷钢。
6.根据权利要求5所述的含磷钢板坯连铸的方法，其特征在于：当板坯厚度为230mm时：低碳含磷钢压下量范围为2.0mm至4.0mm；包晶含磷钢压下量范围为低碳含磷钢压下量+(0.5-1.0)mm；中碳含磷钢压下量范围为低碳含磷钢压下量+(1.0-2.0)mm；高碳含磷钢压下量范围为低碳含磷钢压下量+(1.5-2.5)mm。
7.根据权利要求5所述的含磷钢板坯连铸的方法，其特征在于：当板坯厚度为250mm时：低碳含磷钢压下量范围为2.0mm至5.0mm；包晶含磷钢压下量范围为低碳含磷钢压下量+(0.5-1.0)mm；中碳含磷钢压下量范围为低碳含磷钢压下量+(1.0-2.0)mm；高碳含磷钢压下量范围为低碳含磷钢压下量+(1.5-2.5)mm。
8.根据权利要求3所述的含磷钢板坯连铸的方法，其特征在于：所述二冷导向段包括10个扇形段，分别为1段、2段、3段、4段、5段、6段、7段、8段、9段和10段，其中1～8段为足辊、垂直段、弯曲段及矫直段区域冷却水，9段、10段为水平段区域。
9.根据权利要求8所述的含磷钢板坯连铸的方法，其特征在于：所述二冷导向段的冷却水采用气体雾冷却方式，二冷比水量为0.60-0.90L/kg。
10.根据权利要求8所述的含磷钢板坯连铸的方法，其特征在于：所述凝固末端采用强冷，控制2-4段冷却水的总水量与6-8段冷却水的总水量的比值为0.5-0.8。
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