CN1084439A

CN1084439A - 超小断面铸坯连铸方法

Info

Publication number: CN1084439A
Application number: CN 93109709
Authority: CN
Inventors: 干勇; 张柏汀; 倪满森; 张慧; 姬秀琴; 陈栋梁
Original assignee: Central Iron and Steel Research Institute
Current assignee: Central Iron and Steel Research Institute
Priority date: 1993-08-12
Filing date: 1993-08-12
Publication date: 1994-03-30
Anticipated expiration: 2013-08-12
Also published as: CN1048930C

Abstract

本发明属于金属连续铸造领域。主要适用于超小断面铸坯的连铸。其特征是采用由热顶结晶器和下结晶器组成的复合式结晶器。热顶结晶器内壁为直立面或斜面，其内有加热元件，底部为平底面或锥面；下结晶器为水冷结晶铜套，其内腔为直筒式。浇铸时，浸入式水口插入热顶结晶器，也可不用浸入式水口；不需连铸保护渣，钢液在热顶结晶器内不形成凝固壳。通过振动结晶器，由引锭杆开始拉坯，由拉坯机和拉矫机完成拉坯过程。

Description

本发明属于金属连续铸造领域。主要适用于浇铸30×30～65×65mm方坯、φ30～φ65mm圆坯、（10～40）×（100～600）mm薄板坯等小断面铸坯。

在金属板坯的连铸中，其技术关键是连铸结晶器。

现有的立式板坯连铸方法中，能浇铸铸坯厚度为40～50mm的结晶器分为两类：一是漏斗型结晶器，如CN85101082A;二是复合式结晶器，如CN92206782.2、CN92103257.9。它们的共同特点是：（1）结晶器上部均有一个上大下小的均匀变化的漏斗型区域，便于浸入式水口插入;（2）结晶器上部组合侧壁都具有一定导热能力的装置或部件，使钢液在上部一接触结晶器壁，即形成初生凝固坯壳。初生坯壳经过受力变形和凝固收缩，变成与结晶器下部相配合的直矩形截面。但上述专利仍存在如下共同缺点：

（1）初生坯在结晶器上部漏斗型区域内，温度较高，虽易变形，但强度极低，局部的应力集中就会导致坯壳拉裂，并由此而发生漏钢事故。

（2）在初生坯壳由漏斗状向垂直矩形状过渡的过程中，由于变形，易在钢液的凝固前沿产生裂纹，影响钢的内部质量。

（3）为了使浸入式水口插入结晶器中腔，结晶器上部尺寸必须保证上大下小逐渐变化，这对保护膜的生成与流动起到阻碍作用，不利于在已凝固坯壳与水冷铜壁之间形成稳定而均匀的保护渣膜。

（4）加工复杂，受损后修复困难。

（5）当浇铸较薄的铸坯时，尤其是铸坯宽度较小时，漏斗型结晶器无法实现由曲面向平面的过渡变形。

在现有的立式方坯连铸方法中，由于采用浸入式水口或定径水口向结晶器内提供钢液，使铸坯的尺寸不能过小，浇铸70×70mm以下的铸坯就相当困难。

本发明的目的在于提供一种能浇铸方坯尺寸为30×30～65×65mm的、圆坯尺寸为φ30-φ65mm的、板坯尺寸为（10～40）×（100～600）mm的超小断面铸坯的连铸方法。

为了达到上述目的，本发明的技术措施是：首先采用由热顶结晶器和下结晶器组成的复合式结晶器;热顶结晶器也是中间包;在工艺上，在顶热结晶器内不生成初生凝固壳;浇铸时浸入式水口插入热顶结晶器中，不需使用连铸保护渣;浇铸开始前用引锭杆头在下结晶器的一定高度上将内腔堵严，待钢水在热顶结晶器内形成一定液位的溶池后，开始振动结晶器，同时，向下拉动引锭杆，并由拉坯机和拉矫机进行拉坯，完成拉坯过程，连铸持续进行。

复合式结晶器由热顶结晶器和下结晶器组成。热顶结晶器的内壁为直立面或斜面，底部为平底面或锥面，它为钢体材料固定的多层复合耐火材料内衬组成的熔池，耐火材料中埋入加热元件;下结晶器为钢体材料固定的水冷结晶铜套，其内腔为直筒式。热顶结晶器和下结晶器以钢水通道相连，其连接处采用双层结构，上层为上水口砖，由高铝质、铝碳质或氧化锆质材料中任一种制成，其钢水通道断面尺寸可大于，也可小于下结晶器内腔断面尺寸;下层为氮化硼、氮化硅或高强石墨中任一种制成的连接件，其钢水通道口断面尺寸小于或等于下结晶器内腔断面尺寸。下结晶器水冷铜套可由单一铜管或多块铜板组合而成，铜套外边为钢材制成的固定体。

本发明结晶器中的热顶结晶器，也可谓之中间包。

本发明的工艺过程如下：

首先用引锭杆头在下结晶器的适当高度上将内腔堵严，随即钢水注入热顶结晶器，可用、也可不用浸入式水口。由于热顶结晶器侧壁的耐火材料中埋有加热元件，加上无热传导，因此，钢液在热顶结晶器中不会凝固，在熔池的上表面用发热型覆盖剂保护，防止钢液散热和二次氧化。当钢液通过钢水通道口接触下结晶器的水冷铜套时，开始振动结晶器，钢液开始凝固，并在下结晶器空腔上部内壁上形成均匀的初生坯壳，同时，向下拉动引锭杆，进行拉坯过程。随着拉坯过程的进行，坯壳向下移动，并逐渐增厚，最后完成凝固，即由引锭头和引锭杆开始拉坯，由拉坯机和拉矫机完成拉坯过程，使连铸得以不断进行。浇铸时，采用密封浇铸。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）由于本发明将熔池（热顶结晶器）与水冷结晶套（下结晶器）连接成一体，就从根本上解决了钢流导入凝固腔的问题，所浇铸的铸坯形状与尺寸不再受到限制，尤其是在浇铸小断面铸坯时，更为优越。

（2）由于热顶结晶器的内壁为直立面或斜面，底部为平底面或锥面，下结晶器水冷铜套内腔为直筒式，故加工简单，修复容易，成本低。

（3）由于钢液在热顶结晶器不形成凝固坯壳，只有当钢水接触下结晶器水冷铜套时，才开始凝固，在其上部内壁形成初生坯壳。该初生坯壳均匀，无变形，对铸坯内部质量是有利的。

（4）采用密封浇铸，不需保护渣，结晶器冷却效果好。

附图说明

附图1为本发明超小断面铸坯连铸用复合式结晶器的结构示意图。

附图2为本发明超小断面铸坯连铸方法的示意图。

附图1、附图2中，1为热顶结晶熔池，2为加热元件，3为绝热耐火材料层，4为上水口砖，5为连接件，6为热顶结晶器耐火材料永久层，7为热顶结晶器钢体固定外套，8为下结晶器钢体外套，9为下结晶器水冷铜套，10为结晶器形腔，11为结晶器冷却水槽，12为引锭头，13为铸坯支承辊，14为拉坯辊，15为引锭杆，16为拉矫辊，17为热顶结晶器熔池液位。

Claims

1、一种超小断面铸坯连铸方法，所含装置中包括结晶器、引锭头、铸坯支承辊，拉坯辊、引锭杆、拉矫辊，连铸方式为立式，其特征在于：

A、结晶器为热顶结晶器和下结晶器组成的复合式结晶器；热顶结晶器为钢体材料固定的多层复合耐火材料内衬组成的熔池，其内壁为直立面或斜面，底部为平底面或锥面；下结晶器为钢体材料固定的水冷结晶铜套，其内腔为直筒式；热顶结晶器和下结晶器以钢水通道相连，其连接处采用双层结构，上层为上水口砖，下层为连接件；热顶结晶器耐火材料内衬中埋入加热元件；

B、浇铸时浸入式水口插入热顶结晶器中，无需连铸保护渣；

C、采用密封浇铸；

D、钢液通过钢水通道口接触下结晶器的水冷铜套时，开始振动结晶器；

E、由引锭头和引锭杆开始拉坯，由拉坯机和拉矫机完成拉坯过程。

2、根据权利要求1所述的连铸方法，其特征在于上水口砖的钢水通道口断面尺寸可大于，也可小于下结晶内腔断面尺寸;连接件钢水通道口断面尺寸小于或等于下结晶器内腔断面尺寸。

3、根据权利要求1和2所述的连铸方法，其特征在于上水口砖由高铝质、铝碳质或氧化锆质材料中任一种制成。

4、根据权利要求1和2所述的连铸方法，其特征在于连接件由氯化硼、氮化硅或高强石墨中任一种制成。

5、根据权利要求1所述的连铸方法，其特征在于浇铸时，熔

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池的上表面用发热型覆盖剂保护。