CN109822071A - 预防csp连铸机开浇漏钢的工艺控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，包括连铸中间包钢水化学成分和过热度控制、连铸开浇引锭头密封套件防渗钢密封操作、开浇专用保护渣及加入方法和连铸机开浇起步时间控制；所述连铸中间包钢水化学成分设定为：低碳钢系列C≤0.06wt%，中碳钢系列C≥0.17wt%；气体N≤50ppm；钢水过热度控制在15‑40℃。本发明可有效预防薄板坯连铸坯连铸机开浇漏钢事故，提高了产品质量，实现了高品质无缺陷连铸坯生产。

Description

预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法。

背景技术

CSP（contract strip production）即为紧凑式板带生产工艺，是由德国施罗曼•西马克（SMS）公司研究开发。CSP技术连铸机的主要特点就是采用立弯式铸机、漏斗形结晶器，开浇时结晶器内的钢水液位上升快，连铸机设备在启动时拉速变化大，开浇专用保护渣和保护渣的熔化条件差，液位波动大，初期坯壳较薄，与正常生产连浇相比更容易发生漏钢，即所谓的开浇漏钢。

开浇漏钢作为连铸各类漏钢事故中发生频率较高的一种，一般定义为铸坯未过连铸机顶弯辊之前发生的漏钢；由于开浇钢水成分不合导致裂纹敏感性强、开浇保护渣性能差、开浇引锭头密封不严和开浇起步时间控制不当等原因，造成初生凝固坯壳在出结晶器以后，抵抗不住钢水静压力，坯壳薄弱处在出结晶器后或者入扇形段内发生破裂，使钢水流入二冷室洒在扇形段等设备上，造成设备烧损等事故，轻者需要更换连铸结晶器，重者需要更换二冷区扇形段等设备，扰乱正常的生产秩序，钢水被迫回炉，导致生产成本增加，产品质量恶化，同时造成设备备件周转困难。

另一方面，现有的连铸开浇引锭头密封套件如图1所示，主要包括铁合金消耗件2和螺栓3，螺栓3将铁合金消耗件2和引锭头1固定连接，此种结构的密封套件在铁合金消耗件2和结晶器7的四面铜板之间留有缝隙，浇钢生产时，初入结晶器7的钢水容易从缝隙中漏下导致漏钢，进一步加剧了开浇漏钢发生的概率。

目前薄板坯连铸机控制漏钢方面的技术较少，存在的多是针对常规板坯连铸机，而且主要是连铸机连浇过程中预防漏钢的专利方法；如辽宁科技大学沈明钢的专利申请《一种高效控制连铸漏钢的生产方法及装置》(CN 106493329A)，该申请是常规板坯连浇过程中对漏钢进行预报的一种系统及装置，通过设置带电水口和在结晶器下方设置磁场来实现，需要电磁感应装置系统，系统复杂，准确性低；又如上海梅山钢铁股份有限公司田建良的专利申请《一种板坯连铸漏钢预报控制方法》（CN 101332499A），根据常规板坯连铸机结晶器热电偶的温度变化预报漏钢，主要针对粘结漏钢，存在局限性，而且外界干扰因素较多，对薄板坯开浇漏钢预防适用性不强。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，包括连铸中间包钢水化学成分和过热度控制、连铸开浇引锭头密封套件防渗钢密封操作、开浇专用保护渣及加入方法和连铸机开浇起步时间控制；所述连铸中间包钢水化学成分设定为：低碳钢系列C≤0.06wt%，中碳钢系列C≥0.17wt%；气体N≤50ppm ；钢水过热度控制在15-40℃。

上述的预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，所述连铸开浇引锭头密封套件防渗钢密封操作是指，在铁合金消耗件与结晶器铜板之间的缝隙中填充密封物质，用金属板覆盖于铁合金消耗件与结晶器窄侧铜板接触的两个端部，防止初入结晶器的钢水进入铁合金消耗件与结晶器铜板之间的缝隙导致漏钢。

上述的预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，所述开浇专用保护渣及加入方法是指，当连铸开浇结晶器内钢水淹没过浸入水口的出口时，在30-60s内加入5-10kg的开浇专用保护渣。

上述的预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，所述开浇专用保护渣成分的质量百分比分别为CaO:31%-41%、SiO₂25%-35%、Al₂O₃≤7.0%、Fe₂O₃:11%-17%、F:6%-9%；碱度R:CaO / SiO₂=1.10-1.20、熔点1010-1100℃、水份≤0.7%。

上述的预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，所述连铸机开浇起步时间控制是指，当连铸开浇结晶器内钢水注入20-40S，钢水距结晶器上沿160-170mm时，启动开浇按键，连铸机在液面自动控制系统的控制下开始连续铸钢生产。

上述的预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，所述在铁合金消耗件与结晶器铜板之间的缝隙中填充的密封物质为石棉纤维条，所述金属板为2-4块，每块金属板的长度为60-100mm，宽度较引锭头厚度小2-3mm。

本发明设计思路：

本发明连铸中间包钢水化学成分控制，主要通过钢水成分C含量控制，避免开浇钢水化学成分进入包晶钢范围，因为包晶钢在凝固过程中发生包晶反应，钢中δ-Fe向γ-Fe组织转变，伴随着这一转变发生0.38%的体积收缩，体积收缩使结晶器内初生坯壳过早脱离结晶器壁，在坯壳与结晶器之间形成气隙，降低了凝固坯壳向结晶器的传热速率，坯壳厚度减薄，抗应力能力降低；同时气隙的产生是非均匀的，导致坯壳厚度和坯壳内部热应力分布不均匀，在热应力、摩擦力及凝固收缩力和钢水静压力作用下，坯壳薄弱处产生粗糙，褶皱，严重时形成凹陷裂纹，在铸坯出结晶器后导致漏钢；其次通过钢水成分N含量控制，避免对开浇保护渣性能的影响，预防润滑不良；第三，通过钢水过热度的控制，降低钢水温度对钢水形成的初生坯壳厚度及结晶器内钢水流动性的影响，便于开浇时结晶器内初生坯壳裂纹的控制；

本发明通过连铸开浇引锭头密封套件防渗钢密封操作，实现开浇时对结晶器下口的安全阻挡，使结晶器内钢水不会渗漏，保证结晶器内钢水与合金消耗件共同凝结成初生坯头，在驱动辊的牵引下，随引锭头向下运动至顶弯辊区域，在顶弯辊的推动下使引锭头与铸坯顺利分离，实现连铸连续浇注和引锭头的重复利用；

本发明开浇专用保护渣主要具有发热、润滑和吸附夹杂功能，通过发热保证结晶器开浇钢水的温度，防止开浇钢水温降过大，流动性变差和初生坯壳过厚与结晶器摩擦力增大产生的裂纹出结晶器后漏钢；润滑功能主要保证初生坯壳与结晶器铜板的润滑，防止粘结漏钢；吸附夹杂功能主要是将钢水中上浮的夹杂物吸附并去除，防止夹杂导致漏钢，从而保证开浇坯头的形成；

本发明连铸机开浇起步时间控制，主要保证连铸结晶器内开浇钢水形成坯头并具有足够强度的时间，如果时间过短，初生坯壳过薄，强度不够，出结晶器后抵抗不住钢水静压力及摩擦力的作用产生裂纹漏钢；如果时间过长，初生坯壳过厚，与结晶器铜板摩擦力增大，产生裂纹出结晶器后漏钢，因此开浇起步时间控制是整个连续铸钢的关键，决定着开浇起点是否成败。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1、通过中间包浇注钢水成分控制，保证合格优质的钢水，有效预防连铸坯裂纹敏感导致漏钢事故，同时提高了产品质量，实现了高品质无缺陷连铸坯生产；

2、本发明结合薄板坯连铸机的设备特点，充分发挥了设备优势，在总结经验后优化相关工艺和操作，杜绝了连铸开浇漏钢恶性事故发生，整体工艺控制水平得到大幅提升，极大程度降低了企业生产成本，对整个生产起到了促进作用。

附图说明

图1为连铸开浇引锭头密封结构装置结构示意图；

图中标记为：引锭头1、铁合金消耗件2、螺栓3、石棉纤维条4、钢板5、坯头6、结晶器7、引锭杆8、顶弯辊9、驱动辊10。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本实施例预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，其具体工艺步骤如下所述：

1）连铸中间包钢水化学成分质量百分含量为：低碳钢系列，C：0.05%、N：45ppm；开浇钢水过热度控制为：过热度△T:15℃；

2）连铸开浇引锭头密封套件防渗钢密封操作：引锭头1的厚度为86mm，在连铸开浇前，控制引锭头1上升至结晶器7的上口，通过驱动辊10控制引锭杆8，带动引锭头1下降至结晶器7的下口，后用铁铲将石棉纤维条4堵塞铁合金消耗件2整体四周与结晶器7四面铜板之间的缝隙，最后用2块宽度比引锭头1厚度小2mm，长60mm的钢板5覆盖铁合金消耗件2与结晶器7窄侧铜板接触的两个端部，防止初入结晶器7的钢水进入铁合金消耗件2与结晶器7铜板的接缝中；

3)开浇专用保护渣及加入方法：开浇保护渣成分的质量百分比分别为CaO:31%、SiO₂:28%、Al₂O₃:7.0%、Fe₂O₃: 17%、F: 9%、碱度R: CaO / SiO₂=1.10、熔点1100℃、水份0.7%，加入方法为当结晶器内钢水淹没过浸入水口出口时，在30s内加入5kg；

4）连铸机开浇起步时间控制：当结晶器内钢水注入20S，钢水距结晶器上沿160mm时，此时结晶器内开浇钢水正好形成坯头并具有足够强度，启动开浇按键，连铸机在液面自动控制系统控制下开始连续铸钢生产。

经跟踪，实施例1实现了CSP连铸顺利开浇，没有发生开浇漏钢事故。

实施例2

本实施例预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，其具体工艺步骤如下所述：

1）连铸中间包钢水化学成分质量百分含量为：中碳钢系列:C：0.17%、N：40ppm；开浇钢水过热度控制为：过热度△T:40℃；

2）连铸开浇引锭头密封套件防渗钢密封操作：引锭头1的厚度为86mm，在连铸开浇前，控制引锭头1上升至结晶器7的上口，通过驱动辊10控制引锭杆8，带动引锭头1下降至结晶器7的下口，后用铁铲将石棉纤维条4堵塞铁合金消耗件2整体四周与结晶器7四面铜板之间的缝隙，最后用4块宽度比引锭头1厚度小2.5mm，长70mm的钢板5覆盖铁合金消耗件2与结晶器7窄侧铜板接触的两个端部，防止初入结晶器7的钢水进入铁合金消耗件2与结晶器7铜板的接缝中；

3)开浇专用保护渣及加入方法：开浇保护渣成分质量百分比分别为CaO: 41%、SiO₂:34%、Al₂O₃≤6.0%、Fe₂O₃:11%、F:6%；碱度R: CaO / SiO₂=1.20、熔点1010℃、水份≤0.6%；加入方法为当结晶器内钢水淹没过浸入水口出口时，在50s内加入7.5kg。

4）连铸机开浇起步时间控制：当结晶器内钢水注入30S，钢水距结晶器上沿165mm时，为当连铸开浇结晶器内钢水注入20-40S，钢水距结晶器上沿160-170mm时，启动开浇按键，连铸机在液面自动控制系统控制下开始连续铸钢生产。

经跟踪，实施例2实现CSP连铸顺利开浇，没有发生开浇漏钢事故。

实施例3

本实施例预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，其具体工艺步骤如下所述：

1）连铸中间包钢水化学成分质量百分含量为：低碳钢系列，C：0.04%、N：35ppm；开浇钢水过热度控制为：过热度△T:30℃；

2）连铸开浇引锭头密封套件防渗钢密封操作：引锭头1的厚度为86mm，在连铸开浇前，控制引锭头1上升至结晶器7的上口，通过驱动辊10控制引锭杆8，带动引锭头1下降至结晶器7的下口，后用铁铲将石棉纤维条4堵塞铁合金消耗件2整体四周与结晶器7四面铜板之间的缝隙，最后用3块宽度比引锭头1厚度小3mm，长100mm的钢板5覆盖铁合金消耗件2与结晶器7窄侧铜板接触的两个端部，防止初入结晶器7的钢水进入铁合金消耗件2与结晶器7铜板的接缝中；

3)开浇专用保护渣及加入方法：开浇保护渣成分成分质量百分比分别为CaO:38%、SiO₂:33%、Al₂O₃≤5.0%、Fe₂O₃:15%、F:7%；碱度R: CaO / SiO₂=1.15、熔点1070℃、水份≤0.5%，加入方法为当结晶器内钢水淹没过浸入水口出口时，在60s内加入10kg；

4）连铸机开浇起步时间：为当结晶器内钢水注入40S，钢水距结晶器上沿170mm时，为当连铸开浇结晶器内钢水注入20-40S，钢水距结晶器上沿160-170mm时，启动开浇按键，连铸机在液面自动控制系统控制下开始连续铸钢生产。

经跟踪，实施例3实现CSP连铸顺利开浇，没有发生开浇漏钢事故。

Claims (6)

1.预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，其特征在于：包括连铸中间包钢水化学成分和过热度控制、连铸开浇引锭头密封套件防渗钢密封操作、开浇专用保护渣及加入方法和连铸机开浇起步时间控制；所述连铸中间包钢水化学成分设定为：低碳钢系列C≤0.06wt%，中碳钢系列C≥0.17wt%；气体N≤50ppm ；钢水过热度控制在15-40℃。

2.如权利要求1所述的预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，其特征在于：所述连铸开浇引锭头密封套件防渗钢密封操作是指，在铁合金消耗件与结晶器铜板之间的缝隙中填充密封物质，用金属板覆盖于铁合金消耗件与结晶器窄侧铜板接触的两个端部，防止初入结晶器的钢水进入铁合金消耗件与结晶器铜板之间的缝隙导致漏钢。

3.如权利要求1所述的预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，其特征在于：所述开浇专用保护渣及加入方法是指，当连铸开浇结晶器内钢水淹没过浸入水口的出口时，在30-60s内加入5-10kg的开浇专用保护渣。

4.如权利要求1或3所述的预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，其特征在于：所述开浇专用保护渣成分的质量百分比分别为CaO:31%-41%、SiO₂25%-35%、Al₂O₃≤7.0%、Fe₂O₃:11%-17%、F:6%-9%；碱度R: CaO / SiO₂=1.10-1.20、熔点1010-1100℃、水份≤0.7%。

5.如权利要求1所述的预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，其特征在于：所述连铸机开浇起步时间控制是指，当连铸开浇结晶器内钢水注入20-40S，钢水距结晶器上沿160-170mm时，启动开浇按键，连铸机在液面自动控制系统的控制下开始连续铸钢生产。

6.如权利要求2所述的预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，其特征在于：所述在铁合金消耗件与结晶器铜板之间的缝隙中填充的密封物质为石棉纤维条，所述金属板为2-4块，每块金属板的长度为60-100mm，宽度较引锭头厚度小2-3mm。