CN110090934A - 一种防止模铸下注开浇钢水喷溅和卷渣的方法 - Google Patents

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蔡得祥
张晨
王妍
李南跃
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Abstract

一种防止模铸下注开浇钢水喷溅和卷渣的方法，包括，a)设计一防溅桶，形状为长方体，下端开口，防溅桶窄面底端与钢锭模内底部不完全密封，形成一个排出通道；b)防溅桶两侧窄面悬挂开浇渣，防溅桶两侧上方吊挂保护渣渣袋；c)开浇初期，钢水经反射水口砖进入钢锭模内，首先进入防溅桶里面，然后钢水从排出通道平稳地流到防溅桶两侧，悬挂在防溅桶两侧的开浇渣自然地铺展在钢流上方，钢液平稳上升，保护渣渣袋烧破铺展在钢液面上，随后防溅桶完全被钢水熔化，顺利度过开浇过程钢水剧烈喷溅和卷渣阶段，后续浇注过程和传统浇注工艺一致。本发明减少模铸下注浇注过程钢水的二次氧化，减少开浇过程钢水的喷溅，同时降低开浇过程中保护渣的卷入。

Description

一种防止模铸下注开浇钢水喷溅和卷渣的方法
技术领域
本发明属于炼钢模铸浇注工艺，特别涉及一种防止模铸下注开浇钢水喷溅和卷渣的方法。
背景技术
模铸下注开浇过程钢流的喷溅和扰动卷渣是造成钢锭中下部大型非金属夹杂的一个重要原因之一。研究表明，浇注初期钢水经过模底砖冲入模内后,会在锭模内形成剧烈喷溅，并形成峰涌喷泉现象,虽然保护渣在模内吊挂200～300mm高度，但受钢水喷溅和辐射热流的影响，模内钢液面远未到达吊挂保护渣包装袋的底部，保护渣包装袋在几秒钟之内就会被烧破全部堆积到模底区域，造成浇注初期保护渣的卷渣非常严重，浮在液面上的大型夹杂物及保护渣或卷入或推向钢锭四周的凝固前沿,造成钢锭大型夹杂物。图1为下注浇注前期喷溅涌流示意图，在开浇初期，钢流喷溅并完全暴露在空气中，随着吊挂的保护渣包装袋烧破后全部保护渣与快速扰动的钢流充分混合，极易造成卷渣。
中国专利CN201520181078.8针对真空浇注上注法中设计了一种防止钢液飞溅的真空浇注装置，防溅桶的四个角用钢线吊挂在钢锭帽部绝热板下面，防止真空浇注过程中钢水的飞溅。
中国专利CN2326368Y设计了一种模铸专用防溅保护渣板，将保护渣做成固体板状，吊挂于模底上方，用于下注开浇过程中对钢水喷溅的阻挡。真空浇注的原理和工艺与传统模铸有显著的不同。该专利中把保护渣设计成板状防溅，但由于钢水的巨大冲力以及锭模的锥度上下不一致，使得保护渣板很难完全覆盖在钢水面，不能有效地防止钢水二次氧化；同时保护渣板熔化速度慢，不能及时形成液渣，致使钢锭表面质量差。
模铸浇注过程受现场工艺条件的限制，二次氧化问题一直是个老大难问题，过去防氧化的重点是围绕对钢包水口注流的隔绝空气的保护，开发了许多从钢包水口到中注管上方浇钢注流保护的设备和工艺方法等，取得了很好的隔绝空气防氧化效果。然而开浇过程中，钢水从中注管下注到底盘汤道，再经位于钢锭模底部中心的反射水口砖进入钢锭模后，由于锭模中尚未形成稳定的钢液面，开浇时钢流在模底呈喷泉状，并且完全暴露在空气中，极易造成钢水喷溅、二次氧化和保护渣卷入，最终造成钢锭尾部表面质量差以及钢锭中下部大型夹杂物等缺陷。该问题长期以来一直没有很好的手段和方法进行解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止模铸下注开浇钢水喷溅和卷渣的方法，减少模铸下注浇注过程钢水的二次氧化，减少开浇过程钢水的喷溅，同时降低开浇过程中保护渣的卷入。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种防止模铸下注开浇钢水喷溅和卷渣的方法，其包括，
a)根据钢锭模底部断面形状和尺寸设计一个防溅桶，防溅桶形状为长方体，下端开口，防溅桶长度为钢锭模底部长度尺寸的1/3至1/2，防溅桶宽度为钢锭模底部宽度尺寸的1/2～3/4，防溅桶高度为中注管通过钢锭模底部反射水口砖后钢流高度的3～4倍；防溅桶窄面底端与钢锭模内底部不完全密封，形成一个排出通道；
b)在防溅桶两侧窄面悬挂开浇渣，开浇渣底部距钢锭模内底部5～10cm，防溅桶两侧上方吊挂保护渣渣袋，保护渣渣袋底部距钢锭模内底部20～25cm；
c)开浇初期，钢水从中注管下注到底盘汤道，再经反射水口砖进入钢锭模内，钢水首先进入安装在钢锭模内底部的防溅桶里面，防溅桶完全遮盖住开浇钢流的喷溅和扰动，然后钢水从防溅桶窄面的排出通道平稳地流到防溅桶窄面两侧，此时悬挂在防溅桶窄面两侧的开浇渣自然地铺展在钢流上方，待钢液平稳上升到距钢锭模内底部300mm以上高度后，吊挂的保护渣渣袋烧破铺展在整个钢液面上，随后防溅桶完全被钢水熔化，顺利度过开浇过程钢水剧烈喷溅和卷渣阶段，后续浇注过程和传统浇注工艺一致。
优选的，所述防溅桶材质选用碳钢板。
优选的，所述防溅桶钢板厚度在0.5～1mm之间。
优选的，所述防溅桶四角部进行焊接固定，焊接部分至少4个焊接点，可以避免开浇初期钢流的扰动和钢水的浮力对防溅桶位置的影响。
优选的，所述防溅桶上各焊接点的焊接长度为10mm～20mm。
本发明的有益效果：
受模铸下注条件的限制，下注开浇过程中，由于锭模中尚未形成稳定的钢液面，开浇时钢流在模底呈喷泉状，并且完全暴露在空气中，极易造成钢水喷溅、二次氧化和保护渣卷入，最终造成钢锭尾部表面质量差以及钢锭中下部大型夹杂物等缺陷。为了减少模铸下注浇注过程钢水的二次氧化，减少开浇过程钢水的喷溅，同时降低开浇过程中保护渣的卷入。
通过本发明方法，在模铸下注锭型反射水口砖吐出孔上方设计防溅桶，能有效地减少下注锭型开浇初期钢水的喷溅、二次氧化以及卷渣，改善钢锭表面和内部质量。
附图说明
图1为模铸下注浇注前期喷溅示意图。
图2为本发明实施例的示意图。
图3为本发明实施例中防溅桶的侧视图。
具体实施方式
参见图2、图3，本发明的一种防止模铸下注开浇钢水喷溅和卷渣的方法，其包括，
a)根据钢锭模1底部断面形状和尺寸设计一个防溅桶2，防溅桶2形状为长方体，下端开口，防溅桶2长度为钢锭模1底部长度尺寸的1/3至1/2，防溅桶2宽度为钢锭模1底部宽度尺寸的1/2～3/4，防溅桶2高度为中注管3通过钢锭模1底部反射水口砖4后钢流高度H1的3～4倍；防溅桶2窄面底端与钢锭模1内底部不完全密封，形成一个排出通道101；
b)在防溅桶2窄面两侧悬挂开浇渣5，开浇渣5底部距钢锭模1内底部5～10cm(H2)，防溅桶2两侧上方吊挂保护渣渣袋6，保护渣渣袋6底部距钢锭模1内底部20～25cm(H3)；
c)开浇初期，钢水从中注管3下注到底盘7汤道，再经反射水口砖4进入钢锭模1内，钢水首先进入安装在钢锭模1内底部的防溅桶2里面，防溅桶2完全遮盖住开浇钢流的喷溅和扰动，然后钢水从防溅桶2窄面的排出通道101平稳地流到防溅桶2窄面两侧，此时悬挂在防溅桶2窄面两侧的开浇渣5自然地铺展在钢流上方，待钢液平稳上升到距钢锭模2内底部300mm以上高度后，吊挂的保护渣渣袋6烧破铺展在整个钢液面上，随后防溅桶2完全被钢水熔化，顺利度过开浇过程钢水剧烈喷溅和卷渣阶段，后续浇注过程和传统浇注工艺一致。
优选的，所述防溅桶2材质选用碳钢板。
优选的，所述防溅桶2钢板厚度在0.5～1mm之间。
优选的，所述防溅桶2四角部进行焊接固定，焊接部分至少4个焊接点，各焊接点的焊接长度为10mm～20mm。
下表为采用本发明方法的实施例和原有工艺钢锭轧制成品后产品质量分析的比较结果。
本发明与原有工艺所浇钢锭轧制成品后的比较
实施例1 实施例2 比较例
探伤合格率，％ 67 100 40
收得率，％ 83.02 82.16 78.80
尾部平均氧含量，PPM 9.1 9.7 9.1
尾部平均氮含量，PPM 44.9 44.4 48.8
尾部平均氧含量，PPM 10.6 10.7 10.8
尾部平均氮含量，PPM 46.3 44.8 49.3
洁净度(夹杂物面积占比)，％ 0.3934 0.4256 0.7747
从上表可以看出，本发明通过设计一种合适的防溅桶并优化有关工艺，对防止开浇过程中钢水喷溅、二次氧化和钢水卷渣有明显的改善作用，轧制成品收得率、头部和尾部N含量以及洁净度均有显著的改善。

Claims (5)

1.一种防止模铸下注开浇钢水喷溅和卷渣的方法，其特征是，包括，
a)根据钢锭模底部断面形状和尺寸设计一个防溅桶，防溅桶形状为长方体，下端开口，防溅桶长度为钢锭模底部长度尺寸的1/3至1/2，防溅桶宽度为钢锭模底部宽度尺寸的1/2～3/4，防溅桶高度为中注管通过钢锭模底部反射水口砖后钢流高度的3～4倍；防溅桶两侧窄面底端与钢锭模内底部不完全密封，形成一个排出通道；
b)在防溅桶两侧窄面悬挂开浇渣，开浇渣底部距钢锭模内底部5～10cm，防溅桶两侧上方吊挂保护渣渣袋，保护渣渣袋底部距钢锭模内底部20～25cm；
c)开浇初期，钢水从中注管下注到底盘汤道，再经反射水口砖进入钢锭模内，钢水首先进入安装在钢锭模内底部的防溅桶里面，防溅桶完全遮盖住开浇钢流的喷溅和扰动，然后钢水从防溅桶窄面的排出通道平稳地流到防溅桶窄面两侧，此时悬挂在防溅桶窄面两侧的开浇渣自然地铺展在钢流上方，待钢液平稳上升到距钢锭模内底部300mm以上高度后，吊挂的保护渣渣袋烧破铺展在整个钢液面上，随后防溅桶完全被钢水熔化，顺利度过开浇过程钢水剧烈喷溅和卷渣阶段，后续浇注过程和传统浇注工艺一致。
2.如权利要求1所述的防止模铸下注开浇钢水喷溅和卷渣的方法，其特征是，所述防溅桶材质选用碳钢板。
3.如权利要求1或2所述的防止模铸下注开浇钢水喷溅和卷渣的方法，其特征是，所述防溅桶钢板厚度在0.5～1mm之间。
4.如权利要求1或2所述的防止模铸下注开浇钢水喷溅和卷渣的方法，其特征是，所述防溅桶四角部进行焊接固定，焊接部分至少4个焊接点。
5.如权利要求4所述的防止模铸下注开浇钢水喷溅和卷渣的方法，其特征是，所述防溅桶上各焊接点的焊接长度为10mm～20mm。
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