CN110640106B - 一种减少宽厚板连铸坯表面纵裂纹的开浇方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种减少宽厚板连铸坯表面纵裂纹的开浇方法，从连铸机开浇前钢水过热度的控制，研发宽厚板专用新型开浇渣，开发连铸机开浇提拉速曲线，自助研发连铸机浸入式水口低位开浇模式，合理准确控制出苗时间等多方面进行系统研究与控制，减少应力集中，提高保护渣渣膜晶粒均匀化，使结晶器内坯壳有足够的凝固时间，提高宽厚板连铸机开浇铸坯质量，减少铸坯纵裂纹非稳态条件下的铸坯合格率。

Description

一种减少宽厚板连铸坯表面纵裂纹的开浇方法
技术领域
本发明涉及一种减少宽厚板连铸坯表面纵裂的开浇方法，属于冶金生产连铸技术领域。
背景技术
铸坯的表面纵裂纹产生于结晶器，钢水通过浸入式水口流入结晶器形成初生坯壳，由于热流分布不均匀，造成坯壳生长厚度不均，在铸坯中心附近坯壳比较薄弱处产生应力集中，形成裂纹源，随着铸坯进入二冷室受到冷却及钢水静压力的作用，裂纹沿拉速方向进一步扩展，形成纵裂纹。简单的说就是纵裂一般在结晶器内部形成雏形，到出结晶器，在二冷区内开始扩展长大，最后形成明显的纵裂纹。根据出现裂纹的铸坯情况来看，大部分集中在铸坯的中部或边部，长度不一，有时可能部分交错，断断续续，严重时纵裂纹贯穿整块板坯表面。从开浇第一炉与正常浇铸时裂纹率比较发现，开浇第一炉的裂纹率远大于正常浇注时的裂纹率。自此可以看出，非稳态浇注是出现裂纹的一个重要原因。为此，亟需对连铸机开浇进行研究，提高非稳态浇注条件下铸坯质量，提高铸坯合格率。
发明内容
为解决厚板连铸坯开浇纵裂纹，提高非稳态浇注条件下铸坯质量，本发明提供一种减少厚板连铸坯表面纵裂的开浇方法，通过从生产工艺优化调整，自主开发研究新型开浇保护渣，制定厚板连铸机开浇提拉速曲线，浸入式水口低位开浇模式，连铸机出苗时间的准确把握，有效解决了厚板坯连铸机开浇纵裂问题，提高了非稳态条件下的铸坯合格率。
为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
对宽厚板连铸机开浇关键工艺及设备参数进行调整优化，从裂纹源开始控制，在钢水凝固过程中减少纵裂纹产生的几率，有效解决宽厚板连铸坯开浇纵裂问题。
具体方法如下：
一种减少厚板连铸坯表面纵裂的开浇方法，具体实施方案如下：
1、优化生产工艺，降低开浇过热度
宽厚板连铸机在浇次第一炉过热度均大于35℃，铸坯窄面均存在明显鼓肚现象，且鼓肚量为8～10mm，无裂纹铸坯鼓肚量为2mm左右，铸坯因过热度高，结晶器内坯壳薄，因断面大，铸坯移动过程中，窄面铸坯与宽面铸坯不同步，造成边部拉伸开裂，导致边部纵裂纹的产生。之后通过优化工艺，降低开浇炉次中间包过热度，由15～30℃降低至10～20℃之间，提高了初生坯壳厚度，减少结晶器内铸坯宽面及窄面鼓肚量，提高结晶器内坯壳均匀性，减少应力集中，边部纵裂纹明显减少。
2、研发开浇保护渣
通过对裂纹周围成分进行能谱分析，裂纹内部有大量的K、Na等保护渣元素，说明裂纹的产生在结晶器，而且保护渣的适应性较低。因为宽厚板连铸机断面大，坯壳所受收缩应力和弯曲应力大，宽厚板生产钢种含碳量在包晶、亚包晶反应区间，裂纹敏感性高，需要保护渣具有渣膜晶粒均匀、组织细化，传热和受力更均匀化，并且黏度高、碱度低，液渣流入坯壳间更加连续均匀，同时具有保温效果更稳定，析晶温度低的这些特性，改造后保护渣具体成分如下表1：
表1改进后保护渣化学成分与理化性能
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3、开发宽厚板连铸机专用开浇提速曲线
开浇第一炉拉速的变化直接影响着铸坯质量，自主开发宽厚板连铸机专用开浇提速曲线，提高保护渣渣膜传热的稳定性，该提速曲线特征如下：开浇以0.4m/min的速度起动，加速度为2.5m/min2(持续时间约10s)，保持0.4m/min的速度0.5min；然后采用加速度为0.5m/min2到0.8m/min，保持0.8m/mim的速度1.5min，继续采用加速度0.5m/min2到预先设置的浇铸速度0.9～1.3m/min，具体为：200mm断面时为1.3m/min，250mm断面时为1.2m/min，300mm断面时为0.9m/min，开浇提速曲线如图1所示。
4、自主开发浸入式水口低位开浇模式，准确控制出苗时间
厚板坯连铸机中间包与结晶器之间由浸入式水口贯穿，开浇前，在备包区浸入式水口挂在中间包上一块与中间包进行烘烤作业，在开浇前，中间包与浸入式水口一起下降至电位器“低位”处，浸入式水口处于低位开浇模式，这样有利用于对钢液流场的控制。出苗时间控制在60～110秒，具体控制200mm断面按照60～90秒，300mm断面按照70～110秒，在实际操作过程中偏中后期控制时间，使结晶器内坯壳有足够的凝固时间，保护渣渣膜晶粒均匀，起到较好的润滑效果。
相比现有厚板连铸机开浇方法，本方法具有以下优点：
1、改变了以往开浇第一炉高过热度的常规思路，过热度由15～30℃降低至10～20℃之间，提高了初生坯壳厚度，减少结晶器内铸坯宽面及窄面鼓肚量，提高结晶器内坯壳均匀性，减少应力集中，防止在拉坯过程中产生裂纹。
2、开发宽厚板专用开浇渣，其传热和受力更均匀化，并且黏度高、碱度低，液渣流入坯壳间更加连续均匀，同时保温效果更稳定，析晶温度低，能够控制传热，达到铸坯在结晶器内缓冷防止纵裂的目的。
3、开发宽厚板连铸机开浇拉速提速曲线，能解决开浇低拉速时的冷却强度大问题，并且对开浇拉速进行加速度提速控制，保证尽快进入稳定拉速阶段，减少了裂纹敏感系数。
4、宽厚板连铸机水口低位开浇模式，使结晶器内坯壳足够的凝固时间，确保保护渣渣膜晶粒均匀，起到较好的润滑效果。
附图说明
图1为本发明的开浇提速曲线。
具体实施方式
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或者类似特征中的一个例子而已。所述仅仅是为了帮助理解本发明，不应该视为对本发明的具体限制。
下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种减少厚板连铸坯表面纵裂的开浇方法，所述开浇方法为：
1、在开浇前，根据钢包状况、过程温降，确定精炼工序上钢温度，确保开浇中间包过热度不能太高，具体为10～20℃。
2、确认中间包车操作箱上“大包臂高位灯”、“烘烤器高位灯”亮；松开塞棒锁紧装置；
3、紧接着按下操作箱“浇注位”按钮，中包自动升至最高，并将中间包车运行至“浇注位”；在中间包车行走过程中，清除浸入式水口保温毡，检查水口侧孔和内腔；
4、关闭塞棒起闭机构液压缸卸压阀门，塞棒自动关闭；
5、此时将操作箱转为“浇注模式”；对水口进行对中并进行检查确认。按下“中包下降”按钮，降包至电位器显示“35-45”低位处，放好防溅板；
6、确认液面自控自动校准，塞棒控制手拉盒显示正常；
7、确认中间包预吹氩时间达到3分钟后，开始开浇，同时开始读秒；
8、中间包钢水重量达到12t(60秒)，按下手拉盒上“自动”开浇按钮；
9、根据不同断面的出苗时间，用手拉盒上“打开”或“关闭”按钮进行钢流调节，出苗时间控制200mm断面按照60～90秒，300mm断面按照70～110秒；
10、钢水没过水口侧孔，拿出防溅板随后推入开浇保护渣，保护渣成分如表1所示，并试液面是否结壳；液面上升至液位显示器的30％时，自动以0.4m/min的速度起动，加速度为2.5m/min2(持续时间约10S)，保持0.4m/min的速度0.5min；然后采用加速度为0.5m/min2到0.8m/min，保持0.8m/mim的速度1.5min，继续采用加速度0.5m/min2到预先设置的浇铸速度0.9～1.3m/min，具体为：200mm断面时为1.3m/min，250mm断面时为1.2m/min，300mm断面时为0.9m/min，开浇提速曲线如图1所示。
11、开浇后，打开氩封，流量按工艺要求控制，压缩空气开至最大；
12、开机正常后，手动将中间包升至电位器显示“60”正常浇注位置。
通过以上措施的实施，开浇纵裂问题基本上得到彻底解决和控制，铸坯一次检验合格率由99.91％提高至99.94％，创造直接经济效益420万元/年。
本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法，在此不一一列举实施例。
本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种减少宽厚板连铸坯表面纵裂纹的开浇方法，所述开浇方法包括以下步骤：
1)开浇炉次中间包过热度为10～20℃，采用宽厚板专用开浇渣，采用宽厚板连铸机专用开浇提速曲线；
2)在开浇前，中间包与浸入式水口一起下降至电位器“低位”处，浸入式水口处于低位开浇模式；出苗时间：60～110秒；
所述宽厚板连铸机专用开浇提速曲线为：开浇以0.4m/min的速度起动，加速度为2.5m/min2，持续时间10s，保持0.4m/min的速度0.5min；然后采用加速度为0.5m/min2到0.8m/min，保持0.8m/min的速度1.5min，继续采用加速度0.5m/min2到预先设置的浇铸速度0.9～1.3m/min；
所述宽厚板专用开浇渣的化学成分和理化性质为：SiO2 32.3wt％、CaO 36.8wt％、Al2O3 3.9wt％、MgO 1.7wt％、Na2O 8wt％、F 12.4wt％、TC 4.9wt％、碱度1.14、熔点1115℃、粘度0.14Pa.S、水分≤0.35wt％。
2.根据权利要求1所述的开浇方法，其特征在于，预先设置的浇铸速度具体为：200mm断面时为1.3m/min，250mm断面时为1.2m/min，300mm断面时为0.9m/min。
3.根据权利要求1所述的开浇方法，其特征在于，出苗时间具体为：200mm断面的出苗时间为60～90秒，300mm断面出苗时间为70～110秒。
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