CN110666125A - 连铸坯翘头消除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于冶金技术连铸领域，提供了一种连铸坯翘头消除方法，包括一次冷却，连铸坯开浇时，在结晶器中，钢水浇注到引锭头上冷却形成连铸坯头；二次冷却，在二冷区进行，把二冷区沿连铸坯拉坯方向分成若干个回路，跟踪连铸坯头的位置，连铸坯头首先进入二冷区的第一个回路，当连铸坯头进入第i个回路不小于100mm时，则开启第i‑1个回路的连铸坯外弧侧喷水阀；当连铸坯头进入二冷区的第i个回路不小于300mm时，开启第i‑1个回路的的连铸坯内弧侧喷水阀。采用本发明方法，通过逻辑控制二冷区的喷水阀开启顺序，消除连铸坯内外弧侧温差，降低抗变形力，抑制翘头现象的发生；避免翘头顶坏辊子和割枪等设备，保证连铸生产的顺利进行。

Description

连铸坯翘头消除方法
技术领域
本发明属于冶金技术连铸领域，特别是涉及一种连铸生产工艺中的连铸坯翘头消除方法。
背景技术
当前钢铁生产工艺流程中，连铸已成为钢水凝固成形的一个重要环节。
目前连铸机常采用直弧形或全弧形连铸机型形式，连铸坯在弧线段凝固连续成形后，再通过扇形段或者拉矫机等矫直设备被矫直成平直的铸坯，后经切割机切割成目标定尺的轧钢坯料。
实际生产过程中，连铸坯刚开浇时，钢水在结晶器内形成一定厚度的坯壳后，随引锭杆一起沿拉坯方向向前行进，行进过程中，连铸坯逐渐凝固成形，在连铸坯凝固成形时，要对连铸坯进行喷水冷却，由于连铸机的弧形结构，内弧的冷却水喷到连铸坯表面后，会沿连铸坯表面向下流，而外弧的冷却水喷到连铸坯表面后，则直接下落到地面，容易导致连铸坯内弧和外弧的冷却强度不均匀，常出现内弧侧冷却较强的现象，诱发连铸坯头向上翘的趋势；此外由于连铸坯在坯头与引锭杆头接触处的冷却强度较大，也会导致连铸坯头上翘。连铸坯翘头过高，将对导致连铸坯无法通过直线段处扇形段/拉矫机辊缝，严重时会顶住扇形段/拉矫机上辊，顶坏设备；此外，翘头过大的连铸坯也会与碰撞火焰切割机部分设备，损坏火焰切割机割枪等设备，导致生产停止，严重影响了生产的顺行。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种连铸坯翘头消除方法，包括一次冷却，连铸坯开浇时，在结晶器中，钢水浇注到引锭头上冷却形成连铸坯头；
二次冷却，在二冷区进行，把二冷区沿连铸坯拉坯方向分成多个回路，跟踪连铸坯头的位置，连铸坯头首先进入二冷区的第一个回路，当连铸坯头进入第i个回路不小于100mm时，则开启第i-1个回路的连铸坯外弧侧喷水阀；当连铸坯头进入二冷区的第i个回路不小于300mm时，开启第i-1个回路的的连铸坯内弧侧喷水阀。
优选地，控制所述二冷区的各回路的喷水量，对于二冷区第i个回路的连铸坯内弧侧和外弧侧的喷水量关系式如下：
Qouter＝Ki*Qinner
其中：
Qouter为连铸坯的外弧侧喷水量；
Qinner为连铸坯的内弧侧喷水量；
Ki为修正系数，其取值范围为1～2，取值沿拉坯方向随着回路次序递增。
进一步地，二冷区的第一个回路的连铸坯内弧侧和外弧侧的喷水量相同。
优选地，当连铸坯头越过二冷区的最后一个回路不小于100mm时，开启最后一个回路的连铸坯外弧侧喷水阀；当连铸坯头越过二冷区的最后一个回路不小于300mm时，开启最后一个回路的连铸坯内弧侧喷水阀。
优选地，在矫直区拉矫机入口和出口处的下辊两侧布置喷水冷却装置，若有翘头趋势的连铸坯头经过时，对连铸坯头下侧面进行喷水冷却。
优选地，在拉矫机下辊两侧布置喷水装置，当连铸坯头进入拉矫机时，拉矫机上辊抬起，然后对连铸坯头下侧面进行喷水冷却。
优选地，该方法使用在生产铸坯断面厚度不小于400mm的板坯、方坯或者异型坯的连铸机上。
优选地，该方法使用在生产铸坯断面厚度不小于300mm的高碳钢或者高强合金钢的连铸机上。
采用本发明的连铸坯翘头消除方法所产生的有益效果是：通过逻辑控制二冷区各冷却回路的喷水阀开启顺序，调整连铸坯内、外弧侧冷却水量，消除连铸坯内外弧存在的温差，降低连铸坯抗变形力，抑制连铸坯翘头现象的发生；同时，连铸坯进入矫直区时，在铸坯下侧布置喷水冷却装置，通过连铸坯上下侧温差不同，也可有效地消除已经发生的连铸坯翘头现象，避免连铸坯翘头顶坏辊子和割枪等设备，保证了连铸生产的顺利进行。
附图说明
图1为本发明的连铸坯翘头消除方法示意图；
图中：1-结晶器，2-二冷区，3-喷水阀，4-矫直区，5-上辊，6-下辊。
具体实施方式
为了更进一步阐述本发明为解决技术问题所采取的技术手段及功效，以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述，需要说明的是所提供的附图是示意性的，相互间并没有完全按照尺寸或者比例绘制，因此附图和具体实施例并不作为本发明要求的保护范围限定。
如图1所示，实际连铸坯生产过程中，开浇时，钢水浇注到引锭头上在结晶器1中一次冷却形成连铸坯头，然后启动拉矫机，使引锭杆带动含连铸坯头的连铸坯一起向拉坯方向运行，进入二冷区2，把二冷区沿连铸坯拉坯方向分成若干个回路，每个回路的连铸坯内弧侧和外弧侧都设置有喷水阀3，此时二冷区各回路的喷水阀都处于关闭状态；跟踪连铸坯头的位置，当连铸坯头运行到二冷区的第一个回路S1时，此时第一个回路S1的喷水阀仍处于关闭状态，当连铸坯头进入二冷区第二个回路S2至100mm长度时，第一个回路S1的外弧侧喷水阀开启，对铸坯进行冷却，当连铸坯头进入二冷区第二个回路S2至300mm长度时，第一个回路S1的内弧侧喷水阀开启，二冷回路S1之后的喷水阀均处于关闭状态；当连铸坯头进入二冷区第三个回路S3至100mm时，二冷回路S2的外弧侧喷水阀开启，内弧侧喷水阀处于关闭状态，当连铸坯头进入二冷区第三个回路S3至300mm时，开启回路S2的内弧侧喷水阀，而二冷回路S2之后的喷水阀均处于关闭状态；以此类推，即当连铸坯头进入二冷区第i(i＝3、4……)个回路Si至100mm时，开启前一个回路S(i-1)的外弧侧喷水阀，当连铸坯头进入二冷区第i(i＝3、4……)个回路S(i-1)至300mm时，开启前一个回路S(i-1)的内弧侧喷水阀，回路S(i-1)之后的喷水阀均处于关闭状态；对于最后一个回路，即当连铸坯头越过最后一个回路至100mm时，开启最后一个回路的外弧侧喷水阀，当连铸坯头越过最后一个回路至300mm时，开启最后一个回路的内弧侧喷水阀。
对于二冷区各冷却回路的喷水量，第一个回路S1的内弧侧和外弧侧的喷水量相同；对于第i(i＝2、3、……)个回路Si的内弧侧和外弧侧的喷水量按以下公式进行计算并控制：
Qouter＝Ki*Qinner
其中：
Qouter为连铸坯的外弧侧喷水量；
Qinner为连铸坯的内弧侧喷水量；
Ki为修正系数，其取值范围为1～2，取值沿拉坯方向随着回路次序递增。
对于进入矫直区4的连铸坯，在拉矫下辊6两侧设置喷水装置，当连铸坯头进入拉矫辊R1时，开启当地拉矫辊(即拉矫辊R1)两侧的喷水装置RC1；同样地当连铸坯头进入拉矫辊Ri(i＝1、2、3……)时，开启当地拉矫辊(即拉矫辊Ri)两侧的喷水装置RCi(i＝1、2、3……)。
本发明的连铸坯翘头消除方法，通过跟踪连铸坯与引锭杆的接头在二冷区处的位置，逻辑控制二冷区各冷却回路的喷水冷却控制阀开启顺序，避免连铸坯头的过强冷却，提高坯头温度，降低坯头抗变形力，利于上翘坯头的矫直；同时，调整内外弧冷却水量分配，降低内弧喷水量，增大外弧喷水量，保证连铸坯头冷却均匀，内外弧不产生较大温差，抑制连铸坯翘头现象的发生。对于已经有翘头趋势的连铸坯头，在矫直区拉矫机入口和出口处，在铸坯下侧布置喷水冷却装置，当连铸坯头经过时，对坯头进行下侧喷水冷却，坯头上下侧产生温差，使得上翘的坯头向下变形，已达到消除坯头上翘的目的。此方法尤其适用于生产超厚断面(厚度大于400mm的板坯、方坯、异型坯)的连铸机和生产高碳钢、高强合金钢等硬度较高且铸坯厚度大于300mm厚的连铸机。
连铸坯凝固成形要经历一次冷却和二次冷却，一次冷却在结晶器中进行，二次冷却在二冷区进行，二冷区又分成若干个二冷回路，每个二冷回路的水量可以单独控制。生产过程中，刚开浇时，在结晶器中，钢水浇注到引锭头上形成连铸坯头，然后启动拉矫机，使引锭杆带动含坯头的连铸坯一起向拉坯方向运行，此时二冷区各回路的喷水阀处于关闭状态。当连铸坯头运行到二冷区第一个回路S1时，此时第一个回路S1的喷水阀仍处于关闭状态，当连铸坯头进入二冷区第二个回路S2约100mm时，第一个回路S1的内、外弧侧喷水阀开启，对铸坯进行冷却，二冷回路S1之后的喷水阀均处于关闭状态；当连铸坯头进入二冷区第三个回路S3约100mm时，二冷回路S2的外弧侧喷水阀开启，内弧侧喷水阀处于关闭状态，当连铸坯头进入二冷区第三个回路S3约300mm时，开启回路S2的内弧侧喷水阀，二冷回路S2之后的喷水阀均处于关闭状态；以此类推，即当连铸坯头进入二冷区第i(i＝3、4……)个回路Si约100mm时，开启前一个二冷回路S(i-1)的外弧侧喷水阀,当连铸坯头进入二冷区第i(i＝3、4……)个回路S(i-1)约300mm时，开启前一个二冷回路S(i-1)的内弧侧喷水阀，二冷回路S(i-1)之后的喷水阀均处于关闭状态；对于最后一个二冷回路，即当连铸坯头越过最后一个二冷回路约100mm时，开启最后一个二冷回路的外弧侧喷水阀,当连铸坯头越过最后一个二冷回路约300mm时，开启最后一个二冷回路的内弧侧喷水阀。
对于进入矫直区4的连铸坯，由于进入拉矫机时，生产过程中，为保护拉矫辊不被磨损或损坏，当坯头进入拉矫机时，拉矫机的上辊5抬起，此时，连铸坯头无约束，会有上翘趋势，为抑制连铸坯头上翘，在拉矫机下辊6两侧布置喷水装置。当连铸坯头进入拉矫辊时，开启当地拉矫辊两侧的喷水装置，因连铸坯头下部冷却强度大，使连铸坯头有向下变形的趋势，消除连铸坯头上翘。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种连铸坯翘头消除方法，其特征在于，包括
一次冷却，连铸坯开浇时，在结晶器中，钢水浇注到引锭头上冷却形成连铸坯头；
二次冷却，在二冷区进行，把二冷区沿连铸坯拉坯方向分成多个回路，跟踪连铸坯头的位置，连铸坯头首先进入二冷区的第一个回路，当连铸坯头进入第i个回路不小于100mm时，则开启第i-1个回路的连铸坯外弧侧喷水阀；当连铸坯头进入二冷区的第i个回路不小于300mm时，开启第i-1个回路的的连铸坯内弧侧喷水阀。
2.根据权利要求1所述的连铸坯翘头消除方法，其特征在于，控制所述二冷区的各回路的喷水量，对于二冷区第i个回路的连铸坯内弧侧和外弧侧的喷水量关系式如下：
Qouter＝Ki*Qinner
其中：
Qouter为连铸坯的外弧侧喷水量；
Qinner为连铸坯的内弧侧喷水量；
Ki为修正系数，其取值范围为1～2，取值沿拉坯方向随着回路次序递增。
3.根据权利要求2所述的连铸坯翘头消除方法，其特征在于，二冷区的第一个回路的连铸坯内弧侧和外弧侧的喷水量相同。
4.根据权利要求1所述的连铸坯翘头消除方法，其特征在于，当连铸坯头越过二冷区的最后一个回路不小于100mm时，开启最后一个回路的连铸坯外弧侧喷水阀；当连铸坯头越过二冷区的最后一个回路不小于300mm时，开启最后一个回路的连铸坯内弧侧喷水阀。
5.根据权利要求1所述的连铸坯翘头消除方法，其特征在于，在矫直区拉矫机入口和出口处的下辊两侧布置喷水冷却装置，若有翘头趋势的连铸坯头经过时，对连铸坯头下侧面进行喷水冷却。
6.根据权利要求1所述的连铸坯翘头消除方法，其特征在于，在拉矫机下辊两侧布置喷水装置，当连铸坯头进入拉矫机时，拉矫机上辊抬起，然后对连铸坯头下侧面进行喷水冷却。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的连铸坯翘头消除方法，其特征在于，其特征在于，该方法使用在生产铸坯断面厚度不小于400mm的板坯、方坯或者异型坯的连铸机上。
8.根据权利要求1-6中任意一项所述的连铸坯翘头消除方法，其特征在于，其特征在于，该方法使用在生产铸坯断面厚度不小于300mm的高碳钢或者高强合金钢的连铸机上。
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