CN111790893A - 一种控制连铸板坯结疤缺陷的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制连铸板坯结疤缺陷的工艺方法，所述方法包括以下步骤：（1）控制结晶器的振动偏摆，（2）控制结晶器均匀冷却，（3）控制结晶器保护渣的烧结性。该方案通过严格控制结晶器振动精度偏差、控制结晶器均匀冷却和控制结晶器保护渣的烧结性”工艺，来保证与结晶器内初生坯壳受力相关的设备功能精度，以减少结晶器弯月面处初生坯壳的受力，控制结晶器弯月面钢水溢流，溢流出的钢水与弯月面二次接触焊合、使弯月面初生坯壳弯曲折叠、形成结疤缺陷，从而提高连铸板坯质量，减少连铸漏钢事故，稳定连铸生产。

Description

一种控制连铸板坯结疤缺陷的工艺方法
技术领域
本发明涉及一种工艺方法，具体涉及一种控制连铸板坯结疤缺陷的工艺方法，属于钢铁冶金中连铸工艺领域。
背景技术
连铸板坯角部结疤缺陷是影响铸坯质量的重要缺陷，连铸板坯角部结疤缺陷的出现，轻者要进行表面精整，重者会导致板坯的出现，更严重的会导致连铸结晶器漏钢重大事故，既影响了连铸的正常生产，又影响了铸坯的质量，增加了企业的成本。
现有技术中连铸板坯结疤缺陷一直伴随着连铸技术的存在而存在，缺陷时有时无，时轻时重，一直没有得到很好解决，虽然技术人员从多方面进行了技术攻关，但由于缺乏相关理论支持及可借鉴经验，收效一直不大，连铸板坯角部的结疤缺陷一直严重困扰着炼钢厂的正常生产。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种控制连铸板坯结疤缺陷的工艺方法，该方案通过严格控制结晶器振动精度偏差、控制结晶器均匀冷却和控制结晶器保护渣的烧结性”工艺，来保证与结晶器内初生坯壳受力相关的设备功能精度，以减少结晶器弯月面处初生坯壳的受力，控制结晶器弯月面钢水溢流，溢流出的钢水与弯月面二次接触焊合、使弯月面初生坯壳弯曲折叠、形成结疤缺陷，从而提高连铸板坯质量，减少连铸漏钢事故，稳定连铸生产。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种控制连铸板坯结疤缺陷的工艺方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）控制结晶器的振动偏摆，
（2）控制结晶器均匀冷却，
（3）控制结晶器保护渣的烧结性。
作为本发明的一种改进，所述步骤（1）控制结晶器的振动偏摆：具体如下：
1) 导向精度：左右方向≤±0.15mm；前后方向≤±0.1mm；高度方向振幅偏差≤ 3%；
2）振动相位差：振动相位差≤±1.0 度。
作为本发明的一种改进，所述步骤（2）控制结晶器均匀冷却：具体如下：
1) 结晶器组合铜板相对面厚度差：宽面≤3mm；窄面≤1mm，需按此标准组合结晶器铜
2) 结晶器配水量与铜板厚度相关联：铜板厚薄每变化1%，结晶器水量变化8-10%，以保证结晶器四面的均匀冷却，标志是结晶器进出水温度差在6-10℃范围。
作为本发明的一种改进，所述步骤（3）控制结晶器保护渣的烧结性，具体如下，
1) 常规氧化剂Na2O、CaF、MnO、ZrO2的总含量小于10%；
2) 助熔剂B2O3、Li2O和MgO,BaO的总含量在5%~15%之间。
用适当的温度预加热处理保护渣基料（即在900℃±30℃预热20-30分钟）,保护渣粒度（＜200目）控制在60~80%以上。这样可使低熔点物质形成热稳定性的新相，对控制低温烧结反应是非常有效的。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，该技术方案能有效控制连铸板坯角部结疤缺陷，提高连铸坯质量，减少漏钢等重大恶性生产事故，采用本发明的生产工艺：能减少结晶器保护渣的烧结性，严格控制结晶器振动偏差，做好结晶器均匀冷却的控制，保证与结晶器内初生坯壳受力相关的设备功能精度，以减少结晶器弯月面处初生坯壳的受力，控制结晶器弯月面钢水溢流，溢流出的钢水与弯月面二次接触焊合、使弯月面初生坯壳弯曲折叠、形成板坯角部结疤缺陷。
附图说明
图1为保护渣烧结示意图；
图2为铸坯振痕和角部结疤形成示意图。
图中：1、分渣层，2、溶渣层，3、液渣层，4、坯壳，5、钢液，6、结晶器，7、保护渣烧结，8、振痕，9、裂缝，10、熔渣，11、渣圈。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：一种控制连铸板坯结疤缺陷的工艺方法，该方法包括如下步骤：
（1）控制结晶器振动精度偏差；
结晶器是连铸机的心脏，结晶器振动的精度偏差，是指在结晶器运动过程中其位移轨迹与理想轨迹的偏离程度，这直接影响连铸机的生产和铸坯的质量，结晶器振动偏摆控制包括导向精度和振动相位差，控制要求如下：
1) 导向精度：左右方向≤±0.15mm；前后方向≤±0.1mm；高度方向振幅偏差≤ 3%（全行程）；
2) 振动相位差（即各点振幅是否在同一时刻达到最大值）：振动相位差≤±1.0 度，（频率120cpm，振幅±3mm条件下测量）
特别注意结晶器振动偏摆不是“单个”的振动单元体，而是“左—右”两侧振动单元体在生产过程中的“相位差”和“位移偏差”，这主要应该通过调整振动系统的“同步性”来解决，因此必须严格做好结晶器振动偏移和相位差的在线检测，以保证结晶器振动偏摆精度偏差在标准范围内。
（2）控制结晶器均匀冷却；
结晶器中钢液的凝固冷却是连铸的关键，合理的结晶器冷却制度是确保铸坯在结晶器内冷却均匀，初生坯壳均匀稳定生长，减少因初生坯壳厚度偏薄或厚薄不均产生铸坯表面缺陷的重要手段，因此必须保证结晶器中初生坯壳均匀生长，防止坯壳过薄和受到的应力过大。连铸工艺控制必须满足以下要求
1)结晶器组合铜板相对面厚度差：宽面≤3mm；窄面≤1mm，需按此标准组合结晶器铜板；
2)结晶器配水量与铜板厚度相关联：铜板厚薄每变化1%，结晶器水量变化8-10%，以保证结晶器四面的均匀冷却，标志是结晶器进出水温度差在6-10℃范围。
（3）控制结晶器保护渣的烧结性；
连铸保护渣是直接影响连铸稳定生产和改善铸坯质量的一种重要材料，在结晶器中必须保证合适的熔渣层结构才能充分发挥其五大冶金功能。若结晶器保护渣烧结严重，在结晶器保护渣液渣中存在大量已烧结但未熔化的渣粒、渣块，渣块随液渣消耗黏附在弯月面处的初生坯壳上，减弱坯壳传热，初生坯壳的凝固速度降低，使坯壳厚度减薄，在结晶器下行的负滑脱时间内，渣块还对初生坯壳施加了较大的挤压力，坯壳溢流更严重，随后遇冷再凝固，形成结疤，如附图1、图2所示。
要减少结晶器保护渣的烧结性，就必须优化结晶器保护渣的原材料及保护渣配方。在保护渣配方中1）常规氧化剂Na2O、CaF、MnO、ZrO2的总含量小于10%；2）助熔剂B2O3、Li2O和MgO,BaO总含量在5%~15%之间。同时保护渣生产厂家改进制渣工艺：用适当的温度预加热处理保护渣基料（即在900℃±30℃预热20-30分钟）,保护渣粒度（＜200目）控制在60~80%以上。这样可使低熔点物质形成热稳定性的新相，对控制低温烧结反应是非常有效的。
上述方案纠正了现有的技术偏见，一直以来，在生产中，板坯角部结疤缺陷一段时间经常在某一流的同一位置反复出现、消失，再出现、再消失，而一段时间又根本没有结疤缺陷；另外，在同一连浇相同浇铸条件下，一流结疤缺陷非常严重，而另一流却根本没有结疤缺陷的现象也很普遍。且板坯角部的结疤缺陷长短不一，较长的能有1-2米长，较短的只有5-20毫米长。
因此，对于板坯角部结疤缺陷产生机理说法很多，缺乏权威理论支持；文献很少，也很难找到可借鉴经验。近几年来，技术人员通过大数据分析：发现板坯角部结疤缺陷与连铸中间包钢水过热度、结晶器角部缝隙的大小关联性较大，因此认为板坯角部结疤缺陷是由于钢水过热度高，坯壳薄；结晶器角部缝隙大，较薄的坯壳在结晶器中破裂后，钢水渗入结晶器角部缝隙后形成角部结疤缺陷。
本发明人现场跟踪发现，板坯角部结疤处振痕清晰，因此判断板坯角部钢水结疤产生于结晶器弯月面位置。坯壳振痕的形成是在结晶器振动的负滑脱时间内，液渣挤压弯月面初生坯壳而向内弯曲而形成的。此时，若连铸结晶器振动的前后、左右的偏摆大或同步性差（注意振动偏摆不是“单个”的振动单元体，而是“左—右”两侧振动单元体在生产过程中的“相位差”和“位移偏差”），钢水溢流，溢流出的钢水与弯月面二次接触焊合、使弯月面初生坯壳弯曲折叠、形成结疤缺陷。
该方案找出了板坯结疤的真正原因：连铸结晶器振动的前后、左右的偏摆大或同步性差，钢水溢流，溢流出的钢水与弯月面二次接触焊合、使弯月面初生坯壳弯曲折叠、形成结疤缺陷，纠正了原有的钢水过热度高、结晶器角部缝隙大的错误技术观点，并且带来了意想不到的技术效果，利用该方法能有效控制连铸板坯的角部结疤缺陷，减少结疤漏钢事故，从而提高连铸板坯质量，稳定连铸生产。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (5)

1.一种控制连铸板坯结疤缺陷的工艺方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）控制结晶器的振动偏摆，
（2）控制结晶器均匀冷却，
（3）控制结晶器保护渣的烧结性。
2.根据权利要求1所述的控制连铸板坯结疤缺陷的工艺方法，其特征在于，所述步骤（1）控制结晶器的振动偏摆：具体如下：
1) 导向精度： 左右方向≤ ±0.15mm；前后方向≤ ±0.1mm；高度方向振幅偏差≤3%；
2）振动相位差：振动相位差≤ ±1.0 度。
3.根据权利要求2所述的控制连铸板坯结疤缺陷的工艺方法，其特征在于，所述步骤（2）
（2）控制结晶器均匀冷却：具体如下：
1) 结晶器组合铜板相对面厚度差：宽面≤3mm；窄面≤1mm，需按此标准组合结晶器铜板；
2) 结晶器配水量与铜板厚度相关联：铜板厚薄每变化1%，结晶器水量变化8-10%，以保证结晶器四面的均匀冷却，标志是结晶器进出水温度差在6-10℃范围。
4.根据权利要求3所述的控制连铸板坯结疤缺陷的工艺方法，其特征在于，所述步骤（3）控制结晶器保护渣的烧结性，具体如下，
1) 常规氧化剂Na2O、CaF、MnO、ZrO2的总含量小于10%；
2) 助熔剂B2O3、Li2O和MgO,BaO的总含量在5%~15%之间。
5.根据权利要求3所述的控制连铸板坯结疤缺陷的工艺方法，其特征在于，所述步骤（3）中，用适当的温度预加热处理保护渣基料即在900℃±30℃预热20-30分钟,保护渣粒度（＜200目）控制在60~80%以上。
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