CN112974748A - 具有角裂防止功能的连铸机和连铸方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有角裂防止功能的连铸机和连铸方法。所述具有角裂防止功能的连铸机包括多个辊和电磁加热部件，多个所述辊沿连铸方向排列成辊列，所述辊列具有矫直段，所述电磁加热部件设在所述矫直段的上游且邻近所述矫直段的上游端，用于将进入所述矫直段之前的铸坯的角部电磁加热到预定温度以上。本发明的具有角裂防止功能的连铸机具有结构简单、可靠性强、能防止铸坯产生角裂的特点。

Description

具有角裂防止功能的连铸机和连铸方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体地，涉及一种具有角裂防止功能的连铸机和连铸方法。

背景技术

在进行钢材连铸过程中，钢水要经过相变、结晶等一系列的过程，在此过程中铸坯坯壳会受到热应力、钢水静压力、摩擦力、矫直力等力的作用，当这些应力的值大于坯壳表面所能承受的最大应力时，铸坯表面就会开始产生裂纹。此外，夹杂物及第二相粒子的存在会对铸坯造成应力集中，引起表面裂纹进一步延伸。角裂的存在使得铸坯的成材率大大降低，严重影响了钢铁厂的正常生产和经济效益。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

钢从固相线温度附近至600℃温度区间内存在3个明显的脆性温度区，分别是：第I凝固脆性化区，第II高温塑性区和第III低温脆化区，连铸过程中铸坯产生角裂与第III脆性区有着密切的关系，例如第III低温脆化区可为1000℃-600℃，铸坯进入矫直区时，其角部和表面温度多在1000℃以下，即第III脆化区范围内。这时的铸坯在受到矫直力作用时非常容易产生角裂。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种能够通过提高铸坯的角部温度防止铸坯产生角裂的具有角裂防止功能的连铸机。

根据本发明实施例的具有角裂防止功能的连铸机包括多个辊和电磁加热部件，多个所述辊沿连铸方向排列成辊列，所述辊列具有矫直段，所述电磁加热部件设在所述矫直段的上游且邻近所述矫直段的上游端，用于将进入所述矫直段之前的铸坯的角部电磁加热到预定温度以上。

根据本发明实施例的具有角裂防止功能的连铸机通过电磁加热部件对铸坯的角部进行加热，可以提高铸坯的角部温度，使其避开第III脆性化区，防止角裂现象的发生，具有结构简单、节省人工、生产效率高、铸坯质量高的特点。

在一些实施例中，所述预定温度为所述铸坯的第III脆性化温度区的上限温度。

在一些实施例中，所述上限温度为T1，所述电磁加热部件将所述铸坯的角部加热到T1+20℃至T1+100℃的范围内。

在一些实施例中，所述电磁加热部件为多个，多个所述电磁加热部件分别用于加热所述铸坯的多个角部。

在一些实施例中，所述电磁加热部件为由铜管绕制而成的电磁加热盘，所述电磁加热盘折成与所述铸坯的角部适配的L形。

在一些实施例中，所述具有角裂防止功能的连铸机还包括冷却器，所述冷却器具有冷却介质出口和冷却介质入口，所述冷却介质入口与所述铜管的一端相连，所述冷却介质出口与所述铜管的另一端相连。

在一些实施例中，所述具有角裂防止功能的连铸机还包括控制柜，所述控制柜与所述电磁加热盘相连，以向所述电磁加热盘提供功率连续可调的电源。

在一些实施例中，所述电磁加热部件面对所述铸坯的角部表面的表面与所述铸坯的角部表面之间的距离为5毫米-50毫米。

本发明还提出一种具有角裂防止功能的连铸方法，在铸坯即将进入辊列的矫直段之前，将所述铸坯的角部电磁加热到预定温度以上，以防止所述铸坯的角部出现裂纹。

根据本发明实施例的具有角裂防止功能的连铸方法通过将铸坯的角部电磁加热到预定温度以上，防止其角部出现裂纹，提高了铸坯的成材率，降低了生产成本。

在一些实施例中，所述预定温度为所述铸坯的第III脆性化温度区的上限温度。

附图说明

图1是根据本发明实施例的具有角裂防止功能的连铸机的结构示意图。

图2是图1中电磁加热盘的结构示意图。

图3是图2中电磁加热盘的俯视图。

图4是图2中电磁加热盘的侧视图。

附图标记：

铸坯1，电磁加热部件2，电磁加热盘21，铜管211，冷却器3，控制柜4。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的具有角裂防止功能的连铸机。

根据本发明实施例的具有角裂防止功能的连铸机包括多个辊(图中未示出)和电磁加热部件2。

多个辊沿连铸方向排列成辊列，辊列具有矫直段。电磁加热部件2设在矫直段的上游且邻近矫直段的上游端，用于将进入矫直段之前的铸坯1的角部电磁加热到预定温度以上。

电磁加热部件2可用安装在铸坯1进入矫直段之前的位置处且紧邻矫直段的上游端，在铸坯1即将进入矫直段之前将铸坯1的角部通过电磁加热到预定温度以上，使铸坯1的角部温度避开第III脆性化区，从而达到防止铸坯1角裂的效果。

根据本发明实施例的具有角裂防止功能的连铸机，通过电磁加热部件对铸坯1的角部进行加热，可以提高铸坯1的角部温度，使其避开第III脆性化区，防止角裂现象的发生，具有结构简单、节省人工、生产效率高的特点，并且电磁加热方式控制简单，铸坯不易损坏电磁加热部件。

在一些实施例中，预定温度为铸坯1的第III脆性化温度区的上限温度。

第III脆性化温度区为范围值，在设定温度时，将铸坯1的第III脆性化温度区的上限温度作为预定温度，以确保铸坯1能够避开第III脆性化温度区，在连铸过程中，根据铸坯1钢种的不同，铸坯1的第III脆性化温度区也不同，例如第III脆性化温度区可以为1000-600℃，则预设温度为1000℃，预设温度可以随钢种的不同而发生变化。

根据本发明实施例的具有角裂防止功能的连铸机，通过将预设温度设为第III脆性化温度区的上限温度，可以更加确保铸坯1的角部加热温度高于第III脆性化温度区，减少角裂，提高铸坯质量。

在一些实施例中，上限温度为T1，电磁加热部件2将铸坯1的角部加热到T1+20℃至T1+100℃的范围内。

在对铸坯1的角部加热过程中，将铸坯1的角部加热到比上限温度T1高20-100℃的范围内，即能实现铸坯1不发生角裂现象，同时可以降低能耗，例如第III脆性化温度区为1000-600℃，将铸坯1的角部加热到1020-1100℃的范围内。

在一些实施例中，电磁加热部件2为多个，多个电磁加热部件2分别用于加热铸坯1的多个角部。如图1所示，电磁加热部件2为多个，且分别布置在铸坯1的多个角部，用于对应加热铸坯1的所有角部。例如，对于连铸方坯，可以设置四个电磁加热部件2，分别加热方坯的四个角部。

根据本发明实施例的具有角裂防止功能的连铸机，通过设置多个电磁加热部件2，使加热效率更高，提高生产效率和质量。

在一些实施例中，电磁加热部件2为由铜管211绕制而成的电磁加热盘21，电磁加热盘21折成与铸坯1的角部适配的L形。

如图2-4所示，铜管211绕制成圆盘形的电磁加热盘21，电磁加热盘21沿其直径方向弯折成L形，以使电磁加热盘21与铸坯1的角部适配。其中，铜管211的壁厚可以为0.5mm-10mm。电磁加热盘21的直径为50mm-300mm，以更好地加热铸坯1的角部。电磁加热盘21的匝数可以为1-100。电磁加热盘21的表面需要做绝缘处理以防止发生触电事故，可以将其表面涂绝缘涂层或者将其放置在箱体中。

在一些实施例中，具有角裂防止功能的连铸机还包括冷却器3，冷却器3具有冷却介质出口和冷却介质入口，冷却介质入口与铜管211的一端相连，冷却介质出口与铜管211的另一端相连。

如图1-2所示，因电磁加热盘21处于在铸坯1周围，环境温度高，并且加热过程中其本身温度也高，需要冷却装置对其降温，以保证其正常工作。冷却器3内储存有冷却介质，冷却介质通过冷却器3的冷却介质出口流入铜管211内，然后通过铜管211的另一端流入冷却器3的冷却介质入口，以完成对电磁加热盘21进行冷却。

根据本发明实施例的具有角裂防止功能的连铸机通过设置冷却器3，以保证电磁加热盘21的正常工作，提高了电磁加热盘21的使用寿命。

在一些实施例中，具有角裂防止功能的连铸机还包括控制柜4，控制柜4与电磁加热盘21相连，以向电磁加热盘21提供功率连续可调的电源。

如图1所示，控制柜4通过线路与电磁加热盘21相连，控制柜4向电磁加热盘21提供功率连续可调的电源以调整电磁加热盘21的加热温度，从而使电磁加热盘21将铸坯1的角部加热到T1+20℃至T1+100℃的范围内，完成对铸坯1的角部加热。

根据本发明实施例的具有角裂防止功能的连铸机通过设置控制柜4，使连铸机可适应多种不同钢种的铸坯生产，具有生产产品多样性的特点。

在一些实施例中，电磁加热部件2面对铸坯1的角部表面的表面与铸坯1的角部表面之间的距离为5毫米-50毫米。

电磁加热部件2与铸坯1的角部间隔开布置，电磁加热部件2的第一表面与铸坯1的角部表面相对，电磁加热部件2的第一表面与铸坯1的角部表面之间的间隔距离为5毫米-50毫米，当间隔距离过小时，容易损坏电磁加热部件2，当间隔距离过大时，电磁加热部件2对铸坯1的角部的加热效果差，间隔距离为5毫米-50毫米时，电磁加热部件2对铸坯1的角部的加热效果最好。

本发明的实施例还提出一种具有角裂防止功能的连铸方法，在铸坯1即将进入辊列的矫直段之前，将铸坯1的角部电磁加热到预定温度以上，以防止铸坯1的角部出现裂纹。

根据本发明实施例的具有角裂防止功能的连铸方法，通过在辊列的矫直段之前，将铸坯1的角部通过电磁加热到预定温度以上，铸坯1的角部避开第III脆性化温度区，从而防止其角部出现裂纹，操作步骤简单，能够防止铸坯1产生角裂，提高铸坯1的成材率，降低生产成本。

在一些实施例中，预定温度为铸坯1的第III脆性化温度区的上限温度。

第III脆性化温度区为范围值，调节预定温度为第III脆性化温度区的上限温度，使铸坯1能够避开第III脆性化温度区，防止铸坯1的角部出现裂纹。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种具有角裂防止功能的连铸机，其特征在于，包括：

多个辊，多个所述辊沿连铸方向排列成辊列，所述辊列具有矫直段；

电磁加热部件，所述电磁加热部件设在所述矫直段的上游且邻近所述矫直段的上游端，用于将进入所述矫直段之前的铸坯的角部电磁加热到预定温度以上。

2.根据权利要求1所述的具有角裂防止功能的连铸机，其特征在于，所述预定温度为所述铸坯的第III脆性化温度区的上限温度。

3.根据权利要求2所述的具有角裂防止功能的连铸机，其特征在于，所述上限温度为T1，所述电磁加热部件将所述铸坯的角部加热到T1+20℃至T1+100℃的范围内。

4.根据权利要求1所述的具有角裂防止功能的连铸机，其特征在于，所述电磁加热部件为多个，多个所述电磁加热部件分别用于加热所述铸坯的多个角部。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的具有角裂防止功能的连铸机，其特征在于，所述电磁加热部件为由铜管绕制而成的电磁加热盘，所述电磁加热盘折成与所述铸坯的角部适配的L形。

6.根据权利要求5所述的具有角裂防止功能的连铸机，其特征在于，还包括冷却器，所述冷却器具有冷却介质出口和冷却介质入口，所述冷却介质入口与所述铜管的一端相连，所述冷却介质出口与所述铜管的另一端相连。

7.根据权利要求5所述的具有角裂防止功能的连铸机，其特征在于，还包括控制柜，所述控制柜与所述电磁加热盘相连，以向所述电磁加热盘提供功率连续可调的电源。

8.根据权利要求1所述的具有角裂防止功能的连铸机，其特征在于，所述电磁加热部件面对所述铸坯的角部表面的表面与所述铸坯的角部表面之间的距离为5毫米-50毫米。

9.一种具有角裂防止功能的连铸方法，其特征在于，包括：在铸坯即将进入辊列的矫直段之前，将所述铸坯的角部电磁加热到预定温度以上，以防止所述铸坯的角部出现裂纹。

10.根据权利要求9所述的具有角裂防止功能的连铸方法，其特征在于，所述预定温度为所述铸坯的第III脆性化温度区的上限温度。

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