CN113118400B - 一种外场协同控制作用下的均质化板坯连铸生产方法 - Google Patents
一种外场协同控制作用下的均质化板坯连铸生产方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113118400B CN113118400B CN202110425538.7A CN202110425538A CN113118400B CN 113118400 B CN113118400 B CN 113118400B CN 202110425538 A CN202110425538 A CN 202110425538A CN 113118400 B CN113118400 B CN 113118400B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electromagnetic stirring
- continuous casting
- slab
- secondary cooling
- cooling zone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
- B22D11/122—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ using magnetic fields
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
- B22D11/1206—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for plastic shaping of strands
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
- B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
本发明的一种外场协同控制作用下的均质化板坯连铸生产方法，属于炼钢‑连铸领域。该方法在板坯连铸机的二冷区扇形段安装电磁搅拌辊，并同时在板坯连铸凝固末端二冷区电磁搅拌之后的两个扇形段进行机械压下，以获得均质化板坯。二冷电磁搅拌可以对钢水进行搅拌混匀，使钢水温度和凝固坯壳均匀，增加等轴晶比率，提高表面质量；凝固末端机械压下可以促进富含溶质元素的钢液向上游排出，改善中心偏析，并补偿铸坯凝固收缩，抑制缩孔生长。同时二冷电磁搅拌可以将机械压下排出的浓缩钢液进一步混匀，二冷电磁搅拌和凝固末端机械压下相互结合，达到改善铸坯内部质量的目的。
Description
技术领域：
本发明属于炼钢-连铸技术领域，具体涉及一种外场协同控制作用下的均质化板坯连铸生产方法。
背景技术：
近年来，随着对连铸坯质量要求的不断提高，人们对连铸坯内中心偏析和中心疏松的形成及危害越来越关注，中心偏析和中心疏松严重影响铸坯的内部质量，制约了高品质、高附加值钢的生产。
在板坯连铸中，为减少和消除铸坯中心偏析和中心疏松，使用最多的为二冷区电磁搅拌技术和凝固末端机械压下技术。二冷电磁搅拌可以促进纵向方向的钢液流动，混匀钢液的同时抑制柱状晶过度生长，促进等轴晶形核，从而大大提高了铸坯的等轴晶率。但二冷电磁搅拌容易产生白亮带问题，并且对偏析的改善有限；凝固末端机械压下通过施加机械力，改变了铸坯的凝固进程，补偿凝固收缩，抑制缩孔生长，并且通过挤压排出浓缩钢液，减低了中心偏析和疏松。
这两种技术从不同的侧面去改善中心偏析和中心疏松，但两种技术都存在一定的问题，对铸坯内部质量的改善程度还远远不够。虽然现在很多生产企业的连铸机上已同时装配了这两种技术，但两种技术的安装位置相距较远，无法达到协同控制，机械压下排出的浓缩钢液无法进一步混匀，对偏析和疏松的改善有限。
发明内容：
本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种外场协同控制作用下的均质化板坯连铸生产方法，通过二冷区电磁搅拌技术和凝固末端机械压下技术相互结合，协同控制，机械压下排出的浓缩钢液被电磁搅拌进一步混匀，从而最大限度的改善板坯的内部质量。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种外场协同控制作用下的均质化板坯连铸生产方法，其包括如下步骤：
钢液从板坯连铸机的中间包经过浸入式水口流入结晶器，依次经过结晶器、二冷区足辊段、二冷区扇形段、二冷区矫直段，不断冷却凝固，直至完全凝固，其中，所述的板坯连铸机的二冷区扇形段设有电磁搅拌辊，进行电磁搅拌，所述的电磁搅拌棍安装处的铸坯中心固相率为0.1～0.2；同时在板坯连铸凝固末端进行机械压下，所述的机械压下的位置为二冷区电磁搅拌之后的两个扇形段，如图1所示；所述的机械压下压下量为板坯厚度的4～5％，获得均质化板坯，其中：所述的电磁搅拌辊所通电流电流强度为200～500A，电流频率为5～7Hz。
所述的电磁搅拌辊为两对，分别相对安装在二冷区一扇形段的进口和出口处，如图1所示。
所述的电磁搅拌辊与普通支撑辊不同，在普通支撑辊上缠绕线圈，线圈匝数为40～70匝。所述的电磁搅拌辊线圈内通电流，所通电流为两相交频电流，相邻线圈相位差为90度，线圈所加电流方向如图2所示。
所述的电磁搅拌所通电流电流强度为300A，电流频率为7Hz。
本发明在板坯连铸生产过程中，通过二冷电磁搅拌促进钢液在纵向方向上旋转流动，混匀钢液的同时抑制柱状晶过度生长，促进等轴晶形核，从而大大提高了铸坯的等轴晶率。机械压下通过挤压铸坯，在补偿凝固收缩，抑制缩孔的同时将两相区的浓缩钢液向上排出，排出的浓缩钢液又通过二冷电磁搅拌进一步混匀。通过这两种技术的相互协同作用，改善铸坯表面质量的同时改善了铸坯的中心偏析和疏松缩孔，从而达到了板坯均质化生产的目的。
本发明的有益效果：
本发明的外场协同控制作用下的均质化板坯连铸生产方法，将二冷电磁搅拌技术和凝固末端机械压下技术相互结合，1)有利于抑制等轴晶过度生长，促进等轴晶形核，从而增加等轴晶比率，提高表面质量；2)有利于挤压糊状区浓缩钢液，从而改善铸坯的中心偏析；3)有利于改变铸坯的凝固进程，补偿凝固收缩，改善铸坯的中心疏松；协同控制下，综合达到大大改善铸坯内部质量的目的
附图说明：
图1为本发明实施例4的外场协同控制作用下的均质化板坯连铸生产方法中板坯二冷电磁搅拌及机械压下位置示意图；
图2为本发明实施例所采用的电磁搅拌辊线圈所加电流方向示意图；
图3为本发明实施例1-4制备的板坯中心C偏析率对比图；
图4为本发明实施例1和4制备的板坯低倍组织的对比图，其中(a)为实施例1，(b)为实施例4。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供的一种外场协同控制作用下的均质化板坯连铸生产方法，将二冷电磁搅拌技术和凝固末端机械压下技术相互结合，协同控制，达到大大改善铸坯内部质量的目的。为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
在具体实施例1-4中，所用连铸机参数、所用生产钢种的物性参数和生产参数以及成分所占比重如表1～3所示。所用连铸机各扇形段的位置及中心固相率如表4所示。
表1连铸机参数
| 参数 | 数值 |
| 铸坯断面尺寸，mm | 1820mm×230mm |
| 水口浸入深度，mm | 120mm |
| 结晶器有效高度，mm | 800mm |
| 水口入口截面积 | 1323mm<sup>2</sup> |
表2所选钢种的物性参数和生产参数
| 物性参数 | 数值 | 生产参数 | 数值 |
| 固相线温度 | 1733K | 拉坯速度 | 0.01333m/s |
| 液相线温度 | 1783K | 浇铸温度 | 1698K |
| 潜热 | 272e<sup>3</sup>J/kg | 过热度 | 20℃ |
| 导热系数 | 34W/m/℃ | ||
| 比热 | 680J/kg/℃ | ||
| 密度 | 7020kg/m<sup>3</sup> | ||
| 粘度 | 5.5e<sup>-3</sup>J/kg |
表3钢种成分所占比重
| 成分 | C | Si | Mn | P | S | Als | Fe |
| 含量(wt％) | 1.05 | 0.4 | 12.5 | 0.016 | 0.002 | 0.03 | 余量 |
表4各扇形段位置及中心固相率
| 扇形段 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 位置(m) | 0.88 | 1.74 | 2.83 | 4.4 | 6.29 | 10.08 | 16.16 | 20.38 |
| 中心固相率(％) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.026 | 0.116 | 0.623 | 0.964 |
表5实施例1-4与弯月面不同距离的方坯中心C偏析率
实施例1，不使用二冷电磁搅拌技术，使用机械压下技术，机械压下的压下量为10mm，压下位置为二冷区第七、八扇形段，其他参数如表1、表2和表3所示。本实施例所得铸坯的疏松度如表5所示，中心C偏析率如图3和表5所示，低倍组织图如图4(a)所示，等轴晶率为12.7％。
实施例2，使用二冷电磁搅拌技术，不使用机械压下技术，二冷电磁搅拌的安装位置为二冷区第二段，安装处的铸坯中心固相率为0，电磁搅拌辊线圈匝数为50匝，采用的电磁搅拌辊线圈所加电流方向示意图如图2所示，所通电流电流强度为300A，电流频率为7Hz，其他参数如表1～表3所示。本实施例所得铸坯的疏松度如表5所示，中心C偏析率如图3和表5所示。
实施例3，使用二冷电磁搅拌技术，使用机械压下技术，二冷电磁搅拌的安装位置为二冷区第二段，安装处的铸坯中心固相率为0，电磁搅拌辊线圈匝数为50匝，采用的电磁搅拌辊线圈所加电流方向示意图如图2所示，所通电流电流强度为300A，电流频率为7Hz，机械压下的压下量为10mm，压下位置为二冷区第七、八扇形段，其他参数如表1～表3所示。本实施例所得铸坯的疏松度如表5所示，中心C偏析率如图3和表5所示。
实施例4，使用二冷电磁搅拌技术，使用机械压下技术，板坯二冷电磁搅拌及机械压下位置示意图如图1所示，二冷电磁搅拌的安装位置为二冷区第六段，电磁搅拌辊线圈匝数为50匝，采用的电磁搅拌辊线圈所加电流方向示意图如图2所示，所通电流电流强度为300A，电流频率为7Hz，机械压下的压下量为10mm，压下位置为二冷区第七、八扇形段，其他参数如表1～表3所示。本实施例所得铸坯的疏松度如表5所示，中心C偏析率如图3和表5所示，低倍组织图如图4(b)所示，等轴晶率为49.8％。
表5各实施方案疏松度
| 实施例 | 疏松度×10<sup>-6</sup>m<sup>3</sup>/mg |
| 1 | 1.439 |
| 2 | 2.229 |
| 3 | 1.365 |
| 4 | 1.241 |
从上述图表中可以发现，采用当前连铸工艺时，板坯的表面质量、中心疏松和中心偏析得到明显改善。虽然方案3也同时装配了二冷电磁搅拌和机械压下技术，但是两种技术未达到协同控制，与方案4相比中心疏松和中心偏析的改善程度较低。同时方案4与方案1相比，等轴晶率从12.7％提高到49.8％，铸坯的表面质量也得到了很大改善。铸坯质量的改善得益于对铸坯内钢液流动状态的改变，两种技术改变钢液流动状态的同时又协同控制，使机械压下排出的浓缩钢液进一步得到混匀，从而更大程度上改善了中心偏析，有利于铸坯的均质化生产。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人.员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (3)
1.一种外场协同控制作用下的均质化板坯连铸生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
钢液从板坯连铸机的中间包经过浸入式水口流入结晶器，依次经过结晶器、二冷区足辊段、二冷区扇形段、二冷区矫直段，不断冷却凝固，直至完全凝固，其中，二冷区扇形段包括一~八扇形段，所述的板坯连铸机的二冷区扇形段设有电磁搅拌辊，具体设置于二冷区第六扇形段，进行电磁搅拌，所述的电磁搅拌棍安装处的铸坯中心固相率为0.116；同时在板坯连铸凝固末端进行机械压下，所述的机械压下的位置为二冷区电磁搅拌之后的两个扇形段，具体为二冷区第七扇形段和二冷区第八扇形段，所述的机械压下压下量为板坯厚度的4.35%，获得均质化板坯，其中：所述的电磁搅拌辊所通电流电流强度为300A，电流频率为7Hz，获得铸坯的疏松度为1.241×10-6 m3/mg，等轴晶率为49.8%。
2.根据权利要求1所述的外场协同控制作用下的均质化板坯连铸生产方法，其特征在于，所述的电磁搅拌辊为两对，分别相对安装在二冷区扇形段的进口和出口处。
3.根据权利要求1所述的外场协同控制作用下的均质化板坯连铸生产方法，其特征在于，所述的电磁搅拌辊由在普通支撑辊上缠绕线圈获得，线圈匝数为40~70匝；所述的电磁搅拌辊线圈内通电流，所通电流为两相交频电流，相邻线圈相位差为90度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110425538.7A CN113118400B (zh) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 一种外场协同控制作用下的均质化板坯连铸生产方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110425538.7A CN113118400B (zh) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 一种外场协同控制作用下的均质化板坯连铸生产方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113118400A CN113118400A (zh) | 2021-07-16 |
| CN113118400B true CN113118400B (zh) | 2022-04-22 |
Family
ID=76778164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110425538.7A Active CN113118400B (zh) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 一种外场协同控制作用下的均质化板坯连铸生产方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113118400B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113680982A (zh) * | 2021-09-10 | 2021-11-23 | 北京科技大学 | 一种改善c碳含量高于0.60％的高碳钢碳偏析指数的方法 |
| CN114054707A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-02-18 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种减轻管线钢连铸坯中心偏析的方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4016926A (en) * | 1974-03-23 | 1977-04-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Electro-magnetic strirrer for continuous casting machine |
| US6241004B1 (en) * | 1996-05-13 | 2001-06-05 | Ebis Corporation | Method and apparatus for continuous casting |
| CN201913211U (zh) * | 2010-12-15 | 2011-08-03 | 鞍钢股份有限公司 | 一种改善板坯内部组织的装置 |
| CN103121092A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-05-29 | 北京科技大学 | 一种基于末端电磁搅拌的连铸大方坯轻压下工艺 |
| CN104942252A (zh) * | 2015-07-23 | 2015-09-30 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种改善重轨钢大方坯内部质量的方法 |
| CN109536666A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-03-29 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种高硅热成形钢连铸生产方法 |
| CN109940140A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-06-28 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种提高亚包晶钢铸坯中心偏析质量的方法 |
| CN110303125A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-08 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 大方坯重轨钢均质性与致密性协同提升控制方法 |
-
2021
- 2021-04-20 CN CN202110425538.7A patent/CN113118400B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4016926A (en) * | 1974-03-23 | 1977-04-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Electro-magnetic strirrer for continuous casting machine |
| US6241004B1 (en) * | 1996-05-13 | 2001-06-05 | Ebis Corporation | Method and apparatus for continuous casting |
| CN201913211U (zh) * | 2010-12-15 | 2011-08-03 | 鞍钢股份有限公司 | 一种改善板坯内部组织的装置 |
| CN103121092A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-05-29 | 北京科技大学 | 一种基于末端电磁搅拌的连铸大方坯轻压下工艺 |
| CN104942252A (zh) * | 2015-07-23 | 2015-09-30 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种改善重轨钢大方坯内部质量的方法 |
| CN109536666A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-03-29 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种高硅热成形钢连铸生产方法 |
| CN109940140A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-06-28 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种提高亚包晶钢铸坯中心偏析质量的方法 |
| CN110303125A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-08 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 大方坯重轨钢均质性与致密性协同提升控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113118400A (zh) | 2021-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103121092B (zh) | 一种基于末端电磁搅拌的连铸大方坯轻压下工艺 | |
| CN113118400B (zh) | 一种外场协同控制作用下的均质化板坯连铸生产方法 | |
| CN101648212B (zh) | 预应力钢swrh82b大方坯连铸动态轻压下工艺 | |
| CN113134585A (zh) | 一种外场协同控制作用下的均质化方坯连铸生产方法 | |
| CN101868314A (zh) | 连铸坯及其制造方法 | |
| CN105033216B (zh) | 一种厚板坯连铸过程结晶器喂钢带工艺参数的确定方法 | |
| US5769152A (en) | Continuous casting process and continuous casting/rolling process for steel | |
| CN109663892B (zh) | 一种大型铸锭或铸坯的渐进凝固成型装置 | |
| CN109877288B (zh) | 一种取向硅钢铸坯中心等轴晶率的控制工艺方法 | |
| JP2809186B2 (ja) | 連続鋳造方法 | |
| CN111036870A (zh) | 一种具有角部加热能力的板坯铸轧装置及方法 | |
| JPH08132206A (ja) | 連続鋳造方法 | |
| CN113231611B (zh) | 一种低过热度等温共熔法确定连铸喂钢带工艺参数的方法 | |
| CN113198994A (zh) | 一种改善连铸过程中大圆坯结晶器内皮下负偏析的方法 | |
| JP3119203B2 (ja) | 鋳片の未凝固圧下方法 | |
| JPH09508070A (ja) | 薄肉スラブの製造方法及び連続鋳造装置 | |
| CN110052588B (zh) | 一种微合金钢铸坯角部横裂纹控制工艺及结晶器 | |
| CN114054710B (zh) | 一种改善大断面矩形连铸坯中心质量的方法 | |
| CN114309505B (zh) | 一种采用动量布流的金属薄带连铸方法 | |
| CN216828556U (zh) | 一种金属薄带连铸设备 | |
| CN211614251U (zh) | 一种具有角部加热能力的板坯铸轧装置 | |
| CN104493118B (zh) | 一种中低碳高强度钢均质化铸坯的生产方法 | |
| CN1083307C (zh) | 连续铸造的工字梁异形坯制成的梁 | |
| JP2004216411A (ja) | 特殊溶鋼の連続鋳造方法 | |
| JP2000326060A (ja) | 連続鋳造された鋼材品の製造をするための方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |