CN113333707B - 一种r10米弧连铸机无夹持段浇注矩形坯的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种R10米弧连铸机无夹持段浇注矩形坯的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、根据所生产钢种的一次冷却中坯壳收缩曲线，设置结晶器铜管倒锥度，提高一冷强度；步骤2、使用R10米弧专用校弧样板，调整足辊与校弧样板之间的间隙；步骤3、优化二冷模式，提高二冷前700mm的冷却强度，增加坯壳厚度，完成矩形坯的生产。解决了现有技术中存在的夹持段安装复杂、成本高的问题。

Description

一种R10米弧连铸机无夹持段浇注矩形坯的方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金工艺技术领域，涉及一种R10米弧连铸机无夹持段浇注矩形坯的方法。

背景技术

165mm×280mm矩形坯由于宽面尺寸大，在结晶器铜管内经过一次冷却后，经拉坯进入二次冷却区经过喷水冷却，此时高温连铸坯的外层凝固坯壳厚度很薄(约15-18mm)，铸坯内部仍存在高温液态钢水。在现有连铸工艺技术水平下，受钢水静压力的作用，如果不设置夹持装置，未对成型连铸坯辅助于夹持作用力，初生坯壳宽面容易向外层发生不均匀膨胀变形，即形成鼓肚变形，甚至产生漏钢事故；广泛应用于矩形坯生产的工艺技术，均在二冷段安装有夹持装置，依据连铸坯厚度调整夹持辊辊缝间距，从而控制连铸坯的鼓肚(变形)量。

夹持段结构复杂，由夹持段框架、内外弧辊子装配、左右侧辊子装配、上下定位装置以及冷却配水管组成，设备成本偏高、安装复杂、发生漏钢事故时中断时间长等工艺不足点。

夹持装置主要冶金功能：在二冷区对存在液芯的连铸坯进行二次喷水冷却，在这一时间段高温连铸坯的凝固坯壳厚度仍很薄(约20mm-25mm)，铸坯内部仍有高温钢水，受钢水静压力的作用，在没有夹持装置的支撑作用力下，初生坯壳受液芯压力容易向外层发生不均匀膨胀，形成鼓肚变形，甚至产生漏钢事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种R10米弧连铸机无夹持段高效浇注矩形坯的方法，解决了现有技术中存在的10米弧连铸机必须安装夹持段、夹持段安装复杂、成本高的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种R10米弧连铸机无夹持段浇注矩形坯的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将高温钢水浇注入连铸机结晶器铜管中(即一次冷却)，初生坯壳与结晶器铜管倒锥度保持一致，控制一次冷却中初生坯壳与铜管之间间隙；

步骤2、采用高拉速结晶器保护渣，使用自动加渣机将保护渣按照少、匀、勤的方式加入结晶器钢水液面，熔化的液渣均匀流入铜管与初生坯壳之间，提高传热和润滑效果；

步骤3、连铸坯经一次冷却之后进入二冷区，充分利用结晶器足辊加持连铸坯表面控制表面变形；

步骤4、连铸坯运行至零段与Ⅰ段之间时控制冷却盲区；

步骤5、当连铸坯进入二冷Ⅰ段时，提高二冷段前五排内、外弧喷嘴的冷却强度(前五排内、外弧喷嘴水量为5.1L/min、后九排内、外弧喷嘴水量为4.1L/min)；

步骤6、通过二冷段的连铸坯依次通过拉矫机、火焰切割机后进入移坯车，完成生产矩形坯。

本发明的特点还在于：

步骤1中使用抛物线大倒锥度铜管，直面取2.5mm-2.8mm、弧面2.0mm-2.1mm；

步骤1中高拉速为1.6m/min-2.0m/min；

步骤2中结晶器保护渣的指标为，熔化温度为1170-1180℃，所述结晶器保护渣黏度为0.70-0.73Pa.S，选用包晶钢时保护渣碱度为0.88-0.92，选用普通钢种时保护渣碱度为0.70-0.80。

步骤3中使用前调节足辊与校弧样板之间的间隙0.0mm-0.5mm。

步骤4中二冷零段与Ⅰ段喷嘴之间间隙控制60mm-80mm。

步骤5中二冷Ⅰ段共14排喷嘴，将前五排内、外弧喷嘴改为大水量喷嘴。

本发明的有益效果是：本发明一种R10米弧连铸机无夹持装置浇注矩形坯的方法，解决了现有技术中存在的夹持段安装复杂、成本高的问题。采用本发明一种R10米弧连铸机无夹持段浇注矩形坯的方法，不用在R10米弧连铸机上安装夹持段，降低改造前连铸机设备投入和生产过程夹持辊运维成本、提高连铸机作业效率的优势，适用于生产165mm×280mm矩形坯，连铸坯鼓肚变形量≤3mm，连续浇钢拉速从1.0-1.2m/min提高至1.6-2.0m/min；节约二冷区夹持段装置前期设备投入成本及生产过程中运行维护费用；避免了夹持段安装及维护过程影响连续生产，有效提高连铸机作业率，有助于促进生产稳定性和工序产能的明显提升。

附图说明

图1是本发明一种R10米弧连铸机无夹持装置浇注矩形坯的方法中连铸坯一次冷却过程示意图；

图2是本发明一种R10米弧连铸机无夹持段浇注矩形坯的方法足辊隙调整过程示意图；

图3是本发明一种R10米弧连铸机无夹持段浇注矩形坯的方法中双排喷淋过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种R10米弧连铸机无夹持段浇注矩形坯的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将高温钢水浇注入连铸机结晶器铜管中(即一次冷却)，依据浇注钢种、拉速及冷凝连铸坯坯壳在结晶器铜管不同位置的收缩情况，调整调整结晶器铜管的倒锥度；使一次冷却过程中初生坯壳紧贴铜管内壁，提高传热效果，步骤1中结晶器铜管倒锥度参数为：直面取2.5mm-2.8mm、弧面2.0mm-2.1mm；控制在一次冷却过程中初生坯壳与铜管之间保持合理间隙，改善初生坯壳—气隙—铜管壁异相介质间的传热效果；初生坯壳与铜管之间的间隙越小越好；步骤1中高温钢水过热度10℃-25℃；

步骤2、连铸机的高拉速为1.6-2.0m/min。调整结晶器保护渣的理化指标，提高一次冷却的传热和脱模效果，高温钢水浇注入连铸机结晶器铜管后，使用自动加渣机按照少、匀、勤的方式添加，熔化的液渣层均匀填充结晶器铜管与初生坯壳之间的间隙，提高一次冷却效果，得到具有安全厚度的坯壳；液渣层厚度控制8mm-12mm；步骤2中，依据连铸坯的断面165mm×280mm、拉速1.6m/min-2.0m/min和牌号Q195、Q235等参数，结晶器保护渣的指标为，熔化温度为1170-1180℃，所述结晶器保护渣黏度为0.70-0.73Pa.S，选用包晶钢时保护渣碱度为0.88-0.92，选用普通钢种时保护渣碱度为0.70-0.80。

步骤3、调节足辊与校弧样板之间的间隙，使用R10米弧专用校弧样板校正足辊与出结晶器铜管的连铸坯坯壳间隙(校弧样板一侧紧贴结晶器铜管内壁，校正另一侧与足辊之间的间隙控制在0.0mm-0.5mm)，确保连铸坯在经过足辊段时足辊有效加持连铸坯，控制外观变形；步骤3中足辊采用多组、小辊径加持；

步骤4、调节二冷零段与Ⅰ段之间间隙至60mm-80mm。

步骤5、当连铸坯进入二冷Ⅰ段时，增加内、外弧前五排喷嘴的冷却强度；提高出结晶器铜管后700mm范围内二冷段水量，增加的凝固速度和坯壳厚度，确保输出该区间段连铸坯坯壳具有足够的强度，不会发生外观变形，不产生鼓肚缺陷；

连铸坯在生产过程中自上而下共分为两次水冷，即一次、二次冷结晶器冷却，一次冷却：将高温钢水注入结晶器铜管，通过长900mm铜管将热量传入冷却水，形成初生坯壳后(约12mm-18mm)，随之进入二冷段；二次冷却：连铸坯进入二冷段后仍然存在大量的高温液体，钢水对连铸坯的静压力非常大，需要通过二次水冷降温增加坯壳厚度，二冷段从上到下共分为四个冷却段：即零段、Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段，二冷水量呈现依次递减趋势，提高出结晶器铜管后700mm范围内二冷段水量，主要采措施：(1)控制二冷零段与Ⅰ段之间间隙60mm-80mm；(2)二冷零段内、外弧采用3排喷淋装置，提高喷嘴雾化水对连铸坯的覆盖面积；(3)二冷Ⅰ段共14排喷嘴，前五排内、外弧喷嘴在原有喷嘴水量4.1L/min的基础上增加至5.1L/min。

步骤6、通过二冷段的连铸坯依次通过拉矫机、火焰切割机后进入移坯车，完成生产矩形坯。

连铸坯鼓度≤3.0mm，内部质量裂纹、疏松、缩孔等缺陷≤1.5级。

本发明一种R10米弧连铸机无夹持段浇注矩形坯的方法的原理为：依据生产需求，调整结晶器铜管的倒锥度，控制在一次冷却过程中初生坯壳与铜管之间保持合理间隙，改善初生坯壳—气隙—铜管壁异相介质间的传热效果。

结晶器保护渣的熔化温度为1170-1180℃：熔化温度偏低，渣层厚度增加，初生坯壳与铜管之间渣膜厚度增加，传热不均匀，且粉渣层消化速度快，液态渣层结壳等，确保保护渣熔化温度小于出结晶器坯壳温度(1250℃)；

结晶器保护渣的碱度：碱度能够改善一次冷却传热效果。随着碱度的增加，保护渣玻璃化程度增加，传热效果减缓，使连铸坯一次冷却均匀性增加，有利于包晶钢(C：0.09％-0.15％)裂纹缺陷得到控制；但是随着保护渣碱度的过大，固态渣膜数量增加，不利于坯壳在脱模过程中的润滑效果，根据钢水碳含量不同，包晶钢确定保护渣碱度0.88-0.92，普通钢种选用碱度0.70-0.80。

结晶器保护渣的黏度：保护渣的黏度对连铸坯与铜管之间的润滑起到关键性作用，其液渣流入结晶器铜管与初生坯壳之间后形成的固态和液态的渣膜，液态渣的黏度过大或者过小都可能导致连铸坯的缺陷，保护渣黏度过小肯导致保护渣消耗高和连铸坯凹陷的缺陷；保护渣黏度过高消耗量降低，难以流入结晶器与坯壳之间的间隙，而造成润滑不良的现象。根据拉速、断面和浇注成分的不同，选择合适的保护渣黏度，满足必要的润滑要求。目前，使用的黏度检测设备为旋转粘度计，可以定位1300℃下高温液渣的黏度。高效连续浇注矩形坯过程(在1300℃下)保护渣黏度选用0.70-0.73Pa.S。

本发明一种R10米弧连铸机无夹持段浇注矩形坯的方法中使用喷嘴，二冷段全部采用水喷嘴，控制过程中的盲区，增加出结晶器铜管前700mm范围的冷却强度，提高该阶段的坯壳厚度，控制二冷段连铸坯外观变形。

采用10m弧连铸机专用校弧样板，校正二冷零段足辊间隙，足辊与校弧样板之间的间隙控制0.0mm-0.5mm；控制二冷零段与Ⅰ段之间的冷却盲区范围，防止未凝固完全的连铸坯在该区域鼓肚变形；二冷Ⅰ段内、外弧采用双排水冷喷嘴冷却，确保二冷水对连铸坯的全覆盖；确保输出该区间段连铸坯坯壳具有足够的强度，不会发生外观变形，不产生鼓肚缺陷。

实施例

优化结晶器铜管弧面和直面的倒锥度曲线，控制初生连铸坯坯壳与铜管的间隙，提高出结晶器提高后的坯壳安全厚度，步骤2中连铸坯的拉速为1.6-2.0m/min。

使用R10米弧专用校弧样板，调整足辊与校弧样板之间的间隙；步骤3中足辊与校弧样板之间的间隙0.0mm-0.5mm。确保在浇注过程中连铸坯进入二冷零段时通过足辊的加持，减少连铸坯宽面的变形，如图1所示。

结晶器保护渣的熔化温度为1170-1180℃，所述结晶器保护渣黏度为0.70-0.73Pa.S，包晶钢时保护渣碱度为0.88-0.92，选用普通钢种时保护渣碱度为0.70-0.80。如图1所示，保护渣熔化后的液渣能够均匀填充初生坯壳与结晶器铜壁间隙，起到良好的润滑和传热效果，提高出结晶器后连铸坯坯壳厚度和均匀性，是高效生产的前提，如图2所示。

二冷Ⅰ段内、外弧使用双排雾化水快速冷却连铸坯，完成矩形坯的生产。如图3所示，确保二冷雾化水对连铸坯外周覆盖率达95％以上。前5排内、外弧使用大水量喷嘴，确保连铸坯在通过二冷700mm的范围后具有足够的坯壳厚度，确保连铸坯在后续冷却过程中不产生鼓肚变形。

本发明一种R10米弧连铸机无夹持段浇注矩形坯的方法，解决了现有技术中存在的夹持段安装复杂、成本高的问题。采用本发明一种R10米弧连铸机无夹持段浇注矩形坯的方法，不用在R10米弧连铸机上安装夹持段，具有降低前期连铸机设备改造投入和生产过程夹持辊运维成本、提高连铸机作业效率的优势，适用于生产165mm×280mm矩形坯，连铸坯鼓肚变形量≤3mm，连铸机浇钢拉速从1.0-1.2m/min提高至1.6-2.0m/min；节避免了夹持段安装及维护过程影响连续生产，有效提高连铸机作业率，有助于促进生产稳定性和工序产能的明显提升。

Claims (3)

1.一种R10米弧连铸机无夹持段浇注矩形坯的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将高温钢水浇注入连铸机结晶器铜管中，初生坯壳与结晶器铜管倒锥度保持一致，控制一次冷却中初生坯壳与铜管之间间隙；

步骤1中结晶器铜管倒锥度参数为：直面取2.5mm-2.8mm、弧面2.0mm-2.1mm；

步骤2、调整结晶器保护渣的理化指标，当钢水中注入连铸机结晶器铜管时，使用自动加渣装置将结晶器保护渣按照少、匀、勤的方式加入钢水液面，提高一次冷却中润滑和传热效果；

结晶器保护渣的指标为，熔化温度为1170-1180℃，所述结晶器保护渣黏度为0.70-0.73Pa.S，选用包晶钢时保护渣碱度为0.88-0.92，选用普通钢种时保护渣碱度为0.70-0.80；

步骤3、调节足辊与校弧样板之间的间隙，连铸坯在出结晶器铜管之后，足辊有效加持连铸坯表面；

步骤3中调节足辊与校弧样板之间的间隙0.0mm-0.5mm；

步骤4、控制二冷零段与Ⅰ段之间的盲区；

步骤4中调节二冷零段与Ⅰ段之间间隙至60mm-80mm；

步骤5、当连铸坯进入二冷Ⅰ段时，提高二冷段前五排内、外弧喷嘴的冷却强度；

步骤6、通过二冷段的连铸坯依次通过拉矫机、火焰切割机后进入移坯车，完成生产矩形坯。

2.根据权利要求1所述的一种R10米弧连铸机无夹持段浇注矩形坯的方法，其特征在于，所述步骤1中连铸机的拉速为1.6-2.0m/min。

3.根据权利要求1所述的一种R10米弧连铸机无夹持段浇注矩形坯的方法，其特征在于，所述步骤5中提高二冷Ⅰ段前五排内、外弧喷嘴的冷却强度为：前五排内、外弧喷嘴水量为5.1L/min、后九排内、外弧喷嘴水量为4.1L/min。

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