CN113351842B - 一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺 - Google Patents

一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺 Download PDF

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Abstract

本申请涉及板坯铸造技术领域，具体公开了一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，包括以下步骤：将钢包内的钢水注入中间包中，使中间包内钢水的过热度为15‑30℃；将中间包内的钢水注入四流连铸机的结晶器中进行冷却，且形成初成品；使初成品进入四流连铸机的扇形导向段进行二次冷却和拉坯矫直，且形成中间品，中间品经过切割，得到板坯；拉速为1.00‑1.40m/min，并使初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为17.64‑20.87mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为12.96‑18.14m。该连铸生产工艺，不仅增加板坯的年产量，还有效的增加板坯连铸生产中的安全性和稳定性，并增加板坯的质量以及合格率。

Description

一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺
技术领域
本申请涉及板坯铸造技术领域，更具体地说，它涉及一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺。
背景技术
随着生活水平的提高和科技的进步，对于钢的需求量也在不断的增加。在板坯铸造中一般选择连铸，连铸是连接炼钢和轧钢的中间环节，其也是炼钢过程中的重要步骤之一。板坯的连铸生产工艺流程为钢包、中间包、结晶器、二次冷却、拉坯矫直、切割，得到板坯，即，钢水经过连铸得到板坯，且由于结晶器浇铸断面、拉速的限制，使得板坯的年产量一般在100-150万吨，无法满足市场需求，例如，唐山建龙结晶器浇铸断面为180×450mm2，拉速为1.5m/min，年产量为135万吨，如果直接提高拉速，虽然能够增加板坯的年产量，但是板坯连铸生产过程中容易出现鼓肚或漏钢的情况，不仅存在安全隐患，而且影响板坯质量，因此，急需研究一种板坯高效、稳定的连铸生产工艺，以满足市场需求。
发明内容
为了提高板坯连铸生产的年产量和稳定性，本申请提供一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺。
本申请提供一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，采用如下的技术方案：
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，包括以下步骤：
S1、将钢包内的钢水注入中间包中，使中间包内钢水的过热度为15-30℃；
S2、将中间包内的钢水注入四流连铸机的结晶器中进行冷却，结晶器的浇铸断面为180×670-180×870mm2，结晶器的两个宽面平行，结晶器的两个窄面的倒锥度为1.00-1.20％/m，结晶器的有效长度为0.8-1.0m，钢水沿结晶器内壁冷却结晶形成以钢水为液芯的初成品，结晶器中含有用于保护钢水的保护渣，保护渣覆盖在结晶器钢水的钢液面上；
S3、将初成品从结晶器的出口拉出，并使初成品进入四流连铸机的扇形导向段，对初成品进行二次冷却和拉坯矫直，扇形导向段采用密排辊，且相邻辊之间的辊缝≤0.5mm，扇形导向段的弧形半径为10-15m，初成品液芯的钢水继续冷却结晶且形成实心的中间品，中间品经过切割，得到板坯；
且，连铸生产工艺过程中，拉速为1.00-1.40m/min，并使初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为17.64-20.87mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为12.96-18.14m。
通过采用上述技术方案，一方面将结晶器的浇铸断面提高到180×670-180×870mm2，增加板坯的截面积，另一方面将拉速提高到1.00-1.40m/min，增加板坯的产率，并通过两者之间的相互配合，使板坯的年产量在160万吨以上，甚至达到244万吨。申请人发现，由于结晶器的浇铸断面、拉速的增加，并提高了结晶器的热流量，初成品与结晶器内侧壁之间的摩擦增大，并使初成品于结晶器出口处出现鼓肚和漏钢的情况。基于此发现，本申请中，使结晶器的两个窄面的倒锥度为1.00-1.20％/m、结晶器的有效长度为0.8-1.0m，不仅适应钢水在结晶器内凝固产生的热收缩，而且还减小气隙，降低坯壳热回升现象，提高结晶器和初成品坯壳之间间隙的均匀性，并提高结晶器的冷却效率，有效的降低板坯产生裂纹和变形的情况，提高板坯的质量，增加板坯合格率，同时，还增加初成品于结晶器出口处的坯壳厚度，坯壳厚度为17.64-20.87mm，保证了初成品于结晶器出口处坯壳的厚度，降低出现鼓肚和漏钢的情况，提高板坯连铸生产中的稳定性。
同时，申请人还发现，在初成品于扇形导向段内运动过程中，初成品液芯的钢水继续冷却结晶且形成实心的中间品，由于浇铸断面的增加，增加了初成品内液芯的量，即增加了初成品液相穴深度，同时，也增加了液芯对坯壳的静压力，并于相邻辊的辊缝之间容易发生鼓胀且呈凸面现象，并进一步造成板坯鼓肚变形，影响板坯质量。基于此发现，本申请中采用二次冷却以及密排辊，且相邻辊之间的辊缝≤0.5mm，并使初成品液相穴深度为12.96-18.14m，降低相邻辊的辊缝对板坯质量的影响，提高板坯连铸生产的稳定性，提高板坯的合格率。
可选的，所述钢水由包括以下重量百分数的成分组成，C:0.06-0.12％、Si:0.05-0.15％、Mn:0.35-0.45％、Al:0.005-0.015％、P≤0.05％、S≤0.05％、Cr≤0.30％、Ni≤0.30％、Cu≤0.30％，余量为Fe。
通过采用上述技术方案，对钢水的成分组成进行限定，便于板坯的连铸生产，满足市场需求。
可选的，步骤S1中，钢包中钢水的温度为1565-1575℃，中间包中钢水的温度为1539-1554℃。
通过采用上述技术方案，对钢包中钢水的温度进行优化，降低钢包中钢水温度过低而影响钢水流动性，也降低钢包中钢水温度过高而增加铸造成本。也对中间包中的钢水温度进行限定，并使中间包中钢水的过热度为15-30℃，降低中间包中钢水温度过低而影响钢水流动性，并降低出现断浇的情况，降低中间包中钢水温度过高而增加铸造成本，也降低出现初成品坯壳厚度过薄并发生鼓肚或漏钢的情况，提高板坯连铸生产的安全性和稳定性。
可选的，步骤S2中，采用冷却水对结晶器中的钢水进行冷却，冷却水温度为15-25℃、压力为0.8-1.0MPa、用量为285-295m3/h。
通过采用上述技术方案，对结晶器的冷却水温度、压力、用量进行优化，并使拉速为1.00-1.40m/min时，钢水经过结晶器冷却后的坯壳厚度为17.64-20.87mm，满足结晶器中钢水形成初成品能量的需求，提高板坯连铸生产的稳定性。
可选的，步骤S3中，扇形导向段分为三个段，分别为前段、中断、后端，且在前段对初成品进行二次冷却，前段采用雾化水对初成品进行二次冷却，雾化水通过压缩空气和冷却水混合，且经过气-水雾化喷嘴得到，冷却水和压缩空气的气水比为0.6，冷却水温度为15-25℃、压力为0.8-1.0MPa，压缩空气的温度为室温、压力为0.4-0.6MPa，调节阀流量为21-35m3/h。
通过采用上述技术方案，对冷却水的温度、压力进行优化，也对压缩空气的温度、压力进行优化，同时对调节阀流量进行优化，使拉速为1.00-1.40m/min时，初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为12.96-18.14m。并采用气-水雾化喷嘴使得压缩空气和冷却水形成雾化水，并利用雾化水以水雾的形式喷洒到初成品的表面，然后对初成品进行二次冷却，能够有效的提高初成品热量散失的效率，并降低冷却水用水量，降低板坯连铸生产的成本，提高连铸生产工艺的实用性。
可选的，步骤S3中，将前段分为五个区，一到五区使用的冷却水用量分别为冷却水总量的22％、26％、24％、16％、12％。
通过采用上述技术方案，在前段分五个区对初成品进行冷却，且对一到五区的冷却水用量进行优化，且用水量为先增加后降低的趋势，本申请中，一区的冷却水用量较小，能够有效的降低初成品于一区冷却过快而使板坯产生缺陷、过脆、断裂的情况，在二至五区，初成品沿远离结晶器一端的坯壳厚度在二次冷却作用下逐渐增加，液芯量逐渐降低，液芯冷却所需要的能量降低，此时逐渐减少冷却水用量，能够有效的使液芯于初成品内逐渐冷却，提高板坯连铸生产的稳定性。
可选的，所述保护渣的厚度为6-15mm。
通过采用上述技术方案，对保护渣的厚度进行限定，使保护渣于结晶器中钢水的钢液面形成保护层，降低保护渣的厚度过小而影响保护渣的使用效果，也降低保护渣的厚度过大而增加其对钢水的作用力，并影响板坯的质量。
可选的，步骤S1中，中间包中含有用于保护钢水的中包覆盖剂，中包覆盖剂覆盖在中间包钢水的钢液面上。
通过采用上述技术方案，中包覆盖剂对中间包中的钢水起到保护的作用，而且中包覆盖剂对钢水起到隔绝空气与保温的效果，提高板坯连铸生产中的稳定性，提高板坯的合格率。
可选的，保护渣由包括以下重量百分数的成分组成，SiO2:27.81-31.97％、Al2O3:5.06-5.53％、Fe2O3:0.76-1.27％、CaO:30％、MgO:2.20-2.74％、R2O:7.60-9.08％、F:4.10-6.15％、FC:6.26-7.36％、H2O≤0.42％，余量为杂质，且R2O碱金属氧化物。
通过采用上述技术方案，在结晶器中加入保护渣，保护渣覆盖在结晶器钢水的钢液面上，与此同时，钢水于结晶器中冷却结晶形成初成品时，部分保护渣还流入初成品和结晶器之间形成的间隙内，起到良好的润滑和传热效果，也能够降低初成品表面出现纵裂和粘结漏钢的情况。
申请人还发现，由于拉速的提高，钢水在结晶器内的停留时间缩短，流入初成品坯壳和结晶器内侧壁间隙之间的保护渣量减少，并使初成品表面出现纵裂和粘结漏钢的情况。基于此发现，本申请中，对保护渣的成分组成进行限定和优化，并通过原料以及其配比之间的协同作用，有效的降低保护渣的粘度、熔化温度，同时还具有较快的熔化速度，增加结晶器和初成品坯壳之间保护渣渣膜的均匀性，满足结晶器润滑和热传导效果，并促进初成品坯壳的均匀生长，提高板坯连铸生产的稳定性，以及板坯的质量和合格率。
可选的，所述R2O中Li2O的重量含量为1.00-2.00％。
通过采用上述技术方案，对R2O中Li2O的含量进行限定，降低保护渣的粘度、熔化温度，提高保护渣的使用效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请的大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，通过各步骤之间的相互配合，不仅增加板坯的年产量，且年产量在160万吨以上，甚至达到244万吨，同时还能够有效的增加板坯连铸生产中的安全性和稳定性，并增加板坯的质量以及合格率。
2、本申请前段采用雾化水对初成品进行二次冷却，有效的降低冷却水用水量，降低板坯连铸生产的成本，将前段分为五个区进行冷却，且用水量为先增加后降低的趋势，不仅能够降低初成品降温过快而产生缺陷、过脆、断裂的情况，而且能够有效的使液芯于初成品内逐渐冷却，提高板坯连铸生产的稳定性，以及板坯的质量和合格率。
3、本申请的保护渣，通过原料以及其配比之间的协同作用，有效的降低保护渣的粘度、熔化温度，同时还具有较快的熔化速度，增加结晶器和初成品坯壳之间保护渣渣膜的均匀性，降低初成品表面出现纵裂和粘结漏钢的情况，提高板坯连铸生产的稳定性，以及板坯的质量和合格率。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
制备例
表1制备例中保护渣各原料含量(单位:吨)
原料 SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO MgO R<sub>2</sub>O F FC H<sub>2</sub>O 杂质 合计
制备例1 28.92 5.53 0.95 28.29 2.53 9.08 6.04 6.98 0.32 11.36 100
制备例2 29.38 5.13 0.92 29.18 2.74 8.92 5.77 6.99 0.31 10.66 100
制备例3 29.21 5.11 0.79 28.49 2.30 9.05 6.15 7.27 0.35 11.28 100
制备例4 28.86 5.40 0.96 28.22 2.38 9.10 6.64 7.36 0.42 10.66 100
制备例5 28.09 5.32 0.79 29.43 2.67 8.84 6.03 6.26 0.41 12.16 100
制备例6 28.40 5.36 1.11 30.11 2.35 8.83 4.10 7.09 0.36 12.29 100
制备例7 28.83 5.33 0.78 28.29 2.20 8.72 5.51 7.17 0.41 12.76 100
制备例8 29.97 5.06 0.78 29.48 2.60 9.00 5.56 7.07 0.21 10.27 100
制备例9 29.32 5.52 0.82 29.25 2.60 7.60 5.09 7.23 0.15 12.42 100
制备例10 31.09 5.14 0.76 29.49 2.72 8.14 5.84 7.05 0.18 9.59 100
制备例11 31.97 5.11 0.78 28.69 2.67 7.84 4.74 6.34 0.33 11.53 100
制备例12 27.81 5.11 1.17 30.26 2.31 8.88 4.14 7.10 0.30 12.92 100
制备例13 28.30 5.23 0.99 30.29 2.42 8.83 4.11 7.09 0.30 12.44 100
制备例14 28.77 5.19 1.24 30.58 2.37 8.83 4.29 7.27 0.32 11.14 100
制备例15 28.60 5.21 1.18 30.62 2.33 8.91 4.50 7.08 0.38 11.19 100
制备例16 28.69 5.21 1.27 30.84 2.32 8.73 4.03 7.01 0.34 11.56 100
制备例1
一种保护渣，其成分组成配比见表1所示。
且，采用以下方法制备：将SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、R2O、F、FC，混合均匀，得到保护渣。
其中，H2O为原料中带入的水气，杂质也为原料中带入的杂质。R2O中Li2O的重量含量为1.50％，其也可以根据需要选自1.00％或2.00％。R2O中Na2O的重量含量为35.0％，其也可以根据需要选自30.0％或40.0％，余量为K2O。
制备例2-16
一种保护渣，其和实施例1的区别之处在于成分组成配比不同，其成分组成配比见表1所示。
性能检测试验
对制备例1-16得到的保护渣分别制备试样，并进行下述性能检测，检测结果如表2。
其中，利用熔化速度测试仪对试样的熔化速度进行检测；利用黏度测试仪对试样的粘度进行检测；利用容重和铺展性测试仪对试样的容重进行检测；利用半球点温度测试仪对试样的熔点进行检测。
表2保护渣检测结果
检测项目 熔化速度(1350℃,3g)/(s) 粘度(1300℃)/(Pa.S) 容重/(g/cm<sup>3</sup>) 熔点/(℃)
制备例1 32 0.241 0.74 1091
制备例2 32 0.241 0.80 1095
制备例3 32 0.230 0.70 1095
制备例4 32 0.250 0.79 1075
制备例5 27 0.219 0.76 1079
制备例6 30 0.271 0.73 1084
制备例7 30 0.250 0.77 1081
制备例8 33 0.248 0.79 1093
制备例9 31 0.230 0.81 1092
制备例10 30 0.276 0.81 1092
制备例11 30 0.265 0.82 1070
制备例12 28 0.260 0.79 1083
制备例13 30 0.296 0.76 1090
制备例14 30 0.296 0.79 1075
制备例15 30 0.260 0.74 1085
制备例16 30 0.278 0.75 1086
从表2中可以看出，本申请的保护渣，通过原料之间的协同作用，具有较低的粘度、熔点，在温度为1300℃时，保护渣的粘度为0.230-0.278Pa.S，保护渣的熔点为1083-1095℃，同时还具有较快的熔化速度，在温度为1350℃时，3g保护渣的熔化速度为27-33s，满足需求。
实施例
实施例1
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，包括以下步骤：
S1、将钢包内的钢水注入中间包中，使中间包内钢水的过热度为22℃，中间包中还含有用于保护钢水的中包覆盖剂，中包覆盖剂覆盖在中间包钢水的钢液面上，且中包覆盖剂选自灵寿县玖隆矿板坯有限公司，且中包覆盖剂的厚度为10mm，其也可以根据需要选择6m或15m。
且，钢包中钢水的温度为1571℃，其还可以根据需要选择1565℃或者1575℃。中间包中钢水的温度为1546℃，且，钢水的液相线为1524℃，即中间包钢水的过热度为22℃。
且，钢水由包括以下重量百分数的成分组成，C:0.09％、Si:0.12％、Mn:0.40％、Al:0.011％、P:0.02％、S:0.02％、Cr:0.16％、Ni:0.23％、Cu:0.11％，余量为Fe。
同时，钢水还可以根据需要选择由以下重量百分数的成分组成，C:0.06-0.12％、Si:0.05-0.15％、Mn:0.35-0.45％、Al:0.005-0.015％、P≤0.05％、S≤0.05％、Cr≤0.30％、Ni≤0.30％、Cu≤0.30％，余量为Fe。
S2、将中间包内的钢水注入四流连铸机的结晶器中进行冷却，结晶器的浇铸断面为180×870mm2，结晶器的两个宽面平行，结晶器的两个窄面的倒锥度为1.10％/m，其也可以根据需要选择为1.00％/m或1.20％/m，结晶器的有效长度为0.9m，其也可以根据需要选择为0.8m或1.0m。钢水沿结晶器内壁冷却结晶形成以钢水为液芯的初成品。结晶器中还含有用于保护钢水的保护渣，保护渣覆盖在结晶器钢水的钢液面上，且保护渣采用制备例1得到，且保护渣的厚度为10m，其也可以根据需要选择6mm或15mm。
且，采用冷却水对结晶器中的钢水进行冷却，冷却水温度为20℃，其也可以根据需要选择15℃或25℃。冷却水的压力为0.9MPa，其也可以根据需要选择0.8MPa或1.0MPa。冷却水的用量为290m3/h，其也可以根据需要选择285m3/h或295m3/h，且本实施例中，结晶器冷却水的两个宽面、两个窄面分别通入冷却水，且结晶器两个宽面的冷却水用量均为120m3/h，结晶器两个窄面的冷却水用量均为25m3/h。
S3、将初成品从结晶器的出口拉出，并使初成品进入四流连铸机的扇形导向段，对初成品进行二次冷却和拉坯矫直。初成品液芯的钢水在二次冷却的作用下，继续冷却结晶且形成实心的中间品，中间品经过切割，得到板坯。
且，扇形导向段采用密排辊，相邻辊之间的辊缝为0.3mm，其也可以根据需要选择0.1mm或0.5mm，且相邻辊之间的辊缝≤0.5mm即可。扇形导向段的弧形半径为12m，其也可以根据需要选择10m或15m。
扇形导向段分为三个段，分别为前段、中断、后端，且在前段对初成品进行二次冷却，前段采用雾化水对初成品进行二次冷却，雾化水通过压缩空气和冷却水混合，且经过气-水雾化喷嘴得到。冷却水和压缩空气的气水比为0.6。冷却水温度为20℃，其也可以根据需要选择15℃或25℃。冷却水的压力为0.9MPa，其也可以根据需要选择0.8MPa或1.0MPa。压缩空气的温度为室温。压缩空气的压力为0.5MPa，其也可以根据需要选择0.4MPa或0.6MPa。调节阀流量为28m3/h，其也可以根据需要选择21m3/h或35m3/h。且本实施例中，还将前段分为五个区，一到五区使用的冷却水用量分别为冷却水总量的22％、26％、24％、16％、12％。
本实施例中，连铸生产工艺过程中，拉速为1.40m/min，此时，钢水经过结晶器冷却后，初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为17.64mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为18.14m。
实施例2
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例1的区别之处在于，步骤S3中拉速不同，其拉速为1.30m/min，此时，钢水经过结晶器冷却后，初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为18.31mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为16.85m。
实施例3
本实施例中，连铸生产工艺过程中，拉速为1.20m/min，此时，钢水经过结晶器冷却后，初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为19.05mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为15.55m。
实施例4
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例1的区别之处在于，步骤S3中拉速不同，其拉速为1.10m/min，此时，钢水经过结晶器冷却后，初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为19.90mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为14.26m。
实施例5
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例1的区别之处在于，步骤S3中拉速不同，其拉速为1.0m/min，此时，钢水经过结晶器冷却后，初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为20.87mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为12.96m。
实施例6
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S3中结晶器的浇铸断面，结晶器的浇铸断面为180×830mm2，此时，钢水经过结晶器冷却后，初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为19.23mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为15.31m。
实施例7
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S3中结晶器的浇铸断面，结晶器的浇铸断面为180×790mm2，此时，钢水经过结晶器冷却后，初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为19.40mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为15.07m。
实施例8
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S3中结晶器的浇铸断面，结晶器的浇铸断面为180×750mm2，此时，钢水经过结晶器冷却后，初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为19.57mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为14.83m。
实施例9
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S3中结晶器的浇铸断面，结晶器的浇铸断面为180×700mm2，此时，钢水经过结晶器冷却后，初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为19.75mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为14.60m。
实施例10
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S3中结晶器的浇铸断面，结晶器的浇铸断面为180×670mm2，此时，钢水经过结晶器冷却后，初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为19.92mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为14.38m。
实施例11
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S1中，中间包内钢水的温度不同，中间包钢水的温度不同为1539℃，即中间包钢水的过热度为15℃，此时，钢水经过结晶器冷却后，初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为20.78mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为13.33m。
实施例12
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S1中，中间包内钢水的温度不同，中间包钢水的温度不同为1554℃，即中间包钢水的过热度为30℃，此时，钢水经过结晶器冷却后，初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为18.62mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为16.19m。
实施例13
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，保护渣的原料配比不同，保护渣采用制备例2得到。
实施例14
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S2中保护渣的原料配比不同，保护渣采用制备例3得到。
实施例15
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S2中保护渣的原料配比不同，保护渣采用制备例4得到。
实施例16
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S2中保护渣的原料配比不同，保护渣采用制备例5得到。
实施例17
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S2中保护渣的原料配比不同，保护渣采用制备例6得到。
实施例18
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S2中保护渣的原料配比不同，保护渣采用制备例7得到。
实施例19
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S2中保护渣的原料配比不同，保护渣采用制备例8得到。
实施例20
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S2中保护渣的原料配比不同，保护渣采用制备例9得到。
实施例21
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S2中保护渣的原料配比不同，保护渣采用制备例10得到。
实施例22
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S2中保护渣的原料配比不同，保护渣采用制备例11得到。
实施例23
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S2中保护渣的原料配比不同，保护渣采用制备例12得到。
实施例24
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S2中保护渣的原料配比不同，保护渣采用制备例13得到。
实施例25
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S2中保护渣的原料配比不同，保护渣采用制备例14得到。
实施例26
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S2中保护渣的原料配比不同，保护渣采用制备例15得到。
实施例27
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S2中保护渣的原料配比不同，保护渣采用制备例16得到。
对比例
对比例1
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S3中拉速不同，其拉速为0.80m/min，且钢水经过结晶器冷却后，并使初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为23.33mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为10.37m。
对比例2
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S3中拉速不同，其拉速为1.60m/min，且钢水经过结晶器冷却后，并使初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为16.50mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为20.74m。
对比例3
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S3中结晶器的浇铸断面，结晶器的浇铸断面为180×500mm2，此时，钢水经过结晶器冷却后，并使初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为20.96mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为13.14m。
对比例4
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S3中结晶器的浇铸断面和拉速不同，结晶器的浇铸断面为180×500mm2，拉速为2.08m/min，此时，钢水经过结晶器冷却后，并使初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为15.92mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为22.77m。
对比例5
一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其和实施例3的区别之处在于，步骤S1中，中间包钢水的温度不同，中间包钢水的温度不同为1564℃，即中间包钢水的过热度为40℃，此时，钢水经过结晶器冷却后，并使初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为17.32mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为18.37m。
性能检测试验
将实施例1-27和对比例1-5得到的板坯分别制备试样，并进行下述性能检测，检测结果如表3。
其中，年产量＝浇铸宽度×浇铸厚度×拉速×板坯密度×浇铸流数×浇铸时间，且板坯密度为7.3t/m3、浇铸流数为4个、浇铸时间为265天。
表3板坯检测结果
检测项目 缩松 中心裂纹 皮下裂纹 皮下鼓包 合格率/(％) 年产量/(万吨)
实施例1 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 96.5 244
实施例2 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 97.3 227
实施例3 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.1 209
实施例4 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.5 192
实施例5 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.9 174
实施例6 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.1 200
实施例7 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.3 190
实施例8 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.3 181
实施例9 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.5 168
实施例10 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.5 161
实施例11 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.9 209
实施例12 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 97.6 209
实施例13 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.1 209
实施例14 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.2 209
实施例15 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.0 209
实施例16 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.3 209
实施例17 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 97.8 209
实施例18 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.0 209
实施例19 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.0 209
实施例20 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.2 209
实施例21 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 97.7 209
实施例22 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 97.8 209
实施例23 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 97.9 209
实施例24 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 97.5 209
实施例25 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 97.5 209
实施例26 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 97.9 209
实施例27 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 97.7 209
对比例1 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.9 140
对比例2 较多缩松 较多裂纹 较多裂纹 较多鼓包 - 279
对比例3 无缩松 无裂纹 无裂纹 无鼓包 98.9 120
对比例4 大面积缩松 大面积裂纹 大面积裂纹 大面积鼓包 - 209
对比例5 少量缩松 少量裂纹 少量裂纹 少量鼓包 - 209
从表3中可以看出，本申请的断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，得到的板坯，年产量在160万吨以上，甚至达到244万吨，满足市场需求，同时板坯无缩松、中心无裂纹、皮下无裂纹、皮下无鼓包，板坯的整体合格率在96.5％以上，具有生产稳定、高效的优点。
将实施例3和对比例1进行比较，由此可以看出，在拉速为0.80m/min时，板坯的年产量为140万吨，年产量较少，无法满足市场需求。再结合对比例2进行比较，由此可以看出，虽然年产量达到279万吨，但是降低板坯的质量，造成大量的浪费。再结合实施例1-2、实施例4-5进行比较，由此可以看出，随着拉伸的增加，年产量增加，同时，初成品于结晶器出口处的坯壳厚度逐渐减小，液相穴深度不断增大，且在初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为17.64-20.87mmmm，液相穴深度为12.96-18.14m时，板坯具有良好的性能和合格率。
将实施例3和对比例3进行比较，由此可以看出，在浇铸断面为180×500mm2时，板坯的年产量为120万吨，无法满足市场需求。再结合对比例4进行比较，由此可以看出，虽然年产量达到209万吨，且和实施例3的年产量相同，但是拉速过大，降低板坯的质量，造成大量的浪费。
将实施例3和对比例5进行比较，由此可以看出，在中间包钢水的过热度为30℃时，虽然年产量达到209万吨，但是中间包钢水的过热度过高，降低板坯的质量，造成大量的浪费。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将钢包内的钢水注入中间包中，使中间包内钢水的过热度为15-30℃；
S2、将中间包内的钢水注入四流连铸机的结晶器中进行冷却，结晶器的浇铸断面为180×(670-870)mm2，结晶器的两个宽面平行，结晶器的两个窄面的倒锥度为1.00-1.20%/m，结晶器的有效长度为0.8-1.0m，钢水沿结晶器内壁冷却结晶形成以钢水为液芯的初成品，结晶器中含有用于保护钢水的保护渣，保护渣覆盖在结晶器钢水的钢液面上；
且，采用冷却水对结晶器中的钢水进行冷却，冷却水温度为15-25℃、压力为0.8-1.0MPa、用量为285-295m3/h；
S3、将初成品从结晶器的出口拉出，并使初成品进入四流连铸机的扇形导向段，对初成品进行二次冷却和拉坯矫直，扇形导向段采用密排辊，且相邻辊之间的辊缝≤0.5mm，扇形导向段的弧形半径为10-15m，初成品液芯的钢水继续冷却结晶且形成实心的中间品，中间品经过切割，得到板坯；
且，连铸生产工艺过程中，拉速为1.10-1.40m/min，并使初成品于结晶器出口处的坯壳厚度为17.64-20.87mm，且初成品在二次冷却的作用下，使其液相穴深度为12.96-18.14m；
扇形导向段分为三个段，分别为前段、中段、后段，且在前段对初成品进行二次冷却，前段采用雾化水对初成品进行二次冷却，雾化水通过压缩空气和冷却水混合，且经过气-水雾化喷嘴得到，冷却水和压缩空气的气水比为0.6，冷却水温度为15-25℃、压力为0.8-1.0MPa，压缩空气的温度为室温、压力为0.4-0.6MPa，调节阀流量为21-35m3/h；将前段分为五个区，一到五区使用的冷却水用量分别为冷却水总量的22%、26%、24%、16%、12%。
2.根据权利要求1所述的一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其特征在于：所述钢水由包括以下重量百分数的成分组成，C:0.06-0.12%、Si:0.05-0.15%、Mn:0.35-0.45%、Al:0.005-0.015%、P≤0.05%、S≤0.05%、Cr≤0.30%、Ni≤0.30%、Cu≤0.30%，余量为Fe。
3.根据权利要求2所述的一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其特征在于：步骤S1中，钢包中钢水的温度为1565-1575℃，中间包中钢水的温度为1539-1554℃。
4.根据权利要求1所述的一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其特征在于：所述保护渣的厚度为6-15mm。
5.根据权利要求1所述的一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其特征在于：步骤S1中，中间包中含有用于保护钢水的中包覆盖剂，中包覆盖剂覆盖在中间包钢水的钢液面上。
6.根据权利要求1所述的一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其特征在于：所述保护渣由包括以下重量百分数的成分组成，SiO2:27.81-31.97%、Al2O3:5.06-5.53%、Fe2O3:0.76-1.27%、CaO:30%、MgO:2.20-2.74%、R2O:7.60-9.08%、F:4.10-6.15%、FC:6.26-7.36%、H2O≤0.42%，余量为杂质，且R2O碱金属氧化物。
7.根据权利要求6所述的一种大断面板坯高效稳定的连铸生产工艺，其特征在于：所述R2O中Li2O的重量含量为1.00-2.00%。
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