CN113927008B - 一种抑制板坯生产双相钢结晶器液面周期性波动的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抑制板坯生产双相钢结晶器液面周期性波动的生产方法，在利用连铸机生产板坯的过程中，控制以下条件：所用结晶器的累计过钢量≤5万吨、零号段在线时间≤20天；中间包钢水的过热度为18～35℃；结晶器宽面进出水温差为7～10℃，热流密度为0.9～1.6MW/m2；中间包水口的对中内外弧偏差≤2mm；二次冷却强度为0.7～1.0L/kg.min；拉坯速度为≤1.3m/min。通过上述各条件的配合，对于宽厚板坯浇铸双相钢，也能够有效抑制结晶器液面周期性波动，减少或避免钢卷夹杂降级。
Description
技术领域
本发明属于连铸浇铸领域，特别涉及一种抑制板坯生产双相钢结晶器液面周期性波动的生产方法。
背景技术
双相钢是由低碳钢经过临界区热处理工艺而得到的主要由铁素体(F)和少量马氏体(M)(体积分数＜20％)组成的高强度钢，其特点是在有高强度的同时有良好的塑性，可以满足汽车减重的需求，在汽车工业应用越来越广泛，800MPa级以上高强钢被大量用于汽车的A、B柱，有车厂已经将500Mpa级双相钢用于汽车的外观件。
考虑应用性能要求，双相钢的成分设计C含量一般处于0.09％左右的包晶钢范围，合金元素以Si、Mn为主，同时结合性能及产线工艺特点，配加一定量的Cr、Mo、Al、Nb等合金元素。
C含量在0.09％左右的包晶钢在连铸结晶器内凝固形成坯壳过程中，会发生体积收缩最大的δ→γ相变，导致坯壳和结晶器铜板之间产生较大气隙，影响初生坯壳的均匀生长，铸坯出结晶器后坯壳薄且不均匀，铸坯经过支撑段辊间时在未凝固钢水静压力作用下发生鼓肚，此时铸坯芯部钢水向下流动，鼓肚铸坯随后在经过支撑辊时被辊子挤压，导致铸坯芯部液态钢水向上流动，如此反复形成结晶器内钢水液面出现周期性波动。对于双相钢，不仅C含量在0.09％左右，同时为获得希望的铁素体+马氏体双相钢组织，并确保一定的马氏体比例，以达到钢期望的性能，双相钢中往往会加入一定量的Mn、Cr、Mo等强淬透性元素，这些元素对冷却极为敏感，加剧了结晶器内初生坯壳的不均匀性。因此实际生产中双相钢表现出更为强烈的结晶器液面周期性波动。
包晶钢浇铸过程中结晶器液面周期性波动是各钢厂生产中面临的共性问题。结晶器钢水液面波动会导致钢水将保护渣卷入形成夹杂，恶化钢的纯净度，液面波动严重时会导致漏钢，致使生产中断。生产实践表明，结晶器液面波动最好抑制在±5mm范围内，至少±7mm范围内。
为解决包晶钢浇铸时结晶器液面周期性波动问题，有关学者或专家进行了相应研究：如《钢铁》杂志2011年第8期报道李阳、黄泉金等研究发现增加二冷前区强度可有效抑制包晶钢周期性波动；中国重型机械研究院刘洪等发明“具有消除结晶液面周期性波动的连铸结构”(公开日期：2011年4月20日，公开号：CN201799583U)、刘洪等发明“一种解决液面波动的连铸机改造方法”(公开日期：2010年12月22日，公开号：CN101920316A)、江中块等发明“防止连铸结晶内钢液面周期性波动的连铸机结构”(公开日期：2013年7月17日，公开号：CN203061828U)，均从连铸机辊列布置方向解决结晶器内钢液面周期性波动问题；武汉钢铁公司吴强等发明“一种防止包晶钢液面波动的方法”(公开日期：2007年12月5日，公开号：CN101081428)采用弱的一冷强度和高碱度保护渣抑制结晶器液面周期性波动。上述技术在连铸生产实践中应用后，对普通的包晶钢液面波动有一定抑制效果，但对于宽厚板坯浇铸双相钢，实际生产中仍然表现出强烈的结晶器钢液面周期性波动，一般在±13mm以上，严重时达到±20mm，造成了钢卷大量的卷渣夹杂缺陷降级，严重时降级率达到15～20％。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种抑制板坯生产双相钢结晶器液面周期性波动的生产方法，本发明提供的生产方法，对于宽厚板坯浇铸双相钢，能够有效抑制结晶器液面周期性波动。
本发明提供了一种抑制板坯生产双相钢结晶器液面周期性波动的生产方法，包括：
在利用连铸机生产板坯的过程中，控制以下条件：
所用结晶器的累计过钢量≤5万吨、零号段在线时间≤20天；
中间包钢水的过热度为18～35℃；
结晶器宽面进出水温差为7～10℃，热流密度为0.9～1.6MW/m2；
中间包水口的对中内外弧偏差≤2mm；
二次冷却强度为0.7～1.0L/kg.min；
拉坯速度为≤1.3m/min。
优选的，所述利用连铸机生产板坯的过程为单流生产过程或双流生产过程；
所述双流生产过程中：
1流的条件为：
所用结晶器的累计过钢量≤5万吨、零号段在线时间≤20天；
结晶器宽面进出水温差为7～10℃，热流密度为0.9～1.6MW/m2；
中间包水口的内外弧偏差≤2mm；
二次冷却强度为0.7～1.0L/kg.min；
拉坯速度为≤1.3m/min；
2流的条件为：
所用结晶器的累计过钢量≤5万吨、零号段在线时间≤20天；
结晶器宽面进出水温差为7～10℃，热流密度为0.9～1.6MW/m2；
中间包水口的内外弧偏差≤2mm；
二次冷却强度为0.7～1.0L/kg.min；
拉坯速度为≤1.3m/min。
优选的，所述利用连铸机生产板坯的过程中，采用的保护渣为高碱度包晶钢保护渣。
优选的，所述高碱度包晶钢保护渣的成分组成包括：
SiO2 18％～24％，Al2O3 2％～6％，CaO 35％～45％、Na2O 4％～8％、C 5％～10％、F 5％～10％。
优选的，所述双相钢中，C含量≤0.18wt％、Mn含量≤2.5wt％、Cr含量≤1.0wt％、Mo含量≤0.5wt％、Nb含量≤0.05wt％。
优选的，所述利用连铸机生产板坯的过程包括：
钢水包放置到钢包回转台后，将钢水包中的钢水流入中间包，再浇注进结晶器，在所述结晶器内初步凝固成表层为固态、芯部位液态的连铸坯；所述连铸坯出结晶器后由支撑导向段继续喷水冷却，并通过支撑导向段上的拉坯矫直机将铸坯不断拉出并坯直，最后经切割，得到板坯。
优选的，所述板坯的厚度≥200mm，宽度≥1100mm。
优选的，所述单流生产过程中：
中间包钢水的过热度为26℃；
结晶器宽面进出水温差为8.3℃，热流密度为1.45MW/m2；
中间包水口的内外弧偏差为1.8mm；
二次冷却强度为0.94L/kg.min；
拉坯速度为1.25m/min。
优选的，所述双流生产过程中，1流的条件为：
中间包钢水的过热度为25℃或22℃；
结晶器宽面进出水温差为7.3℃或7.9℃，热流密度为1.35MW/m2或1.45MW/m2；
中间包水口的内外弧偏差为1.3mm；
二次冷却强度为0.85L/kg.min或0.90L/kg.min；
拉坯速度为0.97m/min或1.21m/min。
优选的，所述双流生产过程中，2流的条件为：
中间包钢水的过热度为25℃或22℃；
结晶器宽面进出水温差为7.6℃或8.2℃，热流密度为1.38MW/m2或1.49MW/m2；
中间包水口的内外弧偏差为1.5mm；
二次冷却强度为0.87L/kg.min或0.98L/kg.min；
拉坯速度为0.96m/min或1.25m/min。
本发明在利用连铸机生产板坯的过程中，从结晶器过钢量、零号段在线时间、中包温度、结晶器、中间包水口对中度、二冷强度以及拉坯速度方面进行控制，并具体控制结晶器的累计过钢量≤5万吨、零号段在线时间≤20天，中间包钢水的过热度为18～35℃，结晶器宽面进出水温差为7～10℃、热流密度为0.9～1.6MW/m2，中间包水口的内外弧偏差≤2mm，二次冷却强度为0.7～1.0L/kg.min，拉坯速度为≤1.3m/min；通过上述各条件的配合，对于宽厚板坯浇铸双相钢，也能够有效抑制结晶器液面周期性波动，减少或避免钢卷夹杂降级。
实验结果表明，本发明的生产方法生产宽厚板坯，结晶器液面波动幅度可稳定抑制在±7mm以下，因液面波动导致的钢卷夹杂降级减少70％以上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为双流板坯连铸机工艺流程示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种抑制板坯生产双相钢结晶器液面周期性波动的生产方法，包括：
在利用连铸机生产板坯的过程中，控制以下条件：
所用结晶器的累计过钢量≤5万吨、零号段在线时间≤20天；
中间包钢水的过热度为18～35℃；
结晶器宽面进出水温差为7～10℃，热流密度为0.9～1.6MW/m2；
中间包水口的对中内外弧偏差≤2mm；
二次冷却强度为0.7～1.0L/kg.min；
拉坯速度为≤1.3m/min。
本发明在利用连铸机生产板坯的过程中，从结晶器过钢量、零号段在线时间、中包温度、结晶器、中间包水口对中度、二冷强度以及拉坯速度方面进行控制，并具体控制结晶器的累计过钢量≤5万吨、零号段在线时间≤20天，中间包钢水的过热度为18～35℃，结晶器宽面进出水温差为7～10℃、热流密度为0.9～1.6MW/m2，中间包水口的内外弧偏差≤2mm，二次冷却强度为0.7～1.0L/kg.min，拉坯速度为≤1.3m/min；通过上述各条件的配合，对于宽厚板坯浇铸双相钢，也能够有效抑制结晶器液面周期性波动，减少或避免钢卷夹杂降级。
本发明中，所述利用连铸机生产板坯的过程没有特殊限制，为本领域常规操作过程即可，具体包括：钢水包放置到钢包回转台后，将钢水包中的钢水流入中间包，再浇注进结晶器，在所述结晶器内初步凝固成表层为固态、芯部位液态的连铸坯；所述连铸坯出结晶器后由支撑导向段继续喷水冷却，并通过支撑导向段上的拉坯矫直机将铸坯不断拉出并坯直，最后经切割，得到板坯。
参见图1，图1为双流板坯连铸机工艺流程示意图。其中，1为钢水包，2为钢包回转台，3为中间包，4为中包水口，5为结晶器，6为结晶器振动装置，7为支撑导向段，7a为零号段(又称零号扇形段)，8为支撑导向辊和拉矫直机，9为喷水二次冷却，10为电磁搅拌装置，11为火焰切割机。
连铸机的主要功能是将经过前工序转炉、精炼冶炼合格的高温液态钢水浇注凝固成固态的合格连铸坯，便于后工序进行轧制等深加工。图1所示连铸机可以单流实施(即中间包下游对应两个结晶器，又分别对应两个支撑导向辊和拉矫机，中间包只向其中1个结晶器中浇注钢水并进行单侧连铸)，也可以双流实施(即中间包下游对应两个结晶器，又分别对应两个支撑导向辊和拉矫机，中间包分别向两个结晶器中浇注钢水并进行双侧连铸，两个生产侧分别记为1流和2流)。以双流实施为例，利用图1所示工艺流程图的具体过程如下：前工序冶炼合格的高温钢水用钢水包1盛装吊运放置到钢包回转台2，然后将钢水包中钢水放入中间包3，钢水经中间包3分流后经两个中包水口4分别进入两流结晶器5，钢水在结晶器5内初步凝固具有一定坯壳厚度表层为固态、心部为液态的连铸坯。为加快初生坯壳的凝固，结晶器内有一个闭环的循环冷却水系统，通常称为一次冷却水，也称结晶器冷却水，同时浇注过程中会向结晶器内连续加入结晶器保护渣，保护渣融化后流入凝固坯壳和结晶器内壁之间，起到润滑和改善传热的作用，同时还覆盖在钢液面上起到保温和防止钢水二次氧化的作用。具有一定坯壳厚度的连铸坯出结晶器5后由在支撑导向段7(也称二冷段)继续喷水冷却(通常称为二次冷却)，直至铸坯完全凝固，支撑导向段7分为若干段，其中最前面一个段是零号扇形段7a，依次往后分别是一段、二段、三段……,以此类推。部分支撑导向段装有拉坯矫直机，将铸坯连续不断地拉出连铸机并矫直铸坯(拉坯速度简称拉速)，最后铸坯经过火焰切割机11将铸坯切割成需要的长度后送轧钢工序轧制。
本发明中，所述双相钢中，成分控制优选为：C含量≤0.18wt％、Mn含量≤2.5wt％、Cr含量≤1.0wt％、Mo含量≤0.5wt％、Nb含量≤0.05wt％。在本发明的一些实施例中，双相钢为LC590双相钢或LC780双相钢。
本发明中，在生产前，优选还进行以下处理：生产前更换结晶器和零号扇形段，控制结晶器过钢量≤5万吨。结晶器和零号段工况状态是本发明的连铸生产过程中的重要控制参数。零号扇形段上线前在维修站疏通喷嘴，并保证喷嘴的喷射角度、喷射特性满足要求。而且，生产前需检查1～8号段喷嘴堵塞及漏水情况，不满足规程要求需修复或更换。生产时，优化双相钢的生产组织模式，不同宽度规格的双相钢集中在一个时间段生产(原生产组织模式是所有钢种按断面规格次序组织生产，双相钢生产时间随断面规格情况随机确定)。连铸机的铸流导向段(尤其是零号段及1～3段)如果出现喷嘴堵塞、喷水架漏水等情况，铸坯出结晶器后未实现良好的冷却，铸坯很容易形成鼓肚。以往生产双相钢方法并未对结晶的工况进行特殊要求，虽然要求生产前检查喷嘴情况，但零号段由于其安装位置的原因，在线情况下操作者并不能检查到喷嘴及喷水架的实际状况，在线工作时间长后会发生喷嘴堵塞、喷水架漏水等情况，受此影响生产双相钢合适的二冷工艺也不能精准确定。而本发明在生产前进行上述处理，能够避免上述问题，有利于减少铸坯鼓肚，降低结晶器液面周期性波动。
本发明中，前文所述支撑导向段包括零号扇形段和1～8号段；所述结晶器的累计过钢量≤5万吨，零号扇形段的在线生产时间≤20天，超过上述要求则不得生产双相钢。结晶铜板在线工作长期处于高温负荷状态，长时间在线使用后会存在严重的变形，加剧坯壳形成的不均匀性，而且其变形和结晶器冷却(一次冷却)、保护渣传热等参数共同影响坯壳的均匀性，本发明控制在上述工作量及在线时长下，有利于减少变形和提高坯壳均匀性。
本发明中，在利用连铸机生产板坯的过程中，中间包钢水的过热度为18～35℃；中间包钢水的过热度是本发明的连铸生产过程中的关键工艺参数之一，控制在上述过热度下，能够避免铸坯出结晶坯壳减薄。钢水过热度是指实际钢水温度与液态钢熔点的温度之差。在本发明的一些实施例中，所述过热度为26℃、25℃或22℃。在本发明的一些实施例中，为单流生产过程，其中，中间包钢水的过热度为26℃。在本发明的另一些实施例中，为双流生产过程，其中，中间包钢水的过热度为25℃或22℃。
本发明中，在利用连铸机生产板坯的过程中，中间包的钢水会通过中间包水口浇注在其下游的结晶器内。中间包水口的对中程度也是本发明的连铸生产过程中的关键工艺参数之一，本发明控制中间包水口严格对中，其对中内外弧偏差≤2mm。在本发明的一些实施例中，所述中间包水口的对中内外弧偏差为1.3mm、1.5mm或1.8mm。在本发明的一些实施例中，为单流生产过程，其中，中间包水口的对中内外弧偏差为1.8mm。在本发明的另一些实施例中，为双流生产过程，其中，1流生产中的中间包水口的对中内外弧偏差为1.3mm，2流生产中的中间包水口的对中内外弧偏差为1.5mm。
本发明中，浇注在结晶器内的钢水进行初步凝固，形成具有一定坯壳厚度的表层为固态、芯部位液态的连铸坯。结晶内有一个闭环的循环水冷却系统，为加快初生坯壳的凝固，通常通入冷却水(称为一次冷却水，也称结晶器冷却水)。本发明中，所述一次冷却水的流速优选为5～8m/s，水流密度优选为2800～3200L/min。本发明中，结晶器宽面进出水温差为7～10℃，热流密度为0.9～1.6MW/m2。在本发明的一些实施例中，结晶器宽面进出水温差为7.3℃、7.6℃、7.9℃、8.2℃或8.3℃；热流密度为1.35MW/m2、1.38MW/m2、1.45MW/m2或1.49MW/m2。在本发明的一些实施例中，为单流生产过程，其中，结晶器宽面进出水温差为8.3℃，热流密度为1.45MW/m2。在本发明的另一些实施例中，为双流生产过程，其中，1流生产中，结晶器宽面进出水温差为7.3℃或7.9℃，热流密度为1.35MW/m2或1.45MW/m2；2流生产中，结晶器宽面进出水温差为7.6℃或8.2℃，热流密度为1.38MW/m2或1.49MW/m2。在本发明的一些实施例中，为双流生产过程，其中，1流生产中，结晶器宽面进出水温差为7.9℃、热流密度为1.35MW/m2；2流生产中，结晶器宽面进出水温差为7.6℃，热流密度为1.38MW/m2。在本发明的一些实施例中，为双流生产过程，其中，1流生产中，结晶器宽面进出水温差为7.3℃、热流密度为1.45MW/m2；2流生产中，结晶器宽面进出水温差为8.2℃，热流密度为1.49MW/m2。本发明中，所述进出水温差为进出水平均温差。
本发明中，在上述浇注过程中，同时会向结晶器内连续加入结晶器保护渣，保护渣融化后流入凝固坯壳和结晶器内壁之间，起到润滑和改善传热的作用，同时还覆盖在钢液面上起到保温和防止钢水二次氧化的作用。本发明中，所述结晶器保护渣优选为高碱度包晶钢保护渣。本发明中，所述高碱度包晶钢保护渣的成分组成优选包括：SiO2 18％～24％，Al2O3 2％～6％，CaO 35％～45％、Na2O 4％～8％、C 5％～10％、F 5％～10％。具体的，高碱度包晶钢保护渣为牌号XGCC-5产品。
本发明中，连铸坯出结晶器后由支撑导向段(也称二冷段)继续喷水冷却(也称为二次冷却)，直至铸坯完全凝固。支撑导向段分为若干段，其中最前面一个段是零号扇形段，依次往后分别是一段、二段、三段……,以此类推。二次冷却强度也是本发明的连铸生产过程中的关键工艺参数之一，本发明中，二次冷却强度优选为0.7～1.0L/kg.min，上述二次冷却强度是指冷媒流量，通过冷媒流量来反映冷却强度，控制在上述二次冷却强度下能够保证铸坯出结晶器后足够的冷却强度，又不至于因冷却强度大而产生裂纹缺陷。在本发明的一些实施例中，所述二次冷却强度为0.85L/kg.min、0.87L/kg.min、0.90L/kg.min、0.94L/kg.min或0.98L/kg.min。在本发明的一些实施例中，为单流生产过程，其中，二次冷却强度为0.94L/kg.min n。在本发明的另一些实施例中，为双流生产过程，其中，1流生产中的二次冷却强度为0.85L/kg.min或0.90L/kg.min，2流生产中的二次冷却强度为0.87L/kg.min或0.98L/kg.min。在本发明的一些实施例中，为双流生产过程，其中，1流生产中的二次冷却强度为0.85L/kg.min，2流生产中的二次冷却强度为0.87L/kg.min；在本发明的一些实施例中，为双流生产过程，其中，1流生产中的二次冷却强度为0.90L/kg.min，2流生产中的二次冷却强度为0.98L/kg.min。
本发明中，部分支撑导向段装有拉坯矫直机，将铸坯连续不断地拉出连铸机并矫直铸坯(拉坯速度简称拉速)，其中，拉坯速度也是本发明的连铸生产过程中的关键工艺参数之一，本发明中，拉坯速度为≤1.3m/min，控制在上述拉坯速度下能够确保出结晶器坯材有足够的坯壳厚度。在本发明的一些实施例中，所述拉坯速度为0.96m/min、0.97m/min、1.21m/min、或1.25m/min。在本发明的一些实施例中，为单流生产过程，其中，拉坯速度为1.25m/min。在本发明的另一些实施例中，为双流生产过程，其中，1流生产中的拉坯速度为0.97m/min或1.21m/min，2流生产中的拉坯速度为0.96m/min或1.25m/min。在本发明的一些实施例中，为双流生产过程，其中，1流生产中的拉坯速度为0.97m/min，2流生产中的拉坯速度为0.96m/min；在本发明的一些实施例中，为双流生产过程，其中，1流生产中的拉坯速度为1.21m/min，2流生产中的拉坯速度为1.25m/min。本发明中，所述拉坯速度为平均拉速，即该流段的平均拉速。
本发明中，经上述拉坯矫直后，铸坯经过火焰切割机将铸坯切割成需要的长度，得到板坯，之后可送至轧钢工序轧制。
本发明中，所述板坯的规格优选为：厚度≥200mm，宽度≥1100mm。在本发明的一些实施例中，板坯的厚度为230mm，板坯宽度为1300mm或1520mm。与薄板坯相比，宽厚板坯凝度速度慢，对工艺要求更为苛刻，例如二冷过强，会导致连铸坯强烈的表面回温，加剧连铸坯裂纹的风险，二冷弱，凝固速度慢，连铸坯出结晶器后鼓度倾向加重，结晶器内钢液面周期性波动风险增加；同时，其它工艺参数的选择调控也更加困难。因此，实际生产中，宽厚板坯生产双相钢，表现出强烈的结晶器内钢液面周期性波动。而现有技术中抑制包晶钢液面波动的方案对普通的包晶钢有一定抑制效果，而对于宽厚板坯浇铸双相钢，实际生产中仍然表现出强烈的结晶器钢液面周期性波动，一般在±13mm以上，严重时达到±20mm，造成了钢卷大量的卷渣夹杂缺陷降级，严重时降级率达到15～20％。而本发明的生产方法，对于宽厚板坯浇铸双相钢，能够有效抑制结晶器液面周期性波动。
本发明在利用连铸机生产板坯的过程中，从结晶器过钢量、零号段在线时间、中包温度、结晶器、中间包水口对中度、二冷强度以及拉坯速度方面进行控制，并具体控制结晶器的累计过钢量≤5万吨、零号段在线时间≤20天，中间包钢水的过热度为18～35℃，结晶器宽面进出水温差为7～10℃、热流密度为0.9～1.6MW/m2，中间包水口的内外弧偏差≤2mm，二次冷却强度为0.7～1.0L/kg.min，拉坯速度为≤1.3m/min；通过上述各条件的配合，同时，对于生产前进行一定的检查及更换部件处理，通过上述多方面的协调配合，对于宽厚板坯浇铸双相钢，也能够有效抑制结晶器液面周期性波动。
实验结果表明，本发明的生产方法生产宽厚板坯，结晶器液面波动幅度可稳定抑制在±7mm以下，因液面波动导致的钢卷夹杂降级减少70％以上。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
浇铸对象：DP590双相钢，C含量为0.085％。
板坯规格：厚度230mm，宽度1520mm。
所采用结晶器保护渣：牌号XGCC-5，供应商龙成。
利用图1所示双流板坯连铸机进行双流生产，其中，开始生产前，1流结晶器的累计过钢量为26300吨，2流结晶器的累计过钢量为37700吨；1流零号扇形段的在线使用时间为3天，2流零号段的在线使用时间为3天。
生产过程如下：将钢水包中钢水放入中间包，中间包中钢水过热度为25℃，钢水经中间包分流后经两个中包水口(1流中包水口对中内外弧偏差为1.3mm，1流中包水口对中内外弧偏差为1.5mm)分别进入两流结晶器，其中，1流结晶器宽面进出水平均温差7.9℃、热流密度为1.35MW/m2，2流结晶器宽面进出水平均温差7.6℃、热流密度为1.35MW/m2。同时，在上述浇注过程中向结晶器内连续加入结晶器保护渣，并通过结晶器内的闭环循环冷却水系统进行一次冷却(一次冷却水的流速为6.1m/s，水流密度优选为2850L/min)，钢水在结晶器内初步凝固具有一定坯壳厚度表层为固态、心部为液态的连铸坯。连铸坯出结晶器后由在支撑导向段继续喷水进行冷却(通常称为二次冷却，直至铸坯完全凝固，其中，1流二冷强度为0.85L/kg.min，2流二冷强度为0.87L/kg.min。同时，部分支撑导向段装有拉坯矫直机，将铸坯连续不断地拉出连铸机并矫直铸坯，其中，1流的平均拉速为0.97m/min，2流的平均拉速为0.96m/min。经上述拉坯矫直后，铸坯经过火焰切割机将铸坯切割成需要的长度，得到板坯，之后送至轧钢工序轧制。
对上述生产过程的结晶液面波动以及钢卷轧后的夹杂进行检测，结果显示：1流实际结晶液位波动为±5mm，2流实际结晶液位波动为±6mm，钢卷轧后未出现夹杂降级，即钢卷夹杂降级减少率为100％。
实施例2
浇铸对象：DP590双相钢，C含量为0.082％。
板坯规格：厚度230mm，宽度1300mm。
所采用结晶器保护渣：牌号XGCC-5，供应商通宇。
利用图1所示双流板坯连铸机进行双流生产，其中，开始生产前，1流结晶器的累计过钢量为15700吨，2流结晶器的累计过钢量为4560吨；1流零号扇形段的在线使用时间为5天，2流零号段的在线使用时间为5天。
生产过程如下：将钢水包中钢水放入中间包，中间包中钢水过热度为22℃，钢水经中间包分流后经两个中包水口(1流中包水口对中内外弧偏差为1.3mm，1流中包水口对中内外弧偏差为1.5mm，)分别进入两流结晶器，其中，1流结晶器宽面进出水平均温差7.3℃、热流密度为1.45MW/m2，2流结晶器宽面进出水平均温差8.2℃、热流密度为1.49MW/m2。同时，在上述浇注过程中向结晶器内连续加入结晶器保护渣，并通过结晶器内的闭环循环冷却水系统进行一次冷却(一次冷却水的流速为6.3m/s，水流密度优选为2910L/min)，钢水在结晶器内初步凝固具有一定坯壳厚度表层为固态、心部为液态的连铸坯。连铸坯出结晶器后由在支撑导向段继续喷水进行冷却(通常称为二次冷却，直至铸坯完全凝固，其中，1流二冷强度为0.90L/kg.min，2流二冷强度为0.98L/kg.min。同时，部分支撑导向段装有拉坯矫直机，将铸坯连续不断地拉出连铸机并矫直铸坯，其中，1流的平均拉速为1.21m/min，2流的平均拉速为1.25m/min。经上述拉坯矫直后，铸坯经过火焰切割机将铸坯切割成需要的长度，得到板坯，之后送至轧钢工序轧制。
对上述生产过程的结晶液面波动以及钢卷轧后的夹杂进行检测，结果显示：1流实际结晶液位波动为±4mm，2流实际结晶液位波动为±3mm，钢卷轧后未出现夹杂降级。
实施例3
浇铸对象：DP780双相钢，C含量为0.096％。
板坯规格：厚度230mm，宽度1300mm。
所采用结晶器保护渣：牌号XGCC-5，供应商通宇。
利用图1所示双流板坯连铸机进行单流生产，其中，开始生产前，1流结晶器的累计过钢量为4759吨，1流零号扇形段的在线使用时间为1天。
生产过程如下：将钢水包中钢水放入中间包，中间包中钢水过热度为26℃，钢水经中间包后通过1个中包水口(1流中包水口对中内外弧偏差为1.8mm)进入1流结晶器，其中，1流结晶器宽面进出水平均温差8.3℃、热流密度为1.45MW/m2。同时，在上述浇注过程中向结晶器内连续加入结晶器保护渣，并通过结晶器内的闭环循环冷却水系统进行一次冷却(一次冷却水的流速为6.3m/s，水流密度优选为2950L/min)，钢水在结晶器内初步凝固具有一定坯壳厚度表层为固态、心部为液态的连铸坯。连铸坯出结晶器后由在支撑导向段继续喷水进行冷却(通常称为二次冷却，直至铸坯完全凝固，其中，1流二冷强度为0.94L/kg.min。同时，部分支撑导向段装有拉坯矫直机，将铸坯连续不断地拉出连铸机并矫直铸坯，其中，1流的平均拉速为1.25m/min。经上述拉坯矫直后，铸坯经过火焰切割机将铸坯切割成需要的长度，得到板坯，之后送至轧钢工序轧制。
对上述生产过程的结晶液面波动以及钢卷轧后的夹杂进行检测，结果显示：1流实际结晶液位波动为±3mm，钢卷轧后未出现夹杂降级。
对比例1
浇铸对象：DP590双相钢，C含量为0.082％。
板坯规格：厚度230mm，宽度1300mm。
所采用结晶器保护渣：牌号XGCC-5，供应商通宇。
利用图1所示双流板坯连铸机进行双流生产，其中，开始生产前，1流结晶器的累计过钢量为85363吨，1流零号扇形段的在线使用时间为23天。2流结晶器的累计过钢量为67390吨，2流零号扇形段的在线使用时间为19天。
生产过程中，条件如下：
中间包中钢水过热度为37℃；
1流中包水口对中内外弧偏差为2.5mm，1流中包水口对中内外弧偏差为2.7mm；
1流结晶器宽面进出水平均温差6.5℃、热流密度为1.74MW/m2；2流结晶器宽面进出水平均温差6.6℃、热流密度为1.67MW/m2；
1流二冷强度为0.43L/kg.min，2流二冷强度为0.42L/kg.min；
1流的平均拉速为1.41m/min，2流的平均拉速为1.45m/min。
对上述生产过程的结晶液面波动以及钢卷轧后的夹杂进行检测，结果显示：1流实际结晶液位波动为±17mm，2流实际结晶液位波动为±9mm，钢卷轧后夹杂降级率13.12％。
对比例2
按浇铸对象：DP590双相钢，C含量为0.087％。
板坯规格：厚度230mm，宽度1300mm。
所采用结晶器保护渣：牌号XGCC-5，供应商龙城。
1流结晶器的累计过钢量为73101吨，1流零号扇形段的在线使用时间为18天。2流结晶器的累计过钢量为3407吨，2流零号扇形段的在线使用时间为9天。
生产过程中，条件如下：
中间包中钢水过热度为28℃；
1流中包水口对中内外弧偏差为1.9mm，2流中包水口对中内外弧偏差为2.3mm；
1流结晶器宽面进出水平均温差6.4℃、热流密度为1.77MW/m2；2流结晶器宽面进出水平均温差6.3℃、热流密度为1.51MW/m2；
1流二冷强度为0.44L/kg.min，2流二冷强度为0.43L/kg.min；
1流的平均拉速为1.35m/min，2流的平均拉速为1.35m/min。
对上述生产过程的结晶液面波动以及钢卷轧后的夹杂进行检测，结果显示：1流实际结晶液位波动为±14mm，2流实际结晶液位波动为±7mm，钢卷轧后夹杂降级率8.35％。
由以上实施例1～3及对比例1～2可以看出，本发明在利用连铸机生产板坯的过程中，从结晶器过钢量、零号段在线时间、中包温度、结晶器、中间包水口对中度、二冷强度以及拉坯速度方面进行控制，并具体控制结晶器的累计过钢量≤5万吨、零号段在线时间≤20天，中间包钢水的过热度为18～35℃，结晶器宽面进出水温差为7～10℃、热流密度为0.9～1.6MW/m2，中间包水口的内外弧偏差≤2mm，二次冷却强度为0.7～1.0L/kg.min，拉坯速度为≤1.3m/min；通过上述各条件的配合，对于宽厚板坯浇铸双相钢，能够有效抑制结晶器液面周期性波动，减少或避免因液面波动导致的钢卷夹杂降级。若打破上述条件(如对比例1-2)，则宽厚板坯浇铸双相钢的结晶器液面周期性波动较大，钢卷夹杂降级较高。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有近似于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。
Claims (10)
1.一种抑制板坯生产双相钢结晶器液面周期性波动的生产方法，其特征在于，包括：
在利用连铸机生产板坯的过程中，控制以下条件：
所用结晶器的累计过钢量≤5万吨、零号段在线时间≤20天；
中间包钢水的过热度为18～35℃；
结晶器宽面进出水温差为7～10℃，热流密度为0.9～1.6MW/m2；
中间包水口的对中内外弧偏差≤2mm；
二次冷却强度为0.7～1.0L/kg.min；
拉坯速度为≤1.3m/min。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述利用连铸机生产板坯的过程为单流生产过程或双流生产过程；
所述双流生产过程中：
1流的条件为：
所用结晶器的累计过钢量≤5万吨、零号段在线时间≤20天；
结晶器宽面进出水温差为7～10℃，热流密度为0.9～1.6MW/m2；
中间包水口的内外弧偏差≤2mm；
二次冷却强度为0.7～1.0L/kg.min；
拉坯速度为≤1.3m/min；
2流的条件为：
所用结晶器的累计过钢量≤5万吨、零号段在线时间≤20天；
结晶器宽面进出水温差为7～10℃，热流密度为0.9～1.6MW/m2；
中间包水口的内外弧偏差≤2mm；
二次冷却强度为0.7～1.0L/kg.min；
拉坯速度为≤1.3m/min。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述利用连铸机生产板坯的过程中，采用的保护渣为高碱度包晶钢保护渣。
4.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于，所述高碱度包晶钢保护渣的成分组成包括：
SiO2 18％～24％，Al2O3 2％～6％，CaO 35％～45％、Na2O 4％～8％、C 5％～10％、F5％～10％。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述双相钢中，C含量≤0.18wt％、Mn含量≤2.5wt％、Cr含量≤1.0wt％、Mo含量≤0.5wt％、Nb含量≤0.05wt％。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述利用连铸机生产板坯的过程包括：
钢水包放置到钢包回转台后，将钢水包中的钢水流入中间包，再浇注进结晶器，在所述结晶器内初步凝固成表层为固态、芯部为液态的连铸坯；所述连铸坯出结晶器后由支撑导向段继续喷水冷却，并通过支撑导向段上的拉坯矫直机将铸坯不断拉出并坯直，最后经切割，得到板坯。
7.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述板坯的厚度≥200mm，宽度≥1100mm。
8.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述单流生产过程中：
中间包钢水的过热度为26℃；
结晶器宽面进出水温差为8.3℃，热流密度为1.45MW/m2；
中间包水口的内外弧偏差为1.8mm；
二次冷却强度为0.94L/kg.min；
拉坯速度为1.25m/min。
9.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述双流生产过程中，1流的条件为：
中间包钢水的过热度为25℃或22℃；
结晶器宽面进出水温差为7.3℃或7.9℃，热流密度为1.35MW/m2或1.45MW/m2；
中间包水口的内外弧偏差为1.3mm；
二次冷却强度为0.85L/kg.min或0.90L/kg.min；
拉坯速度为0.97m/min或1.21m/min。
10.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述双流生产过程中，2流的条件为：
中间包钢水的过热度为25℃或22℃；
结晶器宽面进出水温差为7.6℃或8.2℃，热流密度为1.38MW/m2或1.49MW/m2；
中间包水口的内外弧偏差为1.5mm；
二次冷却强度为0.87L/kg.min或0.98L/kg.min；
拉坯速度为0.96m/min或1.25m/min。
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