CN115090848A - 防止连铸过程铸坯弯曲变形的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止连铸过程铸坯弯曲变形的工艺方法，包括板坯开浇、板坯浇铸、板坯终浇、板坯切割和出坯及板坯堆垛过程；所述板坯开浇过程：连铸开浇板坯二冷水顺次打开的铸流长度跟踪值减去1～2米；所述板坯浇铸过程，连铸机扇形段二次冷却内外弧水量分配比例为：弯曲段：内弧水量=外弧水量；弧形段前部：1.10≤内弧水量/外弧水量<1.30；弧形段中部：1.30≤内弧水量/外弧水量<1.50；弧形段后部：1.50≤内弧水量/外弧水量<1.70；铸机矫直段：1.70≤内弧水量/外弧水量<1.90；铸机水平段：1.90≤内弧水量/外弧水量≤2.7；所述板坯终浇过程：连铸终浇板坯二冷水顺次关闭的铸流长度跟踪值减去1～5米。本方法避免了板坯顶坏辊子或顶坏切割枪等各类事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种连铸方法，尤其是一种防止连铸过程铸坯弯曲变形的工艺方法。
背景技术
连铸过程是不断地将熔融金属注入到结晶器中，形成一定强度凝固坯壳后经铸机支撑导向、冷却和拉矫系统拉出板坯。由于板坯的凝固进程和冷却的影响，连铸过程（拉矫出坯及板坯冷却）往往发生板坯的弯曲变形，顶坏辊子或顶坏切割枪，造成连铸断浇冻钢或板坯无法进入热轧加热炉，造成生产和质量事故，直接影响到连铸和热轧生产的稳定。尤其是连铸生产高锰、高氮、高碳等较高屈服强度和硬度的钢种，连铸过程板坯的弯曲变形频繁发生，成为制约高锰、高氮、高碳等较高屈服强度和硬度钢种的生产难题和技术研究的重点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种效果好的防止连铸过程铸坯弯曲变形的工艺方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：包括板坯开浇、板坯浇铸、板坯终浇、板坯切割和出坯及板坯堆垛过程；
所述板坯开浇过程：连铸开浇板坯二冷水顺次打开的铸流长度跟踪值减去1～2米；
所述板坯浇铸过程，连铸机扇形段二次冷却内外弧水量分配比例为：
弯曲段：内弧水量=外弧水量；
弧形段前部：1.10≤内弧水量/外弧水量＜1.30；
弧形段中部：1.30≤内弧水量/外弧水量＜1.50；
弧形段后部：1.50≤内弧水量/外弧水量＜1.70；
铸机矫直段：1.70≤内弧水量/外弧水量＜1.90；
铸机水平段：1.90≤内弧水量/外弧水量≤2.7；
所述板坯终浇过程：连铸终浇板坯二冷水顺次关闭的铸流长度跟踪值减去1～5米。
本发明所述板坯切割和出坯过程：板坯中间上凸、两端下垂时，则喷淋冷却板坯的上表面；板坯中间下凹、两端上翘时，则喷淋冷却板坯的下表面。所述喷淋水的冷却强度为0.5～1.5l/min。
本发明所述板坯堆垛过程：堆垛板坯时，第一块板坯上面增加压垛保温罩。所述保温罩加罩的时机为150℃≤板坯表面温度≤400℃。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过控制连铸板坯开浇和终浇过程中头坯和尾坯的冷却工艺，抑制头坯和尾坯过冷发黑；浇铸过程通过控制板坯二冷冷却内外弧水量比例，保证板坯内外弧的均匀冷却；本发明通过控制板坯的冷却条件和相应的凝固进程来控制连铸过程板坯的弯曲变形，有效解决了高锰、高氮、高碳等较高屈服强度和硬度钢种的弯曲变形，有效控制了板坯头部与引锭链钩头提前脱开；避免了弯曲变形板坯顶坏辊子或顶坏切割枪等各类事故的发生。
本发明所述连铸板坯出坯和切割过程若板坯已发生弯曲变形，通过加强弯曲变形板坯的弧形外表面的喷淋冷却，矫正板坯的弯曲变形；通过控制板坯堆垛时保温罩加罩的时机；有效地降低了高锰、高氮、高碳等较高屈服强度和硬度钢种的板坯弯曲变形事故率，事故率由原来的80％降为0。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明所述板坯中间上凸、两端下垂的弯曲变形示意图；
图2是本发明所述板坯中间下凹、两端上翘的弯曲变形示意图；
图3是热板坯堆垛第一块板坯中间上凸、两端下垂的弯曲变形示意图；
图4热板坯堆垛第一块板坯中间下凹、两端上翘的弯曲变形示意图。
具体实施方式
本防止连铸过程铸坯弯曲变形的工艺方法包括板坯开浇、板坯浇铸、板坯终浇、板坯切割和出坯及板坯堆垛过程；各过程工艺为：
（1）板坯开浇过程：板坯开浇时由于冷却强度大，板坯头部过冷发黑。因此，板坯头部1～2米二冷水延时打开，延时打开的方法为：连铸开浇板坯二冷水顺次打开的铸流长度跟踪值减去1～2米。
（2）板坯浇铸过程：连铸机扇形段二次冷却内外弧水量分配比例为：
弯曲段（也称0号段）：内弧水量=外弧水量，内弧水量/外弧水量=1:1～1.1；
弧形段前部（弧形段1和弧形段2）：1.10≤内弧水量/外弧水量＜1.30；
弧形段中部（弧形段3和弧形段4）：1.30≤内弧水量/外弧水量＜1.50；
弧形段后部（弧形段5和弧形段6）：1.50≤内弧水量/外弧水量＜1.70；
矫直段：1.70≤内弧水量/外弧水量＜1.90；
水平段：1.90≤内弧水量/外弧水量≤2.7。
（3）板坯终浇过程：板坯终浇由于没有钢水热量的补充，板坯尾部过冷发黑。因此，板坯尾部1～5米的二次冷却水提前关闭，提前关闭的方法为：连铸终浇板坯二冷水顺次关闭的铸流长度跟踪值减去1～5米。
（4）板坯出坯和切割：板坯出连铸机后的出坯和切割过程一般无需再喷淋水冷却。但板坯出连铸机后若发生了弯曲变形则必须进行喷淋水冷却以便进行板坯形状矫正。板坯喷淋水冷却位置根据板坯弯曲方向的不同而不同，若板坯中间上凸，两端下垂，如附图1所示，则喷淋冷却板坯的上表面，即弧形外表面；若板坯中间下凹，两端上翘，如附图2所示，则喷淋冷却板坯的下表面，即弧形外表面。喷淋水的冷却强度为0.5～1.5l/min。
（5）板坯堆垛：堆垛第一块板坯第一阶段变形的过程是刚开始热板坯中间上凸，两端下垂，如附图3所示；热板坯温度降低到400℃以下时，堆垛第一块板坯第二阶段变形的过程恰好相反，板坯中间下凹两端上翘，如附图4所示。
板坯堆垛保温罩加罩的最佳时机是：150℃≤板坯表面温度≤400℃，即堆垛第一块板坯第一阶段变形结束时加罩最佳；好处是避免保温罩在高温堆垛板坯上的烘烤，减少保温罩在高温堆垛板坯上的工作时间，加快保温罩的周转，延长保温罩的工作寿命。
（6）本方法的作用机理为：以板坯发生板中间上凸、两端下垂的弯曲变形的情况进行说明。从常识来判断一般都认为上表面温度高（热膨胀），下表面温度低（冷收缩），热胀冷缩造成板坯上拱变形。因此需要上表加大冷却强度，下表减弱冷却强度来控制变形。
但连铸过程中红热的板坯发生上图的弯曲变形，机理及控制措施恰恰相反。在连铸过程中，板坯内部芯部温度远高于上下表面温度（芯部是液态钢水）；在连铸机内，板坯上表面由于板坯冷却强度过大上表面温度相对更低，板坯下表面由于板坯冷却强度过小下表面温度相对更高，于是板坯芯部高温向板坯上下表面传热，上表面温度低传热快（热膨胀），下表面温度高传热慢（冷收缩），板坯上拱变形。因此需要上表减小冷却强度，下表增加冷却强度来控制变形。
如果板坯已经离开连铸机，仍然发生了板坯上拱变形，则原因和处理方法与人们的传统认知是一致的，即上表面温度高（热膨胀），下表面温度低（冷收缩），热胀冷缩造成板坯上拱变形。因此需要上表加大冷却强度，下表减弱冷却强度来控制变形。
连铸生产中，解决头坯和尾坯过冷发黑都是通过减小头坯和尾坯冷却水量来控制，但水量的大小很难精确控制。由于头坯和尾坯由于铸坯芯部已完全凝固，本方法通过延迟冷却方法解决，更容易更快达到效果且节省水量。
实施例1：本防止连铸过程铸坯弯曲变形的工艺方法具体如下所述。
（1）板坯开浇过程：连铸开浇板坯二冷水顺次打开的铸流长度跟踪值减去2米。
（2）板坯浇铸过程：连铸机扇形段各段内弧水量/外弧水量比例为：弯曲段：1.0；弧形段前部：1.20；弧形段中部1.4；弧形段后部：1.50；矫直段：1.70；水平段：2.0。
（3）板坯终浇过程：连铸终浇板坯二冷水顺次关闭的铸流长度跟踪值减去3米。
（4）板坯出坯和切割：若板坯中间上凸，两端下垂，则喷淋冷却板坯的上表面；若板坯中间下凹，两端上翘，则喷淋冷却板坯的下表面。喷淋水的冷却强度为1.2l/min。
（5）板坯堆垛：板坯堆垛保温罩加罩时机为：150℃≤板坯表面温度≤400℃。
采用上述工艺有效控制了板坯头部与引锭链钩头提前脱开；弯曲变形板坯顶坏辊子或顶坏切割枪等各类事故的发生；生产50批次无事故发生，事故率由常规工艺的80％降为0。
实施例2：本防止连铸过程铸坯弯曲变形的工艺方法具体如下所述。
（1）板坯开浇过程：连铸开浇板坯二冷水顺次打开的铸流长度跟踪值减去1米。
（2）板坯浇铸过程：连铸机扇形段各段内弧水量/外弧水量比例为：弯曲段：1.1；弧形段前部：1.28；弧形段中部1.48；弧形段后部：1.69；矫直段：1.80；水平段：1.90。
（3）板坯终浇过程：连铸终浇板坯二冷水顺次关闭的铸流长度跟踪值减去1米。
（4）板坯出坯和切割：若板坯中间上凸，两端下垂，则喷淋冷却板坯的上表面；若板坯中间下凹，两端上翘，则喷淋冷却板坯的下表面。喷淋水的冷却强度为1.5l/min。
（5）板坯堆垛：板坯堆垛保温罩加罩时机为：200℃≤板坯表面温度≤300℃。
采用上述工艺有效控制了板坯头部与引锭链钩头提前脱开；弯曲变形板坯顶坏辊子或顶坏切割枪等各类事故的发生；生产50批次无事故发生，事故率由常规工艺的80％降为0。
实施例3：本防止连铸过程铸坯弯曲变形的工艺方法具体如下所述。
（1）板坯开浇过程：连铸开浇板坯二冷水顺次打开的铸流长度跟踪值减去1.5米。
（2）板坯浇铸过程：连铸机扇形段各段内弧水量/外弧水量比例为：弯曲段：1.05；弧形段前部：1.10；弧形段中部1.30；弧形段后部：1.60；矫直段：1.89；水平段：2.70。
（3）板坯终浇过程：连铸终浇板坯二冷水顺次关闭的铸流长度跟踪值减去5米。
（4）板坯出坯和切割：若板坯中间上凸，两端下垂，则喷淋冷却板坯的上表面；若板坯中间下凹，两端上翘，则喷淋冷却板坯的下表面。喷淋水的冷却强度为0.5l/min。
（5）板坯堆垛：板坯堆垛保温罩加罩时机为：300℃≤板坯表面温度≤400℃。
采用上述工艺有效控制了板坯头部与引锭链钩头提前脱开；弯曲变形板坯顶坏辊子或顶坏切割枪等各类事故的发生；生产50批次无事故发生，事故率由常规工艺的80％降为0。
Claims (5)
1.一种防止连铸过程铸坯弯曲变形的工艺方法，其特征在于：包括板坯开浇、板坯浇铸、板坯终浇、板坯切割和出坯及板坯堆垛过程；
所述板坯开浇过程：连铸开浇板坯二冷水顺次打开的铸流长度跟踪值减去1～2米；
所述板坯浇铸过程，连铸机扇形段二次冷却内外弧水量分配比例为：
弯曲段：内弧水量=外弧水量；
弧形段前部：1.10≤内弧水量/外弧水量<1.30；
弧形段中部：1.30≤内弧水量/外弧水量<1.50；
弧形段后部：1.50≤内弧水量/外弧水量<1.70；
铸机矫直段：1.70≤内弧水量/外弧水量<1.90；
铸机水平段：1.90≤内弧水量/外弧水量≤2.7；
所述板坯终浇过程：连铸终浇板坯二冷水顺次关闭的铸流长度跟踪值减去1～5米。
2.根据权利要求1所述的防止连铸过程铸坯弯曲变形的工艺方法，其特征在于，所述板坯切割和出坯过程：板坯中间上凸、两端下垂时，则喷淋冷却板坯的上表面；板坯中间下凹、两端上翘时，则喷淋冷却板坯的下表面。
3.根据权利要求2所述的防止连铸过程铸坯弯曲变形的工艺方法，其特征在于：所述喷淋水的冷却强度为0.5～1.5l/min。
4.根据权利要求1、2或3所述的防止连铸过程铸坯弯曲变形的工艺方法，其特征在于，所述板坯堆垛过程：堆垛板坯时，第一块板坯上面增加压垛保温罩。
5.根据权利要求4所述的防止连铸过程铸坯弯曲变形的工艺方法，其特征在于：所述保温罩加罩的时机为150℃≤板坯表面温度≤400℃。
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