CN1183064A - 带钢连铸 - Google Patents

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Abstract

连铸带钢的双辊连铸机带有浇铸辊(16),钢水通过包括浇注水口(19b)的浇注系统注入依托于浇铸辊(16)之间辊缝(10)上面的浇注熔池(30)中,旋转浇铸辊(16)以使凝固带钢(20)从辊缝向下移动。为了避免包括水口19b的金属浇注系统的耐火材料中的碳溶解,浇注的钢水为硅锰镇静钢,其含锰量不小于0.20%(重量)、含硅量不小于0.10%(重量)、含铝量小于0.01%(重量)、含硫量至少0.02%(重量)。钢中所要求的含硫量是通过在浇注系统中间包(18)中的钢水里添加硫化铁来达到的。

Description

带钢连铸
本发明涉及带钢连铸。
用双辊连铸机通过连铸法浇铸金属带是众所周知的。在此方法中，将熔融金属注入一对反向旋转且受到冷却的水平浇铸辊中，从而，熔融金属在旋转的浇铸辊表面上形成凝固壳，凝固壳汇集在两浇铸辊之间的辊缝中，并向下运动离开两浇铸辊间的辊缝，形成凝固带坯。这里的术语“辊缝”通常是指浇铸辊最接近的区域。将熔融金属从浇注大包注入到较小的中间包中，再通过位于辊缝上方的金属浇注水口直接流入浇铸辊之间的辊缝中，从而在紧邻辊缝之上的浇铸辊表面上并沿辊缝长度方向延伸形成熔融金属浇注熔池。该浇注熔池通常被限定在两个侧板或侧堰之间，侧板或侧堰与浇铸辊的端部表面呈滑动连接，用其密封浇注熔池两端，以防止熔融金属外流，当然，也曾有人建议用其他部件，例如电磁档板。
尽管双辊连铸法已成功地应用于浇铸某些冷却时能够快速凝固的有色金属，但应用这一技术去浇铸黑色金属时还有一些问题。用双辊带坯连铸机浇铸低碳钢时所遇到的一个特殊问题就是熔融低碳钢易产生固体夹杂物，尤其是含有氧化铝夹杂物。这些固体夹杂物容易堵塞双辊连铸机的金属浇注系统所要求的直径较小的金属通道。如在我们的新西兰专利申请270147中所述，通过在双辊连铸机上对浇铸各钢种带钢所进行的大量研究，我们得出，无法令人满意地浇铸残余铝含量等于或大于0.01％的低碳铝镇静钢或低碳部分镇静钢，这是因为固体夹杂物聚集并堵塞了金属浇注系统的细流通道，从而使所生产的带钢产生缺陷和中断。通过保持铝重量含量小于0.01％或采有硅锰镇静钢，其中锰重量含量不小于0.2％，硅重量含量不小于0.02％，可以克服上述问题。然而，这种硅锰镇静钢的氧含量要比铝镇静钢高得多，这就带来了金属浇注系统耐火材料的碳溶蚀问题。特别是碳与钢水中的氧结合生成一氧化碳，这将会剥蚀浇注水口的细流通道的表面。此外，在浇注水口浸入连铸机浇注熔池中，则浇注熔池受到浸入式浇注水口中的碳和浇注熔池里熔融金属中氧之间反应所产生的一氧化碳气泡的干扰。
在一般1600～1700℃的浇铸温度范围内，硅锰镇静钢氧含量为50～155ppm，而铝镇静钢的氧含量通常小于10ppm，因此，当要浇铸硅锰镇静钢时，碳的沥除问题就是非常大的问题。
现在我们已经知道这一问题可以通过至少在浇注操作的初始阶段向硅锰镇静钢中限量加入硫来解决，这样在浇铸开始之后，在浸入到浇注熔池的浇注水口上形成一层表面渣，这层渣降低了浇注水口浸入部分碳与氧反应的可能性，而该浇注水口浸入区域是浇注水口系统最易发生碳沥除的部分。
正如我们在澳大利亚同时待审专利申请PN 2811中所解释的那样，加入硫也能够避免由于热渣紊乱所产生的震颤纹和鳄鱼皮缺陷。
本发明提供了一种连铸带钢的方法，在此方法中，通过金属浇注系统把熔融金属注入到一对平行的浇铸辊之间的辊缝中，从而在靠近辊缝上方的浇铸辊浇铸表面上形成熔融金属浇注熔池，旋转浇铸辊以使凝固的带钢从辊缝向下移动；其中，金属浇注系统是由含碳耐火材料制造的，所浇铸的钢是硅锰镇静碳钢，其含锰量不小于0.20％、硅重量含量不小于0.10％、铝重量含量小于0.01％、硫重量含量至少为0.02％。
最好钢中铝含量不大于0.005％，硫重量含量为0.03～0.05％。
钢中所要求的硫含量可以通过从浇注系统向熔融金属中加入硫化铁来实现。
最好金属浇注系统包括有中间包，从而添加硫化铁在中间包中进行。
再进一步，最好在浇注之前就在中间包里向一炉熔融金属中添加硫化铁。
用该炉熔融金属浇铸最初一段带钢之后，可通过再补充熔融金属而连续浇铸下去。这种再补充的熔融金属具有较低的硫含量，从而生产出一段与最初一段相连却有较低硫含量的带钢。
一炉钢水可以是1～6吨。
耐火材料可以由石墨化氧化铝制成。
为了对本发明予以更充分的解释，将参照附图对一种实施本发明的具体设备进行说明，该附图为带钢连铸机的局部侧剖视图。
图示的连铸机包括从车间地面12竖立起来的通常用标号11表示的主机框架。框架11支撑浇铸辊小车13，小车13可以在装配工位和浇铸工位之间水平移动。小车13运载一对呈水平布置的浇铸辊16，浇铸辊16形成一个辊缝(10)，在辊缝(10)之上形成熔融金属的浇注熔池(30)，该浇注溶池被限制在两个侧板或侧堰(没有示出)之间，两个侧板或侧堰与浇铸辊端部呈滑动连接。
在浇铸操作期间，熔融金属从大包17经中间包18、分配器19a和浇注水口19b注入到浇注熔池中，浇铸辊是水冷的，以便浇注熔池中的熔融金属在转动的浇铸辊表面上凝固形成凝固壳，凝固壳在浇铸辊之间的辊缝汇集，从而在浇铸辊出口处形成凝固带钢20。该带钢被送到输出辊道21，最后到达标准卷取机。
中间包18安装有盖板32，其包底在24处呈阶梯状，以便在中间包底部的左手端形成一个凹槽或池坑26。熔融金属从大包17中通过水口37和滑板阀38加入到中间包右手端，在中间包底上池坑26的底部，有一个出口40，以使熔融金属从中间包里通过水口42流到分配器19a和水口19b。中间包18安装有一个塞棒46和滑板阀47以选择性地打开和关闭出口40，从而有效地控制通过出口40的金属流量。
根据本发明，中间包18能容纳已增加了硫含量的最初一炉熔融金属，这可以在熔融金属从大包17中流出之前通过向中间包中加入硫化铁来实现。一般最初的一炉4吨左右重的硅锰镇静碳钢要调整硫重量含量为0.03～0.05％。
最初的一炉高硫含量钢水被浇铸成一段高硫含量的带钢，一般这种浇铸要持续大约2～4分钟，当形成了稳定的浇注且在浸入到浇注熔池中的浇注水口19b的表面上形成了一层渣之后，接着没有添加硫的熔融金属从大包流入到中间包中，以装填中间包并在浇注生产过程保持中间包处于满载状态，从而生产出一段与最初一段带钢相连接的低硫含量带钢。
金属浇注水口19b是由石墨化氧化铝材料制造的，一般它的组成大约是：58％Al2O3、32％C、5％ZrO2。假如在浇注初始阶段没有添加硫，人们发现硅锰镇静钢的高氧含量造成耐火材料中碳的沥除，从而在浇注熔池中产生一氧化碳气泡，侵蚀了浇注水口的通道。尤其是渣中氧化亚铁与碳反应生成一氧化碳和铁。紧靠着浸入浇注熔池的耐火材料表面的渣的X射线图片表明，向着耐火材料表面渣中氧化亚铁含量逐渐减少，而且可以清楚地看到其渣中的一氧化碳气泡。这就证明在钢水中靠近耐火材料表面的氧化亚铁与耐火材料中的碳发生反应生成了一氧化碳气泡。硫的存在降低了钢水和耐火材料表面之间的润湿，因此减少了耐火材料中碳在钢水中氧面前的暴露。另外，硫是一种很强的表面活性剂，它与钢水中的铁反应生成硫化亚铁，而不是生成氧化亚铁。该反应生成氧，生成的氧熔解于钢水中且不易与水口耐火材料中的碳发生反应。
人们发现，假如钢水有如下重量百分比成份：
C：0.04～0.08％
Mn：0.50～0.70％
Si：0.20～0.40％
S：0.03～0.05％
Al：＜0.01％
且最佳成份如下：
C：0.06％
Mn：0.66％
Si：0.32％
S：0.04％
此时在1600℃下，总氧含量60ppm，那么硅锰镇静钢可以令人满意地进行浇铸而不会发生碳从浇注系统耐火材料中沥除的情况。
人们还发现，在浇注开始且浇注水口上形成一层渣之后，碳从浇注水口耐火材料中沥除的问题大大降低了。这种渣包括硅、锰、铝氧化物的混合物，它降低了氧化亚铁与耐火材料中碳进行反应的可能性。带钢中高硫含量可导致熔化金属强度降低，在应用中，铸态带钢被再加热到900℃以上一段时间，发生大量的氧化反应时，会产生热脆和热裂问题。在这种应用条件时，一旦获得稳定的浇注状态并形成适宜厚度的渣层，就要求把所浇铸的金属硫含量降低到0.01％以下。

Claims (10)

1.一种连续浇铸带钢的方法，在此方法中，通过金属浇注系统(18、19a、19b)把熔融金属注入到一对平行的浇铸辊(16)之间的辊缝(10)中，从而在靠近辊缝(10)上方的浇铸辊(16)浇铸表面上形成熔融金属浇注熔池(30)，旋转浇铸辊(16)以使凝固的带钢从辊缝(10)向下移动；该方法的特征在于，金属浇注系统(18、19a、19b)是由含碳耐火材料制造的，所浇铸的钢是硅锰镇静碳钢，其含锰量不小于0.20％、硅重量含量不小于0.10％、铝重量含量小于0.01％、硫重量含量至少为0.02％。
2.如权利要求1所述的方法，其特征还在于，钢中含铝量不大于0.005％，硫重量含量为0.03～0.05％。
3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征还在于，钢中所要求的含硫量是通过在浇注系统中向熔融金属中添加金属硫化物而实现的。
4.如权利要求3所述的方法，其特征还在于，所述的金属硫化物为硫化铁。
5.如权利要求3或权利要求4所述的方法，其特征还在于，金属浇注系统包括有一个中间包(18)，且在开始浇注之前在中间包(18)的一炉熔融金属中加入金属硫化物。
6.如权利要求5所述的方法，其特征还在于，最初的一段带钢(20)是由含有硫化物添加剂的一炉熔融金属浇铸的，在此之后通过补加熔融金属使浇铸不间断地连续下去，而后补充的熔融金属比前面一炉具有较低的含硫量，以生产出与所述最初一段相连的但含硫量较低的带钢。
7.如权利要求5或权利要求6所述的方法，其特征还在于，所述一炉钢水为1～6吨。
8.如权利要求1到权利要求7中的任意一项所述的方法，其特征还在于，所述耐火材料是由石墨化氧化铝构成。
9.如权利要求8所述的方法，其特征还在于，金属浇注系统包括位于浇铸辊(16)之间辊缝(10)上方的金属浇注水口(19b)，以便将熔融金属注入到辊缝(10)中，且所述浇注水口(19b)是由石墨化氧化铝制造的。
10.如权利要求9所述的方法，其特征还在于，在浇注期间浇注水口(19b)的下部浸入到浇注熔池(30)中。
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