CN102896285A - 一种薄带连铸铸造方法及装置 - Google Patents

一种薄带连铸铸造方法及装置 Download PDF

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Abstract

一种薄带连铸铸造方法及装置，钢水通过长水口从大包注入至中间包中，中间包为单流中间包，该钢水自中间包内一侧的挡堰下流过，再越过一第一挡坝，进入一带感应加热的过钢通道，经感应加热后的钢水的温度较中间包注入时温度提升30～50℃，加热后的钢水再自中间包另一侧的出口流出至水口进行浇铸。本发明可以实现薄带连铸的恒温浇注，克服薄带整卷前后的质量差异，恒温浇注可以稳定薄带的拉速，使得熔池的状况得到稳定，从而减少由于速度变化而引起的质量缺陷。充分促进钢液中的夹杂物上浮，从而提高铸带质量；减少大包钢水过热度，从而减少能耗，提高钢液质量，减少耐材损耗；减少浇注初期熔池表面冷钢的形成，有利于快速进入至正常浇注期。

Description

一种薄带连铸铸造方法及装置
技术领域
本发明涉及薄带连铸领域，特别涉及一种薄带连铸铸造方法及装置。
背景技术
近几十年来，随着连铸技术的进步和在线计算机控制程度的提高，世界上各个国家的冶金行业一直希望能够降低钢铁工业的能耗和生产成本，所以能够将钢水直接浇铸出成品成为研究者们孜孜不倦追求的目标。
薄带连铸主要形式之一是钢水经过高速旋转的结晶辊，并在轧制力的作用下凝固成2-5mm铸带。目前薄带连铸生产的基本工艺过程是：薄带连铸机(双辊、单辊、轮带式)一密闭室一活套一夹送辊一热轧(单机架或两机架或无)一控冷一卷取。钢水从钢包经过长水口、中间包和浸入式水口进入旋转的水冷结晶辊与侧封板形成的熔池内，经过水冷结晶辊的冷却形成铸带，通过摆动导板、夹送辊将铸带送至铸带输送辊道，经过热轧机，喷淋冷却，飞剪直至卷取机。
薄带连铸技术由于具有节约成本、缩小厂房面积、降低能耗、提高生产效率等优点，这项技术现在正成为各个国家的研究者研究的热点，同时也被称作是冶金行业的革命性技术。
目前薄带连铸主要存在两个问题：(1)开浇初期高温钢水在从中间包水口流入布流器以及从布流器的小孔注入双辊之间的过程中容易凝结；(2)钢水长时间的浇注过程中，大包流入中间包的钢水出现较大幅度的温降，严重时发生凝固现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄带连铸铸造方法及装置，可以实现薄带连铸的恒温浇注，克服薄带整卷前后的质量差异，恒温浇注可以稳定薄带的拉速，使得熔池的状况得到稳定，从而减少由于速度变化而引起的质量缺陷。可以充分促进钢液中的夹杂物上浮，从而提高铸带质量；减少大包钢水的过热度，从而减少能耗，提高钢液质量，减少耐材的损耗；可以减少浇注初期熔池表面冷钢的形成，有利于快速进入至正常浇注期。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种薄带连铸铸造方法，钢水通过长水口从大包注入至中间包中，中间包为单流中间包，该钢水自中间包内一侧的挡堰下流过，再越过一第一挡坝，进入一带感应加热的过钢通道，经感应加热后的钢水的温度较中间包注入时温度提升30～50℃，加热后的钢水再自中间包另一侧的出口流出至水口进行浇铸。
进一步，所述的水口外部设置一水口感应加热器。
所述的水口外部设置的感应加热器距离水口上端口的距离为中间包入口和出口间距的1/2～2/3。
又，经感应加热后的钢水再越过一第二挡坝，然后自中间包另一侧的出口流出浇铸。
本发明的一种用于薄带连铸铸造的中间包，其特征是，中间包内依次设置中间包入口、挡堰、第一挡坝、将中间包分隔成两个腔室的挡墙及中间包出口，挡墙内设贯通两个腔室的过钢通道，围绕该过钢通道的挡墙内设感应加热器。
进一步，对应中间包出口的腔室中还设一第二挡坝。
所述的中间包入口与挡墙之间的距离为中间包入口与出口之间距离的1/2～2/3。
所述的挡墙与中间包出口之间的距离为中间包入口与出口之间距离的1/4～2/3。
所述的挡堰与挡墙之间的距离为中间包入口与挡墙之间的距离的1/3～2/3。
第一挡坝与与挡墙之间的距离为中间包入口与挡墙之间的距离的1/4～1/2。
本发明的一种薄带连铸铸造方法，钢水通过大包注入至中间包中，中间包为单流中间包，水口对应的中间包底部位置抑湍器，抑湍器后设置管式加热器，管式加热器后设置设置挡坝，用于去除夹杂物和均匀温度；管式加热器功率可调，初期使用高功率，对流过该通道的钢水进行加热，使其温度短时间内提高为原有过热度50度以上，水口外部亦采用感应加热装置，使得钢水保持在原有过热度50度以上，这样在初期，过热度较高的钢水从水口流入布流器中，通过布流器的小孔顺利流入至熔池中，而不会发生凝固。在后期，当双辊之间建立熔池后，则减小中间包及水口外部电磁感应加热装置功率，使得钢水保持在正常的过热度，从而实现薄带连铸长时间的恒温浇注而不发生过早凝固现象。
感应加热器由铁芯、线圈、耐材及管道组成，其基本工作原理为接通电源后，由于线圈的电流运动，在铁芯中产生感应磁场，当钢水从管道中通过磁场时，运动切割磁场产生感应热量从而加热钢水。
感应加热器具有最大和最小功率之间的自由调节，在初期，薄带开浇需要较高的初始温度，感应加热器调至大功率，能够较短时间内将中间包内注入的钢水温度提升30～50℃，当双辊之间的熔池建立液位后，可将管式加热器的功率调至较低水平，利用钢水原有的过热度进行浇注；在薄带连铸浇注较长时间后，将管式加热器开启至中等功率，对低温钢水进行温度补偿，使得正常浇注期钢水温度基本保持在同一水平。
水口加热器的功率在浇注初期开启，在正常浇注过程中关闭，在开浇过程中将通过水口的钢水温度提高至常规温度的2～10℃。
本发明的有益效果
1.使用本浇注方法可以实现薄带连铸的恒温浇注，可以克服薄带整卷前后的质量差异，另外恒温浇注可以稳定薄带的拉速，使得熔池的状况得到稳定，从而减少由于速度变化而引起的质量缺陷。
2.使用本浇注方法可以充分促进钢液中的夹杂物上浮，从而提高铸带质量；
3.利用本浇注方法可以减少大包钢水的过热度，从而减少能耗，提高钢液质量，减少耐材的损耗；
4.通过该浇注方法，可以减少浇注初期熔池表面冷钢的形成，有利于快速进入至正常浇注期；
5.通过该浇注方法，可以扩大薄带连铸钢种的浇注范围。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图。
图2为本发明实施例中中间包的结构示意图。
图3为本发明实施例中水口的的结构示意图。
图4为本发明实施例中中间包感应加热的的结构示意图。
具体实施方式
参见图1～图4，本发明的一种薄带连铸铸造方法，钢水通过长水口从大包注入至中间包1中，中间包为单流中间包，该钢水自中间包内1一侧的挡堰2下流过，再越过一第一挡坝3，进入一带感应加热的过钢通道4，经感应加热后的钢水的温度较中间包注入时温度提升30～50℃，加热后的钢水再自中间包1另一侧的出口流出至水口5进行浇铸。
进一步，所述的水口5外部设置一水口感应加热器6。
所述的水口外部设置的感应加热器距离水口上端口的距离为中间包入口和出口间距的1/2～2/3。
又，经感应加热后的钢水再越过一第二挡坝7，然后自中间包另一侧的出口流出浇铸。
本发明的一种用于薄带连铸铸造的中间包，中间包1内依次设置中间包入口101、挡堰2、第一挡坝3、将中间包分隔成两个腔室的挡墙100及中间包出口102，挡墙100内设贯通两个腔室的过钢通道4，围绕该过钢通道4的挡墙内设感应加热器8。
进一步，对应中间包出口101的腔室中还设一第二挡坝7。
所述的中间包入口与挡墙之间的距离B为中间包入口与出口之间距离A的1/2～2/3。挡墙与中间包出口之间的距离C为中间包入口与出口之间距离A的1/4～2/3。挡堰与挡墙之间的距离D为中间包入口与挡墙之间的距离B的1/3～2/3。第一挡坝与与挡墙之间的距离E为中间包入口与挡墙之间的距离B的1/4～1/2。
按照大包10容量，考虑大包10的温降，将钢水温度加热至50～100℃的过热度，通过大包长水口11将钢水注入中间包1中，钢水通过挡堰2、第一挡坝3后流入受感应加热器8感应加热的过钢通道4，加热器通过外接电源对流过钢水通道的钢水进行感应加热。
浇注初期，感应加热器8的功率调至高功率，将中间包1内的钢水温度提高30～50℃，另外在水口5外部设置水口感应加热器6，用于开浇初期加热通过水口5钢水的温度。这样在开浇初期进入水口5和布流器12的钢水过热度可达到80～150℃。高温钢水在流过布流器小孔的过程中减少了发生凝结的机会，以此实现顺利开浇。
当钢水不断的从布流器9布流至双辊12之间时，双辊12之间的熔池中开始积累形成熔池13，当熔池13液位达到一定高度后，水口5及布流器9的蓄热充分，此时调低中间包1内感应加热器8的功率，使钢水按照正常的过热度进行浇注，关闭水口感应加热器6的电源。
当进行长时间浇注时，按照保持钢水过热度基本稳定的要求调整感应加热器8功率，实现浇注过程中的恒温浇注。钢水在双辊12之间发生凝固，形成坯壳，通过双辊的挤压形成铸带14，最终通过铸卷机的卷动形成铸卷15。
薄带连铸技术是21实际最具竞争力的技术之一，从节约能源、环保等方便都有常规连铸所不能比拟的优点，因此受到世界各国的大力关注；而中间包及布流器浇注***是薄带连铸过程中的关键工艺和设备，本发明浇注方法及装置的提出，将在很大程度上提高薄带连铸浇注的稳定性，为薄带连铸的成功实现奠定基础。

Claims (10)

1.一种薄带连铸铸造方法，钢水通过长水口从大包注入至中间包中，中间包为单流中间包，该钢水自中间包内一侧的挡堰下流过，再越过一第一挡坝，进入一带感应加热的过钢通道，经感应加热后的钢水的温度较中间包注入时温度提升30～50℃，加热后的钢水再自中间包另一侧的出口流出至水口进行浇铸。
2.如权利要求1所述的薄带连铸铸造方法，其特征是，所述的水口外部设置一水口感应加热器。
3.如权利要求1所述的薄带连铸铸造方法，其特征是，所述的水口外部设置的感应加热器距离水口上端口的距离为中间包入口和出口间距的1/2～2/3。
4.如权利要求1所述的薄带连铸铸造方法，其特征是，经感应加热后的钢水再越过一第二挡坝，然后自中间包另一侧的出口流出浇铸。
5.一种用于薄带连铸铸造的中间包，其特征是，中间包内依次设置中间包入口、挡堰、第一挡坝、将中间包分隔成两个腔室的挡墙及中间包出口，挡墙内设贯通两个腔室的过钢通道，围绕该过钢通道的挡墙内设感应加热器，该加热器包括铁芯、线圈、耐材及管道。
6.如权利要求5所述的用于薄带连铸铸造的中间包，其特征是，对应中间包出口的腔室中还设一第二挡坝。
7.如权利要求5所述的用于薄带连铸铸造的中间包，其特征是，所述的中间包入口与挡墙之间的距离为中间包入口与出口之间距离的1/2～2/3。
8.如权利要求5所述的用于薄带连铸铸造的中间包，其特征是，所述的挡墙与中间包出口之间的距离为中间包入口与出口之间距离的1/4～2/3。
9.如权利要求5所述的用于薄带连铸铸造的中间包，其特征是，所述的挡堰与挡墙之间的距离为中间包入口与挡墙之间的距离的1/3～2/3。
10.如权利要求5所述的用于薄带连铸铸造的中间包，其特征是，第一挡坝与挡墙之间的距离为中间包入口与挡墙之间的距离的1/4～1/2。
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