CN107671257A - 一种用于低压缩比轧制的连铸坯生产方法 - Google Patents

一种用于低压缩比轧制的连铸坯生产方法 Download PDF

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陈亮
陈天明
黎建全
杨文中
李红光
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Abstract

本发明公开的是钢铁冶炼技术领域的一种用于低压缩比轧制的连铸坯生产方法。包括以下步骤：首先将一定过热度的钢水通过浸入式水口注入到结晶器内，在结晶器外壁冷却水的热交换作用下使结晶器内钢水结晶，形成外壁凝固，内部未凝固的连铸坯；然后将该连铸坯按一定拉速从结晶器内拉出，然后送入二冷区和空冷区进行冷却；最后在凝固末端采用重压下技术进行轧制，压下辊设置5～8个，其中最后1～2个为渐变形凸形辊，其余为平辊。本发明通过设置合理的钢水过热度、连铸拉速，以及调整重压下压下辊的压下量及压下分配，实现了对铸坯中心质量的有效控制，所生产的连铸坯，在压缩比为3～5时，探伤合格率可达到95％以上。

Description

一种用于低压缩比轧制的连铸坯生产方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种用于低压缩比轧制的连铸坯生产方法。
背景技术
近年来，材料安全要求越来越高，钢铁产品探伤的比例也越来越高。生产中，通常要求轧制后的钢材压缩比大于5以上，以保证轧制后钢材探伤合格。而对于低压缩比生产钢材，往往铸坯中心部位由于疏松、缩孔导致探伤不合格。因此，需要研发低压缩比的钢铁产品生产技术。低压缩比情况下，铸坯中心疏松、缩孔很难通过轧制焊合。对于本发明涉及到的连铸坯断面为360mm×450mm的铸坯，一般缺陷直径≥3mm，采用φ2.0mm平底孔探伤，探伤合格率低于80％。
现有技术中有一些弥补该缺陷的方法，比如CN106001476A，该专利具体涉及一种连铸坯两阶段连续动态重压下的方法，但是未考虑到连铸过程拉速的控制。采用重压下技术的重要条件就是匹配合理的拉速，确保凝固终点处于合理的控制区域，保证各压下辊能有效发挥压下功能，弥补铸坯中心疏松和中心缩孔。因此，有必要研究一种新的生产方法来提高低压缩比轧制的连铸坯的质量。
发明内容
为克服现有低压缩比生产钢材容易导致铸坯中心疏松、缩孔等问题，以及现有重压下方式存在的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种通过控制一定的过热度和拉速，以及一定的重压下压下量和压下分配来提高低压缩比轧制的连铸坯质量的生产方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于低压缩比轧制的连铸坯生产方法，包括以下步骤：
a、将过热度为15～40℃的钢水通过浸入式水口注入到结晶器内，在结晶器外壁冷却水的热交换作用下使结晶器内钢水结晶，形成外壁凝固，内部未凝固的连铸坯；
b、将该连铸坯按0.40～0.60m/min的拉速从结晶器内拉出，然后送入二冷区和空冷区进行冷却；
c、在凝固末端采用重压下技术进行轧制，压下辊设置5～8个，其中最后1～2个为渐变形凸形辊，其余为平辊。
进一步的是，步骤a中钢水过热度控制在20～35℃。
进一步的是，步骤b中连铸拉速控制在0.45～0.55m/min。
进一步的是，在进行重压下轧制时采用7个压下辊，其中第1～5个为平辊，第6个为渐变形凸形辊，最后一个为平辊。
进一步的是，各个压下辊从前往后的压下量分配为：1：0～2.0mm；2：0.5～2.0mm；3：0.5～2.0mm；4：2.0～5.0mm；5：2.0～5.0mm；6：5.0～15.0mm；7：2.0～5.0mm。
进一步的是，各个压下辊从前往后的压下量分配为：1：0～1.0mm；2：1.0～2.0mm；3：1.0～2.0mm；4：4.0～5.0mm；5：4.0～5.0mm；6：10.0～15.0mm；7：3.0～5.0mm。
本发明的有益效果是：本发明通过设置合理的钢水过热度、连铸拉速，以及调整重压下压下辊的压下量及压下分配，实现了对铸坯中心质量的有效控制，所生产的连铸坯，在压缩比为3～5时，探伤合格率可达到95％以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
一种用于低压缩比轧制的连铸坯生产方法，包括以下步骤：
a、将过热度为15～40℃的钢水通过浸入式水口注入到结晶器内，在结晶器外壁冷却水的热交换作用下使结晶器内钢水结晶，形成外壁凝固，内部未凝固的连铸坯；
b、将该连铸坯按0.40～0.60m/min的拉速从结晶器内拉出，然后送入二冷区和空冷区进行冷却；
c、在凝固末端采用重压下技术进行轧制，压下辊设置5～8个，其中最后1～2个为渐变形凸形辊，其余为平辊。
现有的重压下技术一般只注重压下量对铸坯的影响，对整个钢水连铸过程中的其它因素考虑较少，本发明着重通过设置合理的钢水过热度、连铸拉速以及压下量的分配来与重压下技术相配合，从而达到了进一步提高铸坯质量的目的。其次，在布置压下辊时，采用前4-6个压下辊均为平辊，最后1-2个压下辊为渐变形凸形辊，可有效提高重压下连铸工艺技术的铸造效果。
进一步的，步骤a中钢水过热度的优选方案为将温度控制在20～35℃；步骤b中连铸拉速的优选方案为将拉速控制在0.45～0.55m/min。该范围是发明人经过理论分析和长期试验得出的最优结论，采用该参数范围进行控制，能够将铸坯内部的疏松和缩孔控制在一个合理的范围，确保凝固终点处于合理的控制区域，保证后续各压下辊能有效发挥压下功能，弥补铸坯中心疏松和中心缩孔。该参数范围能适应大部分尺寸的铸坯，对于铸坯断面为360mm×450mm的铸坯尤其适用。
在进行重压下轧制时压下辊的优选布置方案为采用7个压下辊，其中第1～5个为平辊，第6个为渐变形凸形辊，最后一个为平辊。设置7个压下辊能够充分发挥重压下效果，第6个设置为渐变形凸形辊，即铸辊中部较边缘更高，可将辊压下作用力集中于铸坯中心区域，从而提高压下效率和质量，最后一个平辊起到平整作用。
对于各个压下辊，根据其不同的位置需要设置不同的压下量，以便起到均匀分散重压效果，提高重压效率。根据长期试验，要想达到预定的重压下效果，各压下辊从前往后的压下量分配应当为：1：0～2.0mm；2：0.5～2.0mm；3：0.5～2.0mm；4：2.0～5.0mm；5：2.0～5.0mm；6：5.0～15.0mm；7：2.0～5.0mm。其中，最优方案为：1：0～1.0mm；2：1.0～2.0mm；3：1.0～2.0mm；4：4.0～5.0mm；5：4.0～5.0mm；6：10.0～15.0mm；7：3.0～5.0mm。采用该压下量分配，能够适应大部分尺寸的铸坯，对于铸坯断面为360mm×450mm的铸坯尤其适用。
实施例一：
该实施例是运用本发明的连铸方法来浇铸造45M钢，发明采用的是360mm×450mm的四机四流大方坯连铸机，断面为360mm×450mm。将精炼完成后的过热度为20℃的钢水，通过浸入式水口注入到结晶器内，在结晶器外壁冷却水的热交换作用下使结晶器内钢水结晶，形成外壁凝固，内部未凝固的连铸坯，将该连铸坯从结晶器内拉出，拉速为0.60m/min，然后送入二冷区和空冷区进行冷却。在凝固末端采用重压下技术，设置为7个压下辊。
压下量的分配为1:0mm；2:0.5mm；3:0.5mm；4:2.0mm；5:2.0mm；6：5.0mm；7：2.0mm。
由于重压下是降低连铸坯中心疏松和中心缩孔的重要原因之一，所以本发明通过实验改善连铸坯的内部质量和外表质量。所述压下辊1～5为平辊，6为渐变形凸形辊，7为平辊。
采用该方法生产的(335mm～345mm)×450mm连铸坯轧制为规格为φ200mm圆钢，99.5％的铸坯轧制后的圆钢采用φ2.0mm平底孔探伤合格。
实施例二：
该实施例是运用本发明的连铸方法来浇铸造45M钢，发明采用的是360mm×450mm的四机四流大方坯连铸机，断面为360mm×450mm。将精炼完成后的过热度为32℃的钢水，通过浸入式水口注入到结晶器内，在结晶器外壁冷却水的热交换作用下使结晶器内钢水结晶，形成外壁凝固，内部未凝固的连铸坯，将该连铸坯从结晶器内拉出，拉速为0.40m/min，然后送入二冷区和空冷区进行冷却。在凝固末端采用重压下技术，设置为7个压下辊。
压下量的分配为1:1.0mm；2:1.5mm；3:1.5mm；4:4.0mm；5:4.0mm；6：12.0mm；7：4.0mm。
由于重压下是降低连铸坯中心疏松和中心缩孔的重要原因之一，所以本发明通过实验改善连铸坯的内部质量和外表质量。所述压下辊1～5为平辊，6为渐变形凸形辊，7为平辊。
采用该方法生产的(335mm～345mm)×450mm连铸坯轧制为规格为φ220mm圆钢，97.8％的铸坯轧制后的圆钢采用φ2.0mm平底孔探伤合格。
实施例三：
该实施例是运用本发明的连铸方法来浇铸造45M钢，发明采用的是360mm×450mm的四机四流大方坯连铸机，断面为360mm×450mm。将精炼完成后的过热度为20℃的钢水，通过浸入式水口注入到结晶器内，在结晶器外壁冷却水的热交换作用下使结晶器内钢水结晶，形成外壁凝固，内部未凝固的连铸坯，将该连铸坯从结晶器内拉出，拉速为0.50m/min，然后送入二冷区和空冷区进行冷却。在凝固末端采用重压下技术，设置为7个压下辊。
压下量的分配为1:2.0mm；2:2.0.0mm；3:2.0mm；4:5.0mm；5:5.0mm；6：15.0mm；7：5mm。
由于重压下是降低连铸坯中心疏松和中心缩孔的重要原因之一，所以本发明通过实验改善连铸坯的内部质量和外表质量。所述压下辊1～5为平辊，6为渐变形凸形辊，7为平辊。
采用该方法生产的(335mm～345mm)×450mm连铸坯轧制为规格为φ230mm圆钢，95.7％的铸坯轧制后的圆钢采用φ2.0mm平底孔探伤合格。
对比例一：
该实施例是运用本发明的连铸方法来浇铸造45M钢，发明采用的是360mm×450mm的四机四流大方坯连铸机，断面为360mm×450mm。将精炼完成后的过热度为20℃的钢水，通过浸入式水口注入到结晶器内，在结晶器外壁冷却水的热交换作用下使结晶器内钢水结晶，形成外壁凝固，内部未凝固的连铸坯，将该连铸坯从结晶器内拉出，拉速为0.50m/min，然后送入二冷区和空冷区进行冷却。在凝固末端采用轻压下技术，设置为7个压下辊。
压下量的分配为1:1.0mm；2:1.0.0mm；3:1.0mm；4:2.0mm；5:1.0mm；6：1.0mm；7：1mm。
采用该方法生产的(352mm～355mm)×450mm连铸坯轧制为规格为φ200mm圆钢，73.5％的铸坯轧制后的圆钢采用φ2.0mm平底孔探伤合格。
对比例二：
该实施例是运用本发明的连铸方法来浇铸造45M钢，发明采用的是360mm×450mm的四机四流大方坯连铸机，断面为360mm×450mm。将精炼完成后的过热度为20℃的钢水，通过浸入式水口注入到结晶器内，在结晶器外壁冷却水的热交换作用下使结晶器内钢水结晶，形成外壁凝固，内部未凝固的连铸坯，将该连铸坯从结晶器内拉出，拉速为0.65m/min，然后送入二冷区和空冷区进行冷却。在凝固末端采用重压下技术，设置为7个压下辊。
压下量的分配为1:2.0mm；2:2.0.0mm；3:2.0mm；4:5.0mm；5:5.0mm；6：15.0mm；7：5mm。
由于拉速不匹配，铸坯凝固终点位置不准确，铸坯低倍检测存在中心裂纹和中间裂纹。
采用该方法生产的(335mm～345mm)×450mm连铸坯轧制为规格为φ220mm圆钢，采用φ2.0mm平底孔探伤全部不合格。
对比例三：
该实施例是运用本发明的连铸方法来浇铸造45M钢，发明采用的是360mm×450mm的四机四流大方坯连铸机，断面为360mm×450mm。将精炼完成后的过热度为60℃的钢水，通过浸入式水口注入到结晶器内，在结晶器外壁冷却水的热交换作用下使结晶器内钢水结晶，形成外壁凝固，内部未凝固的连铸坯，将该连铸坯从结晶器内拉出，拉速为0.40m/min，然后送入二冷区和空冷区进行冷却。在凝固末端采用重压下技术，设置为7个压下辊。
压下量的分配为1:2.0mm；2:2.0.0mm；3:2.0mm；4:5.0mm；5:5.0mm；6：15.0mm；7：5mm。
由于过热度太高，铸坯凝固过程温度梯度变化太大，铸坯低倍检测存在中心裂纹和中间裂纹。
采用该方法生产的(335mm～345mm)×450mm连铸坯轧制为规格为φ210mm圆钢，采用φ2.0mm平底孔探伤全部不合格。

Claims (6)

1.一种用于低压缩比轧制的连铸坯生产方法，其特征是，包括以下步骤：
a、将过热度为15～40℃的钢水通过浸入式水口注入到结晶器内，在结晶器外壁冷却水的热交换作用下使结晶器内钢水结晶，形成外壁凝固，内部未凝固的连铸坯；
b、将该连铸坯按0.40～0.60m/min的拉速从结晶器内拉出，然后送入二冷区和空冷区进行冷却；
c、在凝固末端采用重压下技术进行轧制，压下辊设置5～8个，其中最后1～2个为渐变形凸形辊，其余为平辊。
2.如权利要求1所述的一种用于低压缩比轧制的连铸坯生产方法，其特征是：步骤a中钢水过热度控制在20～35℃。
3.如权利要求1所述的一种用于低压缩比轧制的连铸坯生产方法，其特征是：步骤b中连铸拉速控制在0.45～0.55m/min。
4.如权利要求1所述的一种用于低压缩比轧制的连铸坯生产方法，其特征是：在进行重压下轧制时采用7个压下辊，其中第1～5个为平辊，第6个为渐变形凸形辊，最后一个为平辊。
5.如权利要求4所述的一种用于低压缩比轧制的连铸坯生产方法，其特征是：各个压下辊从前往后的压下量分配为：1：0～2.0mm；2：0.5～2.0mm；3：0.5～2.0mm；4：2.0～5.0mm；5：2.0～5.0mm；6：5.0～15.0mm；7：2.0～5.0mm。
6.如权利要求4所述的一种用于低压缩比轧制的连铸坯生产方法，其特征是：各个压下辊从前往后的压下量分配为：1：0～1.0mm；2：1.0～2.0mm；3：1.0～2.0mm；4：4.0～5.0mm；5：4.0～5.0mm；6：10.0～15.0mm；7：3.0～5.0mm。
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