CN109014100A - 一种提高钢质薄板坯连铸过程拉钢速度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种提高钢质薄板坯连铸过程拉钢速度的方法,采用的铸机弧形半径6.25m,调整铸机辊列布置方式,铸机长区间多段液芯大压下和加长结晶器,设置两组压下装置实现5~25mm铸坯带液芯压下;具体过程为:钢液通过中间包进入结晶器后开始形成凝固坯壳,经过结晶器与二冷段,凝固坯壳厚度为50~150mm,使得拉速得以提高,铸坯头部与引锭杆结合后开始拉出,在提高拉速同时,点燃煤氧枪并进行位置和气流量调节,火焰直接加热连铸坯角部,为角部和边部提温100~150℃,当铸机拉速逐渐稳定至2~3mm/min,先后投入两组压下装置,过摆切剪切割后铸机拉速不断提高到4~8.5m/min。本发明的技术方案提高板坯质量的同时,使得拉钢速度提高到4~8.5m/min。
Description
技术领域:
本发明属于钢铁冶金技术领域,具体涉及一种提高钢质薄板坯连铸过程拉钢速度的方法。
背景技术:
薄板坯连铸连轧是钢铁行业一项前沿的薄带钢生产技术,相对于传统厚板坯连铸,薄板坯连铸连轧具有流程紧凑、节能、高效等优势。自二十世纪80年代以来,薄板坯连铸连轧得到快速的发展,在产品品种开发,工艺技术和产品的质量控制方面得到了明显的进步。
目前我国各大钢铁厂共有十余条薄板坯连铸连轧生产线,利用此生产线主要生产硅钢、高碳钢、耐候钢、普碳钢等产品,其薄规格产品的厚度主要集中在1.2mm及以上,0.8~1mm的超薄规格热轧板卷尚未实现批量稳定生产。因此亟待利用薄板坯连铸连轧技术进行薄规格热轧板带钢的开发,可以取代目前一些冷轧带钢产品,如果以“以热代冷”为市场地位,将会产生直接的经济效益。成品薄规格化的前提是铸坯薄规格化,但是铸坯连铸速度不能相应提高,从而限制了带钢轧制成形的高效率化。目前,我国薄板坯连铸机生产70mm连铸坯时,其实际拉速处于4.0~4.4m/min水平,而韩国浦项的实际拉速可达7.0m/min,因此我国现阶段连铸工艺与国际先进水平具有一定差距。如何充分利用薄板坯连铸连轧的技术优势,如何提高薄板坯连铸机的生产拉速,实现高速连铸,从而改善作业效率的同时实现薄规格热轧带钢生产,这是目前钢铁行业的一个重要发展突破口。
高速连铸需要开发的技术有:结晶器钢液面波动控制技术、防止保护渣卷入技术、高速连铸时结晶器/铸坯间润滑稳定化技术、强化结晶器散热,保证凝固壳厚度技术、防止凝固壳拘束、断裂引起的漏钢技术、防止连铸机内铸坯表面裂纹、内部裂纹技术、强力二冷技术。冶金连铸行业中大量的科技工作者纷纷研究相关技术,寻求突破。国内目前薄板坯类发明专利主要集中于通过ESP(带钢无头轧制)和CSP(薄板坯连铸连轧)技术生产特定钢种,主要保护依托流程的钢种生产技术,如日照钢铁公开的CN201610766086、CN201610766453、CN201610766506、CN201610768866、CN201711050581等专利都通过ESP技术生产耐候钢、低碳钢、双相钢高强钢DP600、低合金高强钢等钢种的生产工艺,其中拉速保持4.5m/s,而且并未提及其高拉速的措施和方法。武汉钢铁公司(现宝武集团)公开的CN201210499746、CN201610827777、CN201710959274等发明专利主要保护CSP流程生产高强度薄规格钢板,其中连铸过程作为生产方法,并未在知识产权中做说明其拉速和连铸工艺。CN 107671120 A公开的一种连铸连轧生产线主要保护全线的设备布置,连铸机工艺特点并未说明。首钢集团公开的专利CN 108380838 A主要涉及一种提高拉速的速度控制模型,并未具体指向具体拉速范围,也没有装备设计或者布置方法。
发明内容:
本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足,提供一种针对目前薄板坯拉速慢,难以稳定生产薄规格热轧带钢的问题,本发明提供一种提高钢质薄板坯连铸过程拉钢速度的方法。本发明通过延长结晶器长度、二冷1-3段垂直布置、二冷3-8段大圆弧半径、结晶器出口调整两阶段液芯压下装备工艺、直火焰边/角部直接加热等措施保证了高拉速(4.5~8m/s)连续铸造生产钢坯工艺的实现。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种提高钢质薄板坯连铸过程拉钢速度的方法,采用铸机完成,具体包括以下步骤:
(1)钢包进入回转台,打开塞棒,钢水经中间包蓄流后进入结晶器开始凝固成铸坯,所述的铸坯厚度为50~150mm;其中,所述的铸机包括结晶器,所述的铸机设有二冷段和水平段,其中:
所述的结晶器长度≥1.35m;
所述的二冷段包括垂直二冷段和弧形二冷段,所述的垂直二冷段包括二冷1~3段,弧形二冷段包括二冷4~8段;所述的二冷3~8段设有6组驱动辊;
所述的垂直二冷段设有两组压下装置,以钢水流动方向为向前流动,第二组压下装置设置在结晶器出口,二冷1段后,第一组压下装置设置在二冷2段前;
所述的水平段设有2组拉矫装置;
所述的铸机具有弧形半径,半径≥6.25m;
所述的铸机上设有煤氧枪装置。
(2)由二冷3-8段的驱动辊驱动引锭杆向下移动以提高铸机拉速,点燃煤氧抢对铸坯边角部进行加热,并进行位置和气流量调节;铸坯头部出铸机;
(3)当铸坯拉速稳定至2~3mm/min、煤氧抢加热进入稳定加热阶段,开启第一组压下装置,待第一组压下装置稳定后,开启第二组压下装置,其中,第一组压下装置压下量为D1,第二组压下装置压下量为D2,D1∶D2=2∶3,总压下量为5~25mm;
(4)铸坯连续成形后,经过摆切剪时,其低温头部分3次切割,总切割量为0.9m,之后铸机拉速不断提高,调整拉速稳定至4~8.5m/min。
所述的步骤(1)中,所述的煤氧枪装置包括八支煤氧枪,其中,四支煤氧枪设置在拉矫装置后,四支煤氧枪设置在拉矫装置前。
所述的步骤(2)中,铸坯头部出铸机后,引锭杆尾部被引锭杆车卷扬机拉起,采用脱引锭机构将引锭杆与铸坯头部分离,引锭杆被提升到引锭杆车,备用。
所述的步骤(2)中,通过煤氧枪装置,使火焰直接加热连铸坯角部,为角部和边部提温100~150℃,氧枪对准连铸坯角部,设置位置控制***适应不同厚度规格铸坯生产。
本技术中,采用的铸机具有大弧形半径、特有的铸机辊列布置方式、铸机长区间多段液芯大压下和有效长度达到1.35m的加长结晶器,结晶器加长后可以提高冷却接触距离长度,从而保证高拉速时凝固坯壳厚度、防止拉断和鼓肚现象产生,同时使得结晶器后的铸坯压下工艺得以实施;结晶器出口位置设计两组辊式机械压下装置,交替布置在二冷1-3段之间,及结晶器出口,根据不同铸坯厚度可以实现5~25mm的铸坯带液芯压下,铸机二冷3段开始是进入弧形区,弧形半径6.25m,保证铸坯表面变形率适应性以及薄规格连铸钢坯生产。具体过程为:钢液通过中间包进入结晶器后开始形成凝固坯壳,由于结晶器长度提高,而且二冷1-3段均为直线式,凝固坯壳厚度较大,厚度范围为50~150mm,拉速得以提高,铸坯头部与引锭杆结合后开始拉出。设计采用上装式引锭杆,开浇,二冷段中,分配在二冷3-8段的驱动辊驱动引锭杆向下移动,在引锭杆的牵引下,铸坯头部出铸机后,引锭杆尾部被引锭杆车卷扬机拉起,采用脱引锭机构将引锭杆与铸坯头部分离,引锭杆被提升到引锭杆车,备用。在提高拉速的同时,点燃煤氧枪并进行位置和气流量调节,四只简易煤氧枪分别布置在拉矫装置前,四只煤氧枪布置在拉矫装置后,氧枪对准连铸坯角部,设置位置控制***适应不同厚度规格连铸坯生产,火焰直接加热连铸坯角部,为角部和边部提温100~150℃。当铸机拉速逐渐稳定至2~3mm/min,压下装置开始投入使用,首先投入R1,然后投入R2,压下量分配比例为D1:D2=2∶3,总压下量范围根据不同规格厚度铸坯可以达到5~25mm。过摆切剪时,其低温头部被分3次切割,总切割量为0.9m,之后铸机拉速不断提高,到4~8.5m/min,并根据铸坯厚度调整拉速。
本发明的有益效果:
(1)采用加长结晶器,并结合直线式的二冷1~3段,获得厚度范围为50~150mm的凝固壳厚,以提高拉速,使拉速达到4~8.5m/min;
(2)在提高拉速的同时,通过设置的煤氧枪并进行位置和气流量调节,对准连铸坯角部进行补热,设置位置控制***适应不同厚度规格连铸坯生产;
(3)采用本申请的煤氧枪补热装置,火焰直接加热连铸坯角部,能够为角部和边部提温100~150℃。
附图说明:
图1为实施例1采用的薄板坯连铸工艺装备示意图,其中,1-塞棒,2-中间包,3-浸入式水口,4-结晶器,R1-第一组压下装置,R2-第二组压下装置,A-二冷1~2段,B-二冷3~8段,5-拉矫装置,6-煤氧枪,7-切割装置。
具体实施方式:
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
以下实施例中的“第一”,“第二”只用于区分结构名称,不代表操作先后顺序;
实施例1
一种提高钢质薄板坯连铸过程拉钢速度的方法,其采用的薄板坯连铸工艺装备示意图如图1所示,包括塞棒1,中间包2,浸入式水口3,结晶器4,第一组压下装置R1,第二组压下装置R2,二冷1~2段A,二冷3~8段B,拉矫装置5,煤氧枪6,切割装置7,具体包括以下步骤:
(1)铸坯材质为Q195钢;
(2)钢包进入回转台位置后,打开塞棒1,钢水经中间包2蓄流后进入铸机的结晶器4开始凝固成铸坯,铸坯厚度规格为150mm,此过程铸机采用大弧形半径设计,半径为6.25m,采用加长型的结晶器4,结晶器4有效长度达到1.35m,并在铸机上增加八支煤氧枪6,火焰直接加热连铸坯角部,为角部和边部提温100℃以上,布置方式为四只煤氧枪布置在拉矫装置5前,四只煤氧枪布置在驱动辊前拉矫装置5后,煤氧枪6对准连铸坯角部,并且设置位置控制***;
(3)高速铸机辊列布置方式为:保留垂直结晶器,并且二冷段的1-3段采用垂直式布置;二冷3-8段B上设有6组驱动辊,用于驱动引锭杆向下移动,铸机拉速逐渐提高,铸坯头部出铸机后,引锭杆尾部被引锭杆车卷扬机拉起,采用脱引锭机构将引锭杆与铸坯头部分离,引锭杆被提升到引锭杆车,备用;拉速开始提高时,煤氧枪6开始点燃并进行位置和气流量调节,直至拉速稳定后进入稳定加热阶段;
(4)拉速稳定到2m/s,投入两阶段压下工艺,首先投入的是结晶器出口位置远端第一压下装置R1,稳定后投入近结晶器端第二压下装置R2,压下量分配比例为D1∶D2=2∶3,总压下量达到25mm;
(5)根据铸坯规格长度要求切分铸坯:铸坯成形头部出铸机,采用切割装置7切割,经过摆切剪时,其低温头部被分3次切割,总切割量为0.9m,之后铸机拉速不断提高,到4m/min。
实施例2
一种提高钢质薄板坯连铸过程拉钢速度的方法,其采用的薄板坯连铸工艺装备同实施例1,具体包括以下步骤:
(1)铸坯材质为Q235B钢;
(2)钢包进入回转台位置后,打开塞棒,钢水经中间包蓄流后进入铸机的结晶器开始凝固成铸坯,铸坯厚度规格为100mm,此过程铸机采用大弧形半径设计,半径为6.25m,采用加长型结晶器,结晶器有效长度达到1.35m,并在铸机上增加煤氧枪装置,火焰直接加热连铸坯角部,为角部和边部提温120℃以上,布置方式为四只简易煤氧枪布置在拉矫装置前,四只煤氧枪布置在驱动辊前,氧枪对准连铸坯角部,并且设置位置控制***;
(3)高速铸机辊列布置方式为:保留垂直结晶器,并且二冷段的1-3段采用垂直式布置;二冷3-8段上设有6组驱动辊,用于驱动引锭杆向下移动,铸机拉速逐渐提高,铸坯头部出铸机后,引锭杆尾部被引锭杆车卷扬机拉起,采用脱引锭机构将引锭杆与铸坯头部分离,引锭杆被提升到引锭杆车,备用;拉速开始提高时,煤氧枪开始点燃并进行位置和气流量调节,直至拉速稳定后进入稳定加热阶段;
(4)拉速稳定到2.8m/s,投入两阶段压下工艺,首先投入的是结晶器出口位置远端第一压下装置,稳定后投入近结晶器端第二压下装置,压下量分配比例为D1∶D2=2∶3,总压下量达到15mm;
(5)根据铸坯规格长度要求切分铸坯:铸坯成形头部出铸机,采用切割装置切割,经过摆切剪时,其低温头部被分3次切割,总切割量为0.9m,之后铸机拉速不断提高,到6.8m/min。
实施例3
一种提高钢质薄板坯连铸过程拉钢速度的方法,其采用的薄板坯连铸工艺装备同实施例1,具体包括以下步骤:
(1)铸坯材质为Q195钢;
(2)钢包进入回转台位置后,打开塞棒,钢水经中间包蓄流后进入铸机的结晶器开始凝固成铸坯,铸坯厚度规格为50mm,此过程铸机采用大弧形半径设计,半径为6.25m,采用加长型结晶器,结晶器有效长度达到1.35m,并在铸机上增加煤氧枪装置,火焰直接加热连铸坯角部,为角部和边部提温150℃,布置方式为四只简易煤氧枪布置在拉矫装置前,四只煤氧枪布置在驱动辊前,氧枪对准连铸坯角部,并且设置位置控制***;
(3)高速铸机辊列布置方式为:保留垂直结晶器,并且二冷段的1-3段采用垂直式布置;二冷3-8段上设有6组驱动辊,用于驱动引锭杆向下移动,铸机拉速逐渐提高,铸坯头部出铸机后,引锭杆尾部被引锭杆车卷扬机拉起,采用脱引锭机构将引锭杆与铸坯头部分离,引锭杆被提升到引锭杆车,备用;拉速开始提高时,煤氧枪开始点燃并进行位置和气流量调节,直至拉速稳定后进入稳定加热阶段;
(4)拉速稳定到3m/s,投入两阶段压下工艺,首先投入的是结晶器出口位置远端第一压下装置,稳定后投入近结晶器端第二压下装置,压下量分配比例为D1∶D2=2∶3,总压下量达到8mm;
(5)根据铸坯规格长度要求切分铸坯:铸坯成形头部出铸机,采用切割装置切割,经过摆切剪时,其低温头部被分3次切割,总切割量为0.9m,之后铸机拉速不断提高,到8.5m/min。
Claims (4)
1.一种提高钢质薄板坯连铸过程拉钢速度的方法,其特征在于,采用铸机完成,具体包括以下步骤:
(1)钢包进入回转台,打开塞棒,钢水经中间包蓄流后进入结晶器开始凝固成铸坯,所述的铸坯厚度为50~150mm;其中,所述的铸机包括结晶器,所述的铸机设有二冷段和水平段,其中:
所述的结晶器长度≥1.35m;
所述的二冷段包括垂直二冷段和弧形二冷段,所述的垂直二冷段包括二冷1~3段,弧形二冷段包括二冷4~8段;所述的二冷3~8段设有6组驱动辊;
所述的垂直二冷段设有两组压下装置,以钢水流动方向为向前流动,第二组压下装置设置在结晶器出口,二冷1段后,第一组压下装置设置在二冷2段前;
所述的水平段设有2组拉矫装置;
所述的铸机具有弧形半径,半径≥6.25m;
所述的铸机上设有煤氧枪装置。
(2)由二冷3-8段的驱动辊驱动引锭杆向下移动以提高铸机拉速,点燃煤氧抢对铸坯边角部进行加热,并进行位置和气流量调节;铸坯头部出铸机;
(3)当铸坯拉速稳定至2~3mm/min、煤氧抢加热进入稳定加热阶段,开启第一组压下装置,待第一组压下装置稳定后,开启第二组压下装置,其中,第一组压下装置压下量为D1,第二组压下装置压下量为D2,D1∶D2=2∶3,总压下量为5~25mm;
(4)铸坯连续成形后,经过摆切剪时,其低温头部分3次切割,总切割量为0.9m,之后铸机拉速不断提高,调整拉速稳定至4~8.5m/min。
2.根据权利要求1所述的提高钢质薄板坯连铸过程拉钢速度的方法,其特征在于,所述的步骤(1)中,所述的煤氧枪装置包括八支煤氧枪,其中,四支煤氧枪设置在拉矫装置后,四支煤氧枪设置在拉矫装置前。
3.根据权利要求1所述的提高钢质薄板坯连铸过程拉钢速度的方法,其特征在于,所述的步骤(2)中,铸坯头部出铸机后,引锭杆尾部被引锭杆车卷扬机拉起,采用脱引锭机构将引锭杆与铸坯头部分离,引锭杆被提升到引锭杆车,备用。
4.根据权利要求1所述的提高钢质薄板坯连铸过程拉钢速度的方法,其特征在于,所述的步骤(2)中,通过煤氧枪装置,使火焰直接加热连铸坯角部,为角部和边部提温100~150℃,氧枪对准连铸坯角部,设置位置控制***适应不同厚度规格铸坯生产。
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