CN110181004A - 一种根据点状裂纹位置判断连铸凝固坯壳的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种根据点状裂纹位置判断连铸凝固坯壳的检测方法，其特征在于：在连铸方坯使用轻压下后连铸方坯纵向样上零塑性温度处有点状裂纹，点状裂纹能反映压下辊的凝固坯壳厚度，通过对方坯纵向样点状裂纹判断、测量从而完成每个压下辊的坯壳测定，根据测定结果优化凝固传热模型。本发明通过对方坯纵向样的点状裂纹进行判断、测量，得出对应压下辊的凝固坯壳，用于优化凝固传热数学模型，相比传统的射钉实验，更加方便高效，对改善钢铁产品实物质量提供了改进方向，大幅降低成本。

Description

一种根据点状裂纹位置判断连铸凝固坯壳的检测方法

技术领域

本发明属于冶金行业连铸凝固坯壳检测技术领域，具体涉及一种根据点状裂纹位置判断连铸方坯凝固坯壳的检测方法。

背景技术

目前，连铸凝固坯壳检测主要采取射钉实验。

射钉实验自20世纪90年代起，国内大型钢铁厂就普遍用于测量铸坯的凝固坯壳厚度。射钉法是采用射钉枪将作为示踪材料的钢钉击入正在凝固的坯壳，然后在铸坯相应位置取样进行分析。射钉枪由发射枪体、控制箱、射钉弹和射钉等组成，射钉为普通碳素钢，在钉子上加工有两道含有硫化物的沟槽，在射钉进人铸坯液相穴后，低熔点的硫化物会迅速扩散，所以能够用酸侵蚀和硫印的方法根据硫化物的扩散情况测出连铸坯凝固壳厚度，从而确定铸坯的液芯厚度。射钉法具有测量准确、成本低廉和可普及性强等特点，但实验周期长、数据准确性差。

目前连铸工艺基础研究主要是通过建立二维凝固传热数学模型来模拟解析铸坯冷却凝固过程，但数模能否与铸机条件、生产工艺参数、钢种等相适应，必须通过表面测温、射钉试验确定凝固系数来修订优化。当前连铸轻压下攻关最大的工艺难点是如何确定合理的压下位置，其严重依赖对凝固过程的铸坯射钉确定坯壳凝固厚度，计算凝固系数、液相穴长度、凝固末端两相区固相率。

如果成功开发根据点状裂纹位置判断连铸凝固坯壳的检测方法，则属判断连铸方坯凝固情况的重大突破。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种根据点状裂纹位置判断连铸方坯凝固坯壳的检测方法，避免长时间的现场实验，提高生产效率、大幅降低成本，改善方坯的实物质量。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种根据点状裂纹位置判断连铸凝固坯壳的检测方法，在连铸方坯使用轻压下后连铸方坯纵向样上零塑性温度处有点状裂纹，点状裂纹能反映压下辊的凝固坯壳厚度，通过对方坯纵向样点状裂纹判断、测量从而完成每个压下辊的坯壳测定，根据测定结果优化凝固传热模型。

优选地，将钢包吊入连铸大包回转台：

1)做好封引锭操作；

2)使用大中间包，对中包水口进行对中；

3)加入中包覆盖剂，使用合适的结晶器保护渣；

4)在方坯达到零塑性温度时启动压下辊进行轻压，然后跟踪每个辊子的压下情况并进行记录；

5)对生产出来的方坯取一定长度的纵向样；

6)对纵向样进行剖分、铣面、酸洗腐蚀；

7)对纵向样上的点状裂纹进行判断、测量；

8)记录每个压下辊对应的点状裂纹的位置；

9)根据得出的数据优化凝固传热数学模型；

10)根据数学模型计算结果设计轻压下工艺，指导实际生产，改善实物质量。

优选地，方坯在连铸过程中拉速控制在0.30m/min～0.6m/min，过热度控制在20℃～60℃；使用轻压下，压下总量为5～10mm。

优选地，在封引锭操作时具体包括以下过程：

1)离钢水上连铸前30min以上开始封堵引锭；

2)吹干结晶器钢板和引锭头；

3)用铜钎将石棉绳填充引锭头四周的缝隙里；

4)用泥绳把引锭头四周缝隙密封，中间部位适当放按扁的泥绳；再均匀在引锭头上撒铁屑；

5)放铁框、钢筋，要求钢筋放在铁框内，中心水口降落的地方钢筋低5公分；中间部位适当留点空隙以便开浇时钢水流进燕尾槽。

优选地，在进行中包水口进行对中时具体包括以下过程：

1)对上连铸的大包进行测温、取样，并且指挥行车把大包座在大包回转台上、指挥行车脱钩，并且把大包滑动水口油缸装上、油缸保险销插上、盖好包盖，升起大包臂；

2)中包车开到浇注位之后，把中包水口对中、同时监护好中包水口下降；

3)套好长水口打开氩气流量在600ppm；

4)装好压把，关紧塞棒；

5)在规定范围内起步并及时提拉速至标准拉速，如有异常拉速可高于标准拉速，待测温后再调整拉速，若大包温度很高且中包烘烤效果好，则须缓慢提拉速。

优选地，对取下的试样先找出几何中心，并且对其锯切，试样厚度控制在100mm左右，对锯切好的试样进行铣面处理，然后用稀释的5％浓度硫酸对试样进行腐蚀，并拍照。

优选地，识别纵向样上的长度≤1mm的点状裂纹，对其相对内弧表面的距离进行测量，并做好记录。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明通过对方坯纵向样的点状裂纹进行判断、测量，得出对应压下辊的凝固坯壳，用于优化凝固传热数学模型，相比传统的射钉实验，更加方便高效，对改善钢铁产品实物质量提供了改进方向，大幅降低成本。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

本实施例中的一种根据点状裂纹位置判断连铸凝固坯壳的检测方法，主要应用于连铸方坯，在使用轻压下后连铸方坯纵向样上有点状裂纹，该点状裂纹出现在零塑性温度处，即固相率为1.0处，其能反映压下辊的凝固坯壳厚度。通过对每个压下辊的坯壳测定，优化凝固传热模型，应用后大幅改善连铸方坯的内部质量。对方坯纵向样点状裂纹判断、测量，表1所示。

表1压下辊对应的点状裂纹位置

点状裂纹	位置/mm
		点1	113.75
点2	119.17
		点3	130.00
点4	140.83

具体包括：将钢包吊入连铸大包回转台：

(1)做好封引锭操作。

①离钢水上连铸前30min以上开始封堵引锭。

②吹干结晶器钢板和引锭头，确保结晶器铜板、引锭头、引锭材料干燥。

③用铜钎将石棉绳填充引锭头四周的缝隙里，必须填实，填平，特别是燕尾槽斜波。

④用泥绳把引锭头四周缝隙密封，中间部位适当放按扁的泥绳，以防钢水直接冲在引锭头上溶损引锭头。引锭头凹凸不平、毛糙、裂缝的地方，必须用泥绳按平以防脱不掉引锭。再均匀在引锭头上撒铁屑。

⑤放铁框、钢筋，要求钢筋放在铁框内，中心水口降落的地方钢筋低5公分；中间部位适当留点空隙以便开浇时钢水流进燕尾槽。

(2)使用大中间包，对中包水口进行对中。

①对上连铸的大包进行测温、取样，浇次第一炉上连铸必须测温。并且指挥行车把大包座在大包回转台上、指挥行车脱钩，并且把大包滑动水口油缸装上、油缸保险销插上、盖好包盖，升起大包臂；

②中包车开到浇注位之后，协助机长把中包水口对中、同时监护好中包水口下降，降中包必须每流有人监护防止水口顶到冷条。

③套好长水口打开氩气流量在600ppm(氩气流量<500ppm会有声光报警)。、

④装好压把，关紧塞棒。大包开浇后，检查中包水口是否自开，自开的必须先开，钢流控制适当、防止结死或溢钢。

⑤任何断面开浇都是根据断面控制钢水流量和起步时间，在规定范围内起步并及时提拉速至标准拉速。如有异常(中包及水口烘烤效果差、钢水温度低、钢水加热或中包开浇等待时间长)拉速可高于标准拉速，待测温后再调整拉速。若大包温度很高且中包烘烤效果好，则须缓慢提拉速。

(3)加入中包覆盖剂，使用合适的结晶器保护渣。

①在浇注过程中，禁止捞渣，禁止用吹氧管在结晶器内搅拌。

②在浇注过程中，保护渣要勤加、少加铺匀、黑渣面操作，严禁出现钢水裸露。拆装塞棒机构油缸、事故闸板油缸。准备好原辅材料：结晶器保护渣、覆盖剂、铁凳子等。正常浇钢时，结晶器周围有四人监护。

(4)典型拉速控制在0.30m/min～0.6m/min，典型过热度控制在20℃～60℃；使用轻压下，压下总量为5～10mm。要求坯头过了第三台拉矫机后点击投用轻压下按钮(此时方坯表面达到零塑性温度，即固相率为1.0处)，然后跟踪每个辊子的压下情况并进行记录。

(5)对生产出来的方坯取500mm长的纵向样。

(6)对纵向样进行剖分、铣面、酸洗腐蚀。对取下的试样先找出几何中心，并且对其锯切，试样厚度控制在100mm左右，对锯切好的试样进行铣面处理，然后用稀释的5％浓度硫酸对试样进行腐蚀，并拍照。

(7)对纵向样上的点状裂纹进行判断、测量。识别纵向样上的长度≤1mm的点状裂纹，对其相对内弧表面的距离进行测量，并做好记录。

(8)记录每个压下辊对应的点状裂纹的位置。根据记录下来的数据，对其进行分析，三个钢种的实施例如表1。

表1三个钢种的点状裂纹位置

(9)根据得出的数据优化凝固传热数学模型。根据估计出来的坯壳厚度修正凝固传热模型计算值，做到精细化调整计算模型。

(10)根据数学模型计算结果设计轻压下工艺，指导实际生产，改善实物质量。

以上所述仅为本发明的一种较佳实现方案而已，并不用以限制本发明，凡在本发明原则范围内所做的非根本性修改、替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种根据点状裂纹位置判断连铸凝固坯壳的检测方法，其特征在于：在连铸方坯使用轻压下后连铸方坯纵向样上零塑性温度处有点状裂纹，点状裂纹能反映压下辊的凝固坯壳厚度，通过对方坯纵向样点状裂纹判断、测量从而完成每个压下辊的坯壳测定，根据测定结果优化凝固传热模型。

2.根据权利要求1所述的一种根据点状裂纹位置判断连铸凝固坯壳的检测方法，其特征在于：将钢包吊入连铸大包回转台：

1)做好封引锭操作；

2)使用大中间包，对中包水口进行对中；

3)加入中包覆盖剂，使用合适的结晶器保护渣；

4)在方坯达到零塑性温度时启动压下辊进行轻压，然后跟踪每个辊子的压下情况并进行记录；

5)对生产出来的方坯取一定长度的纵向样；

6)对纵向样进行剖分、铣面、酸洗腐蚀；

7)对纵向样上的点状裂纹进行判断、测量；

8)记录每个压下辊对应的点状裂纹的位置；

9)根据得出的数据优化凝固传热数学模型；

10)根据数学模型计算结果设计轻压下工艺，指导实际生产，改善实物质量。

3.根据权利要求2所述的一种根据点状裂纹位置判断连铸凝固坯壳的检测方法，其特征在于：方坯在连铸过程中拉速控制在0.30m/min～0.6m/min，过热度控制在20℃～60℃；使用轻压下，压下总量为5～10mm。

4.根据权利要求2所述的一种根据点状裂纹位置判断连铸凝固坯壳的检测方法，其特征在于：在封引锭操作时具体包括以下过程：

1)离钢水上连铸前30min以上开始封堵引锭；

2)吹干结晶器钢板和引锭头；

3)用铜钎将石棉绳填充引锭头四周的缝隙里；

4)用泥绳把引锭头四周缝隙密封，中间部位适当放按扁的泥绳；再均匀在引锭头上撒铁屑；

5)放铁框、钢筋，要求钢筋放在铁框内，中心水口降落的地方钢筋低5公分；中间部位适当留点空隙以便开浇时钢水流进燕尾槽。

5.根据权利要求2所述的一种根据点状裂纹位置判断连铸凝固坯壳的检测方法，其特征在于：在进行中包水口进行对中时具体包括以下过程：

1)对上连铸的大包进行测温、取样，并且指挥行车把大包座在大包回转台上、指挥行车脱钩，并且把大包滑动水口油缸装上、油缸保险销插上、盖好包盖，升起大包臂；

2)中包车开到浇注位之后，把中包水口对中、同时监护好中包水口下降；

3)套好长水口打开氩气流量在600ppm；

4)装好压把，关紧塞棒；

5)在规定范围内起步并及时提拉速至标准拉速，如有异常拉速可高于标准拉速，待测温后再调整拉速，若大包温度很高且中包烘烤效果好，则须缓慢提拉速。

6.根据权利要求2所述的一种根据点状裂纹位置判断连铸凝固坯壳的检测方法，其特征在于：对取下的试样先找出几何中心，并且对其锯切，试样厚度控制在100mm左右，对锯切好的试样进行铣面处理，然后用稀释的5％浓度硫酸对试样进行腐蚀，并拍照。

7.根据权利要求2所述的一种根据点状裂纹位置判断连铸凝固坯壳的检测方法，其特征在于：识别纵向样上的长度≤1mm的点状裂纹，对其相对内弧表面的距离进行测量，并做好记录。