CN110640106A - 一种减少宽厚板连铸坯表面纵裂纹的开浇方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种减少宽厚板连铸坯表面纵裂纹的开浇方法,从连铸机开浇前钢水过热度的控制,研发宽厚板专用新型开浇渣,开发连铸机开浇提拉速曲线,自助研发连铸机浸入式水口低位开浇模式,合理准确控制出苗时间等多方面进行***研究与控制,减少应力集中,提高保护渣渣膜晶粒均匀化,使结晶器内坯壳有足够的凝固时间,提高宽厚板连铸机开浇铸坯质量,减少铸坯纵裂纹非稳态条件下的铸坯合格率。
Description
技术领域
本发明涉及一种减少宽厚板连铸坯表面纵裂的开浇方法,属于冶金生产连铸技术领域。
背景技术
铸坯的表面纵裂纹产生于结晶器,钢水通过浸入式水口流入结晶器形成初生坯壳,由于热流分布不均匀,造成坯壳生长厚度不均,在铸坯中心附近坯壳比较薄弱处产生应力集中,形成裂纹源,随着铸坯进入二冷室受到冷却及钢水静压力的作用,裂纹沿拉速方向进一步扩展,形成纵裂纹。简单的说就是纵裂一般在结晶器内部形成雏形,到出结晶器,在二冷区内开始扩展长大,最后形成明显的纵裂纹。根据出现裂纹的铸坯情况来看,大部分集中在铸坯的中部或边部,长度不一,有时可能部分交错,断断续续,严重时纵裂纹贯穿整块板坯表面。从开浇第一炉与正常浇铸时裂纹率比较发现,开浇第一炉的裂纹率远大于正常浇注时的裂纹率。自此可以看出,非稳态浇注是出现裂纹的一个重要原因。为此,亟需对连铸机开浇进行研究,提高非稳态浇注条件下铸坯质量,提高铸坯合格率。
发明内容
为解决厚板连铸坯开浇纵裂纹,提高非稳态浇注条件下铸坯质量,本发明提供一种减少厚板连铸坯表面纵裂的开浇方法,通过从生产工艺优化调整,自主开发研究新型开浇保护渣,制定厚板连铸机开浇提拉速曲线,浸入式水口低位开浇模式,连铸机出苗时间的准确把握,有效解决了厚板坯连铸机开浇纵裂问题,提高了非稳态条件下的铸坯合格率。
为达到上述目的,本发明采用了如下的技术方案:
对宽厚板连铸机开浇关键工艺及设备参数进行调整优化,从裂纹源开始控制,在钢水凝固过程中减少纵裂纹产生的几率,有效解决宽厚板连铸坯开浇纵裂问题。
具体方法如下:
一种减少厚板连铸坯表面纵裂的开浇方法,具体实施方案如下:
1、优化生产工艺,降低开浇过热度
宽厚板连铸机在浇次第一炉过热度均大于35℃,铸坯窄面均存在明显鼓肚现象,且鼓肚量为8~10mm,无裂纹铸坯鼓肚量为2mm左右,铸坯因过热度高,结晶器内坯壳薄,因断面大,铸坯移动过程中,窄面铸坯与宽面铸坯不同步,造成边部拉伸开裂,导致边部纵裂纹的产生。之后通过优化工艺,降低开浇炉次中间包过热度,由15~30℃降低至10~20℃之间,提高了初生坯壳厚度,减少结晶器内铸坯宽面及窄面鼓肚量,提高结晶器内坯壳均匀性,减少应力集中,边部纵裂纹明显减少。
2、研发开浇保护渣
通过对裂纹周围成分进行能谱分析,裂纹内部有大量的K、Na等保护渣元素,说明裂纹的产生在结晶器,而且保护渣的适应性较低。因为宽厚板连铸机断面大,坯壳所受收缩应力和弯曲应力大,宽厚板生产钢种含碳量在包晶、亚包晶反应区间,裂纹敏感性高,需要保护渣具有渣膜晶粒均匀、组织细化,传热和受力更均匀化,并且黏度高、碱度低,液渣流入坯壳间更加连续均匀,同时具有保温效果更稳定,析晶温度低的这些特性,改造后保护渣具体成分如下表1:
表1改进后保护渣化学成分与理化性能
3、开发宽厚板连铸机专用开浇提速曲线
开浇第一炉拉速的变化直接影响着铸坯质量,自主开发宽厚板连铸机专用开浇提速曲线,提高保护渣渣膜传热的稳定性,该提速曲线特征如下:开浇以0.4m/min的速度起动,加速度为2.5m/min2(持续时间约10s),保持0.4m/min的速度0.5min;然后采用加速度为0.5m/min2到0.8m/min,保持0.8m/mim的速度1.5min,继续采用加速度0.5m/min2到预先设置的浇铸速度0.9~1.3m/min,具体为:200mm断面时为1.3m/min,250mm断面时为1.2m/min,300mm断面时为0.9m/min,开浇提速曲线如图1所示。
4、自主开发浸入式水口低位开浇模式,准确控制出苗时间
厚板坯连铸机中间包与结晶器之间由浸入式水口贯穿,开浇前,在备包区浸入式水口挂在中间包上一块与中间包进行烘烤作业,在开浇前,中间包与浸入式水口一起下降至电位器“低位”处,浸入式水口处于低位开浇模式,这样有利用于对钢液流场的控制。出苗时间控制在60~110秒,具体控制200mm断面按照60~90秒,300mm断面按照70~110秒,在实际操作过程中偏中后期控制时间,使结晶器内坯壳有足够的凝固时间,保护渣渣膜晶粒均匀,起到较好的润滑效果。
相比现有厚板连铸机开浇方法,本方法具有以下优点:
1、改变了以往开浇第一炉高过热度的常规思路,过热度由15~30℃降低至10~20℃之间,提高了初生坯壳厚度,减少结晶器内铸坯宽面及窄面鼓肚量,提高结晶器内坯壳均匀性,减少应力集中,防止在拉坯过程中产生裂纹。
2、开发宽厚板专用开浇渣,其传热和受力更均匀化,并且黏度高、碱度低,液渣流入坯壳间更加连续均匀,同时保温效果更稳定,析晶温度低,能够控制传热,达到铸坯在结晶器内缓冷防止纵裂的目的。
3、开发宽厚板连铸机开浇拉速提速曲线,能解决开浇低拉速时的冷却强度大问题,并且对开浇拉速进行加速度提速控制,保证尽快进入稳定拉速阶段,减少了裂纹敏感系数。
4、宽厚板连铸机水口低位开浇模式,使结晶器内坯壳足够的凝固时间,确保保护渣渣膜晶粒均匀,起到较好的润滑效果。
附图说明
图1为本发明的开浇提速曲线。
具体实施方式
本说明书中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或者类似特征中的一个例子而已。所述仅仅是为了帮助理解本发明,不应该视为对本发明的具体限制。
下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种减少厚板连铸坯表面纵裂的开浇方法,所述开浇方法为:
1、在开浇前,根据钢包状况、过程温降,确定精炼工序上钢温度,确保开浇中间包过热度不能太高,具体为10~20℃。
2、确认中间包车操作箱上“大包臂高位灯”、“烘烤器高位灯”亮;松开塞棒锁紧装置;
3、紧接着按下操作箱“浇注位”按钮,中包自动升至最高,并将中间包车运行至“浇注位”;在中间包车行走过程中,清除浸入式水口保温毡,检查水口侧孔和内腔;
4、关闭塞棒起闭机构液压缸卸压阀门,塞棒自动关闭;
5、此时将操作箱转为“浇注模式”;对水口进行对中并进行检查确认。按下“中包下降”按钮,降包至电位器显示“35-45”低位处,放好防溅板;
6、确认液面自控自动校准,塞棒控制手拉盒显示正常;
7、确认中间包预吹氩时间达到3分钟后,开始开浇,同时开始读秒;
8、中间包钢水重量达到12t(60秒),按下手拉盒上“自动”开浇按钮;
9、根据不同断面的出苗时间,用手拉盒上“打开”或“关闭”按钮进行钢流调节,出苗时间控制200mm断面按照60~90秒,300mm断面按照70~110秒;
10、钢水没过水口侧孔,拿出防溅板随后推入开浇保护渣,保护渣成分如表1所示,并试液面是否结壳;液面上升至液位显示器的30%时,自动以0.4m/min的速度起动,加速度为2.5m/min2(持续时间约10S),保持0.4m/min的速度0.5min;然后采用加速度为0.5m/min2到0.8m/min,保持0.8m/mim的速度1.5min,继续采用加速度0.5m/min2到预先设置的浇铸速度0.9~1.3m/min,具体为:200mm断面时为1.3m/min,250mm断面时为1.2m/min,300mm断面时为0.9m/min,开浇提速曲线如图1所示。
11、开浇后,打开氩封,流量按工艺要求控制,压缩空气开至最大;
12、开机正常后,手动将中间包升至电位器显示“60”正常浇注位置。
通过以上措施的实施,开浇纵裂问题基本上得到彻底解决和控制,铸坯一次检验合格率由99.91%提高至99.94%,创造直接经济效益420万元/年。
本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法,在此不一一列举实施例。
本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。
最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应该理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种减少宽厚板连铸坯表面纵裂纹的开浇方法,所述开浇方法包括以下步骤:
1)开浇炉次中间包过热度为10~20℃,采用宽厚板专用开浇渣,采用宽厚板连铸机专用开浇提速曲线;
2)在开浇前,中间包与浸入式水口一起下降至电位器“低位”处,浸入式水口处于低位开浇模式;出苗时间:60~110秒。
2.根据权利要求1所述的开浇方法,其特征在于,所述宽厚板专用开浇渣的化学成分和理化性质为:SiO2 32.3wt%、CaO 36.8wt%、Al2O3 3.9wt%、MgO 1.7wt%、Na2O 8wt%、F12.4wt%、TC 4.9wt%、碱度1.14、熔点1115℃、粘度0.14Pa.S、水分≤0.35wt%。
3.根据权利要求1所述的开浇方法,其特征在于,所述宽厚板连铸机专用开浇提速曲线为:开浇以0.4m/min的速度起动,加速度为2.5m/min2,持续时间10s,保持0.4m/min的速度0.5min;然后采用加速度为0.5m/min2到0.8m/min,保持0.8m/mim的速度1.5min,继续采用加速度0.5m/min2到预先设置的浇铸速度0.9~1.3m/min。
4.根据权利要求3所述的开浇方法,其特征在于,预先设置的浇铸速度具体为:200mm断面时为1.3m/min,250mm断面时为1.2m/min,300mm断面时为0.9m/min。
5.根据权利要求1所述的开浇方法,其特征在于,出苗时间具体为:200mm断面的出苗时间为60~90秒,300mm断面出苗时间为70~110秒。
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