CN111922311B - 连铸生产过程的中包液位控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢铁冶金领域，公开了一种连铸生产过程的中包液位控制方法，所述方法具体是在钢包与中包之间设置缓存包，以维持换包过程中中包液位稳定，所述缓存包的尺寸根据连铸机断面尺寸、连铸机浇铸流数、连铸机浇铸拉速及浇铸换包时长确定。本发明提供的技术方案能够保证换包期间中包液位稳定，避免保证液位而进行的拉速调整，为铸坯质量稳定提供装备技术保障。

Description

连铸生产过程的中包液位控制方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，具体涉及一种连铸生产过程的中包液位控制方法。

背景技术

随着社会的飞速发展，钢铁材料作为应用最为普及的金属材料，其质量性能要求越来越高，这对钢铁产品坯料质量提出了更高的要求，包括坯料的化学成分均匀性、纯净性及致密性等，而其中更为重要且控制技术难度较大的是质量稳定性。在大生产过程中，铸坯质量的稳定能为后期轧制工艺及产品质量的最优化控制提供要有基础支撑作用。在现代钢铁冶金行业中，由于连铸的高效、绿色、低成本等优势，很多钢铁产品的生产逐渐从模铸转变为连铸生产，连铸生产的断面尺寸也在不断增大。连铸为钢铁冶金的核心工艺环节，炼钢精炼获得的高质量钢液必须得到最优工艺的浇铸凝固才能获得最优的坯料。

在实际生产过程中，由于连铸工序的工艺***庞大，各工艺细节的波动均会对铸坯最终质量的控制带来不同程度的影响。例如，换包过程中中包液位会发生波动，导致中包钢液液位降低，而中包液位的降低会造成卷渣风险大幅提高。此外，换包结束后，为了恢复正常液位则需要加快钢包至中包的钢液流速，这将导致铸流附近流场波动，不利于流场稳定控制，很多厂家在换包过程中采取降速保证中包液位相对稳定，但是降速将导致流道内部所有铸坯质量受到影响。

因此，亟待提供一种新的技术方案解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的连铸生产中换包过程中中包液位不稳定的问题，提供一种连铸生产过程的中包液位控制方法，所述方法能够保证换包期间中包液位稳定，避免为保证液位而进行的拉速调整，为铸坯质量稳定提供装备技术保障。

为了实现上述目的，本发明提供一种连铸生产过程的中包液位控制方法，在钢包与中包之间设置缓存包，以维持换包过程的中包液位稳定，所述缓存包的尺寸满足公式：

S*N*V*7.2*T/60＝s*h*7.2 (1)

其中，S为连铸机断面尺寸，N为连铸机浇铸流数，V为连铸机浇铸拉速，T为浇铸换包时长，s为缓存包水平截面尺寸，h为缓存包液位高度。

优选地，所述连铸机浇铸流数为2-8流。

优选地，所述连铸机浇铸拉速为0.45-0.72m/min。

优选地，所述连铸机浇铸拉速优选为0.50-0.52m/min。

优选地，所述浇铸换包时长为50-65s。

优选地，所述浇铸换包时长优选为55-60s。

优选地，所述缓存包包括上长水口和下长水口，所述上长水口与所述钢包连通，所述下长水口与所述中包连通。

优选地，所述上长水口内径为88-92mm。

优选地，所述下长水口内径为44-46mm。

优选地，所述缓存包加盖并填充有保护气。

通过上述技术方案，本发明提供一种连铸生产过程的中包液位控制方法，该方法通过在连铸生产过程中在钢包与中包之间设置缓存包，以维持换包过程的中包液位稳定，缓存包的尺寸根据连铸机断面尺寸、连铸机浇铸流数、连铸机浇铸拉速及浇铸换包时长确定。本发明提供的技术方案能够保证换包期间中包液位稳定，避免保证液位而进行的拉速调整，为铸坯质量稳定提供装备技术保障。

附图说明

图1是本发明所述的缓存包与钢包、中包组装后的正视图；

图2是本发明所述的缓存包与钢包、中包组装后的俯视图。

附图标记说明

10-上长水口；20-下长水口；100-缓存包；200-钢包；300-中包。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

连铸生产工艺流程：将装有精炼好钢液的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢液注入中包，中包再由水口将钢液分配到结晶器(依次包括结晶器段与二冷段)中，结晶器使铸件成形并迅速凝固结晶，其中，铸件在结晶器内进行电磁搅拌，后进行感应电磁加热，最后拉矫机将结晶器内的铸件拉出，经冷却后，切割成一定规格的铸坯。

本发明提供一种连铸生产过程的中包液位控制方法，如图1-2所示，所述方法在钢包200与中包300之间设置缓存包100，以维持换包过程的中包液位稳定，所述缓存包100的尺寸满足公式：

S*N*V*7.2*T/60＝s*h*7.2 (1)

其中，S为连铸机断面尺寸，单位为mm²；N为连铸机浇铸流数；V为连铸机浇铸拉速，单位为m/min；T为浇铸换包时长，单位为s；s为缓存包水平截面尺寸，单位为mm²；h为缓存包液位高度，单位为mm。

所述缓存包100的尺寸根据连铸机断面尺寸、连铸机浇铸流数、连铸机浇铸拉速及浇铸换包时长确定。本发明提供的技术方案能够保证换包期间中包液位稳定，避免保证液位而进行的拉速调整，为铸坯质量稳定提供装备技术保障。

具体地，本发明提供的技术方案中所述连铸机浇铸流数(一台连铸机能同时浇注的铸坯根数)为2-8流。即所述连铸机浇铸流数取值为2、3、4、5、6、7或8中的一个，本实施方式中所述连铸机浇铸流数取值优选为4，在此取值下能够更好地保证浇注而成的铸坯质量的稳定性。

所述连铸机浇铸拉速为0.45-0.72m/min，优选为0.50-0.52m/min。本实施方式中，所述连铸机浇铸拉速的取值为定值，在换包期间，通过增加所述缓存包以控制中包钢液的液位稳定，避免所述连铸机浇铸拉速的调整，从而保证恒速条件下铸坯质量的稳定性。

所述浇铸换包时长为50-65s，优选为55-60s。在此换包时长内，有助于所述缓存包调整从钢包流入中包的钢液的流量，从而维持中包钢液的液位稳定。

本实施方式中，所述缓存包100包括上长水口10和下长水口20，所述上长水口10与所述钢包200连通，所述下长水口20与所述中包300连通。钢液从钢包200中流入缓存包100，通过控制缓存包100内的液位高度，以维持中包钢液的液位稳定，从而避免为保证液位而进行的拉速调整，确保在恒速拉速下，铸坯质量的稳定性佳。

具体地，所述上长水口10内径为88-92mm，所述下长水口20内径为44-46mm。长水口(又称保护管)用于钢包与中包之间，起密封作用，能够保护钢液不受二次氧化。通过控制上长水口10及下长水口20的内径，从而控制缓存包100中的钢液流入中间包300的流速，为中包钢液的稳定性提供保障。

所述缓存包100加盖并填充有保护气，所述保护气为惰性气体，优选为氩气。通过在缓存包100加盖并填充氩气，以起到密封作用，避免飞溅金属粘附在水口壁，造成水口壁堵塞和熔损。

本发明提供的技术方案能够保证换包期间中包液位稳定，避免保证液位而进行的拉速调整，为铸坯质量稳定提供装备技术保障。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不局限于此。

实施例1

本实施例是某炼钢厂采用本技术发明的方法生产360mm×450mm断面45号钢。

具体设计各参数数值为：

连铸机断面尺寸S＝a*b＝360mm×450mm；

连铸机浇铸流数N＝4流；

连铸机浇铸拉速V＝0.52m/min；

浇铸换包时长T＝55s；

缓存包水平截面尺寸s＝800mm×800mm。

由钢液平衡等式S*N*V*7.2*T/60＝s*h*7.2进行缓存包液位高度计算，即(360/1000)*(450/1000)*4*0.52*7.2*55/60＝(800/1000)*(800/1000)*(h/1000)*7.2。

由上式计算得出，缓存包液位高度h＝483mm，即换包前一时刻要保证缓存包液位高度达到480-490mm。

本发明除上述关键技术点必须按要求执行实施外，需要其他连铸***工艺按常规执行配合实施。

通过实施本实施例，实现换包过程以V＝0.52m/min目标拉速恒速浇铸，且连铸过程中包钢液称重波动<0.24t。

通过对本实施例的试验铸坯取平行厚度方向的中心纵向试样进行中心线的中心偏析检验，能够得出结论：Φ5mm尺寸条件下，C元素宏观偏析度控制在1.08-1.12，显著优于常规技术生产的0.98-1.19。铸坯质量稳定性得到提升。

实施例2

本实施例是某炼钢厂采用本技术发明的方法生产360mm×450mm断面45号钢。

具体设计各参数数值为：

连铸机断面尺寸S＝a*b＝360mm×450mm；

连铸机浇铸流数N＝4流；

连铸机浇铸拉速V＝0.50m/min；

浇铸换包时长T＝60s；

缓存包水平截面尺寸s＝800mm×800mm。

由钢液平衡等式S*N*V*7.2*T/60＝s*h*7.2进行缓存包液位高度计算，即(360/1000)*(450/1000)*4*0.50*7.2*60/60＝(800/1000)*(800/1000)*(h/1000)*7.2。

由上式计算得出，缓存包液位高度h＝506mm，即换包前一时刻要保证缓存包液位高度达到500-510mm。

本发明除上述关键技术点必须按要求执行实施外，需要其他连铸***工艺按常规执行配合实施。

通过实施本实施例，实现换包过程以V＝0.50m/min目标拉速恒速浇铸，且连铸过程中包钢液称重波动<0.21t。

通过对本实施例的试验铸坯取平行厚度方向的中心纵向试样进行中心线的中心偏析检验，能够得出结论：Φ5mm尺寸条件下，C元素宏观偏析度控制在1.04-1.12，显著优于常规技术生产的0.99-1.18。铸坯质量稳定性得到提升。

实施例3

本实施例是某炼钢厂采用本技术发明的方法生产360mm×450mm断面45号钢。

具体设计各参数数值为：

连铸机断面尺寸S＝a*b＝360mm×450mm；

连铸机浇铸流数N＝4流；

连铸机浇铸拉速V＝0.52m/min；

浇铸换包时长T＝60s；

缓存包水平截面尺寸s＝800mm×800mm。

由钢液平衡等式S*N*V*7.2*T/60＝s*h*7.2进行缓存包液位高度计算，即(360/1000)*(450/1000)*4*0.52*7.2*60/60＝(800/1000)*(800/1000)*(h/1000)*7.2。

由上式计算得出，缓存包液位高度h＝527mm，即换包前一时刻要保证缓存包液位高度达到520-530mm。

本发明除上述关键技术点必须按要求执行实施外，需要其他连铸***工艺按常规执行配合实施。

通过实施本实施例，实现换包过程以V＝0.52m/min目标拉速恒速浇铸，且连铸过程中包钢液称重波动<0.20t。

通过对本实施例的试验铸坯取平行厚度方向的中心纵向试样进行中心线的中心偏析检验，能够得出结论：Φ5mm尺寸条件下，C元素宏观偏析度控制在1.08-1.12，显著优于常规技术生产的0.98-1.19。铸坯质量稳定性得到提升。

上述实施实例说明，通过采用本技术发明后，生产360mm×450mm断面45号钢，能够实现换包过程中连铸保持目标拉速恒速浇铸且中包液位高度稳定，从而实现了铸坯质量的稳定控制。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种连铸生产过程的中包液位控制方法，其特征在于，在钢包与中包之间设置缓存包，以维持换包过程的中包液位稳定，所述缓存包的尺寸满足公式：

S*N*V*7.2*T/60＝s*h*7.2 (1)

其中，S为连铸机断面尺寸，N为连铸机浇铸流数，V为连铸机浇铸拉速，T为浇铸换包时长，s为缓存包水平截面尺寸，h为缓存包液位高度；

所述连铸机浇铸流数为4-8流；

所述连铸机浇铸拉速为0.45-0.72m/min；

所述浇铸换包时长为50-65s。

2.根据权利要求1所述的连铸生产过程的中包液位控制方法，其特征在于，所述连铸机浇铸拉速为0.50-0.52m/min。

3.根据权利要求1所述的连铸生产过程的中包液位控制方法，其特征在于，所述浇铸换包时长为55-60s。

4.根据权利要求1所述的连铸生产过程的中包液位控制方法，其特征在于，所述缓存包包括上长水口和下长水口，所述上长水口与所述钢包连通，所述下长水口与所述中包连通。

5.根据权利要求4所述的连铸生产过程的中包液位控制方法，其特征在于，所述上长水口内径为88-92mm。

6.根据权利要求4所述的连铸生产过程的中包液位控制方法，其特征在于，所述下长水口内径为44-46mm。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的连铸生产过程的中包液位控制方法，其特征在于，所述缓存包加盖并填充有保护气。

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