一种大方坯连铸稳态浇铸的方法与流程

1.本发明涉及炼钢连铸工艺领域，尤其涉及一种大方坯连铸稳态浇铸的方法。


背景技术：

2.中间包稳态浇铸是指连铸生产过程中，关键工艺参数拉速、过热度精确控制，中间包内流场和温度场分布均匀、稳定，各铸流在全过程中均处于稳定状态。破坏稳定浇铸状态的因素或情形很多，包括开浇、换包、停浇、拉速变化、过热度变化、更换浸入式水口等，以上情形均会导致中间包内流场和温度场的变化，进而影响夹杂物去除和铸坯组织结构，进一步的导致各个铸流之间铸坯的差异性，炉与炉之间交接坯的质量波动，和不同炉次之间的质量波动。实现稳态浇铸是连铸核心的工艺目标，为后续轧钢工艺提供性能稳定的连铸坯，能提升轧制工艺参数的有效性，提升轧材合格率，显著提升轧材的机械性能和使用性能的一致性。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种大方坯连铸稳态浇铸的方法，以提升连铸坯内部质量、外部质量和凝固组织结构的一致性。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.本发明一种大方坯连铸稳态浇铸的方法，包括：
6.1)所述大方坯的断面尺寸为280
×
380mm；
7.2)为了减少过热度波动采用中间包电磁感应加热技术，中间包电磁感应加热为对称双通道方式；
8.3)为了保持中间包内流场的均匀使用数值模拟方法的对中间包流场进行优化；
9.4)为了减少拉速波动采用了恒拉速操作，拉速控制范围为0.62～0.67m/min；
10.5)为了消除钢水包换包过程中中间包液位波动的影响，采用了满包操作工艺，所述满包操作工艺是指：在更换钢水包的过程中，始终将中间包内的钢水液位保持600mm以上。
11.进一步的，所述2)中的工艺参数为：中间包钢水容量为30吨，电磁感应线圈的工作电压为1500-2200v，工作频率为50-55hz，输出功率为600-900kw，中间包过热度控制在20℃
±
5℃。
12.进一步的，所述3)中优化的工艺参数为：1)流钢通道砖采用了“八”字形的对称布置，流钢通道采用了双出口，分别是“远孔”和“近孔”，所述“远孔”是出口指向远端，且出口方向与中间包水平线平行，所述“近孔”是出口指向近端，且出口方向与中间包水平线的夹角为45
°
；2)使用多挡坝设计，分别是1#挡坝和2#挡坝，分别阻挡远孔和近孔的钢水射流。
13.进一步的，实现所述5)的工艺操作具体包括：(1)更换钢包10min前，根据中间包称重，将中间包液位控制到距离中间包上沿100～150mm的位置；(2)使用高熔点的碱性中间包覆盖剂；(3)使用大包下渣检测技术，所述大包下渣检测是通过监测钢包长水口操作臂的振
动差异来监测下渣。
14.进一步的，所述高熔点的碱性中间包覆盖剂的成分设计为：fe2o3+mno≤0.5％～65％、mgo：10％～13％、sio2：10％～25％、ca0：30％～35％，h20≤0.5％,r≥2.5。
15.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
16.本方法能够实现标准化操作，实施效果能够广泛推广。通过本方法的实施能够有效的实现中间包内流场均匀，过热度稳定，拉速稳定，换包过程稳定，能够显著提升连铸的稳态浇铸水平，能显著改善铸坯质量。
附图说明
17.下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
18.图1为中间包流场优化设计示意图；
19.附图标记说明：1、流钢通道；2、1#挡坝；3、2#挡坝；4、远孔；5、近孔。
具体实施方式
20.一种大方坯连铸稳态浇铸的方法，包括：
21.1)所述大方坯的断面尺寸为280
×
380mm；
22.2)为了减少过热度波动采用了中间包电磁感应加热技术，所述的中间包电磁感应加热为对称双通道方式，其优选的工艺参数为：中间包钢水容量为30吨，电磁感应线圈的工作电压为1500-2200v，工作频率为50-55hz，输出功率为600-900kw，中间包过热度控制在20℃
±
5℃；
23.3)为了保持中间包内流场的均匀使用数值模拟方法的对中间包流场进行了优化。其优化的工艺参数为：1)流钢通道砖采用了“八”字形的对称布置见图1，流钢通道采用了双出口，分别是“远孔”4和“近孔”5，所述远孔4是出口指向远端，且出口方向与中间包水平线平行；所述近孔5是出口指向近端，且出口方向与中间包水平线的夹角为45
°
。2)使用多挡坝设计，分别是1#挡坝2和2#挡坝3，分别阻挡远孔和近孔的钢水射流。
24.4)为了减少拉速波动采用了恒拉速操作，优选的拉速控制范围为0.62～0.67m/min；
25.5)为了消除钢水包换包过程中中间包液位波动的影响，采用了满包操作工艺。所述满包操作工艺，是指在更换钢水包的过程中，始终将中间包内的钢水液位保持600mm以上。
26.6)实现所述5)优选的工艺操作为：1)更换钢包10min前，根据中间包称重，将中间包液位控制到距离中间包上沿100～150mm的位置；2)使用了高熔点的碱性中间包覆盖剂，优选的成分设计为：fe2o3+mno≤0.5％～65％、mgo：10％～13％、sio：10％～25％、ca0：30％～35％，h20≤0.5％,r≥2.5。使用高熔点碱性中间包覆盖剂的目的是防止中间包内的炉渣与中间包盖粘连。3)使用了大包下渣检测技术，所述的大包下渣检测是通过监测钢包长水口操作臂的振动差异来监测下渣，该技术由杭州杭州谱诚泰迪提供。使用下渣检测的目的是防止钢包渣进入中间包，避免炉渣污染钢液和减少中间包钢水的容量。
27.实施案例
28.案例1：
29.本设计在国内某钢厂重轨钢的生产中应用，该钢种工艺路线：kr铁水预处理——转炉——lf精炼——280
×
380mm大方坯铸机，钢种成分见表1。
30.表1重轨钢成分(％)
[0031][0032]
本设计的中间包连续浇注16炉，合计浇注时间为876min，全部炉次的拉速均控制住0.65～0.67之间，过热度均控制在27～30℃之间。浇注过程中，对各流间的温度进行了检测，检测结果见表2：
[0033]
表2中包温度检测
[0034][0035]
由以上检测数据可见，在中间包浇注区内，各测温点之间的温度差在3～5℃之间，钢水均匀性良好。
[0036]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。


技术特征：
1.一种大方坯连铸稳态浇铸的方法，其特征在于，包括：1)所述大方坯的断面尺寸为280
×
380mm；2)为了减少过热度波动采用中间包电磁感应加热技术，中间包电磁感应加热为对称双通道方式；3)为了保持中间包内流场的均匀使用数值模拟方法的对中间包流场进行优化；4)为了减少拉速波动采用了恒拉速操作，拉速控制范围为0.62～0.67m/min；5)为了消除钢水包换包过程中中间包液位波动的影响，采用了满包操作工艺，所述满包操作工艺是指：在更换钢水包的过程中，始终将中间包内的钢水液位保持600mm以上。2.根据权利要求1所述的大方坯连铸稳态浇铸的方法，其特征在于，所述2)中的工艺参数为：中间包钢水容量为30吨，电磁感应线圈的工作电压为1500-2200v，工作频率为50-55hz，输出功率为600-900kw，中间包过热度控制在20℃
±
5℃。3.根据权利要求1所述的大方坯连铸稳态浇铸的方法，其特征在于，所述3)中优化的工艺参数为：1)流钢通道砖采用了“八”字形的对称布置，流钢通道采用了双出口，分别是“远孔”和“近孔”，所述“远孔”是出口指向远端，且出口方向与中间包水平线平行，所述“近孔”是出口指向近端，且出口方向与中间包水平线的夹角为45
°
；2)使用多挡坝设计，分别是1#挡坝和2#挡坝，分别阻挡远孔和近孔的钢水射流。4.根据权利要求1所述的大方坯连铸稳态浇铸的方法，其特征在于，实现所述5)的工艺操作具体包括：(1)更换钢包10min前，根据中间包称重，将中间包液位控制到距离中间包上沿100～150mm的位置；(2)使用高熔点的碱性中间包覆盖剂；(3)使用大包下渣检测技术，所述大包下渣检测是通过监测钢包长水口操作臂的振动差异来监测下渣。5.根据权利要求4所述的大方坯连铸稳态浇铸的方法，其特征在于，所述高熔点的碱性中间包覆盖剂的成分设计为：fe2o3+mno≤0.5％～65％、mgo：10％～13％、sio2：10％～25％、ca0：30％～35％，h20≤0.5％,r≥2.5。

技术总结
本发明公开了一种大方坯连铸稳态浇铸的方法，包括：1)所述大方坯的断面尺寸为280


技术研发人员：李茂峰 谌智勇 邬美强 张晓东 宋海 王文义 高勇 呼波 乔瑞栋 银志军 张永亮
受保护的技术使用者：包头钢铁（集团）有限责任公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/10/11