專利名稱：在直形連鑄機上生產(chǎn)直徑≥φ800mm圓坯的連鑄方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特大規(guī)格圓坯的連鑄方法。所涉及的圓坯的直徑是^ 小800mm。屬煉鋼技術(shù)領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
特大規(guī)格圓坯主要供給無縫鋼管廠制作無縫鋼管和鍛件廠制作各種設(shè) 備毛坯。以往特大規(guī)格圓坯的生產(chǎn)工藝是用模注工藝生產(chǎn)。由于模注工藝 生產(chǎn)率低下，能耗高，成材率比連鑄工藝低10%以上，導(dǎo)致生產(chǎn)成本很高， 并且質(zhì)量也不穩(wěn)定，難以滿足市場的需求。連鑄圓坯由于克服了模注圓坯 的缺點，目前正大量取代模注圓坯。但對于直徑》4)800inrn的圓坯，目前 世界尚未有用連鑄成功生產(chǎn)的先例。現(xiàn)有生產(chǎn)大規(guī)格圓坯由于缺乏有效的 控制手段，特大規(guī)格圓坯在澆注凝固時產(chǎn)生的大收縮量將無法補足，勢必 引起坯料中心產(chǎn)生嚴(yán)重的偏析和疏松，同時由于冷卻過程中產(chǎn)生應(yīng)力，坯 料中心還會產(chǎn)生嚴(yán)重的裂紋；另外，由于常規(guī)結(jié)晶器保護渣的保溫效果滿 足不了大規(guī)格圓坯生產(chǎn)的要求(大規(guī)格圓坯散熱面積大)，澆注過程中會不 同程度的出現(xiàn)結(jié)晶器表面鋼水出現(xiàn)結(jié)殼凝固的問題，給正常生產(chǎn)帶來了很 多困難，如果生產(chǎn)》4)800mm大規(guī)格的圓坯，必須開發(fā)專用保護渣。
(三) 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種能補足在澆注凝固時產(chǎn)生 的大收縮量、解決冷卻過程中產(chǎn)生應(yīng)力問題、結(jié)晶器保護渣的保溫效果能
滿足大規(guī)格圓坯生產(chǎn)要求的能在直形連鑄機上生產(chǎn)直徑》》800mm特大
規(guī)格圓坯的連鑄方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的 一種在直形連鑄機上生產(chǎn)直徑》》 800mm圓坯的連鑄方法，其特征在于所述方法包括以下工藝步驟
從煉鋼爐出來的鋼水注入鋼包內(nèi)，經(jīng)過鋼包爐精煉和真空脫氣爐真空 脫氣處理后用行車吊到連鑄機的鋼包回轉(zhuǎn)臺上，通過鋼包回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)到中間 包的上方，鋼水通過鋼包底部的水口再注入到中間包的沖擊區(qū)內(nèi)，中間包 的沖擊區(qū)和澆注區(qū)用流鋼通道相連，該流鋼通道長1.2 1.6米，外徑4> 500mm土50mm，內(nèi)徑4> 200mm±20mm，主要成分重量百分比MgO 8(K90%、 C 10 20%。中間包壁使用了納米保溫材料，中間包內(nèi)設(shè)置有感 應(yīng)加熱裝置和連續(xù)測溫裝置，通過對中間包內(nèi)的鋼水實施實施納米保溫材 料保溫、感應(yīng)加熱和使用連續(xù)測溫裝置測溫，可以有效控制中間包內(nèi)鋼水 過熱度穩(wěn)定在10~25°C。(這段還是再添加上去比較好)中間包澆注區(qū)水口 的位置被預(yù)先調(diào)好以對準(zhǔn)下面的結(jié)晶器，打開中間包塞棒后，鋼水通過水 口流入下口由引錠桿頭封堵的結(jié)晶器內(nèi)，在結(jié)晶器內(nèi)，鋼水沿結(jié)晶器周邊 逐漸冷凝成鋼殼，結(jié)晶器采用水冷結(jié)晶器，結(jié)晶器冷卻水量控制在 350~450m3/h，在結(jié)晶器外，使用電磁攪拌裝置對結(jié)晶器內(nèi)的鋼水進行攪拌， 攪拌電流50 150A，攪拌頻率0.5 1.0Hz。為了防止結(jié)晶器表面因圓坯斷面 大和拉速慢而結(jié)冷鋼，重新設(shè)計了保護渣的成份。結(jié)晶器表面保護渣的主要成分重量百分比為Si02 26~32%、 A1203 14~18%、 CaO 24~28°/。、 C 16~20%、 Li20 2~4%。為了減小拉矯機的拉坯阻力，在結(jié)晶器底部設(shè)置結(jié) 晶器振動裝置，使凝固的坯殼不沾在結(jié)晶器壁上，當(dāng)結(jié)晶器下端出口處坯 殼有一定厚度時，同時啟動拉矯機和結(jié)晶器振動裝置，澆注速度控制在 0.2 0.3m/min，使帶有液心的圓坯緩慢往下拉出，在這里圓坯一邊下行， 一邊經(jīng)受外圍二次冷卻區(qū)中許多噴嘴噴出的水的強制冷卻繼續(xù)凝固，為了 解決圓坯中心容易產(chǎn)生裂紋的問題，采用每隔3 5米用噴嘴進行冷卻、再 每隔5~7米不用噴嘴進行冷卻的間隔冷卻方式。當(dāng)圓坯拉出一定長度時， 引錠桿頭與圓坯脫開。待圓坯完全凝固后，由火焰切割機切成4~8m的定 尺圓坯，使用傾覆裝置將切斷的圓坯放平拉出，最后由行車使用專用夾具 將表面溫度60(TC以上的定尺圓坯吊到緩冷坑進行24小時以上的緩冷，緩 冷結(jié)束后的圓坯用行車吊到拋丸機進行表面拋丸檢查。
澆注快結(jié)束時，由于得不到鋼水的及時補給，4)800連鑄大圓坯中間 出現(xiàn)明顯的縮孔，影響的圓坯長度在1000mm以上，成材率影響較大，為 解決這一問題，主要采取以下措施在澆注結(jié)束前20 30分鐘，
1) 放慢引錠桿頭拉速到0.10 0.15m/min (正常拉速是0.20 0.30m/min)。
2) 采用塞棒點動脈沖沖擊鋼流，提高鋼水沖擊深度，達到鋼水補充縮 孔的效果。
3) 在不巻渣的情況下，加大結(jié)晶器電磁攪拌強度，攪拌電流200~300A， 攪拌頻率0.5~1.0Hz。4) 為了延遲圓坯尾部鋼水的凝固時間，保證對圓坯良好的補縮通道和 足夠的補縮鋼液，減小圓坯尾部縮孔，往結(jié)晶器內(nèi)加入發(fā)熱劑，發(fā)熱劑的
主要成份重量百分比為Mg0 2 5%、 A120 28%、 A1203 25~40%、 NaN03 8~12%、 SiO220~30%、鱗片狀石墨2~4%。本發(fā)熱劑另外添加2~4%的發(fā)熱 劑，可以使發(fā)熱劑膨脹，起到良好的保溫效果。
5) 為了進一步增加保溫效果，在結(jié)晶器內(nèi)的鋼水上面加絕熱蓋板，保 證補縮。
本發(fā)明具有如下特點
1、 采用了專用結(jié)晶器保護渣，可以補足在澆注凝固時產(chǎn)生的大收縮量。 解決了 4)800mm以上特大規(guī)格圓坯低速澆注時結(jié)晶器表面鋼水易凝固的 技術(shù)難題，使坯料中心偏析和疏松產(chǎn)生。保證了鋼水的順利澆注。
2、 采用每隔3~5米用噴嘴進行冷卻、再每隔5~7米不用噴嘴進行冷卻 的間隔冷卻制度，冷卻過程中無應(yīng)力產(chǎn)生，坯料中心不會產(chǎn)生裂紋。解決 了圓坯中心容易產(chǎn)生裂紋的問題。
3、 澆注結(jié)束時，為了進一步保溫，在結(jié)晶器內(nèi)的鋼水上面加絕熱蓋板， 保證補縮。滿足了大規(guī)格圓坯生產(chǎn)的要求，澆注過程中不會出現(xiàn)結(jié)晶器表 面鋼水出現(xiàn)結(jié)殼凝固。
4、 澆注結(jié)束時，為防止鑄坯尾部收縮影響圓坯質(zhì)量，采用了專用發(fā)熱 劑來補縮。
5、 普通結(jié)晶器電磁攪拌的使用頻率在2 10Hz，但由于大規(guī)格圓坯大， 常規(guī)結(jié)晶器攪拌的穿透力不夠，本發(fā)明設(shè)計的結(jié)晶器電磁攪拌可以使用低頻的電流，頻率0.5 1.0Hz，從而保證了整個圓坯截面上的鋼水都能得到攪 拌，大大改善了大規(guī)格圓坯生產(chǎn)時結(jié)晶器內(nèi)鋼水傳熱的過程。
6、 在中間包的沖擊區(qū)和澆注區(qū)之間使用了 1.2 1.6米長的流鋼通道， 提高了鋼水的純凈度。
7、 由于4)800mm特大規(guī)格圓坯的澆鑄速度很低，只有0.1~0.3m/min， 常規(guī)的直形連鑄機采用鏈條傳動，無法穩(wěn)定控制，本發(fā)明設(shè)計采用絲杠傳 動系統(tǒng)控制拉矯機，使圓坯拉矯狀態(tài)得到穩(wěn)定控制，保證了特大規(guī)格圓坯 的順利澆注。
綜上所述，本發(fā)明采用的4)800mm特大規(guī)格圓坯連鑄工藝，保證了生 產(chǎn)過程的順利實施，并保證了圓坯的內(nèi)外質(zhì)量，能生產(chǎn)較長定尺的圓坯， 可代替模注鍛坯供無縫鋼管廠制作無縫鋼管和鍛件廠制作各種設(shè)備毛坯。

圖1為本發(fā)明在直形連鑄機上生產(chǎn)直徑》4)800mm特大規(guī)格圓坯的連 鑄方法的工藝流程圖。 圖中鋼包l 鋼包回轉(zhuǎn)臺2 連續(xù)測溫裝置3 中間包4
中間包壁納米保溫材料5
保護渣6
冷卻水噴嘴7液相穴8 (圓坯未凝固區(qū)域)
圓坯9
流鋼通道10
電磁攪拌裝置11
結(jié)晶器12
結(jié)晶器振動裝置13
導(dǎo)向輥14
火焰切割機15
傾覆裝置16
平臺17
拋丸機18
緩冷坑1 9。 具體實施例方式
參見圖1，本發(fā)明涉及的在直形連鑄機上生產(chǎn)直徑^cl)800mm圓坯的 連鑄方法的具體工藝步驟如下
實施是在一臺單流的直形連鑄機上進行的，具體生產(chǎn)圓坯的規(guī)格為4> 800mm，品種為42CrMo、 15CrMoG、 12CrlMoVG等合金鋼種。
從煉鋼爐出來的100 120t鋼水注入鋼包內(nèi)，經(jīng)過鋼包爐精煉和真空脫 氣爐真空脫氣處理后用行車吊到連鑄機的鋼包回轉(zhuǎn)臺上，通過鋼包回轉(zhuǎn)臺 轉(zhuǎn)到中間包的上方，鋼水通過鋼包底部的水口再注入到中間包的沖擊區(qū)內(nèi)， 中間包的沖擊區(qū)和澆注區(qū)用流鋼通道相連，該流鋼通道長1.4米，外徑4)500mm，內(nèi)徑小200mm，主要成分重量百分比MgO 80 卯％、 C 10~20%。 中間包壁使用了納米保溫材料，中間包內(nèi)設(shè)置有感應(yīng)加熱裝置和連續(xù)測溫 裝置，通過對中間包內(nèi)的鋼水實施實施納米保溫材料保溫、感應(yīng)加熱和使 用連續(xù)測溫裝置測溫，可以有效控制中間包內(nèi)鋼水過熱度穩(wěn)定在10 25°C。 中間包澆注區(qū)水口的位置被預(yù)先調(diào)好以對準(zhǔn)下面的結(jié)晶器，打開中間包塞 棒后，鋼水通過水口流入下口由引錠桿頭封堵的結(jié)晶器內(nèi)，在結(jié)晶器內(nèi)， 鋼水沿結(jié)晶器周邊逐漸冷凝成鋼殼，結(jié)晶器采用水冷結(jié)晶器，結(jié)晶器冷卻 水量控制在350 450mVh，在結(jié)晶器外，使用電磁攪拌裝置對結(jié)晶器內(nèi)的 鋼水迸行攪拌，攪拌電流50 150A，攪拌頻率0.5 1.0Hz。結(jié)晶器表面保護 渣的主要成分重量百分比為Si02 26 32%、 A。03 14 18%、 Ca0 24 28%、 C 16~20%、 Li20 2~4%。在結(jié)晶器底部設(shè)置結(jié)晶器振動裝置，當(dāng)結(jié)晶器下 端出口處坯殼有一定厚度時，同時啟動拉矯機和結(jié)晶器振動裝置，澆注速 度控制在0.2~0.3m/min，使帶有液心的圓坯緩慢往下拉出，在這里圓坯一 邊下行， 一邊經(jīng)受外圍二次冷卻區(qū)中許多噴嘴噴出的水的強制冷卻繼續(xù)凝 固，采用每隔3 5米用噴嘴進行冷卻、再每隔5 7米不用噴嘴進行冷卻的 間隔冷卻方式。當(dāng)圓坯拉出一定長度時，引錠桿頭與圓坯脫開。待圓坯完 全凝固后，由火焰切割機切成4 8m的定尺圓坯，使用傾覆裝置將切斷的 圓坯放平拉出，最后由行車使用專用夾具將表面溫度60(TC以上的定尺圓 坯吊到緩冷坑進行24小時以上的緩冷，緩冷結(jié)束后的圓坯用行車吊到拋丸 機進行表面拋丸檢査。
在澆注結(jié)束前20 30分鐘，1) 放慢引錠桿頭拉速到0.10 0.15m/min，
2) 采用塞棒點動脈沖沖擊鋼流；
3) 在不巻渣的情況下，加大結(jié)晶器電磁攪拌強度，攪拌電流200 300A， 攪拌頻率0.5-1.OHz;
4) 往結(jié)晶器內(nèi)加入發(fā)熱劑，發(fā)熱劑的主要成份重量百分比為MgO 2~50/。、 Al 20~28%、 A1203 25~40%、 NaN03 8~12°/。、 Si02 20~30%、鱗片狀 石墨2~4%。
5) 在結(jié)晶器內(nèi)的鋼水上面加絕熱蓋板。
經(jīng)檢驗，圓坯的表面質(zhì)量良好，橫斷面的低倍質(zhì)量達到了國家(行業(yè)) 標(biāo)準(zhǔn)的一級，經(jīng)過用戶試用，完全滿足了用戶要求。由于連鑄圓坯從鋼水 到圓坯的成材率可達90%以上，比模注高5%以上，且流程短，成本下降 明顯；另外，由于連鑄圓坯質(zhì)量穩(wěn)定，滿足了市場的需求。
權(quán)利要求
1、一種在直形連鑄機上生產(chǎn)直徑≥φ800mm圓坯的連鑄方法，其特征在于所述方法包括以下工藝過程從煉鋼爐出來的鋼水注入鋼包內(nèi)，經(jīng)過鋼包爐精煉和真空脫氣爐真空脫氣處理后吊到連鑄機的鋼包回轉(zhuǎn)臺上，通過鋼包回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)到中間包的上方，鋼水通過鋼包底部的水口再注入到中間包的沖擊區(qū)內(nèi)，中間包的沖擊區(qū)和澆注區(qū)用流鋼通道相連，該流鋼通道長1.2～1.6m，外徑φ500mm±50mm，內(nèi)徑φ200mm±20mm，主要成分重量百分比MgO80～90％和C10～20％，中間包壁使用了納米保溫材料，中間包內(nèi)設(shè)置有感應(yīng)加熱裝置和連續(xù)測溫裝置，控制中間包內(nèi)鋼水過熱度穩(wěn)定在10～25℃，中間包澆注區(qū)水口的位置被預(yù)先調(diào)好以對準(zhǔn)下面的結(jié)晶器，打開中間包塞棒后，鋼水通過水口流入下口由引錠桿頭封堵的結(jié)晶器內(nèi)，在結(jié)晶器內(nèi)，鋼水沿結(jié)晶器周邊逐漸冷凝成鋼殼，結(jié)晶器采用水冷結(jié)晶器，結(jié)晶器冷卻水量控制在350～450m3/h，在結(jié)晶器外，使用電磁攪拌裝置對結(jié)晶器內(nèi)的鋼水進行攪拌，攪拌電流50～150A，攪拌頻率0.5～1.0Hz，結(jié)晶器表面保護渣的主要成分重量百分比為SiO2 26～32％、Al2O3 14～18％、CaO 24～28％、C 16～20％和Li2O 2～4％，在結(jié)晶器底部設(shè)置結(jié)晶器振動裝置，結(jié)晶器下端出口處坯殼有一定厚度時，同時啟動拉矯機和結(jié)晶器振動裝置，澆注速度控制在0.2～0.3m/min，使帶有液心的圓坯緩慢往下拉出，在這里圓坯一邊下行，一邊經(jīng)受外圍二次冷卻區(qū)中許多噴嘴噴出的水的強制冷卻繼續(xù)凝固，采用每隔3～5米用噴嘴進行冷卻、再每隔5～7米不用噴嘴進行冷卻的間隔冷卻方式，當(dāng)圓坯拉出一定長度時，引錠桿頭與圓坯脫開，待圓坯完全凝固后，由火焰切割機切成4～8m的定尺圓坯，使用傾覆裝置將切斷的圓坯放平拉出，最后由行車使用專用夾具將表面溫度600℃以上的定尺圓坯吊到緩冷坑進行24小時以上的緩冷，緩冷結(jié)束后的圓坯用行車吊到拋丸機進行表面拋丸檢查，在澆注結(jié)束前20～30分鐘1)放慢引錠桿頭拉速到0.10～0.15m/min，2)采用塞棒點動脈沖沖擊鋼流，3)結(jié)晶器電磁攪拌電流200～300A，電磁攪拌頻率0.5～1.0Hz，4)往結(jié)晶器內(nèi)加入發(fā)熱劑，發(fā)熱劑的主要成份重量百分比為MgO2～5％、Al 20～28％、Al2O3 25～40％、NaNO3 8～12％、SiO2 20～30％和鱗片狀石墨2～4％，5)在結(jié)晶器內(nèi)的鋼水上面加絕熱蓋板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在直形連鑄機上生產(chǎn)直徑≥φ800mm圓坯的連鑄方法，包括以下工藝過程從煉鋼爐出來的鋼水注入鋼包內(nèi)，通過鋼包回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)到中間包的上方，鋼水流入結(jié)晶器內(nèi)，結(jié)晶器表面保護渣的主要成分重量百分比為SiO₂ 26～32％、Al₂O₃ 14～18％、CaO 24～28％、C 16～20％和Li₂O 2～4％，結(jié)晶器下端出口處坯殼有一定厚度時，同時啟動拉矯機和結(jié)晶器振動裝置，使帶有液心的圓坯緩慢往下拉出，由火焰切割機切成4～8m的定尺圓坯，將切斷的圓坯放平拉出，將表面溫度600℃以上的定尺圓坯吊到緩冷坑進行24小時以上的緩冷，緩冷結(jié)束后的圓坯吊到拋丸機進行表面拋丸檢查。本發(fā)明方法能補足在澆注凝固時產(chǎn)生的大收縮量，解決冷卻過程中產(chǎn)生應(yīng)力問題。
文檔編號B22D41/01GK101428335SQ200810243130
公開日2009年5月13日 申請日期2008年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月1日
發(fā)明者周月林, 張文基, 徐國慶, 朱國榮, 峰 李, 李國忠, 憶 童 申請人:江陰興澄特種鋼鐵有限公司