專利名稱：一種電工鋼的連鑄方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電工鋼的連鑄方法。
背景技術(shù)：
冷軋電工鋼制造工藝和設(shè)備復(fù)雜，成分控制嚴(yán)格，可以說，冷軋電工鋼的制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量是衡量一個(gè)國家鋼鐵科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。冷軋無取向硅鋼片最主要的用途是用于發(fā)電機(jī)制造，一般而言，電機(jī)用電量約占總發(fā)電量的65% 75%，若降低損耗10%，按2006年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算則全國范圍的電機(jī)可節(jié)電200億kWh/a以上，相當(dāng)于0. 2 個(gè)億t以上。因此，提高冷軋無取向電工鋼的性能，可為實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減排兩個(gè)約束性目標(biāo)做出突出性貢獻(xiàn)，并推動(dòng)我國電子、電力、機(jī)電等行業(yè)的科技進(jìn)步，提高民族產(chǎn)業(yè)的國際競(jìng)爭(zhēng)力。冷軋無取向電工鋼種屬于“軟”鋼，其導(dǎo)熱能力差，比熱容量約為27000J/(kg ·Κ)， 液態(tài)導(dǎo)熱率比普碳鋼約低27%，具有弱導(dǎo)熱性的特點(diǎn)，高溫下易變形，因此在連鑄過程中易發(fā)生鑄坯鼓肚及因鼓肚造成的板坯尺寸精度差缺陷，這直接影響軋制工藝的穩(wěn)定性。同時(shí)，電工鋼中鋁含量較高，在連鑄生產(chǎn)過程中，因高溫下固溶的Al在溫度降低時(shí)以AlN形式在奧氏體晶界呈動(dòng)態(tài)析出或靜態(tài)析出，增加了裂紋敏感性。尤其是對(duì)于直弧型板坯連鑄機(jī)澆注電工鋼時(shí)，在鑄機(jī)彎曲區(qū)域，鑄坯內(nèi)弧側(cè)和外弧側(cè)分別受到壓應(yīng)力和張應(yīng)力，而在矯直區(qū)域，鑄坯內(nèi)弧側(cè)和外弧側(cè)分別受到張應(yīng)力和壓應(yīng)力，特別是鑄坯在張應(yīng)力作用下，因振痕的缺口效應(yīng)產(chǎn)生應(yīng)力集中，加速了裂紋的形成和擴(kuò)展。所以，采用直弧型板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)冷軋無取向電工鋼，鑄坯表面還易產(chǎn)生縱裂紋、網(wǎng)狀裂紋和橫裂紋等表面缺陷。此外，冷軋無取向電工鋼的牌號(hào)越高，鋼中[Si]含量、[Al]越高，在連鑄過程中產(chǎn)生鑄坯鼓肚及其因鼓肚造成的外形尺寸缺陷和表面裂紋的趨向性越強(qiáng)。因此，生產(chǎn)合格的鑄坯是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冷軋無取向電工鋼的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而研究開發(fā)與冷軋無取向電工鋼相適應(yīng)的連鑄工藝是提高鑄坯質(zhì)量和電工鋼成品實(shí)物質(zhì)量的核心技術(shù)。張霞在“冷軋無取向電工鋼連鑄生產(chǎn)實(shí)踐[J].中國冶金，2009(8) :30_34”中報(bào)道了太鋼在生產(chǎn)冷軋無取向電工鋼時(shí)連鑄過程中間包鋼水增碳、二次氧化、鋼水吸氮以及在冷軋過程中鋼板表面重皮、夾雜缺陷等的原因以及解決措施，通過采用專用冷軋無取向電工鋼中間包覆蓋劑和結(jié)晶器保護(hù)渣、加強(qiáng)鋼水從大包至中間包保護(hù)澆注、穩(wěn)定連鑄過程拉速和液面自動(dòng)檢測(cè)控制等措施解決上述存在的問題。該電工鋼中硅含量為0.1-1.0% ； 鋁含量為0. 2-0. 3 % ；連鑄一冷系統(tǒng)，寬面冷卻水為2. IL/ (miη · mm)，窄面冷卻水2. 3L/ (min· mm)，由上述文獻(xiàn)結(jié)晶器長度為0.8米，可知結(jié)晶器寬面單位面積的冷卻水量為 2625L/ (m2 · min)，結(jié)晶器窄面單位面積的冷卻水量為^75L/ (m2 · min)。通過計(jì)算，在上述冷卻水量下使得結(jié)晶器出口的鑄坯的凝固坯殼厚度最高達(dá)到電工鋼板坯厚度的17%。梁英在“攀鋼冷軋無取向電工鋼的工業(yè)試制[J].第七屆Q009)中國鋼鐵年會(huì)論文集，2009(11) :1_5”中報(bào)道了攀鋼利用1號(hào)鍍鋅/連退生產(chǎn)線開發(fā)出50PW1000L、50PW800L和PBDl三種牌號(hào)的無取向電工鋼板。該電工鋼中硅含量為0. 35-0. 50 %和 0. 60-0. 75% ；鋁含量為< 0. 005%和0. 2-0. 3% ；連鑄結(jié)晶器窄面冷卻水量為420L/min, 寬面水量為3450L/min，連鑄冷卻強(qiáng)度1. 32L/kg。根據(jù)文獻(xiàn)中結(jié)晶器銅板尺寸即長度X 寬度X高度為1550mmX210mmX900mm可知，結(jié)晶器窄面單位面積的冷卻水量為2222L/ (m2.min)；寬面單位面積的冷卻水量為M73L/(m2 · min)。通過計(jì)算，在上述冷卻水量下結(jié)晶器出口的鑄坯的凝固坯殼厚度最高達(dá)到電工鋼板坯厚度的14%。上述文獻(xiàn)中連鑄的電工鋼硅含量、鋁含量較低，[Si]為0. 1-1.0%; [Al] ^0. 32%； 采用上述連鑄方法不能解決電工鋼中硅、鋁含量增加，導(dǎo)熱性降低及板坯裂紋敏感性增強(qiáng)的技術(shù)難題，且文獻(xiàn)中無水量分布，尤其是未研究沿鑄機(jī)澆鑄方向上二冷區(qū)的水量分布特征，對(duì)同類廠家無借鑒意義。因此，開發(fā)高硅鋁含量電工鋼的連鑄方法，以生產(chǎn)表面無縱裂紋缺陷、板坯尺寸精度高的電工鋼，極具研究意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的電工鋼板坯尺寸精度低、板坯表面有縱裂紋等缺陷，提供一種能夠生產(chǎn)板坯尺寸精度高及無表面裂紋缺陷的電工鋼連鑄方法。本發(fā)明提供了一種電工鋼的連鑄方法，該方法包括將鋼水連續(xù)地注入中間包，并從中間包連續(xù)地注入到結(jié)晶器中，并通過結(jié)晶器冷卻，得到鑄坯，該鑄坯包括凝固坯殼以及位于凝固坯殼內(nèi)的鋼水，將該鑄坯從結(jié)晶器的出口連續(xù)拉出，使其在二次冷卻區(qū)依次通過該二次冷卻區(qū)的足輥段、垂直導(dǎo)向段、彎曲段、弧形段、拉矯段、水平段進(jìn)行噴淋冷卻，得到電工鋼板坯，其特征在于控制結(jié)晶器的冷卻強(qiáng)度，使得結(jié)晶器出口的鑄坯的凝固坯殼厚度達(dá)到電工鋼板坯厚度的18- % ；控制二次冷卻區(qū)的冷卻強(qiáng)度，使得所述鑄坯通過該二次冷卻區(qū)的足輥段、垂直導(dǎo)向段、彎曲段、弧形段、拉矯段、水平段后，凝固坯殼厚度依次達(dá)到電工鋼板坯厚度的 18-35%,23-48%,31-60%,39-100%,68-100%,80-100% ο采用本發(fā)明的連鑄方法所得的電工鋼板坯無表面裂紋和內(nèi)部裂紋，采用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的板坯用于生產(chǎn)電工鋼，尺寸精度高，成品合格率達(dá)到100%，并且本發(fā)明的連鑄方法適用于硅含量較高、鋁含量較高的鋼種如50PW470L、50PW350L的連鑄。


圖1為本發(fā)明提供的電工鋼的連鑄方法所用連鑄設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中1表示鋼包、2表示中間包、3表示結(jié)晶器、4表示足輥段、5表示垂直導(dǎo)向段、6表示彎曲段、7表示弧形段、8表示拉矯段、9表示水平段。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。按照本發(fā)明，該方法包括將鋼水連續(xù)地注入中間包，并從中間包連續(xù)地注入到結(jié)晶器中，通過結(jié)晶器冷卻，得到鑄坯，并將該凝固坯殼從結(jié)晶器的出口連續(xù)拉出，使其在二次冷卻區(qū)依次通過該二次冷卻區(qū)的足輥段、垂直導(dǎo)向段、彎曲段、弧形段、拉矯段、水平段進(jìn)行噴淋冷卻，得到電工鋼板坯。
在本發(fā)明提供的連鑄方法中，只要滿足通過控制結(jié)晶器的冷卻強(qiáng)度和二次冷卻區(qū)的冷卻強(qiáng)度，使得結(jié)晶器出口的鑄坯的凝固坯殼厚度達(dá)到電工鋼板坯厚度的18- %，使得所述鑄坯通過該二次冷卻區(qū)的足輥段、垂直導(dǎo)向段、彎曲段、弧形段、拉矯段、水平段后，凝固坯殼厚度依次達(dá)到電工鋼板坯厚度的18-；35 23-48 31-60 39-100 68-100 %、 80-100 %，即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，即生產(chǎn)的電工鋼板坯無表面裂紋和內(nèi)部裂紋，并且尺寸精度尚。進(jìn)一步優(yōu)選情況下，控制結(jié)晶器的冷卻強(qiáng)度和二次冷卻區(qū)的冷卻強(qiáng)度，使得結(jié)晶器出口的鑄坯的凝固坯殼厚度達(dá)到電工鋼板坯厚度的20-25%，使得所述鑄坯通過該二次冷卻區(qū)的足輥段、垂直導(dǎo)向段、彎曲段、弧形段、拉矯段、水平段后，凝固坯殼厚度依次達(dá)到電工鋼板坯厚度的 22-33%、25-46%、35-55%、75-9084-9590-100%。根據(jù)本發(fā)明，所述鑄坯通過結(jié)晶器的速度優(yōu)選為連續(xù)拉出的拉速為0. 1-2. 0米/ 分鐘，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 6-1. 4米/分鐘。本發(fā)明的連鑄方法在于通過合理匹配連鑄拉速、凝固坯殼厚度、并通過連鑄拉速適時(shí)控制二次冷卻區(qū)凝固坯殼的冷卻強(qiáng)度，以克服電工鋼板坯表面裂紋和內(nèi)部裂紋，板坯尺寸精度低等缺陷，而對(duì)連鑄設(shè)備沒有特別的要求，可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的各種連鑄設(shè)備， 例如，可以使用圖1所述的常規(guī)的連鑄設(shè)備，其中，鋼包1、中間包2、結(jié)晶器3和二冷區(qū)，所述二冷區(qū)包括足輥段4、垂直導(dǎo)向段5、彎曲段6、弧形段7、拉矯段8、水平段9。按照本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述控制二次冷卻區(qū)的冷卻強(qiáng)度的方法為使二次冷卻區(qū)足輥段、垂直導(dǎo)向段、彎曲段、弧形段、拉矯段、水平段單位長度上的冷卻水量與拉速的關(guān)系分別為
權(quán)利要求
1.一種電工鋼的連鑄方法，該方法包括將鋼水連續(xù)地注入中間包，并從中間包連續(xù)地注入到結(jié)晶器中，通過結(jié)晶器冷卻，得到鑄坯，該鑄坯包括凝固坯殼以及位于凝固坯殼內(nèi)的鋼水，將該鑄坯從結(jié)晶器的出口連續(xù)拉出，使其在二次冷卻區(qū)依次通過該二次冷卻區(qū)的足輥段、垂直導(dǎo)向段、彎曲段、弧形段、拉矯段、水平段進(jìn)行冷卻，得到電工鋼板坯，其特征在于控制結(jié)晶器的冷卻強(qiáng)度，使得結(jié)晶器出口的鑄坯的凝固坯殼厚度達(dá)到電工鋼板坯厚度的 18-28% ；控制二次冷卻區(qū)的冷卻強(qiáng)度，使得所述鑄坯通過該二次冷卻區(qū)的足輥段、垂直導(dǎo)向段、 彎曲段、弧形段、拉矯段、水平段后，凝固坯殼厚度依次達(dá)到電工鋼板坯厚度的18-35%、 23-48%、31-60%、39-100%、68-100%禾口 80-100%
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄方法，其中，所述結(jié)晶器出口的鑄坯的凝固坯殼厚度為電工鋼板坯厚度的20-25% ；鑄坯通過該二次冷卻區(qū)的足輥段、垂直導(dǎo)向段、彎曲段、弧形段、拉矯段、水平段后，凝固坯殼厚度分別為電工鋼板坯厚度的22-33%、25-46%、35-55%、 75-90%,84-95%,90-100% ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連鑄方法，其中，所述控制結(jié)晶器的冷卻強(qiáng)度的方法包括使結(jié)晶器寬面單位面積冷卻水量為28004920L/(m2 · min)，結(jié)晶器窄面單位面積冷卻水量為 ^50-3070L/(m2 · min)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連鑄方法，其中，鑄坯通過結(jié)晶器的速度為0.l-2m/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連鑄方法，其中，所述二次冷卻區(qū)的比水量為 1. 68-1. 80L/kgo
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連鑄方法，其中，所述控制二次冷卻區(qū)的冷卻強(qiáng)度的方法包括使二次冷卻區(qū)足輥段、垂直導(dǎo)向段、彎曲段、弧形段、拉矯段、水平段單位長度上的冷卻水量與拉速的關(guān)系分別滿足
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的連鑄方法，其中，所述二冷區(qū)的足輥段的長度為0.4-0. 7米、 垂直導(dǎo)向段的長度為0. 9-1. 5米、彎曲段的長度為1. 0-1. 5米、弧形段的長度為9-12米、拉矯段的長度2. 5-4. 0米、水平段的長度12-18米。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的連鑄方法，其中，所述凝固坯殼通過二次冷卻區(qū)的速度為 0.l-2m/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄方法，其中，所述電工鋼板坯的厚度為150-250mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄方法，其中，以所述電工鋼的總量為基準(zhǔn)，以元素的重量百分組成計(jì)，所述電工鋼中Si的含量為1. 15-1. 70%, Al的含量為0. 3-0.6%。
全文摘要
一種電工鋼的連鑄方法，該方法包括將鋼水連續(xù)地注入中間包，并從中間包連續(xù)地注入到結(jié)晶器中，通過結(jié)晶器冷卻，得到鑄坯，將該鑄坯從結(jié)晶器的出口連續(xù)拉出，使其在二次冷卻區(qū)進(jìn)行冷卻，得到電工鋼板坯，其特征在于控制結(jié)晶器的冷卻強(qiáng)度和二次冷卻區(qū)的冷卻強(qiáng)度，使得所述鑄坯通過該二次冷卻區(qū)的足輥段、垂直導(dǎo)向段、彎曲段、弧形段、拉矯段、水平段后，凝固坯殼厚度依次達(dá)到電工鋼板坯厚度的18-35％、23-48％、31-60％、39-100％、68-100％，80-100％。采用本發(fā)明的連鑄方法所得的電工鋼板坯無表面裂紋和內(nèi)部裂紋，該板坯用于生產(chǎn)電工鋼，尺寸精度高，成品合格率達(dá)到100％，并且該方法適用于硅、鋁含量較高的鋼種如50PW470L、50PW350L的連鑄。
文檔編號(hào)B22D11/14GK102371350SQ20101026340
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者吳國榮, 張均祥, 曾建華, 李軍, 趙代瓊, 陳永 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司, 攀鋼集團(tuán)研究院有限公司, 攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司