本發(fā)明屬于鋼鐵冶金煉鋼，具體涉及一種防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的系統(tǒng)、方法及鋼板。

背景技術(shù)：

1、鋼鐵是由鐵礦石冶煉而成，是鐵(fe)、碳(c)、硅(si)、錳(mn)、磷(p)、硫(s)以及其他少量元素(cr、v等)所組成的合金，又稱為鐵碳合金。其中，碳是硬化元素，有助于增加鋼材的強(qiáng)度，根據(jù)含碳量的不同，鋼可以分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。低碳鋼，特別是超低碳鋼(w(c)<0.06％)由于鋼本身的碳含量低，在連鑄高溫狀態(tài)下接觸到含碳量高的材料時(shí)，材料中的碳會(huì)迅速滲透至鋼中，造成增碳。

2、連鑄是將冶煉好的鋼水，經(jīng)由結(jié)晶器冷卻成坯的過(guò)程。鋼水在結(jié)晶器內(nèi)形成坯殼，上層有保護(hù)渣覆蓋，液態(tài)渣流入坯殼和結(jié)晶器壁之間，起到潤(rùn)滑的作用。結(jié)晶器保護(hù)渣是以cao、sio2、al2o3和堿性氧化物為主要成分的冶金輔料，其主要作用起到潤(rùn)滑、保溫的作用。保護(hù)渣中含有一定量的碳，通常為1.0％-10.0％左右。保護(hù)渣加入到中間包鋼液表面后，碳會(huì)在高溫下燃燒后形成液態(tài)渣，而在液態(tài)渣上層會(huì)存在一層含碳量較高的富碳層，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，由于保護(hù)渣進(jìn)入結(jié)晶器后，與高溫鋼水接觸后，處于不斷熔化，不斷消耗的動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程，在高溫下粉渣中的碳會(huì)不斷燃燒，熔化后進(jìn)入熔渣層，而其碳含量最高的一層就是液渣層頂部的富碳層，達(dá)到了20％以上，液渣層本身碳含量只有0.2％左右，從圖2可以看出，其富碳層的含碳量遠(yuǎn)高于渣料本身。

3、高拉速是連鑄高效生產(chǎn)的重要技術(shù)發(fā)展方向，高拉速連鑄生產(chǎn)中結(jié)晶器液位波動(dòng)大，坯殼與保護(hù)渣液渣層頂部的富碳層接觸，甚至將粉渣卷到鋼中，是造成坯殼增碳的主要原因，鑄坯表層碳含量增加，對(duì)鑄坯組織造成較大影響，會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。

4、目前，對(duì)于防止鑄坯表層增碳產(chǎn)生，通常采用大幅降低保護(hù)渣碳含量，甚至使用無(wú)碳型保護(hù)渣，或采用降低連鑄拉速的方式來(lái)解決。但其存在以下問(wèn)題：(1)碳是保護(hù)渣的重要組成元素，大幅降低碳含量，可能導(dǎo)致保護(hù)渣熔化速度過(guò)快，造成鑄坯卷渣等缺陷；(2)降低拉速可以保證液面平穩(wěn)，可減少坯殼與富碳層或粉渣層接觸，預(yù)防坯殼增碳，但拉速降低后，鑄坯生產(chǎn)效率降低，無(wú)法滿足高拉速生產(chǎn)的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)在連鑄生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)降低碳含量或者降低拉速來(lái)防止鑄坯表層增碳產(chǎn)生，從而造成鑄坯卷渣或?qū)е律a(chǎn)效率低下的不足，從而提出了一種防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的系統(tǒng)、方法及鋼板。本發(fā)明所述方法將結(jié)晶器液位波動(dòng)幅度差及液渣層厚度控制在一定范圍內(nèi)，同時(shí)合理調(diào)整生產(chǎn)過(guò)程中保護(hù)渣的加渣方式，從而有效解決了鋼液與液渣層頂部富碳層接觸的問(wèn)題，在不影響連鑄高拉速生產(chǎn)的前提下，可防止鑄坯表層增碳的發(fā)生。

2、本發(fā)明第一方面提出了一種防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：波幅差控制模塊、液渣層調(diào)整模塊和保護(hù)渣加渣模塊；所述波幅差控制模塊用于控制結(jié)晶器液位波動(dòng)幅度差在預(yù)設(shè)值內(nèi)；所述液渣層調(diào)整模塊用于調(diào)整保護(hù)渣中的液渣層厚度達(dá)到設(shè)定值；所述保護(hù)渣加渣模塊用于在結(jié)晶器的邊部加入保護(hù)渣。

3、優(yōu)選地，控制結(jié)晶器液位波動(dòng)幅度差在預(yù)設(shè)值內(nèi)的具體方法為：將電磁制動(dòng)裝置置于浸入式水口的出口處，根據(jù)鑄機(jī)拉速或塞棒開口度設(shè)置電磁制動(dòng)強(qiáng)度，使結(jié)晶器液位波動(dòng)幅度差控制在預(yù)設(shè)值內(nèi)。

4、優(yōu)選地，根據(jù)鑄機(jī)拉速設(shè)置電磁制動(dòng)強(qiáng)度的具體方法為：在相同斷面情況下，電磁制動(dòng)強(qiáng)度＝a*鑄機(jī)拉速，其中，a為常數(shù)。

5、優(yōu)選地，根據(jù)塞棒開口度設(shè)置電磁制動(dòng)強(qiáng)度的具體方法為：電磁制動(dòng)強(qiáng)度＝k*(塞棒開口度)2，其中，k為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。

6、優(yōu)選地，調(diào)整保護(hù)渣中的液渣層厚度達(dá)到設(shè)定值的具體方法為：通過(guò)降低保護(hù)渣的熔點(diǎn)以及提高所述保護(hù)渣的熔化速度，使保護(hù)渣中的液渣層厚度達(dá)到設(shè)定值；提高所述保護(hù)渣的熔化速度的具體方法為：降低所述保護(hù)渣的堿度以及al2o3含量。

7、優(yōu)選地，所述液渣層調(diào)整模塊還包括降低所述保護(hù)渣中的含碳量，在所述液渣層調(diào)整模塊中，所述保護(hù)渣的熔點(diǎn)為1050-1150℃，所述保護(hù)渣的堿度為0.85-0.90，al2o3含量為2.0-4.0％，碳含量為1.0-4.0％，所述保護(hù)渣的熔化速度為18-22s。

8、優(yōu)選地，所述保護(hù)渣加渣模塊還包括在所述結(jié)晶器的中部加入保護(hù)渣；以所述保護(hù)渣的總重量為100重量％計(jì)，在所述結(jié)晶器的邊部加入70-80重量％的保護(hù)渣，在所述結(jié)晶器的中部加入20-30重量％的保護(hù)渣。

9、本發(fā)明第二方面提出了一種上述所述系統(tǒng)的防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的方法，它包括：控制結(jié)晶器液位波動(dòng)幅度差在預(yù)設(shè)值內(nèi)；調(diào)整保護(hù)渣中的液渣層厚度達(dá)到設(shè)定值；在結(jié)晶器的邊部加入保護(hù)渣。

10、優(yōu)選地，控制結(jié)晶器液位波動(dòng)幅度差≤5mm；調(diào)整保護(hù)渣中的液渣層厚度為15-20mm。

11、本發(fā)明第三方面提出了一種根據(jù)上述所述的防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的方法制備得到的鋼板。

12、在本發(fā)明所述的一種防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的系統(tǒng)、方法及鋼板中，至少具有以下有益效果：

13、(1)在本發(fā)明中，將結(jié)晶器液位波動(dòng)幅度差及液渣層厚度控制在一定范圍內(nèi)，同時(shí)合理調(diào)整生產(chǎn)過(guò)程中保護(hù)渣的加渣方式，從而有效解決了鋼液與液渣層頂部富碳層接觸的問(wèn)題，在不影響連鑄高拉速生產(chǎn)的前提下，有效地防止了初生坯殼與液渣層頂部富碳層相接觸，抑制了鑄坯表層增碳的發(fā)生，同時(shí)避免了大幅降低保護(hù)渣的碳含量所導(dǎo)致的鑄坯卷渣等缺陷的產(chǎn)生；

14、(2)在本發(fā)明中，通過(guò)在連鑄過(guò)程中使用電磁制動(dòng)，能夠顯著減小從水口流出的鋼液流股對(duì)結(jié)晶器窄面的沖擊強(qiáng)度，從而減小液面的波動(dòng)幅度，使其更接近設(shè)定值；

15、(3)在優(yōu)選情況下，通過(guò)合理降低保護(hù)渣的堿度、al2o3含量以及碳含量，以及降低保護(hù)渣的熔點(diǎn)在一定范圍內(nèi)，可以使液渣層厚度達(dá)到設(shè)定值，同時(shí)降低富碳層與鋼液接觸時(shí)滲碳的幾率和滲碳量，從而有效降低了鑄坯表層增碳的可能。

技術(shù)特征：

1.一種防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：波幅差控制模塊、液渣層調(diào)整模塊和保護(hù)渣加渣模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的系統(tǒng)，其特征在于，控制結(jié)晶器液位波動(dòng)幅度差在預(yù)設(shè)值內(nèi)的具體方法為：將電磁制動(dòng)裝置置于浸入式水口的出口處，根據(jù)鑄機(jī)拉速或塞棒開口度設(shè)置電磁制動(dòng)強(qiáng)度，使結(jié)晶器液位波動(dòng)幅度差控制在預(yù)設(shè)值內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)鑄機(jī)拉速設(shè)置電磁制動(dòng)強(qiáng)度的具體方法為：在相同斷面情況下，電磁制動(dòng)強(qiáng)度＝a*鑄機(jī)拉速，其中，a為常數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)塞棒開口度設(shè)置電磁制動(dòng)強(qiáng)度的具體方法為：電磁制動(dòng)強(qiáng)度＝k*(塞棒開口度)2，其中，k為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的系統(tǒng)，其特征在于，調(diào)整保護(hù)渣中的液渣層厚度達(dá)到設(shè)定值的具體方法為：通過(guò)降低保護(hù)渣的熔點(diǎn)以及提高所述保護(hù)渣的熔化速度，使保護(hù)渣中的液渣層厚度達(dá)到設(shè)定值；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的系統(tǒng)，其特征在于，所述液渣層調(diào)整模塊還包括降低所述保護(hù)渣中的含碳量，在所述液渣層調(diào)整模塊中，所述保護(hù)渣的熔點(diǎn)為1050-1150℃，所述保護(hù)渣的堿度為0.85-0.90，al2o3含量為2.0-4.0％，碳含量為1.0-4.0％，所述保護(hù)渣的熔化速度為18-22s。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的系統(tǒng)，其特征在于，所述保護(hù)渣加渣模塊還包括在所述結(jié)晶器的中部加入保護(hù)渣；

8.一種基于權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述系統(tǒng)的防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的方法，其特征在于，它包括：控制結(jié)晶器液位波動(dòng)幅度差在預(yù)設(shè)值內(nèi)；調(diào)整保護(hù)渣中的液渣層厚度達(dá)到設(shè)定值；在結(jié)晶器的邊部加入保護(hù)渣。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的方法，其特征在于，控制結(jié)晶器液位波動(dòng)幅度差≤5mm；

10.一種根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的方法制備得到的鋼板。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防止連鑄高拉速鑄坯表層增碳的系統(tǒng)、方法及鋼板。包括波幅差控制模塊、液渣層調(diào)整模塊和保護(hù)渣加渣模塊；所述波幅差控制模塊用于控制結(jié)晶器液位波動(dòng)幅度差在預(yù)設(shè)值內(nèi)；所述液渣層調(diào)整模塊用于調(diào)整保護(hù)渣中的液渣層厚度達(dá)到設(shè)定值；所述保護(hù)渣加渣模塊用于在結(jié)晶器的邊部加入保護(hù)渣。本發(fā)明所述方法將結(jié)晶器液位波動(dòng)幅度差及液渣層厚度控制在一定范圍內(nèi)，同時(shí)合理調(diào)整生產(chǎn)過(guò)程中保護(hù)渣的加渣方式，從而有效解決了鋼液與液渣層頂部富碳層接觸的問(wèn)題，在不影響連鑄高拉速生產(chǎn)的前提下，可防止鑄坯表層增碳的發(fā)生。

技術(shù)研發(fā)人員：張劍君,王金平,劉孟,彭著剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢鋼鐵有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30