一种提高连铸尾坯质量和收得率的工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种提高连铸尾坯质量和收得率的工艺方法，属于冶金连铸技术领域。本发明专利技术是通过在连铸收尾坯时，向结晶器液面均匀撒入特制的冶金发热剂，并在尾坯即将拉出结晶器时，自上而下依次关闭二冷水。该冶金发热剂能够与尾坯钢液产生化学反应并持续放热，且在没有二冷水的冷却作用下，尾坯顶部一直保持高温液态，从而延长尾坯凝固时间，液芯凝固产生的体积收缩被放热反应生成的金属铁以及发热剂本身的铁补充；达到改善尾坯凝固组织质量和提高尾坯钢水收得率的目的。

A process method to improve the quality and yield of continuous casting billets

【技术实现步骤摘要】
一种提高连铸尾坯质量和收得率的工艺方法
本专利技术涉及冶金行业连铸工艺
，更具体地说，涉及一种提高连铸尾坯质量和收得率的工艺方法。
技术介绍
钢水经连铸机浇注后形成连铸坯，在浇注即将结束时需要对其进行收尾坯工作，连铸常规收尾坯过程为：中间包浇注结束后，随着拉坯的进行，液面下降，尾坯被拉出结晶器，但是在二冷水的喷淋作用下，尾坯顶部的液面迅速降温并形成凝固壳。二冷水掉落在凝固壳上并聚集，进一步产生冷却作用，使尾坯不仅沿圆周方向传热，还存在向尾坯尾部的纵向传热。由于尾坯的冷却强度大，凝固方向也与正常坯不同，存在自上而下的凝固，尾坯凝固产生的收缩将从顶部向下延伸，使得缩孔和疏松分布在较长的区域内。另外，凝固壳隔绝了空气，大气压力带来的补缩作用将不复存在；而且浇注结束后，钢水静压力越来越小，其补缩作用也比正常浇注时的铸坯小。因此，在尾坯长度一定的情况下，尾坯容易出现中心缩孔、疏松和裂纹等质量缺陷。现有连铸常规收尾坯过程及尾坯凝固组织状态和缺陷如图1、图2、图3所示。另外，因尾部冷却强度大，且纵向传热不可忽略，使得尾坯一定长度范围内的冷却都被加强，进而导致柱状晶充分生长，中心等轴晶区域较小。而从现有大多数连铸机的装备情况来看，结晶器电磁搅拌装置是改善铸坯质量不可或缺的装备之一，但当电磁搅拌作用于柱状晶区域时，极易产生白亮带。因此，连铸尾坯出现白亮带的比例通常比正常浇注时的铸坯要高很多。综上所述，连铸尾坯由于补缩不充分、中包下渣、夹杂物上浮时间短等因素，内部质量(如中心疏松、中心缩孔、夹杂物含量和气体含量等)比正常铸坯差，在实际生产中需要保证一定量的切尾长度来确保产品质量，因此，尾坯切除量对钢水收得率造成重要影响。为了解决上述浇注尾坯的缺陷和质量问题，目前国内外钢铁企业和科研工作者针对这些问题的改善也做了一些尝试工作，但主要集中在优化切割、流场优化防止中间包下渣、无水封顶、拉速调节等。这些技术措施在提高尾坯洁净度和低倍质量方面起到了一定的积极作用，但不能普遍适用于所有连铸机型和大多数钢种的浇注，尤其对于大规格、特殊钢铸坯的生产，由于其断面大、凝固时间长，液芯长度大，上述改善技术措施对提高连铸尾坯的质量和钢水收得率极为有限。因此，需对其进行进一步的改进。
技术实现思路
1、专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中连铸收尾坯时所产生的铸坯质量缺陷和钢水收得率低下的问题，提供了一种提高连铸尾坯质量和收得率的工艺方法；本专利技术在浇注结束时，切断钢流，然后将中间包车移出浇注位，并将冶金发热剂均匀的加入到每流结晶器中，通过冶金发热剂与尾坯中的FeO发生放热反应，为连铸尾坯的各个区域提供充足的热量，降低尾坯坯壳凝固速率，同时，放热反应生成的金属铁以及冶金发热剂中铁会进入到尾坯中心，从而对连铸尾坯进行补缩，改善内部凝固组结构，细化组织晶粒，提高尾坯致密度，从而减少尾坯切除量，提高钢水收得率。2、技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种提高连铸尾坯质量和收得率的工艺方法，其过程为：在浇注结束时，首先关闭连铸中间包水口闸板，切断钢流；然后开动中间包车，并将中间包车移出浇注位；最后分别向各流结晶器中均匀的撒入冶金发热剂；所述冶金发热剂包括铝粉、碳粉、铁粉、硅粉、FeO、CaO和粘结剂，所述的冶金发热剂加入到结晶器后悬浮于渣层中；最后连铸尾坯即将拉出结晶器时，自上而下依次关闭二冷水。作为本专利技术的更进一步改进，所述的冶金发热剂的密度控制在3.2～3.3g·cm-3。作为本专利技术的更进一步改进，所述冶金发热剂的碱度控制在6～8，钙铝比控制在1.6～1.8。作为本专利技术的更进一步改进，所述铝粉的重量百分比为40～43％；所述碳粉的重量百分比为32～35％；所述铁粉的重量百分比为8～10％；所述硅粉的重量百分比为2％；所述FeO的重量百分比为7～10％；所述CaO的质量百分比为5～6％。作为本专利技术的更进一步改进，所述冶金发热剂加入到每流结晶器的量为m，其中，m为每流冶金发热剂具体加入量，kg；s为浇注连铸坯的横截面积，mm2；v为尾坯拉出速度，m/min；t为尾坯从结晶器断流到拉出结晶器下口时所用时间，min；ρ为冶金发热剂的密度，g/cm3。作为本专利技术的更进一步改进，所述冶金发热剂的加入到结晶器中的顺序为：先从结晶器中心位置加入，然后分别向四周均匀撒开，覆盖整个连铸尾坯的端部。作为本专利技术的更进一步改进，控制每流结晶器中冶金发热剂的加热时间不超过3min。作为本专利技术的更进一步改进，每流结晶器中冶金发热剂加入完毕后，采用与连铸坯外形尺寸大小相等的薄钢板封住连铸坯尾坯末端。3、有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种提高连铸尾坯质量和收得率的工艺方法，通过向结晶器中均匀的加入冶金发热剂，该冶金发热剂悬浮于渣层中，在高温的作用下，冶金发热剂中的碳和铝与组分中的FeO以及尾坯中的FeO发生放热反应，从而为连铸尾坯的各个区域提供充足的热量，降低尾坯坯壳凝固速率，同时，放热反应生成的金属铁以及冶金发热剂中铁会进入到尾坯中心，从而对连铸尾坯进行补缩，改善内部凝固组结构，细化组织晶粒，提高尾坯致密度，使得连铸尾坯疏松、缩孔、洁净度、气体含量等质量缺陷得到改善，从而减少尾坯切除量，提高钢水收得率；此外，由于冶金发热剂悬浮于渣层中，避免冶金发热剂中的碳粉和金属铝与空气中的氧反应而造成碳粉和金属铝的损耗，从而能够充分保证冶金发热剂为铸坯提供充足的热量，同时，冶金发热剂在整个过程中不会带入任何有害元素和杂质。(2)本专利技术的一种提高连铸尾坯质量和收得率的工艺方法，通过对冶金发热剂的密度进行进行进一步限定，在保证冶金发热剂悬浮于渣层的同时，能够确保冶金发热剂迅速下沉，从而有效避免冶金发热剂中的碳粉和金属铝与空气中的氧反应而造成碳粉和金属铝的损耗，保证冶金发热剂的性能；此外，该冶金发发热剂具有密实度高，不易碎等优点，有利于冶金发热剂的存储。(3)本专利技术的一种提高连铸尾坯质量和收得率的工艺方法，为了进一步保证冶金发热剂延缓连铸尾坯坯壳的凝固时间，对加入到每流结晶器中的冶金发热剂的量进行控制，即对每流结晶器所需的热量以及补缩量进行限定，提高铸坯质量的同时实现资源的充分利用；此外，本专利技术的冶金发热剂能够根据不同大小的连铸坯改变冶金发热剂的加入量，其灵活性高，增加该工艺方法的应用范围。(4)本专利技术的一种提高连铸尾坯质量和收得率的工艺方法，由于连铸坯在收尾过程中，首先在中心进行缩孔，因此，冶金发热剂在加入的过程中首先加入到铸坯的中心，在铸坯中心发生作用，然后，向四周均匀加入冶金发热剂，覆盖连铸尾坯的端部，从而保证冶金发热剂能够为整个尾坯的尾端提供均匀的热量，有效避免局部区域发生凝固而降低整个尾坯的凝固时间。(5)本专利技术的一种提高连铸尾坯质量和收得率的工艺方法，通过控制每流结晶器中的冶金发热剂的加入时间，使得冶金发热剂为每流结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高连铸尾坯质量和收得率的工艺方法，其特征在于：在浇注结束时，首先关闭连铸中间包水口闸板，切断钢流；然后开动中间包车，并将中间包车移出浇注位；最后分别向各流结晶器中均匀的撒入冶金发热剂；所述冶金发热剂包括铝粉、碳粉、铁粉、硅粉、FeO、CaO和粘结剂，所述的冶金发热剂加入到结晶器后悬浮于渣层中；最后连铸尾坯即将拉出结晶器时，自上而下依次关闭二冷水。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高连铸尾坯质量和收得率的工艺方法，其特征在于：在浇注结束时，首先关闭连铸中间包水口闸板，切断钢流；然后开动中间包车，并将中间包车移出浇注位；最后分别向各流结晶器中均匀的撒入冶金发热剂；所述冶金发热剂包括铝粉、碳粉、铁粉、硅粉、FeO、CaO和粘结剂，所述的冶金发热剂加入到结晶器后悬浮于渣层中；最后连铸尾坯即将拉出结晶器时，自上而下依次关闭二冷水。


2.根据权利要求1所述的一种提高连铸尾坯质量和收得率的工艺方法，其特征在于：所述冶金发热剂的密度控制在3.2～3.3g·cm-3。


3.根据权利要求2所述的一种提高连铸尾坯质量和收得率的工艺方法，其特征在于：所述铝粉的重量百分比为40～43％；所述碳粉的重量百分比为32～35％；所述铁粉的重量百分比为8～10％；所述硅粉的重量百分比为2％；所述FeO的重量百分比为7～10％；所述CaO的质量百分比为5～6％。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓爱军，陈龙，陶素芬，范鼎东，王海川，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34