【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冶金，具体涉及一种大断面连铸圆坯中心质量的控制方法。
技术介绍
1、在钢材的连铸生产中，钢材产品的质量取决于连铸坯质量。连铸坯质量的评判标准包括铸坯纯净度、铸坯表面缺陷以及铸坯内部缺陷，其中铸坯内部缺陷包括低倍结构、成分偏析、中心疏松、中心偏析和裂纹，如何降低内部缺陷的发生在钢材的连铸生产中具有重要意义。
2、铸坯内部缺陷的发生因素主要集中在钢液的凝固过程中，易因内部各区域冷却速度不均匀，导致各部分收缩程度不一、产生内部缺陷。特别是对于大尺寸的连铸坯而言，随着尺寸的增大，对内部缺陷的控制难度也逐渐增加。
3、现有技术中，对于矩形连铸坯常使用末端压下技术改善连铸坯的内部质量。末端压下技术的原理是在连铸坯表面施加力，然后挤压固、液界面，以补偿凝固过程发生的收缩，并阻碍残余钢液的抽吸流动。末端压下技术在矩形坯生产中的应用已较为成熟，容易实现动态轻压下和重压下等，但并未在大断面连铸圆坯的生产过程中得到良好的应用。由于大断面连铸圆坯形状规格特殊，现有的大圆坯连铸机不具备轻、重压下等功能，难以通过末端压下技术改善大断面连铸圆坯的内部质量；同时大断面连铸圆坯的断面较大，拉速较低，凝固速率较小，内部冷却的不均匀性显著，对温度和凝固进程的调控相较于同尺寸的矩形坯而言更加困难，导致大断面连铸圆坯更易产生中心偏析、疏松缩孔和裂纹等缺陷，限制了大断面连铸原皮生产的技术发展和大规模应用。
技术实现思路
1、针对大断面连铸圆坯易产生中心偏析、疏松缩孔和裂纹等缺陷的技术问题
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种大断面连铸圆坯中心质量的控制方法，包括以下步骤：
4、（1）将盛有钢液的中间包车开至连铸机浇铸位，水口与结晶器中心相对，下降至规定位置，中间包内钢液的过热度控制为10~15℃；
5、（2）打开中间包塞棒使钢液通过水口注入水冷结晶器，进行低过热度浇注，得到大断面连铸圆坯，浇注过程中钢液过热度为5~10℃，低过热度浇注可延缓柱状晶生长，减少中心偏析程度；
6、（3）启动二次冷却系统，在连铸机二次冷却区对大断面连铸圆坯进行分段急速冷却，分段急速冷却的方式为喷水冷却或水雾冷却，每段独立设置超快冷水量，根据大断面连铸圆坯内部理论补缩量确定超快冷水量以实现软压下；
7、在二次冷却区中，铸坯表面受到了五种类型的传热，包括与矫直辊之间的传热、与冷却水的对流换热、与空气的对流换热、与空气的辐射换热和水气化成的水雾在铸坯表面带走的热。其中，铸坯与冷却水之间的对流传热为主要传热方式，因此通过每段独立设置超快冷水量可控制铸坯在各个阶段的传热量，实现大断面连铸圆坯的分段急冷，进而控制铸坯内枝晶生长，同时实现软压下效果，其中控制超快冷水量的方式为调整冷却水的水流密度；
8、在连铸过程中，根据结晶器、二冷区和凝固末端位置处大断面连铸圆坯的参数分别设置结晶器电磁搅拌器、二冷区电磁搅拌器和凝固末端电磁搅拌器的运行电流强度和频率；
9、获得结晶器、二冷区和凝固末端位置处铸坯参数的方法为通过温度测量和射钉试验相结合的方式获得铸坯的表面温度和凝固厚度，而电磁结晶器的电磁透入深度与铸坯凝固厚度之间需要满足的关系如式（i）所示：
10、（i）
11、式（i）中，δ凝为凝固厚度（mm）；
12、δ磁为电磁透入深度（mm）；
13、同时，电磁透入深度的计算公式如式（ii）所示：
14、（ii）
15、式（ii）中，δ磁为电磁透入深度（mm）；
16、 f为电磁搅拌器的电流频率（hz）；
17、 μ为钢液磁导率；
18、 σ为钢液电导率；
19、结合式（i）和式（ii），计算电磁透入深度大于凝固坯壳厚度时合理的电磁搅拌参数如电流频率等。通过设置三段电磁搅拌器的合理参数，可提高对钢液的搅拌强度，促进中心溶质迁移，打碎枝晶“搭桥”现象，细化晶粒从而改善中心偏析和提高上部钢液的补缩能力。
20、进一步的，步骤（1）中，控制过热度的方法包括向钢包或中间包中加入覆盖保温剂，废钢调温，钢包吹氩和/或对中间包进行等离子加热。
21、进一步的，步骤（2）将钢液通过低温风冷型浸入式水口注入水冷结晶器，低温风冷型浸入式水口为外侧设置风冷装置的浸入式水口，可在钢液注入过程中通过风冷装置对钢液进行冷却降温，保证水口不发生结瘤。
22、进一步的，步骤（3）使用水雾冷却对大断面连铸圆坯进行分段急速冷却，在冷却用水中掺加体积为5%-10%的金属颗粒共同喷洒，进行混合冷却，掺加金属颗粒混合冷却可使金属颗粒带走大断面连铸圆坯表面存留的水膜，增大大断面连铸圆坯与新喷洒水雾的接触面积，进一步增加水雾冷却的冷却强度。
23、进一步的，步骤（3）中连铸机二次冷却区分为二冷一段、二冷二段、二冷三段，每段独立设置超快冷水量进行急速冷却。
24、进一步的，结晶器电磁搅拌器为旋转电磁搅拌器，二冷区电磁搅拌器为旋转电磁搅拌器，凝固末端电磁搅拌器为线型行波电磁搅拌器。
25、进一步的，结晶器电磁搅拌器运行电流强度为200~400a，频率为1~10hz；
26、二冷区电磁搅拌器运行电流强度为100~300a，频率为1~10hz；
27、凝固末端电磁搅拌器运行电流强度为200~600a，频率为1~15hz。
28、进一步的，凝固末端电磁搅拌器设置于大断面连铸圆坯的凝固率为0.7~0.8的位置区间。
29、本专利技术的有益效果在于：
30、本专利技术提供的大规格连铸圆坯中心质量控制方法，对钢液进行低过热度浇注，降低铸坯内的柱状晶比例；在连铸机二次冷却区对大断面连铸圆坯进行分段急速冷却，每段独立设置超快冷水量，控制铸坯内枝晶生长的同时实现软压下效果；匹配三段电磁搅拌器合的理参数提高对钢液的搅拌强度，打碎二冷区急冷造成的柱状晶生长加快而出现的“搭桥”现象，细化晶粒、控制溶质流动。各项措施配合可充分细化大断面连铸圆坯的晶粒结构，同时补缩由于大断面连铸圆坯凝固造成的疏松、缩孔等缺陷，降低大规格连铸圆坯的内部缺陷发生率，提高大规格连铸圆坯的中心质量。
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1.一种大断面连铸圆坯中心质量的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤（1）中，控制过热度的方法包括向钢包或中间包中加入覆盖保温剂，废钢调温，钢包吹氩和/或对中间包进行等离子加热。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤（2）将钢液通过低温风冷型浸入式水口注入水冷结晶器。
4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤（3）使用水雾冷却对大断面连铸圆坯进行分段急速冷却，在冷却用水中掺加体积为5%-10%的金属颗粒共同喷洒，进行混合冷却。
5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤（3）中连铸机二次冷却区分为二冷一段、二冷二段、二冷三段，每段独立设置超快冷水量进行急速冷却。
6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，结晶器电磁搅拌器为旋转电磁搅拌器，二冷区电磁搅拌器为旋转电磁搅拌器，凝固末端电磁搅拌器为线型行波电磁搅拌器。
7.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，结晶器电磁搅拌器运行电流强度为200~400A，频率为1~10Hz；
<...【技术特征摘要】
1.一种大断面连铸圆坯中心质量的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤（1）中，控制过热度的方法包括向钢包或中间包中加入覆盖保温剂，废钢调温，钢包吹氩和/或对中间包进行等离子加热。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤（2）将钢液通过低温风冷型浸入式水口注入水冷结晶器。
4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤（3）使用水雾冷却对大断面连铸圆坯进行分段急速冷却，在冷却用水中掺加体积为5%-10%的金属颗粒共同喷洒，进行混合冷却。
5.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：许荣昌，吴红健，孙宗辉，袁本明，曲锡辉，陈涛，张博康，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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