一种用于薄带连铸过程中结晶辊在线表面处理方法技术

一种用于薄带连铸过程中结晶辊在线表面处理方法，钢水经过浸入式水口或布流器进入两个高速旋转的结晶辊之间形成熔池，经过结晶辊的冷却和轻微轧制形成铸带，再经热轧、控制冷却直至卷取；在结晶辊的外表面喷射含有甲烷或乙炔的燃气和含氧气体，使燃气不完全燃烧，在结晶辊表面连续地生成碳黑，形成一个碳黑层。本发明专利技术实现了对结晶辊表面的润滑；可以提高结晶辊的使用寿命；还可以提高结晶辊和铸带间的传热效率，从而提高生产率；另外，不燃烧的产物中的一氧化碳是还原性气体，可以防止铸带表面的氧化，减少氧化皮的厚度，使铸带的表面质量显著提高；燃烧释放的热量使三角熔池不易结冷钢，有效地防止了断带的发生。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及薄带连铸技术，特别涉及领域一种用于薄带连铸过程中结 晶辊在线表面处理方法。
技术介绍
近几十年来，随着连铸技术的进步和在线计算机控制程度的提高，世 界上各个国家的冶金行业一直希望能够降低钢铁工业的能耗和生产成本， 所以能够将钢水直接浇铸出成品成为研究者们孜孜不倦追求的目标。薄带 连铸主要形式之一是钢水经过高速旋转的结晶辊，并在轧制力的作用下凝固成2-5mm铸带。目前，薄带连铸生产的基本工艺过程是薄带连铸机(双辊、单辊、 轮带式) 一密闭室一活套一夹送辊一热轧(单机架或两机架或无)—控冷 一巻取。钢水从钢包经过K水口、中间包和浸入式水口进入旋转的水冷结 晶辊与侧封板形成的熔池内，经过水冷结晶辊的冷却形成铸带，通过摆动 导板、夹送辊将铸带送至铸带输送辊道，经过热轧机，喷淋冷却，飞剪直 至巻取机。薄带连铸技术由于具有节约成本、縮小厂房面积、降低能耗、 提高生产效率等优点，这项技术现在正成为各个国家的研究者研究的热 点，同时也被称作是冶金行业的革命性技术。保证铸带质量的前提下提高生产率一直是冶金工作者追求的目标。对 一台固定的铸机，提高生产率主要途径就是增加结晶辊与钢水之间传热， 也就是提高结晶辊和钢水之间的热流密度。控制结晶辊和钢水之间的热流密度的方法有如下几种1) 利用结晶辊表面纹理处理来控制结晶辊的传热。如专利EP0740972A1， CN1263804A, ZL96103889.6， US4,945，974等公开了通过控制纹理形貌 和尺寸可以达到控制传热的方法。2) 利用结晶辊表面形成的自然沉积的氧化膜来控制传热。拉佐.斯特雷夫 在Metallurgical and Materials Transaction B, Vol. 3IB (October 2000),pp. 1023-1030上发表了题为薄带连铸熔体与基体界面传热机制的文章。该文章以及专利CN1263804A提出了利用结晶辊表面形成的 自然沉积膜可以提高结晶辊与钢水之间的传热。通过控制钢水的成分 以及夹杂物可以控制自然沉积膜的组成，达到控制传热的目的。3) 通过改变结晶辊表面镀层的成分。保罗.纳力等在2005年在美国夏洛特 召开的ICS会议上发表题为结晶辊镀层对传热的影响的文章，该 文章讨论了不同结晶辊表面镀层的成分对热流的影响，并提出了利用 不同的镀层可以改变结晶辊和钢水的传热的方法。4) 控制气体的成分来控制传热。拉佐.斯特雷夫在1998年的ISIJ Int.， Vol. 38 No. 9, pp. 959-966，发表了题为薄带连铸过程众界面传热的实验研 究文章，公布了用氦气可以提高传热的实验结果。2001年韩国的Choo,D K等在Metallurgical and Materials Transactions A. Vol. 32A, no. 9, pp.2249-2258. Sept发表了题为薄带连铸过程中304不锈钢裂纹的分析和 防止，文中提出了利用氮气可以提高润湿性减小了气隙，可以有效 地防止裂纹的产生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于薄带连铸过程中结晶辊在线表面处 理方法，通过在结晶辊表面连续地生成石墨，实现对结晶辊表面的润滑， 减少了拉坯过程的摩擦，提高结晶辊的使用寿命；同时提高结晶辊和铸带 间的传热效率，从而提高生产率；使铸带的表面质量显著提高，可以有效 地防止了断带的发生。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是，一种用于薄带连铸过程中结晶辊在线表面处理方法，钢水经过浸入式 水口或布流器进入两个高速旋转的结晶辊之间形成熔池，经过结晶辊的冷 却和轻微轧制形成铸带，再经热轧、控制冷却直至巻取；其特征是，在结 晶辊的外表面喷射含有甲垸或乙炔的燃气和含氧气体，使燃气不完全燃 烧，在结晶辊表面连续地生成碳黑，形成一个碳黑层。进一步，所述的燃气是含有甲烷或乙炔的天然气、煤气。所述的含氧气体为氧气或空气。又，燃气和含氧气体的比例通过调节阀以及流量计进行控制，燃气中甲垸和氧气的流量比例为<1:4;燃气中乙炔和氧气的流量比例是<1:1。具体地，本专利技术在结晶辊的外表面喷射燃烧采用安装燃气管道和含氧 气体管道，通过集气管、喷嘴对结晶辊(表面)喷射燃烧，燃气管道和含 氧气体管道上分别装设可以控制燃气和氧气或空气的比例的调节阀、流量 计、压力表。本专利技术的方法所形成的碳黑层的厚度〈10)im。当使用天然气或煤气时(其主要的成分为甲垸一CH4)，当完全燃烧时，可发生如下反应CH4 + 202 = C02 + 2H20 (完全燃烧) 当甲烷不完全燃烧，发生如下反应CH4 + 3/202 = C + CO + 2H20 (不完全燃烧) 该反应可以生成碳黑，该碳黑会沉积在结晶辊表面。 同样，乙炔也有同样的反应，当乙炔完全燃烧，生成二氧化碳；2 C2H2+ 502=4C02+2H20 (完全燃烧) 当乙炔不完燃烧后，生成碳和CO。C2H2+ 02=C+CO+H20 (不完全燃烧) 根据上述原理，通过控制燃气与氧气的比例，使燃气不完全燃烧，可 以达到在结晶辊表面连续生成碳黑的目的，从而实现了对结晶辊表面的润 滑。结晶辊表面的润滑，减少了拉坯过程的摩擦，可以提高结晶辊的使用 寿命；同时碳原子可以填补结晶辊表面的微观凹坑和不平，并提高产品表 面质量；同时还可以提高结晶辊和铸带间的传热效率，从而提高生产率。另外，不燃烧的产物中的一氧化碳是还原性气体，可以防止铸带表面 的氧化，减少氧化皮的厚度，使铸带的表面质量显著提高。再有，燃烧释 放的热量使三角熔池不易结冷钢，有效地防止了断带的发生。 本专利技术与已有技术的区别和改进之处从目前已有的技术分析中可以看出，结晶辊表面如果没有石墨或者气 体，结晶辊容易发生粘辊，增加铸带与结晶辊间的摩擦力，使结晶辊表面 受损，寿命降低。结晶辊如果用涂覆石墨的方法，其最大的问题是石墨容 易被钢水带走，石墨的效果不能持续，而且也易在铸轧的过程随着铸带与结晶辊摩擦而损耗。与现有技术相比，本专利技术通过引入可燃气体，使其不完全燃烧，连续在结晶辊表面生成 碳黑层，起到了润滑结晶辊表面的作用，从而减少了铸带与结晶辊表面的 摩擦力，不仅可以提高铸带的表面质量，同时还可以减少结晶辊表面的划 伤，延长结晶辊寿命。同时，由于燃烧放出热量，该热量可以使熔池表面温度提高，有效地 防止熔池表面结壳和冷钢。另外，还提高了结晶辊和凝固坯壳之间的传热，因此提高了生产率， 降低了生产成本；燃烧同时还生成一氧化碳还原性气体，还原性气氛的环境气氛能够有 效地防止铸带表面的氧化，减少氧化皮的厚度，提高产品的质量。附图说明图1为双辊薄带连铸工艺示意图2为本专利技术--实施例的结构示意图3为本专利技术一实施例的工作状态示意图。具体实施例方式参见图1 图3，钢水从钢包1经过长水口 2、中间包3和浸入式水口 4进入旋转的水冷结晶辊5、 5'和恻封板6形成的烙池7内，经过水冷结 晶辊5、 5'的冷却形成铸带8，通过摆动导板9、夹送辊10将铸带8送至 热轧ll，再经控制冷却12直至巻取13。水冷结晶辊5外还设安装燃气管道14和含氧气体管道15，该燃气管 道14和含氧气体管道15上分别装设可以控制燃气和氧气或空气的比例的 调节阀16a、 16b、流量计17a、 17本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于薄带连铸过程中结晶辊在线表面处理方法，钢水经过浸入式水口或布流器进入两个高速旋转的结晶辊之间形成熔池，经过结晶辊的冷却和轻微轧制形成铸带，再经热轧、控制冷却直至卷取；其特征是，在结晶辊的外表面喷射含有甲烷或乙炔的燃气和含氧气体，使燃气不完全燃烧，在结晶辊表面连续地生成碳黑，形成一个碳黑层。

【技术特征摘要】
1.一种用于薄带连铸过程中结晶辊在线表面处理方法，钢水经过浸入式水口或布流器进入两个高速旋转的结晶辊之间形成熔池，经过结晶辊的冷却和轻微轧制形成铸带，再经热轧、控制冷却直至卷取；其特征是，在结晶辊的外表面喷射含有甲烷或乙炔的燃气和含氧气体，使燃气不完全燃烧，在结晶辊表面连续地生成碳黑，形成一个碳黑层。2. 如权利要求1所述的用于薄带连铸过程中结晶辊在线表面处理方法， 其特征是，所述的燃气采用含有甲垸或乙炔的天然气、煤气。3. 如权利要求1所述的用于薄带连铸过程中结晶辊在线表面处理方法， 其特征是，所述的含氧气体为氧气或空气。4. 如权利要求1或2或3所述的用于薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：于艳，顾龙发，方园，叶长宏，韩月生，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，上海宝钢工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]