[發明專利]中等斷面板坯結晶器鋼液流場形態的控制方法

有效

• 申請號: 202110652313.5
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113500173B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 楊健;張濤;陳軍利;李太全;蔣鵬;馬超;劉逸波
• 申請（專利權）人: 上海大學;邯鄲鋼鐵集團有限責任公司
• 主分類號: B22D11/18
• 分類號: B22D11/18;B22D11/10;G01P5/04
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發明公開了一種中等斷面板坯結晶器鋼液流場形態的控制方法，利用主要由平衡塊、角度指示板、指針、偏轉軸承、測速棒五部分組成的測速裝置，通過高溫在線測量結晶器1/4寬度位置和距離窄邊10cm位置結晶器表面附近鋼液的流速大小和方向，由此判定結晶器內的流場形態，并且建立這些流動形態與連鑄通鋼量和鋼液中氬氣體積分數之間的定量關系。由于氬氣體積分數是根據連鑄拉速、結晶器的斷面寬度和厚度，以及浸入式水口與上水口的吹氬流量決定，這樣對于一定斷面寬度和厚度的連鑄結晶器，就建立了一種通過調節連鑄通鋼量和水口吹氬流量可以準確控制結晶器內鋼液流場形態的方法。

技術領域

本發明涉及連鑄工藝技術領域，特別涉及一種板坯結晶器鋼液流場形態的控制方法。

背景技術

以汽車外板為代表的超低碳冷軋板、熱鍍鋅板，生產技術涵蓋了煉鋼工序的鐵水預處理、轉爐、精煉、連鑄和機清，以及后道工序的熱軋、冷軋、熱鍍鋅等過程工藝和表面質量控制技術。煉鋼工序引起的汽車外板表面缺陷經過熱軋、冷軋、熱鍍鋅工序之后，在最終熱鍍鋅板質檢過程中才能檢測出來，缺陷形成的歷程長、經歷的工序繁多，煉鋼缺陷與熱軋、冷軋和熱鍍鋅工序產生的缺陷交織在一起，難以辨識和判定。還有從表面缺陷解析判別，到工藝改進，再到效果驗證反饋整個流程周期長、對應性差。尤其是薄板表面煉鋼缺陷的發生具有偶發性和隨機性，導致缺陷識別、來源追溯以及針對性的工藝優化難度大。因此，以汽車外板為代表的超低碳冷軋板、熱鍍鋅板煉鋼引起的表面缺陷控制技術研究是一個難度大、綜合性強的研發課題。

結晶器是鋼液凝固前的最后環節，也是連鑄過程中的核心部位，被稱為連鑄機的“心臟”。結晶器冶金是去除鋼液中夾雜物的最后機會，所以，連鑄結晶器又是煉鋼引起汽車外板的表面缺陷控制的關鍵環節。當鋼液從中間包經過浸入式水口進入結晶器后，在結晶器內完成初始凝固過程，形成具有一定厚度的初始凝固坯殼。由于初始凝固坯殼位于連鑄坯的最外層，所以冷軋板產品的表面缺陷與初始凝固坯殼中是否捕捉保護渣卷渣、大型夾雜物以及氣泡等缺陷密切相關。

本發明通過利用一種結晶器表面附近鋼液流速的測量方法，高溫在線測量結晶器1/4寬度位置和距離窄邊10cm位置結晶器表面附近鋼液的流速大小和方向，由此判定結晶器內的流場形態，并且建立這些流動形態與連鑄通鋼量和鋼液中氬氣體積分數之間的定量關系。由于氬氣體積分數是根據連鑄拉速、結晶器的斷面寬度和厚度，以及浸入式水口與上水口(簡稱水口)吹氬流量決定，這樣對于一定斷面寬度和厚度的連鑄結晶器，就形成了一種通過調節連鑄通鋼量和水口吹氬流量可以準確控制結晶器內鋼液流場形態的方法。這樣可以優化結晶器內的鋼液流場，進而降低超低碳鋼冷軋板、熱鍍鋅板特別是汽車外板表面的煉鋼引起的缺陷發生率。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種中等斷面板坯結晶器流場的控制方法，該方法首先對板坯連鑄結晶器1/4位置和距離窄邊10cm位置結晶器表面附近鋼液流速進行高溫在線測量，從而判斷結晶器內的鋼液的流動形態，由此優化板坯結晶器內的鋼液流場，對于超低碳鋼冷軋板、熱鍍鋅板特別是汽車外板的煉鋼引起的表面缺陷改善發揮重要作用。

為達到上述發明創造目的，本發明采用如下發明構思：

本發明方法通過對板坯連鑄結晶器表面附近的鋼液流速進行高溫在線測量，從而判斷結晶器內鋼液的流動形態，并且建立這些流動形態與連鑄通鋼量和鋼液中氬氣體積分數之間的定量關系。由于氬氣體積分數是根據拉速、結晶器的斷面寬度和厚度，以及浸入式水口與上水口(簡稱水口)等吹氬流量決定，這樣對于一定斷面寬度和厚度的連鑄結晶器，就建立了一種通過調節連鑄通鋼量和水口吹氬流量可以準確控制結晶器內鋼液流場形態的方法。由此可以優化板坯結晶器內的鋼液流場，對于超低碳冷軋板、熱鍍鋅板特別是汽車外板的煉鋼引起的表面缺陷改善發揮重要作用。