[發明專利]一種生產超薄大規格含鋁鋼異型坯的單點非平衡保護澆鑄方法

有效

• 申請號: 201811339190.4
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109396409B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 王中學;李四軍;周俐;彭永香;杜金科;韓蕾蕾;何飛;常立忠;王海軍
• 申請（專利權）人: 萊蕪鋼鐵集團銀山型鋼有限公司
• 主分類號: B22D41/50
• 分類號: B22D41/50;B22D11/18;B22D11/055;B22D11/108
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 郭大美;閆飛

本發明公開了一種生產超薄大規格含鋁鋼異型坯的單點非平衡保護澆鑄方法，屬于鋼鐵冶金行業近終形連鑄技術領域。該方法涉及單點非平衡保護澆鑄裝置和使用方法、配套的安全生產操作方法、匹配的拉速、過熱度、浸入式水口內徑和插入深度最佳工藝參數、非對稱的結晶器冷卻工藝和保護渣多點布料工藝。本發明依托異型坯單點澆鑄特點，采用數值模擬、水模型和現場實驗等手段，理論可靠，實現簡單，安全可靠，可操作性強，不僅實現了鋼水全保護澆鑄，可用于批量生產含鋁等易氧化元素的高級別鋼種，而且減輕了超薄大規格異型坯生產時單點非平衡澆鑄對結晶器流場和溫度場不對稱的影響，避免了漏鋼等安全事故，可生產出合格的鑄坯，也保證了生產穩定順行。

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金行業近終形連鑄技術領域，更具體地說，涉及一種生產超薄大規格含鋁鋼異型坯的單點非平衡保護澆鑄方法。

背景技術

連鑄是一個將鋼水連續冷卻凝固成形的過程，是目前主要的鋼鐵鑄造方式。在連鑄技術的發展歷程中，近終形連鑄是現代連鑄技術發展的一個重要成就和標志，它可以直接生產出所需鋼材斷面形狀或接近成品鋼材形狀的連鑄坯。其中異型坯連鑄是近終形連鑄的一個重要形式，異型坯通常主要是指H型斷面的連鑄坯。由于H型鋼有斷面形狀經濟合理、抗彎截面模數大、制作方便等優點，為了滿足國內需要，20世紀90年代以來，國內多家鋼鐵公司相繼都建成了異型坯連鑄機。目前近終形異型坯連鑄技術在國內得到了大規模應用，所生產的鑄坯已經能夠滿足各種強度等級的結構鋼、耐侯鋼、海洋石油平臺用鋼、細晶粒鋼等品種需要。異型坯生產和加工工藝簡化，設備減少，生產流程線縮短，顯著提高了生產效率、降低了建設投資成本和生產成本，同時異型坯軋制H型材加工工序減少，綜合能耗低，也大大降低了生產成本并提高了成材率。

鋼水的澆鑄工藝是控制鑄坯質量的關鍵技術。H型斷面的異型坯與常規鑄坯(方坯、板坯和圓坯)相比，澆鑄斷面形狀復雜，異型坯主體分為一個腹板和左右對稱分布的翼緣。澆鑄工藝將直接影響生產過程的可操作性、難易性和穩定性，以及最終影響到H型斷面鑄坯質量。目前，H型坯的澆鑄工藝主要有以下四種：

第一種工藝是中間包到結晶器的澆鑄是在每個鑄流采取翼緣三角區兩點“定徑水口+半浸入式(半敞開式)漏斗形水口”澆鑄工藝，中間包內沒有塞棒系統控流，中間包出口采用，且定徑水口與插在結晶器鋼液內的漏斗形水口不連接，是有一定距離的，這種工藝可減小注流的沖擊作用，目前在生產普碳鋼種以及低合金鋼等時被廣泛采用，但不能實現鋼水全保護澆鑄，鋼液容易被再氧化污染，一般鋼中氧氮含量較高，達到60ppm以上，尤其不能澆鑄含鋁和有易氧化元素的鋼水。

中國專利申請號為：201410284643.3，申請日為2014.06.23的“一種用近終形異型坯連鑄機生產連鑄坯的方法”，其公開了一種近終形異型坯連鑄機生產連鑄坯的翼緣三角區兩點半敞開式漏斗形水口澆鑄工藝方法，提高了中間包的開澆成功率，降低了澆鑄過程的溢鋼、漏鋼問題。

第二種工藝是每個鑄流在兩個翼緣三角區雙浸入式水口全保護澆鑄工藝，中間包上水口和浸入式水口密封相連，浸入式水口有采用直筒型和帶側孔的，這種工藝操作簡單、便利，生產穩定性好，浸入式水口使用壽命也較長，但是這種兩點全保護澆鑄時，由于異型坯尺寸的限制，在兩點之間中間包內無法設置塞棒控流系統，中間包出口必須使用定徑滑塊控流，滑塊孔徑小，生產含鋁鋼時滑塊內壁易粘附Al₂O₃等夾雜物，導致套眼嚴重，不能滿足含鋁及采用鋁脫氧工藝鋼種生產需要，因此無法實現鋁脫氧，鋼水純凈度不高，同時，該種保護澆鑄工藝也無法實現含較高鈦含量以及有稀土加入要求鋼種的生產。

中國專利申請號為：201410350560.X和201110254150.1，申請日分別為2014.07.22和2011.08.31，專利文獻名稱為“異型坯澆鑄用浸入式水口及其布置方式”和“異型坯結晶器用浸入式水口的布置結構”，其公開了翼緣三角區雙浸入式水口全保護澆鑄工藝，以及浸入式水口的內部結構和開孔情況。但兩點澆鑄時，由于異型坯尺寸約束，兩水口間距過小，使得水口上方無法放置兩組塞棒裝置。