[發明專利]一種板坯結晶器及連鑄設備、連鑄板坯振痕抑制方法

有效

• 申請號: 201910371040.X
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110125346B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 張海輝;王萬林;張建康
• 申請（專利權）人: 江西理工大學;中南大學
• 主分類號: B22D11/04
• 分類號: B22D11/04;B22D11/051;B22D11/07;B22D11/14;B22D11/055;B22D11/124
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

本發明公開了一種板坯結晶器，包括結晶器本體，所述結晶器本體的內壁上位于鋼水液面處設有發熱元件。本發明還公開了一種采用上述板坯結晶器的連鑄設備及連鑄板坯振痕抑制方法。本發明在連鑄結晶器內，鋼水液面附近的板坯結晶器熱面上安裝發熱元件；發熱元件以脈沖的形式發熱，來抑制靠近板坯結晶器一側、彎曲的鋼水液面的凝固，可以有效減小連鑄坯表面振痕深度、甚至完全消滅連鑄坯表面振痕；有望徹底消滅那些伴隨著鑄坯表面振痕生成而發生的鑄坯表面缺陷、如皮下夾雜、皮下氣孔、皮下偏析和表面裂紋。

技術領域

本發明屬于連鑄技術領域，尤其涉及一種板坯結晶器及連鑄設備、連鑄板坯振痕抑制方法。

背景技術

連鑄坯振痕是指連鑄坯表面上周期性的橫向凹陷。許多鑄坯表面缺陷伴隨著振痕而產生，首先振痕波谷由于冷卻速率低，導致波谷處坯殼內晶粒粗大；其次振痕凹陷處受力時會誘導切口效應；第三振痕波谷處常常元素偏析嚴重，是鑄坯表面裂紋的起源地。同時振痕波谷常常捕捉了大量的氣泡和非金屬夾雜物，這些氣泡和夾雜物經軋制后最終在軋鋼產品上形成表面缺陷，如汽車面板用鋼的blisters和slivers缺陷。振痕伴隨表面質量問題的嚴重性，通常可以用振痕的深度來表征。因為振痕越深，振痕波谷處的鑄坯晶粒越粗大、元素偏析越嚴重；同時深振痕伴隨著的大凝固勾會增加坯殼捕捉夾雜物的能力，進而影響鋼材純凈度。因此減小/消滅鑄坯振痕對提高鋼鐵產品質量有著極其重要的意義。

連鑄過程中振痕產生于鋼水初始凝固階段，而鋼水初始凝固發生在板坯結晶器鋼水液面附近。因此，在鋼水液面附近控制鋼水凝固可以從根源上消除/減輕鑄坯表面振痕。實踐中，控制鋼水初始凝固以減少/消滅連鑄表面振痕的技術有：提高鋼水澆注溫度、提高拉坯速度、降低板坯結晶器負滑脫時間、鋼水液面電磁軟接觸技術(電磁能穿透低)、保護渣抑制鋼水液面附近鋼水凝固技術、使用低導熱系數的結晶器材質的熱頂結晶器技術、水平結晶器振動技術、結晶器非正弦振動技術、結晶器表面刻槽(通過槽內滲入保護渣增加熱阻，減低彎月面傳熱)、電磁制動技術(只作用于結晶器窄面、能稍微改善鑄坯窄面振痕深度)等。由于這些經驗和技術只適用在一些特定的工況條件下使用，沒有從根本上被消滅鑄坯表面振痕，甚至生產中還引入其他表面缺陷。例如過大的鋼水澆注溫度和拉坯速度會導致坯殼拉漏；降低板坯結晶器負滑脫時間可以降低振痕深度，但是板坯結晶器沒有負滑脫會導致保護渣滲入困難，甚至導致板坯結晶器漏鋼。

發明內容

本申請旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的目的之一在于提供一種能夠減小連鑄坯表面振痕深度的板坯結晶器及連鑄設備、連鑄板坯振痕抑制方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種板坯結晶器，包括結晶器本體，所述結晶器本體的內壁上位于金屬液面處設有發熱元件。

進一步的，所述發熱元件嵌設在所述結晶器本體的內壁上，所述發熱元件的外表面與所述結晶器本體的內壁面相平齊。

進一步的，所述結晶器本體的一對窄面以及一對寬面上均設有發熱元件，位于窄面的發熱元件，其長度等于板坯結晶器窄面的水平寬度，位于寬面的發熱元件，其長度等于板坯結晶器寬面的水平寬度。

進一步的，發熱元件靠近金屬液一側表面在單位時間內和單位平方米面積上所對應的發熱熱量為50～300000W/m²。

進一步的，所述板坯結晶器用于有色金屬連鑄時，當所述板坯結晶器向上運動時，所述發熱元件通電發熱，發熱持續時間為板坯結晶器向上運動持續時間的50％～100％；或者是，

所述板坯結晶器用于鋼鐵連鑄時，當所述板坯結晶器向下運動時，所述發熱元件通電發熱，發熱持續時間為板坯結晶器向下運動持續時間的50％～100％。

一種連鑄設備，包括上述板坯結晶器。