[發明專利]一種超高速小方坯連鑄裝置及生產方法

在審

• 申請號: 202011380304.7
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112355256A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 雷松;彭曉華;陳將;陳南菲;孔意文;劉強
• 申請（專利權）人: 中冶賽迪工程技術股份有限公司;中冶賽迪技術研究中心有限公司
• 主分類號: B22D11/055
• 分類號: B22D11/055;B22D11/108;B22D11/14;B22D11/22
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發明屬于冶金連鑄技術領域，提出一種超高速小方坯連鑄裝置及生產方法，旨在解決現有技術中鑄坯鼓肚變形、冷卻強度弱，鑄坯溫度和應力分布不勻及設備在線更換停機時間長的技術問題。本裝置包括沿澆鑄方向自上而下依次設置的結晶器、結晶器振動裝置、二次冷卻裝置。本生產方法包括：對進入結晶器內的鋼水進行第一次冷卻，使之凝固收縮形成表層為薄殼且內部充滿液態鋼水的薄壁鑄坯；再通過結晶器振動裝置向所述薄壁鑄坯與結晶器銅管的間隙中填入保護渣；并利用二次冷卻裝置對所述薄壁鑄坯進行第二次冷卻，使之內部鋼水凝固并由液態完全轉變為固態形成實心鑄坯。本發明實現了超高速情況下的鑄坯溫度和應力分布均勻，且鑄坯不會鼓肚變形。

技術領域

本發明屬于冶金連鑄技術領域，具體涉及一種超高速小方坯連鑄裝置及生產方法。

背景技術

在冶金領域中，小方坯連鑄機是最為傳統的常規連鑄機，目前小方坯連鑄機拉速普遍不高，針對如150mm×150mm常規小方坯連鑄拉速絕大多數在2.0～3.5m/min之間，單臺流數多，噸鋼生產運營成本高，而提高小方坯連鑄機拉速，可以減少連鑄機流數，同時降低建設投資和生產運營成本，更是實現小方坯無頭軋制的重要前提，因此研制超高速小方坯連鑄裝置對鋼鐵企業意義重大。

目前常規小方坯鑄坯過程中存在的缺陷有：(1)鑄坯角部往往由于二維收縮使得新生坯殼在周向上的溫度和應力分布不均勻，從而導致角部或偏角部質量缺陷，對提高拉速有限； (2)結晶器銅管與鑄坯坯殼間的潤滑易因液面波動大導致卷渣；(3)結晶器冷卻水的通水面積較大，冷卻水與銅管接觸的周長較短，銅管傳熱不夠，導致冷卻強度不夠；(4)高速拉坯過程中，二冷導向段更換所需的時間較長，導致停機時間長。因此，常規小方坯鑄坯機不能滿足生產超高速小方坯的要求。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種超高速小方坯連鑄裝置及生產方法，旨在解決現有技術中鑄坯鼓肚變形、冷卻強度弱，鑄坯溫度和應力分布不勻及設備在線更換停機時間長的技術問題。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

本發明提供的一種超高速小方坯連鑄生產方法，包括如下步驟：S1、對進入結晶器內的鋼水進行第一次冷卻，使之凝固收縮形成表層為薄殼且內部充滿液態鋼水的薄壁鑄坯；S2、通過結晶器振動裝置向所述薄壁鑄坯與結晶器銅管的間隙中填入保護渣；S3、利用二次冷卻裝置對所述薄壁鑄坯進行第二次冷卻，使之內部鋼水凝固并由液態完全轉變為固態形成實心鑄坯。

優選的，步驟S1中的第一次冷卻形式有：采用在結晶器銅管的壁厚內加工縱向水孔冷卻的方式，或采用結晶器銅管的背部加工縱向水槽冷卻的方式。

優選的，步驟S2中的保護渣的熔點為1050～1200℃，轉折點溫度為1060～1210℃，且在 1300℃下的保護渣粘度為0.2～0.6Pa.s，堿度為0.8～1.2。

優選的，步驟S3中的二次冷卻裝置的前段為超強降冷區，并采用水噴嘴冷卻的方式，冷卻水流密度15～50L/(m²·s)，冷卻水壓力1.0～3.0Mpa；其后段為逐步回溫區，并采用水噴嘴或氣水噴嘴冷卻的方式，冷卻水流密度小于10L/(m²·s)，冷卻水壓力小于1.2MPa。

本發明還提供一種超高速小方坯連鑄裝置，包括沿澆鑄方向自上而下依次設置的結晶器、結晶器振動裝置、二次冷卻裝置；結晶器包括貫穿于結晶器振動裝置中的結晶器銅管和設于結晶器銅管上的水冷結構；結晶器振動裝置包括振動本體、設于振動本體內的驅動單元及連接于振動本體上并用于水平滑移振動本體的快換單元；二次冷卻裝置包括沿澆鑄方向依次分成的多個二次冷卻區，且靠近結晶器振動裝置的至多四個二次冷卻區為超強降冷區，后續的二次冷卻區為逐步回溫區。