[發(fā)明專利]一種細(xì)化高錳鋼連鑄坯凝固組織的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110012657.X
• 申請(qǐng)日: 2021-01-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112846120B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李德軍;廖相巍;于賦志;黃玉平;許孟春;崔東衛(wèi);董剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號(hào): B22D11/12
• 分類號(hào): B22D11/12;B22D11/16
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 陶新亞

1.一種細(xì)化高錳鋼連鑄坯凝固組織的方法，細(xì)化高錳鋼連鑄坯凝固組織的裝置包括沿連鑄坯拉坯方向設(shè)于結(jié)晶器出口至連鑄坯矯直段的多個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)；每個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)均由沿連鑄坯環(huán)向設(shè)置的多組超聲波導(dǎo)入裝置組成；每組超聲波導(dǎo)入裝置均由依次連接的超聲波發(fā)生器、變幅桿、導(dǎo)入桿和導(dǎo)入頭組成；其中導(dǎo)入頭直接與連鑄坯殼的外側(cè)面接觸；其特征在于，所述細(xì)化高錳鋼連鑄坯凝固組織的方法包括如下步驟：

步驟一：在生產(chǎn)高錳鋼的連鑄坯前，根據(jù)連鑄坯斷面尺寸，調(diào)整每個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)中各導(dǎo)入頭的位置，使每個(gè)導(dǎo)入頭的頂端均與連鑄機(jī)內(nèi)對(duì)應(yīng)側(cè)的支撐輥內(nèi)側(cè)面處在同一弧面上；

步驟二：在高溫連鑄坯開(kāi)始拉出結(jié)晶器后，先打開(kāi)第一個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)對(duì)應(yīng)的冷卻水噴頭，并將冷卻水的壓力調(diào)整到0.1～0.4MPa，之后啟動(dòng)第一個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)的超聲波發(fā)生器；根據(jù)鋼種情況，調(diào)整第一個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)中超聲波發(fā)生器的功率，其功率范圍為10～30kW；

步驟三：連鑄坯拉到第二個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)的位置時(shí)，同步驟二操作，先打開(kāi)第二個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)的冷卻水噴頭，之后啟動(dòng)第2個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)的超聲波發(fā)生器，并根據(jù)鋼種情況及連鑄坯的拉速v，計(jì)算到本個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)時(shí)，連鑄坯殼的厚度d，計(jì)算公式如下：

式中，K為凝固系數(shù)，單位為取值為15～20；t為連鑄坯出結(jié)晶器的凝固時(shí)間，單位為min；t＝L/V，L為結(jié)晶器到本個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)中超聲波發(fā)生器的距離，單位為m；V為連鑄坯的拉速，單位為m/min；

第二個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)及以后各個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)中超聲波發(fā)生器的功率根據(jù)下列公式確定：

式中，W為超聲波發(fā)生器的功率；

根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，調(diào)整對(duì)應(yīng)超聲波導(dǎo)入環(huán)中超聲波發(fā)生器的功率；

步驟四：待連鑄坯被拉到連鑄坯矯直段后，將剩余各個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)的超聲波發(fā)生器依次啟動(dòng)，并且參照步驟三調(diào)整各個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)中超聲波發(fā)生器的功率；

步驟五：在連鑄過(guò)程結(jié)束前，即連鑄坯尾部離開(kāi)第一個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)的導(dǎo)入頭后，先依次將各個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)的超聲波發(fā)生器關(guān)閉，并將噴淋的冷卻水壓力降至0.1MPa以下；待連鑄坯尾部離開(kāi)拉矯段后，將各個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)的冷卻水噴頭關(guān)閉，完成對(duì)連鑄坯凝固組織的細(xì)化處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)化高錳鋼連鑄坯凝固組織的方法，其特征在于，還包括防護(hù)板；所述防護(hù)板與每組超聲波導(dǎo)入裝置一一對(duì)應(yīng)地設(shè)置，并且防護(hù)板設(shè)于連鑄坯與超聲波發(fā)生器之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)化高錳鋼連鑄坯凝固組織的方法，其特征在于，還包括冷卻水噴頭；所述冷卻水噴頭與每組超聲波導(dǎo)入裝置一一對(duì)應(yīng)地設(shè)置，并且冷卻水噴頭設(shè)于導(dǎo)入桿的上方，其噴水方向朝向?qū)霔U。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)化高錳鋼連鑄坯凝固組織的方法，其特征在于，相鄰2個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)中的導(dǎo)入頭間隔50～200mm設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)化高錳鋼連鑄坯凝固組織的方法，其特征在于，多個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)中對(duì)應(yīng)的導(dǎo)入頭沿同一直線設(shè)置或沿環(huán)向交錯(cuò)設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)化高錳鋼連鑄坯凝固組織的方法，其特征在于，所述導(dǎo)入頭為球形結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為碳化硅陶瓷。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)化高錳鋼連鑄坯凝固組織的方法，其特征在于，所述多個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)等距設(shè)置；并且沿連鑄坯拉坯方向，第一個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)設(shè)于結(jié)晶器出口下游50～200mm范圍內(nèi)，最后一個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)設(shè)于連鑄坯矯直段上游50～200mm范圍內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)化高錳鋼連鑄坯凝固組織的方法，其特征在于，以出結(jié)晶器時(shí)的連鑄坯殼厚度為基準(zhǔn)，連鑄坯殼厚度每增加10mm，超聲波發(fā)生器的功率增加30～60kW。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)化高錳鋼連鑄坯凝固組織的方法，其特征在于，連鑄過(guò)程中，對(duì)各個(gè)超聲波導(dǎo)入環(huán)中超聲波發(fā)生器的超聲波發(fā)射方式進(jìn)行獨(dú)立控制，超聲波發(fā)射采用連續(xù)發(fā)射模式或間歇時(shí)間為0.5～3s的脈沖發(fā)射模式。