一种减少铸坯表面氧化铁皮的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及炼钢连铸技术领域，特别是涉及一种能减少铸坯表面氧化铁皮的方法。
【背景技术】
[0002]氧化铁皮俗称铁鳞，是在连铸和轧制工序中，铸坯或热轧钢坯在环境介质(空气、水蒸汽、氧气等)的氧化作用下，在其表面所生成的铁氧化物层。长期以来，铸坯或热轧钢坯表面氧化铁皮的生成、控制和消除给连铸和热轧生产带来了较大困扰。
[0003]氧化铁皮导致了金属料的大量损耗和成材率降低，造成原料、能源和劳动的较大浪费；其次，表面氧化铁皮还会带来包括表面网状裂纹、铁皮坑、红锈、铁皮压入、酸洗残留等在内的一系列铸坯或成品的表面缺陷问题，加大了产品质量、尺寸精度和性能控制的难度。
[0004]此外，表面氧化铁皮的累积还会造成支撑辊和轧辊等设备寿命的降低以及维护难度的加大等问题。据统计，钢铁厂每年氧化铁皮的产生量约为钢材产量的1%?2%，是不可忽视的金属料损耗源之一。
[0005]随着国家钢铁产业政策的调整，钢铁产品结构中板带比的进一步增大，铸坯和热轧钢板表面氧化铁皮的有效控制和减量化对于提高钢铁产品表面质量、提升产品档次、降低金属料损耗和生产成本、提高企业效益具有重要理论和实际意义。
[0006]对连铸过程而言，铸坯表面氧化铁皮是连铸坯在二冷区以及在空冷区“高温氧化”环境条件下的降温冷却，铸坯表面与空气中的氧结合生成氧化铁皮，造成金属料大量损失；同时，产生于氧化铁皮与金属基体界面处的网状裂纹还会导致铸坯发生“热脆”。然而，一直以来，连铸过程的铸坯表面氧化铁皮问题并没有得到足够重视。
[0007]迄今为止，虽然清除铸坯表面氧化铁皮的措施很多，但几乎所有的解决方案都是采取单一的物理方法，即机械除鳞、高压水除鳞、喷丸或利用弯曲变形去除氧化铁皮等。其缺陷:一是增加了设施和投入；二是降低了坯温，增大了能耗。
[0008]中国发明专利《用于在连续浇铸钢时调节二次冷却的方法》(申请号:200880124179.4)，通过两个区段的不同冷却方法实现了热运行方式的冷却方案，以最佳地充分利用连铸坯引导长度、同时与提高质量相关联地优化生产率。该方案能够尽快的对连铸坯进行冷却，但还没有涉及冷却过程中铸坯表面氧化的技术方案。
[0009]鉴于此，有必要设计研制出一种物理与化学方法结合，标本兼治的减少连铸坯表面氧化铁皮的方法，以确保轧后钢板的表面质量。
【发明内容】
[0010]针对【背景技术】的不足，本发明提供了一种无须增加设备和投资，充分利用现有设备和工艺流程，通过连铸二冷过程中的水与气体结合产生的气雾冷却，采用氮气或其他非氧化性气体，减少铸坯表面与空气中的氧结合生成氧化铁皮，便可减少铸坯表面氧化铁皮的方法。
[0011]本发明的技术方案是:一种减少铸坯表面氧化铁皮的方法，在连铸二次冷却过程中，将混合气体和水喷到铸坯表面冷却铸坯，其特征在于:所述的气体采用非氧化性气体。
[0012]根据如上所述的减少铸坯表面氧化铁皮的方法，其特征在于:所述的非氧化性气体为氮气。
[0013]根据如上所述的减少铸坯表面氧化铁皮的方法，其特征在于:所述的非氧化性气体和水采用集进水孔和进气孔于一体的喷嘴进行喷射。
[0014]根据如上所述的减少铸坯表面氧化铁皮的方法，其特征在于:所述的非氧化性气体喷射时的压力范围为0.05Mpa?IMpa，水喷射时的压力范围为0.05Mpa?2.5Mpa。
[0015]本发明的有益效果是:本发明利用压缩空气的能量将水雾化成极细小的水滴，从而达到较好冷却强度和均匀程度的一种冷却方式。同时，在冷却过程中，水雾中散发出的非氧化性气体覆盖在铸坯表面，减少铸坯与空气中的氧接触发生反应，减少铸坯氧化铁皮的生成。
【具体实施方式】
[0016]名称解释:
[0017]连铸二冷区:即连铸机结晶器以下对铸坯进行二次冷却的区域。
[0018]以下对本发明做进一步说明。
[0019]本发明的一种减少铸坯表面氧化铁皮的方法，在连铸二次冷却采用气体和水的方式进行冷却，即将这种混合气体和水喷到铸坯表面冷却铸坯。其中气体采用非氧化性气体，最好为氮气。同时气体和水最好采用集进水孔和进气孔于一体的喷嘴，如中国发明专利公开的《适用于圆坯连铸二次冷却的气水雾化喷嘴》(申请号:200810053137.8)。采用类似的喷嘴，便于喷射过程中水已雾化成极细小的水滴，同时带动非氧化性气体均匀分布在铸坯表面上，进而减少铸坯与空气中的氧接触发生反应，减少铸坯氧化铁皮的生成。
[0020]本发明非氧化性气体喷射时的压力最好在0.05Mpa?IMpa，水喷射时的压力最好在0.05Mpa?2.5Mpa，这样可以利用压缩空气的能量将水雾化成极细小的水滴，从而达到较好冷却强度和均匀程度的一种冷却方式。
[0021]实施例1
[0022]在生产汽车板的浇注过程中，铸坯断面200mm X 1600mm，在连铸二次冷却采用气-水冷却，其中气体采用氮气，将这种混合气-水喷到铸坯表面冷却铸坯，同时，减少铸坯与空气中的氧接触发生反应，减少铸坯氧化铁皮的生成。气体压力0.2Mpa，水压力0.6Mpa。
[0023]铸坯表面氧化铁皮得到有效控制和减量化，提高了产品表面质量、提升产品档次、降低金属料损耗和生产成本。
[0024]实施例2
[0025]在生产合金钢的浇注过程中，铸坯断面280mmX300mm，在连铸二次冷却采用气-水冷却，其中气体采用氩气，将这种混合气-水喷到铸坯表面冷却铸坯，同时，减少铸坯与空气中的氧接触发生反应，减少铸坯氧化铁皮的生成。气体压力0.2Mpa，水压力0.5Mpa。
[0026]铸坯表面氧化铁皮得到有效控制和减量化，提高了产品表面质量、提升产品档次、降低金属料损耗和生产成本。
【主权项】
1.一种减少铸坯表面氧化铁皮的方法，在连铸二次冷却过程中，将混合气体和水喷到铸坯表面冷却铸坯，其特征在于:所述的气体采用非氧化性气体。2.根据权利要求1所述的减少铸坯表面氧化铁皮的方法，其特征在于:所述的非氧化性气体为氮气。3.根据权利要求1所述的减少铸坯表面氧化铁皮的方法，其特征在于:所述的非氧化性气体和水采用集进水孔和进气孔于一体的喷嘴进行喷射。4.根据权利要求1、2或3所述的任一种减少铸坯表面氧化铁皮的方法，其特征在于:所述的非氧化性气体喷射时的压力范围为0.05Mpa?IMpa，水喷射时的压力范围为.0.05Mpa ?2.5Mpa。
【专利摘要】本发明涉及炼钢连铸技术领域，特别是涉及一种能减少铸坯表面氧化铁皮的方法。本发明通过连铸二冷过程中的水与气体结合产生的气雾冷却，采用氮气或其他非氧化性气体，减少铸坯表面与空气中的氧结合生成氧化铁皮，便可减少铸坯表面氧化铁皮的方法。
【IPC分类】B21B45/04
【公开号】CN104907347
【申请号】CN201510355590
【发明人】幸伟
【申请人】中冶连铸技术工程有限责任公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月25日