侧凹型板坯的连铸生产系统及方法与流程

本发明涉及钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种侧凹型板坯的连铸生产系统及方法。

背景技术：

连铸是把液态钢用连铸机浇注、冷凝、切割进而直接得到铸坯的工艺，连铸是连接炼钢与轧钢的中间环节，是钢铁生产线的重要组成部分。连铸工艺所生产的铸坯根据横截面形状的不同可以分为板坯、方坯、圆坯、异形坯等。

通常，板坯连铸工艺所生产的铸坯横截面为矩形，铸坯的窄侧面基本为平面。但是这种铸坯在经过后续的轧制工艺时会在距热轧卷边部5-20mm处形成一条或多条“黑线”，这严重影响铸坯的后续使用。用户在对铸坯使用时需要将含有“黑线”的铸坯边部切除，这会造成严重的浪费。为了解决此问题，连铸厂经过多次工艺改进，但是靠近铸坯边缘的“黑线”仍然很难消除，这条黑线区域距铸坯边缘之间的部位仍然需要切除，仍然影响用户使用的成材率和使用成本。

为了提高铸坯经过轧制后的钢材利用率，减小黑线与铸坯边缘之间区域的材料量无疑是一种有效的方法。为此，中国实用新型专利“一种板坯连铸结晶器”(授权公告号为CN204997018U)提供了一种能够制造出侧凹型板坯的连铸结晶器，在连铸生产的过程中，能使得板坯的窄侧为内凹型结构，从而形成侧凹型板坯。这种板坯由于窄侧面为内凹面，经热轧工序后，能减少边部“黑线”距热轧卷边缘之间的距离，此种热轧卷在使用时，用户需要切除的部位的材料量较少，能提高钢材的成材率，同时也能降低用户的使用成本。

但是，上述侧凹型板坯所形成的钢材仍然存在成材率较低，用户使用成本较高的问题，如何进一步降低用户的使用成本，同时能提高侧凹型板坯所形成的钢材的成材率，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明公开一种侧凹型板坯的连铸生产系统及方法，以进一步解决目前侧凹型板坯所形成的钢材的成材率较低，用户的使用成本较高的问题。

为解决上述技术问题，本发明公开如下技术方案：

侧凹型板坯的连铸生产系统，包括连铸结晶器和侧向导辊组；其中，侧向导辊组包括第一对侧导辊、第二对侧导辊和第三对侧导辊，所述第一对侧导辊、所述第二对侧导辊和所述第三对侧导辊所包含的两个所述侧导辊分别位于所述连铸结晶器的底部出口的两侧；所述第一对侧导辊、所述第二对侧导辊和所述第三对侧导辊自所述连铸结晶器的底部出口依次向所述连铸结晶器的下方排列；

所述连铸结晶器包括窄面铜板和宽面铜板，所述窄面铜板与所述宽面铜板形成用于容纳钢液的容纳腔；所述窄面铜板用于与所述钢液接触的表面设置有凸块，所述凸块的横向截面形状为弧形；所述凸块的表面边缘与所述窄面铜板的基础面通过过渡面连接，所述过渡面与所述凸块的表面相切；

所述第一对侧导辊的辊面与相对应的所述窄面铜板的表面位于同一导向面上；所述第一对侧导辊所包含的两个所述侧导辊的中心位于同一水平面内；

所述第二对侧导辊的辊面相比于所述第一对侧导辊的辊面向内侧偏移0-0.7mm；

所述第三对侧导辊的辊面相比于所述第二对侧导辊的相对应侧的辊面向内偏移0-1.0mm。

优选的，上述连铸生产线中2、根据权利要求1所述的连铸生产系统，其特征在于，还包括第四对侧导辊，所述第四对侧导辊位于所述第三对侧导辊的下方，且所述第四对侧导辊的辊面相比于所述第三对侧导辊相对应侧的辊面向内侧偏移0-1.5mm。

优选的，上述连铸生产系统中，位于最下方的侧导辊距所述连铸结晶器的底部出口的距离为30mm-200mm。

基于上述生产系统，本发明实施例还公开一种侧凹型板坯的连铸生产方法，该生产方法采用如上任一所述的连铸生产系统完成，其中：

从连铸开浇到启动拉坯的时间为50s-200s；开浇渣加入量为0-10Kg；连铸水口的插入深度为50mm-250mm；所述连铸结晶器的锥度为0.5-1.5％，所述窄侧铜板的冷却水流量为200-700L/min，所有的侧导辊的冷却水流量为铸坯拉速的30-200倍。

本发明公开的侧凹型板坯的连铸生产系统的有益效果如下：

将连铸结晶器的窄面铜板的结构实施改进使其具有凸块，在钢液进入连铸结晶器中进行结晶的过程中凸块的结构能形成侧凹型板坯的侧面凹陷，随着连铸的进行，铸坯在侧向导辊组的导向作用下从连铸结晶器的底部出口排出，随着逐步的冷却，铸坯的硬度越来越大，本发明采用逐对侧导辊向内偏斜的方式加大对逐渐变硬的铸坯的导向力，有利于铸坯窄面的侧凹成型，在连铸结晶器的作用基础之上，进一步促使铸坯的侧凹成型力度，使得板坯的侧凹量进一步增大，侧凹量的进一步增大相当于铸坯的侧面内陷越深，能进一步减小热轧后钢材的黑线与侧部边缘之间的材料量，因此能进一步解决目前侧凹型板坯所形成的钢材的成材率较低，用户的使用成本较高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案，下面将对实施例或背景技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例公开的侧凹型板坯的连铸生产系统的侧向导辊组的布置示意图；

图2是侧导辊的结构示意图；

图3本发明实施例公开的侧凹型板坯的连铸生产系统的连铸结晶器的结构示意图；

图4是本发明实施例公开的侧凹型板坯的窄面铜板的俯视图。

附图标记说明：

11-第一对侧导辊、12-第二对侧导辊、13-第三对侧导辊；

21-窄面铜板、211-凸块、22-宽面铜板、23-窄面冷却装置、24-宽面冷却装置。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开一种侧凹型板坯的连铸生产系统。所公开的侧凹型板坯的连铸生产系统包括连铸结晶器(如图3所示)和侧向导辊组(如图1所示)，与现有的连铸生产系统相同，侧向导辊组布置在连铸结晶器的底部出口的下方，用于对连铸生产的铸坯实施导向移动。

请参考图1，本实施例中，侧向导辊组包括第一对侧导辊11、第二对侧导辊12和第三对侧导辊13。第一对侧导辊11、第二对侧导辊12和第三对侧导辊13所包含的两个所述侧导辊分别位于连铸结晶器的底部出口下方的两侧。第一对侧导辊11、第二对侧导辊12和第三对侧导辊13自所述连铸结晶器的底部出口依次向连铸结晶器的下方并行排列。

请参考图3，本实施例中，连铸结晶器包括窄面铜板21和宽面铜板22，窄面铜板21和宽面铜板22均为两块，四者对接形成用于容纳钢液的容纳腔，连铸系统钢包中的钢液进入容纳腔中实施结晶。窄面铜板21的外侧设置有窄面冷却装置23，宽面铜板22的外侧设置有宽面冷却装置24，窄面冷却装置23和宽面冷却装置24协同作用为连铸冷凝器实施冷却，实现钢液的逐步结晶。为了实现侧凹型板坯的生产，本实施例所公开的连铸结晶器中，窄面铜板21用于与钢液接触的表面设置有凸块211，如图4所示，凸块211的横向截面的形状为弧形，凸块211的表面边缘与窄面铜板21的基础面通过过渡面连接，过渡面与凸块的表面相切，以实现平滑衔接。在结晶的过程中，凸块211能形成侧凹型板坯的内凹窄侧面。相应的，侧向导辊组中，每一对侧导辊所包含的两个侧导辊的辊面中部也可以有凸起，如图2所示，凸起的设置使得辊面的形状与窄面铜板21的表面形状相同，侧向导辊组与窄面铜板21相对布置，使得连铸结晶器结晶形成的侧凹型板坯的侧凹形状得到保持。

在装配侧向导辊组与连铸结晶器的过程中，本实施例对应的连铸生产系统布置方式如下：第一对侧导辊11的辊面与相对应的窄面铜板21的表面位于同一导向面上；第一对侧导辊11所包含的两个所述侧导辊的中心位于同一水平面内，即采用对中的方式安装。第二对侧导辊12的辊面相比于第一对侧导辊11的辊面向内侧偏移0-0.7mm；第三对侧导辊13的辊面相比于第二对侧导辊12的相对应侧的辊面向内偏移0-1.0mm。也就是说，从连铸结晶器的底部开口向下，每一对侧导轨所包含的两个侧导辊之间的距离可以逐渐靠近设定的距离。

如果连铸生产系统包括第四对侧导辊，第四度侧导辊位于第三对侧导辊的下方，且第四对侧导辊的辊面相比于第三对侧导辊相对应侧的辊面向内侧偏移0-1.5mm。优选的，无论侧向导辊组包括三对还是四对，优选的，位于最下方的一对侧导辊距连铸结晶器的底部出口的距离为30mm-200mm。

本发明实施例公开的侧凹型板坯的连铸生产系统的有益效果如下：

将连铸结晶器的窄面铜板21的结构实施改进使得具有凸块211，在钢液进入连铸结晶器中进行结晶的过程中凸块211的结构能形成侧凹型板坯的侧面凹陷，随着连铸的进行，铸坯在侧向导辊组的导向作用下从连铸结晶器的底部出口排出，随着逐步的冷却，铸坯坯壳的强度越来越大，本实施例采用逐对侧导辊向内偏斜的方式加大对逐渐变硬的铸坯的导向力，有利于铸坯窄面的侧凹成型，在连铸结晶器的作用基础之上，进一步促使铸坯的侧凹成型力度，使得板坯的侧凹量进一步增大，侧凹量的进一步增大相当于铸坯的侧面内陷越深，能进一步减小铸坯的黑线与侧部边缘之间的材料量，因此能进一步解决目前侧凹型板坯所形成的钢材的成材率较低，用户的使用成本较高的问题。

基于本发明实施例公开的侧凹型板坯的连铸生产系统，本发明实施例还公开一种侧凹型板坯的连铸生产方法，该生产方法由上文实施例中任意一项所述的连铸生产系统完成，在连铸的过程中，可以采用如下工艺参数：从连铸开浇到启动拉坯的时间为50s-200s(秒)；开浇渣加入量为0-10Kg；连铸水口的插入深度为50mm-250mm；所述连铸结晶器的锥度为0.5-1.5％，所述窄侧铜板的冷却水流量为200-700L/min，所有的侧导辊的冷却水流量为铸坯拉速的30-200倍。

下面列举两个具体实施例来说明本发明公开的连铸生产系统的优点：

实施一：

本实施例一中连铸的钢种为SUS304。

窄面铜板21与侧向导辊组中的第一对侧导辊11采用零对零的安装方式，即第一对侧导辊11相对于窄面铜板21无偏移，其与相邻的两对侧导辊之间都为零对零安装方式。

侧凹型板坯的连铸生产系统的连铸参数如下：

采用上述连铸生产系统所生产的铸坯侧面呈微凹形，经过热轧后，侧翻宽度明显降低，由原来的12～15mm降低至5～7mm。

实施例二

本实施例二中连铸的钢种为Q235B。

本实施例中，窄面铜板21与第一对侧导辊11采用零对零方式，第二对侧导辊12相对于第一对侧导辊11内移0.5mm，第三对侧导辊13相对于第二对侧导辊12内移0.7mm，第四对侧导辊相对于第三对侧导辊13内移0.9mm。

侧凹型板坯的连铸生产系统的其余连铸参数如下：

铸坯拉出后侧面呈微凹形，侧凹量为10～12mm。然后经热轧轧制后，侧翻宽度明显降低，由原来的15～20mm降低至5～8mm。

通过上述两个实施例可以得出，本发明实施例公开的侧凹型板坯的连铸生产方法能降低侧翻宽度(即热轧后钢材上的黑线距钢材侧边的宽度)，也就能降低轧钢后黑线与侧部边缘的宽度，能提高材料的利用率，同时能降低用户的使用成本。

本文中，各个优选方案仅仅重点描述的是与其它方案的不同，各个优选方案只要不冲突，都可以任意组合，组合后所形成的实施例也在本说明书所公开的范畴之内，考虑到文本简洁，本文就不再对组合所形成的实施例进行单独描述。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。