一种提高板坯洁净度的方法与流程

[0001]
本发明涉及冶金行业连续铸钢的技术领域，尤其涉及一种提高板坯洁净度的方法。


背景技术：

[0002]
连铸是现代炼钢生产流程中的关键工序。随着下游产品质量指标的提高，现代冶金行业对钢中的夹杂物水平提出了严格的要求，尤其要求提高铸坯表层夹杂物的控制水平。
[0003]
申请人在长期的研究中发现，连铸过程中，若夹杂物控制不当，将造成后续热轧板卷表面缺陷，甚至造成产品报废。


技术实现要素：

[0004]
本申请实施例通过提供一种提高板坯洁净度的方法，解决了现有技术中连铸过程中，若夹杂物控制不当，将造成后续热轧板卷表面缺陷，甚至造成产品报废的技术问题。
[0005]
本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：
[0006]
一种提高板坯洁净度的方法，应用于结晶器中，所述结晶器上部设置有电磁搅拌装置，所述结晶器内设置有连通中间包的浸入式水口，所述中间包内的钢液通过所述浸入式水口进入所述结晶器内，所述方法包括：控制所述电磁搅拌装置产生磁场，对所述结晶器内的钢液进行搅拌；控制所述中间包内的钢液的过热度为20～45℃。
[0007]
在一个实施例中，所述方法还包括：控制所述浸入式水口的浸入深度与浇铸宽度成反比。
[0008]
在一个实施例中，所述控制所述浸入式水口的浸入深度与浇铸宽度成反比，具体包括：当所述浇铸宽度为750～1350mm时，控制所述浸入式水口的浸入深度190～210mm；当所述浇铸宽度为1350～1750mm时，控制所述浸入式水口的浸入深度180～200mm；当所述浇铸宽度为1750～2300mm时，控制所述浸入式水口的浸入深度170-190mm。
[0009]
在一个实施例中，所述电磁搅拌装置包括铁芯，所述方法还包括：控制所述铁芯的位置处于所述浸入式水口的出口上沿与所述结晶器内钢液的弯月面之间。
[0010]
在一个实施例中，所述方法还包括：控制所述电磁搅拌装置的电磁搅拌频率2-8hz，电磁搅拌电流300-800a。
[0011]
在一个实施例中，所述控制所述电磁搅拌装置的电磁搅拌频率2-12hz，电磁搅拌电流300-800a，具体包括：当[c％]eq＜0.07时，电磁搅拌频率3.5-12hz，电磁搅拌电流300-700a；当0.07≤[c％]eq＜0.2时，电磁搅拌频率3-10hz，电磁搅拌电流350-750a；当[c％]eq≥0.2时，电磁搅拌频率2-8hz，电磁搅拌电流400-800a，其中，所述[c％]eq表征钢种的碳当量。
[0012]
在一个实施例中，所述方法还包括：控制所述电磁搅拌装置采用旋转模式进行搅拌。
[0013]
在一个实施例中，控制上水口氩气、塞棒氩气及板间氩气的流量之和为0～12l/min。
[0014]
在一个实施例中，所述方法还包括：控制所述上水口氩气的流量大于所述塞棒氩气与所述板间氩气的流量之和。
[0015]
在一个实施例中，所述控制所述上水口氩气的流量大于所述塞棒氩气与所述板间氩气的流量之和，具体包括：控制所述上水口氩气的流量与所述塞棒氩气及所述板间氩气的流量之和的比值为1/3～4.0。
[0016]
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0017]
本申请实施例中，控制中间包内的钢液的过热度为20～45℃，相比于现有技术，间接提高了弯月面处的温度，减小了结晶器内凝固初生坯壳凝固沟的深度，从而使凝固前沿捕获夹杂物的能力变弱，有利于凝固前沿夹杂物的去除，从而有利于降低热轧板卷表面缺陷；但是，在提高了中间包钢液的过热度后，将致使结晶器内的凝固坯壳变薄，当结晶器内传热不均匀时，钢坯容易出现漏钢、裂纹等缺陷，本实施例中，在提高中间包内的钢液的过热度的同时，利用电磁搅拌装置产生磁场，对所述结晶器内的钢液进行搅拌，使得结晶器内钢液的流场和温度场更加均匀，进而能够尽可能避免钢坯出现漏钢、裂纹等缺陷，因此，本实施例不仅能够保证降低热轧板卷表面缺陷，提高板坯洁净度，同时还能够兼顾钢坯容易出现漏钢、裂纹等缺陷的问题。
附图说明
[0018]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]
图1为本申请实施例中提供的结晶器的结构示意图；
[0020]
图2为本申请实施例中提供的一种提高板坯洁净度的方法的流程图；
[0021]
图3为本申请实施例中提供的钢液流动过程示意图。
具体实施方式
[0022]
本申请实施例通过提供一种提高板坯洁净度的方法，解决了现有技术中连铸过程中，若夹杂物控制不当，将造成后续热轧板卷表面缺陷，甚至造成产品报废的技术问题。
[0023]
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
[0024]
本申请实施例中，控制中间包内的钢液的过热度为20～45℃，相比于现有技术，间接提高了弯月面处的温度，减小了结晶器内凝固初生坯壳凝固沟的深度，从而致使凝固前沿捕获夹杂物的能够会变弱，有利于凝固前沿夹杂物的去除，从而有利于降低热轧板卷表面缺陷；但是，在提高了中间包钢液的过热度后，将致使结晶器内的凝固坯壳变薄，当结晶器内传热不均匀时，钢坯容易出现漏钢、裂纹等缺陷，本实施例中，在提高中间包内的钢液的过热度的同时，利用电磁搅拌装置产生磁场，对所述结晶器内的钢液进行搅拌，使得结晶器内钢液的流场和温度场更加均匀，进而凝固坯壳更加厚实和均匀，进而能够避免钢坯容易出现漏钢、裂纹等缺陷，因此，本实施例不仅能够保证降低热轧板卷表面缺陷，提高板坯
洁净度，同时还能够兼顾钢坯容易出现漏钢、裂纹等缺陷的问题。
[0025]
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0026]
实施例一
[0027]
本实施例提供了一种提高板坯洁净度的方法，应用在如图1所示的结晶器2中，结晶器2内设置有连通中间包的浸入式水口1，中间包内的钢液通过浸入式水口1进入结晶器2内，位于该结晶器2的两个宽面(也称为大面)铜板的外侧均设置有电磁搅拌装置，如图2所示，所述方法包括：
[0028]
步骤s101：控制所述电磁搅拌装置产生磁场，对所述结晶器2内的钢液进行搅拌，带动钢液相对水平运动，使钢液产生相对旋转流动；
[0029]
步骤s102：控制所述中间包内的钢液的过热度为20～45℃。
[0030]
本申请实施例中，控制中间包内的钢液的过热度为20～45℃，相比于现有技术，间接提高了弯月面4处的温度，减小了结晶器2内凝固坯壳凝固沟的深度，从而致使凝固前沿捕获夹杂物的能力变弱，从而有利于降低热轧板卷表面缺陷，最终有利于提高板坯的洁净度。
[0031]
但申请人发现，虽然提高中间包内的钢液的过热度，能够提高板坯的洁净度，降低热轧板卷表面缺陷，但是，在提高了中间包钢液的过热度后，将致使结晶器2内的凝固坯壳变薄，当结晶器内传热不均匀时，钢坯容易出现漏钢、裂纹等缺陷。因此，申请人在本实施例中，在提高中间包内的钢液的过热度的同时，利用电磁搅拌装置产生磁场，对所述结晶器2内的钢液进行搅拌，使得结晶器2内钢液的流场和温度场更加均匀，进而能够尽可能避免钢坯出现漏钢、裂纹等缺陷，因此，本实施例不仅能够保证降低热轧板卷表面缺陷，提高板坯洁净度，同时还能够兼顾钢坯容易出现漏钢、裂纹等缺陷的问题。
[0032]
具体实施过程中，中间包内的钢液的过热度可以为21℃、30℃、38℃、45℃，实际应用中，还可以为20～45℃中的其它值，本实施例中给出的具体取值不应该理解为对中间包内的钢液的过热度的限制性描述。
[0033]
需要说明的是，中间包内的钢液的过热度不可过高，过热度过高将不利于坯壳的形成和板坯的凝固。
[0034]
作为一种可选的实施例，所述方法还包括：
[0035]
控制所述浸入式水口1的浸入深度与浇铸宽度成反比。
[0036]
需要说明的是，如图3所示，通过浸入式水口1的出口11注入结晶器2内的钢液会往结晶器2的窄面铜板方向运行，在撞击到窄面铜板后会分成两股，一股向上到钢液自由面(弯月面4所在的面)，另一股向下，钢液从浸入式水口1的出口11流出后，速度是逐渐衰弱的。
[0037]
但随着浇铸宽度的增加，钢液从浸入式水口1的出口11流出后到铜板表面的路径会变长，致使撞击结晶器窄面铜板时流速衰弱得更多，从而不利于结晶器内保护渣的融化。本实施例中，当宽度增加后，降低浸入深度，能够补偿路径变长而衰减的流速，从而有利于撞击结晶器铜板窄面，更好地融化保护渣。
[0038]
作为一种可选的实施例，所述控制所述浸入式水口1的浸入深度与浇铸宽度成反比，具体包括：
[0039]
当所述浇铸宽度为750～1350mm时，控制所述浸入式水口1的浸入深度190～210mm。
[0040]
具体实施过程中，当所述浇铸宽度为750～1350mm时，所述浸入式水口1的浸入深度可以为190mm、193mm、198mm、201mm、210mm，实际应用中，还可以为190～210mm中的其它值，本实施例中给出的具体取值不应该理解为对浸入式水口1的浸入深度的限制性描述。
[0041]
当所述浇铸宽度为1350～1750mm时，控制所述浸入式水口1的浸入深度180～200mm。
[0042]
具体实施过程中，当所述浇铸宽度为1350～1750mm时，所述浸入式水口1的浸入深度可以为181mm、185mm、189mm、192mm、200mm，实际应用中，还可以为180～200mm中的其它值，本实施例中给出的具体取值不应该理解为对浸入式水口1的浸入深度的限制性描述。
[0043]
当所述浇铸宽度为1750～2300mm时，控制所述浸入式水口1的浸入深度170-190mm。
[0044]
具体实施过程中，当所述浇铸宽度为1750～2300mm时，所述浸入式水口1的浸入深度可以为171mm、173.5mm、180mm、185mm、190mm，实际应用中，还可以为170-190mm中的其它值，本实施例中给出的具体取值不应该理解为对浸入式水口1的浸入深度的限制性描述。
[0045]
作为一种可选的实施例，所述方法还包括：
[0046]
控制所述铁芯3的位置处于所述浸入式水口1的出口11上沿与所述结晶器2内的弯月面4之间。
[0047]
本实施例中，使铁芯3位于结晶器2内的弯月面4的下方，使得电磁搅拌装置产生的磁场能够作用到弯月面4下方的钢液，避免在钢液自由面(弯月面4所在的面)搅拌造成钢液自由面(弯月面4所在的面)的波动过大，进而导致浮于钢液自由面(弯月面4所在的面)的保护渣被卷入下层钢液被凝固前沿所捕获，使得保护渣凝固在凝固坯壳上，从而引起板坯表面缺陷；同时，铁芯3位于浸入式水口1的出口11上沿的上方，能够避免电磁搅拌装置产生的磁场在对钢液搅拌时，破坏浸入式水口1的出口11流出的钢液的稳定性，从而引起板坯表面缺陷的技术问题。
[0048]
作为一种可选的实施例，所述方法还包括：
[0049]
控制所述电磁搅拌装置的电磁搅拌频率2-12hz，电磁搅拌电流300-800a。
[0050]
本实施例中，通过控制电磁搅拌频率2-12hz，电磁搅拌电流300-800a，能够使得磁场在钢液中产生的电磁力不至于过大或过小，既能够保证对凝固前沿的冲刷，从而利于被凝固夹杂物的去除，也能够保证避免电磁力过大引起结晶器2的液面波动。
[0051]
若电磁力过大，对结晶器2内的搅拌效果非常强劲，进而引起结晶器2的液面波动，导致保护渣被卷入下层钢液被凝固前沿捕获；若电磁力过小，对结晶器2内的搅拌效果非常弱，进而不能够对凝固前沿已经捕获的夹杂物冲刷去除。
[0052]
具体实施过程中，电磁搅拌频率可以为2hz、4hz、6hz、8.5hz、11.5hz，实际应用中，还可以为2-12hz中的其它值，本实施例中给出的具体取值不应该理解为对电磁搅拌频率的限制性描述。电磁搅拌电流可以为300a、350a、500a、700a、800a，实际应用中，还可以为300-800a中的其它值，本实施例中给出的具体取值不应该理解为对电磁搅拌电流的限制性描述。
[0053]
作为一种可选的实施例，所述控制所述电磁搅拌装置的电磁搅拌频率2-12hz，电
磁搅拌电流300-800a，具体包括：
[0054]
当[c％]eq＜0.07时，电磁搅拌频率3.5-12hz，电磁搅拌电流300-700a；
[0055]
具体实施过程中，电磁搅拌频率可以为3.5hz、4.0hz、6.5hz、9.5hz、11.5hz，实际应用中，还可以为3.5-12hz中的其它值，本实施例中给出的具体取值不应该理解为对电磁搅拌频率的限制性描述。电磁搅拌电流可以为300a、370a、530a、640a、700a，实际应用中，还可以为300-700a中的其它值，本实施例中给出的具体取值不应该理解为对电磁搅拌电流的限制性描述。
[0056]
当0.07≤[c％]eq＜0.2时，电磁搅拌频率3-10hz，电磁搅拌电流350-750a；
[0057]
具体实施过程中，电磁搅拌频率可以为3.0hz、4.5hz、6.5hz、9.0hz、10hz，实际应用中，还可以为3-10hz中的其它值，本实施例中给出的具体取值不应该理解为对电磁搅拌频率的限制性描述。电磁搅拌电流可以为350a、390a、520a、680a、740a，实际应用中，还可以为350-750a中的其它值，本实施例中给出的具体取值不应该理解为对电磁搅拌电流的限制性描述。
[0058]
当[c％]eq≥0.2时，电磁搅拌频率2-8hz，电磁搅拌电流400-800a，其中，所述[c％]eq表征钢种的碳含量。
[0059]
具体实施过程中，电磁搅拌频率可以为2.0hz、4.5hz、6.0hz、7.5hz、8hz，实际应用中，还可以为2-8hz中的其它值，本实施例中给出的具体取值不应该理解为对电磁搅拌频率的限制性描述。电磁搅拌电流可以为410a、480a、520a、650a、800a，实际应用中，还可以为400-800a中的其它值，本实施例中给出的具体取值不应该理解为对电磁搅拌电流的限制性描述。
[0060]
实际应用中，通常根据碳当量[c％]eq对钢种进行划分，具体按照如下公式进行划分：
[0061]
[c％]eq＝[c％]+0.02*[mn％]+0.04*[ni％]-0.1*[si％]-0.04*[cr％]-0.1[mo％]-0.7*[s％]。
[0062]
需要说明的是，随着钢种中碳当量的不同，钢液的粘度不同，因此，本实施例中，根据钢种中碳当量[c％]eq的不同，在2-12hz的范围内调整电磁搅拌频率，在300-800a的范围内调整电磁搅拌电流，能够相对增加或减小搅拌的电磁力。
[0063]
作为一种可选的实施例，所述电磁搅拌装置包括铁芯3，所述方法还包括：
[0064]
控制所述电磁搅拌装置采用旋转模式进行搅拌。
[0065]
作为一种可选的实施例，控制上水口氩气、塞棒氩气及板间氩气的流量之和为0～12l/min。
[0066]
需要说明的是，上水口氩气、塞棒氩气会通过浸入式水口1的出口11进入到结晶器2内，能够避免上水口出口11堵塞，防止出口11流出的钢液的不稳定。
[0067]
但是申请人发现，上水口氩气、塞棒氩气通过浸入式水口1的出口11进入到结晶器2内后，会对液面造成一定程度的波动。因此，在本实施例中，通过严格控制上水口氩气、塞棒氩气及板间氩气的流量之和为0～12l/min，既能够使防止水口堵塞，又能够避免对液面造成过大波动。
[0068]
具体实施过程中，上水口氩气、塞棒氩气及板间氩气的流量之和可以为4.0l/min、6.4l/min、9.8l/min、11.9l/min，实际应用中，还可以为0～12l/min中的其它值，本实施例
中给出的具体取值不应该理解为对上水口氩气、塞棒氩气及板间氩气的流量之和的限制性描述。
[0069]
作为一种可选的实施例，所述方法还包括：
[0070]
控制所述上水口氩气的流量大于所述塞棒氩气与所述板间氩气的流量之和。
[0071]
申请人发现，上水口氩气在钢液中形成的气泡是弥散的，气泡较小，不容易造成钢液液面波动，因此，本实施例中，相对提高上水口氩气的流量，使得上水口氩气的流量大于所述塞棒氩气与所述板间氩气的流量之和。
[0072]
作为一种可选的实施例，所述控制所述上水口氩气的流量大于所述塞棒氩气与所述板间氩气的流量之和，具体包括：
[0073]
控制所述上水口氩气的流量与所述塞棒氩气及所述板间氩气的流量之和的比值为1/3～4.0。
[0074]
具体实施过程中，上水口氩气的流量与所述塞棒氩气及所述板间氩气的流量之和的比值可以为1/3、1/2、3、4，实际应用中，还可以为1/3～4.0中的其它值，本实施例中给出的具体取值不应该理解为对上水口氩气的流量与所述塞棒氩气及所述板间氩气的流量之和的比值的限制性描述。
[0075]
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
[0076]
本申请实施例中，控制中间包内的钢液的过热度为20～45℃，相比于现有技术，间接提高了弯月面4处的温度，减小了结晶器2内初生坯壳凝固沟的深度，从而致使凝固前沿捕获夹杂物的能力变弱，从而有利于凝固前沿夹杂物的去除；但是，在提高了中间包钢液的过热度后，将致使结晶器2内的凝固坯壳变薄，当结晶器内传热不均匀时，钢坯容易出现漏钢、裂纹等缺陷，本实施例中，在提高中间包内的钢液的过热度的同时，利用电磁搅拌装置产生磁场，对所述结晶器2内的钢液进行搅拌，使得结晶器2内钢液的流场和温度场更加均匀，进而能够尽可能避免钢坯出现漏钢、裂纹等缺陷，因此，本实施例不仅能够保证降低热轧板卷表面缺陷，提高板坯洁净度，同时还能够兼顾钢坯容易出现漏钢、裂纹等缺陷的问题。
[0077]
实施例二
[0078]
如图1所示，某钢厂连铸结晶器2浇铸断面230
×
1400mm的ss400([c％]eq：0.17％)过程中，连铸拉速度1.2m/min，中间包内的钢液过热温度为26℃；电磁搅拌装置的铁芯3位于结晶弯月面4下20mm；电磁搅拌装置采用旋转模式控制，电磁搅拌频率4hz，电磁搅拌电流700a；将浇铸过程上水口氩气的流量、塞棒氩气及板间氩气的流量和控制在11l/min，塞棒氩气量为2l/min，上水口氩气流量6l/min，板间氩气量3l/min。
[0079]
实施例三
[0080]
如图1所示，某钢厂连铸结晶器2浇铸断面230
×
1600mm的m3a33([c％]eq：0.0013％)过程中，连铸拉速度1.2m/min，中间包内的钢液过热温度为38℃；电磁搅拌装置的铁芯3位于结晶弯月面4下20mm；电磁搅拌装置采用旋转模式控制，电磁搅拌频率4hz，电磁搅拌电流600a；将浇铸过程上水口氩气的流量、塞棒氩气及板间氩气的流量和控制在12l/min，塞棒氩气流量为2l/min，上水口氩气流量8l/min，板间氩气量2l/min。
[0081]
实施例四
[0082]
如图1所示，某钢厂连铸结晶器2浇铸断面250
×
1800mm的sphc([c％]eq：0.04％)
过程中，连铸拉速度1.1m/min，中间包内的钢液过热温度为35℃；电磁搅拌装置的铁芯3位于结晶弯月面4下0mm；电磁搅拌装置采用旋转模式控制，电磁搅拌频率4hz，电磁搅拌电流550a；将浇铸过程上水口氩气的流量、塞棒氩气及板间氩气的流量和控制在12l/min，塞棒氩气量为3l/min，上水口氩气流量7l/min，板间氩气量2l/min。
[0083]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0084]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。