一種特厚板坯連鑄工藝和連鑄機的製作方法

2023-07-03 06:18:46 4

專利名稱：一種特厚板坯連鑄工藝和連鑄機的製作方法
技術領域：
本發明涉及特厚板坯連鑄技術領域，特別是厚度400mm以上的特厚板坯的連鑄工藝和連鑄機。
背景技術：
隨著市場對厚板及特厚板的需求也越來越大，目前厚板及特厚板已廣泛應用於造船、壓力容器、鍋爐、海上鑽井平臺、石油及天然氣管線、核電站、大型橋梁、模具等領域。目前，生產厚板及特厚板坯料主要還是採用模鑄方法。例如對於IOOmm以上的鋼板，基本都以大鋼錠為原料，採用二火成材的生產方法，以保證鋼板獲得足夠的壓縮比。但是模鑄法生產時，由於採用鋼錠自然冷卻，凝固時間長，生產環節多(二火成材)，同時存在縮孔、顯微氣孔、V型偏析或倒V型偏析等質量缺陷。因此特厚板模鑄生產存在生產效率低，能耗大，成材率低以及質量有待進一步改善等問題。而連鑄從縮短生產流程、提高生產效率、節能降耗角度來說，更適合生產特厚板。 但傳統連鑄由於受可澆注的尺寸大小限制以及中心偏析、顯微氣孔、中間疏鬆等質量因素影響，目前還難以生產出優質特厚鋼板。因此，如何用連鑄的方法來生產優質特厚板一直是連鑄工作者研究的熱點。特別是厚度400 800mm的大型特厚板坯，由於鑄坯尺寸規格大， 目前常規直弧形鑄機還不具備相應的彎曲矯直設備，同時採用直弧形鑄機，直段短且帶液芯彎曲和矯直，難以保證鑄坯質量。而採用立彎式鑄機存在全凝固後的鑄坯頂彎困難，容易產生表面和內部質量缺陷。

發明內容
本發明要解決的技術問題是克服上述技術缺陷而提供一種特厚板坯的連鑄工藝和連鑄機，有效提高生產質量，並能縮短生產流程，提高生產效率，從而降低生產成本。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是一種特厚板坯連鑄工藝，其特徵在於採用立式鑄機通過連續澆注的方法生產特厚板坯，包括以下步驟步驟一、轉爐生產出來的鋼液經過二次精煉爐精煉以後，將裝有精煉好鋼液的鋼包運至迴轉臺，迴轉臺轉動到澆注位置後，將鋼液通過鋼包底部的長水口注入中間包；中間包鋼液再由浸入式水口將鋼液注入到結晶器中去；步驟二、鋼液在結晶器內凝固形成坯殼，在結晶器外使用電磁攪拌裝置對鋼液進行攪拌；當結晶器下段出口處鑄坯的坯殼厚度為10 20mm後，開啟結晶器振動裝置並同時啟動驅動輥道拉坯；使帶液芯的鑄坯進入立式導向段，鑄坯一邊向下行走，一邊在二次冷卻區中繼續凝固，同時進行電磁攪拌；步驟三、採用上裝式引錠杆，澆注前，將引錠杆從結晶器上方放入，將結晶器底部封閉；澆注過程中，通過驅動輥控制鑄坯按照設定拉速帶動鑄坯下行，當引錠杆與鑄坯脫開後由傾翻輥道將引錠杆送入斜拉出坯輥道拉出並放置在地面的引錠杆存放處；同時採用輥式輕壓下裝置在鑄坯凝固末端進行動態輕壓下以改善鑄坯中心偏析。步驟四、鑄坯在立式切割後下行送到下方的接坯小車上，最後經小車輥道運送到外圍進行二次切割。上述步驟四中，待鑄坯完全凝固後用火焰切割機進行立式切割，火焰切割機的切割方向與鑄坯行走方向垂直，同時可以沿著拉坯方向往返運動；切割後的鑄坯通過下夾送輥裝置夾持，按照指定速度下行送到下方的接坯小車上，接坯小車上設有夾送和驅動輥，鑄坯到達接坯小車後，然後隨著豎直的第一傾翻輥道傾動，沿順時針方向逐漸傾斜與豎直方向成一定傾角，當第一傾翻輥道與斜拉出坯輥道對接上後，鑄坯通過牽引拉繩向上運動，沿斜拉出坯輥道到達第二傾翻輥道上，通過支點旋轉而使鑄坯隨著第二傾翻輥道沿順時針方向運動至水平，然後將鑄坯送到與第二傾翻輥道水平對接的出坯輥道上進行二次切割。上述步驟一中，中間包內設有連續測溫裝置和加熱裝置將中間包內鋼液過熱度穩定控制在10 30°C。上述步驟二中，拉速控制在0. 05 0. 8m/min。上述步驟二中，拉速控制在0. 05 0. 08m/min或者0. 08 0. 2m/min或者0. 1 0. 2m/min 或者 0. 2 0. 3m/min,或者 0. 5 0. 8m/min。上述各步驟中，所述的二次冷卻區採用動態配水系統對各噴嘴進行供水。上述各步驟中，所述鑄機的基礎坑深25 40m。一種特厚板坯連鑄機，其特徵在於所述鑄機為立式，主要包括鋼包、中間包、結晶器、電磁攪拌裝置、結晶器振動裝置、夾輥、冷卻水噴嘴、輕壓下裝置、上夾送輥裝置、下夾送輥裝置、接坯小車、第一傾翻輥道、火焰切割機、斜拉出坯輥道、第二傾翻輥道、出坯輥道和引錠杆；鋼包下方的長水口與中間包相連通，中間包通過浸入式水口與下方的結晶器連通， 結晶器外側設置電磁攪拌裝置，結晶器振動裝置設置於結晶器底部下方；引錠杆採用上裝式；多個夾棍沿豎向組成立式導向段，且位於結晶器振動裝置下方，並能按照設定拉速帶動鑄坯下行；多個冷卻水噴嘴均勻間隔設置於各夾棍之間，沿立式導向段豎向形成二次冷卻區；在二冷區末端設置輥式輕壓下裝置；在立式導向段的下方設置間隔平行的上夾送輥裝置，以及用於夾持切割後的鑄坯並將鑄坯下行送到下方接坯小車上的下夾送輥裝置；上下夾送輥裝置之間、上夾送輥裝置下方設置能夠沿著拉坯方向往返運動的火焰切割機，火焰切割機的切割方向與鑄坯下行方向垂直；第一傾翻輥道在起始位置豎直位於下夾送輥裝置的下方，與第一傾翻輥道成傾角地設置往上方的斜拉出坯輥道，斜拉出坯輥道上端通過鉸接旋轉與第二傾翻輥道對接；第二傾翻輥道的水平傾翻位置與外圍水平設置的出坯輥道對接；接坯小車沿各輥道運行，接坯小車上設有夾送和驅動輥。所述的中間包內設有連續測溫裝置和加熱裝置。所述的輕壓下裝置為能夠採用動態輕壓下的輥式輕壓下裝置。所述的二次冷卻區採用動態配水系統。
所述鑄機的基礎坑深25 40m。本發明具有以下特點採用連鑄的方法選用立式鑄機生產特厚板坯，解決了鑄坯過厚而無法彎曲矯直的問題，同時縮短生產流程，提高生產效率，降低了生產成本；同時，由於採用立式鑄機無彎曲矯直變形，可避免內裂紋的產生，板坯頂邊也無夾雜物聚集，也有利於鋼液中非金屬夾雜物的上浮，提高鑄坯清潔度。中間包內設有連續測溫裝置和中間包加熱裝置，可控制中間包內鋼水過熱度穩定控制在10-30°C，在低拉速條件下(0. 08 0. 8m/min)，避免了過冷或過熱澆注，保證了特厚板坯具有良好的內部質量。對鑄坯凝固末端實施動態輕壓下，解決了鑄坯內部的中心偏析、中心疏鬆等質量問題。針對立式鑄機，採用了立式切割和斜拉出坯的方式，確保鑄坯的輸出和送入，保證了生產的順行，並提供了生產效率。


圖1為本發明一個實施例的結構示意圖。圖中各附圖標記對應如下鋼包1、連續測溫裝置2、加熱裝置3、中間包4、結晶器 5、電磁攪拌裝置6、結晶器振動裝置7、夾輥8、冷卻水噴嘴9、輕壓下裝置10、上夾送輥裝置 11、下夾送輥裝置12、接坯小車13、第一傾翻輥道14、火焰切割機15、斜拉出坯輥道16、第二傾翻輥道17、出坯輥道18。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步說明，但不限定本發明。實施例1 本實施例的連鑄工藝實施生產斷面尺寸為2000X600mm的特厚板坯，品種為DH40 採油平臺鋼。從轉爐出來100 200t鋼液經過二次精煉爐精煉以後，將裝有精煉好鋼液的鋼包運至迴轉臺，迴轉臺轉動到澆注位置後，注入鋼包1中，鋼液通過鋼包1底部的長水口注入中間包4中。特厚板坯連鑄採用立式鑄機，鑄機的基礎坑深25 40m，由於特厚板坯連鑄的拉速較低，中間包4內設置有連續測溫裝置2和加熱裝置3，控制中間包4內鋼液過熱度穩定在10 30°C。將浸入式水口與結晶器對中安裝好後，打開塞棒後鋼液注入由引錠杆封堵的水冷結晶器5中，鋼液沿著結晶器5內壁周邊逐漸凝固形成坯殼，在結晶器5外使用電磁攪拌裝置6對鋼液進行攪拌。當結晶器5下段出口處鑄坯的坯殼有一定厚度後，開啟結晶器振動裝置7並同時啟動驅動輥道拉坯，拉速控制在0. 1 0. 2m/min或者0. 2 0. 3m/min或者0. 1 0. 3m/min。使帶液芯的鑄坯進入多個夾棍8組成的立式導向段，鑄坯一邊向下行走，一邊在二次冷卻區中多個沿導向段均勻間隔設置的冷卻水噴嘴9噴嘴噴出的霧化水強制冷卻過程中繼續凝固，在二冷區採用動態配水系統，同時進行二冷區電磁攪拌。當引錠杆下行伸出上夾送輥裝置11後將其與鑄坯脫開，由第一傾翻輥道14將引錠杆送入斜拉出坯輥道16拉出並放置在地面的引錠杆存放處；採用輕壓下裝置10在鑄坯凝固末端進行動態輕壓下，以改善鑄坯中心偏析。待鑄坯完全凝固後用火焰切割機15進行切割，火焰切割機沿拉坯方向保持與鑄坯拉速相同速度運動，切割方向與鑄坯下行方向垂直，切割完成後返回；切割後的鑄坯通過下夾送輥裝置12夾持，按照指定速度下行送到下方的接坯小車13上，接坯小車13上設有夾送和驅動輥，鑄坯到達接坯小車13後，然後隨著豎直的位於起始位置的第一傾翻輥道14傾動，沿順時針方向逐漸傾斜與豎直方向成一定傾角，當第一傾翻輥道14到達傾翻位置與斜拉出坯輥道16對接上後，鑄坯通過牽引拉繩向上運動，沿斜拉出坯輥道16到達位於起始位置的第二傾翻輥道17上，通過支點旋轉而使鑄坯隨著第二傾翻輥道17沿順時針方向運動至第二傾翻輥道17水平的傾翻位置，然後將鑄坯送到與第二傾翻輥道17水平對接的出坯輥道18上進行二次切割。實施例2 本實施例的連鑄工藝實施生產斷面尺寸為2100X700mm的特厚板坯，品種為 16MnR容器鋼板。從轉爐出來180 250t鋼液經過二次精煉爐精煉以後，將裝有精煉好鋼液的鋼包運至迴轉臺，迴轉臺轉動到澆注位置後，注入鋼包1中，鋼液通過鋼包1底部的長水口注入中間包4中。特厚板坯連鑄採用立式鑄機，鑄機的基礎坑深25 40m，由於特厚板坯連鑄的拉速較低，中間包內設置有連續測溫裝置2和加熱裝置3，控制中間包內鋼液過熱度在10 30°C，。將浸入式水口與結晶器對中安裝好後，打開塞棒後鋼液注入由引錠杆封堵的水冷結晶器5中，鋼液沿著結晶器5內壁周邊逐漸凝固形成坯殼，在結晶器5外使用電磁攪拌裝置6對鋼液進行攪拌。當結晶器5下段出口處鑄坯的坯殼有一定厚度後，開啟結晶器振動裝置7並同時啟動驅動輥道拉坯，拉速控制在0. 08 0. 2m/min或者0. 05 0. 08m/min或者0. 1 0. 2m/min。使帶液芯的鑄坯進入多個夾棍8組成的立式導向段，鑄坯一邊向下行走，一邊在二次冷卻區中多個沿導向段均勻間隔設置的冷卻水噴嘴9噴嘴噴出的霧化水強制冷卻過程中繼續凝固，在二冷區採用動態配水系統，同時進行二冷區電磁攪拌。當引錠杆下行伸出上夾送輥裝置11後將其與鑄坯脫開，採用輕壓下裝置10在鑄坯凝固末端進行動態輕壓下，將以改善鑄坯中心偏析；由第一傾翻輥道14將引錠杆送入斜拉出坯輥道16拉出並放置在地面的引錠杆存放處。待鑄坯完全凝固後用火焰切割機15進行切割，火焰切割機15沿拉坯方向保持與鑄坯拉速相同速度運動，切割方向與鑄坯下行方向垂直，切割完成後返回；切割後的鑄坯通過下夾送輥裝置12夾持，按照指定速度下行送到下方的接坯小車13上，接坯小車13上設有夾送和驅動輥，鑄坯到達接坯小車13後，然後隨著豎直的第一傾翻輥道14傾動，沿順時針方向逐漸傾斜與豎直方向成一定傾角，當第一傾翻輥道14與斜拉出坯輥道16對接上後， 鑄坯通過牽引拉繩向上運動，由斜拉出坯輥道16到達第二傾翻輥道17上，通過支點旋轉而使鑄坯隨著第二傾翻輥道17沿順時針方向運動至水平，然後將鑄坯送到與第二傾翻輥道 17水平對接的出坯輥道18上進行二次切割。本發明的特厚板坯連鑄機，其特徵在於所述鑄機為立式，主要包括鋼包1、中間包 4、結晶器、電磁攪拌裝置6、結晶器振動裝置7、夾輥8、冷卻水噴嘴9、輕壓下裝置10、上夾送輥裝置11、下夾送輥裝置12、接坯小車13、第一傾翻輥道14、火焰切割機15、斜拉出坯輥道16、第二傾翻輥道17、出坯輥道18 ；鋼包下方的長水口與中間包相連通，中間包通過浸入式水口與下方的結晶器連通，結晶器外側設置電磁攪拌裝置6，結晶器振動裝置7設置於結晶器底部下方；多個夾棍8組成的立式導向段位於結晶器振動裝置7下方；均勻間隔設置多個冷卻水噴嘴9，且各噴嘴位於各夾棍之間，沿立式導向段豎向形成二次冷卻區；在二冷區末端設置輥式輕壓下裝置10，在立式導向段的下方設置上夾送輥裝置11，上夾送輥裝置 11下方設置可以沿著拉坯方向往返運動的火焰切割機15，上夾送輥裝置11往下間隔處設
7置與其對應的下夾送輥裝置12，下夾送輥裝置12用於夾持切割後的鑄坯並將鑄坯按照指定速度下行送到下方的接坯小車上；第一傾翻輥道14豎直位於下夾送輥裝置12的下方，與在起始位置的第一傾翻輥道14成傾角設置往上方的斜拉出坯輥道16，斜拉出坯輥道16上端通過鉸接旋轉與起始位置的第二傾翻輥道17對接；第二傾翻輥道17的水平位置與鑄機外圍水平設置的出坯輥道18對接；接坯小車13沿各輥道14運行。所述的中間包4內設有連續測溫裝置2和加熱裝置3。火焰切割機15的切割方向與鑄坯行走方向垂直。所述的輕壓下裝置採用動態輕壓下。接坯小車13上設有夾送和驅動輥。所述的二次冷卻區採用動態配水系統。所述鑄機的基礎坑深25 40m。由上可以看出，本發明的工藝採用連鑄的方法並選用立式鑄機生產特厚板坯，解決了鑄坯過厚而無法彎曲矯直的問題，同時縮短生產流程，提高生產效率，降低了生產成本；同時，由於採用立式鑄機無彎曲矯直變形，可避免內裂紋的產生，板坯頂邊也無夾雜物聚集，也有利於鋼液中非金屬夾雜物的上浮，提高鑄坯清潔度。立式鑄機中間包內設有連續測溫裝置和中間包加熱裝置，可控制中間包內鋼水過熱度穩定控制在10-30°C，在低拉速(0. 08 0. 8m/min)條件下，避免了過冷或過熱澆注，保證了特厚板坯具有良好的內部質量。立式鑄機對鑄坯凝固末端與引錠杆實施輕壓下工藝，解決了鑄坯內部的中心偏析、中心疏鬆等質量問題。以上所揭露的僅為本發明的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，因此依本發明申請專利範圍所作的等效變化，如對工藝參數或裝置做出的變動和改良仍屬本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種特厚板坯連鑄工藝，其特徵在於採用立式鑄機通過連續澆注的方法生產特厚板坯，包括以下步驟步驟一、轉爐生產出來的鋼液經過二次精煉爐精煉以後，將裝有精煉好鋼液的鋼包運至迴轉臺，迴轉臺轉動到澆注位置後，將鋼液通過鋼包底部的長水口注入中間包；中間包鋼液再由浸入式水口將鋼液注入到結晶器中去；步驟二、鋼液在結晶器內凝固形成坯殼，在結晶器外使用電磁攪拌裝置對鋼液進行攪拌；當結晶器下段出口處鑄坯的坯殼厚度為10 20mm後，開啟結晶器振動裝置並同時啟動驅動輥道拉坯；使帶液芯的鑄坯進入立式導向段，鑄坯一邊向下行走，一邊在二次冷卻區中繼續凝固，同時進行電磁攪拌；步驟三、採用上裝式引錠杆，澆注前，將引錠杆從結晶器上方放入，將結晶器底部封閉； 澆注過程中，通過驅動輥控制鑄坯按照設定拉速帶動鑄坯下行，當引錠杆與鑄坯脫開後由傾翻輥道將引錠杆送入斜拉出坯輥道拉出並放置在地面的引錠杆存放處；同時採用輥式輕壓下裝置在鑄坯凝固末端進行動態輕壓下以改善鑄坯中心偏析。步驟四、鑄坯在立式切割後下行送到下方的接坯小車上，最後經小車輥道運送到外圍進行二次切割。
2.根據權利要求1所述的工藝，其特徵在於上述步驟四中，待鑄坯完全凝固後用火焰切割機進行立式切割，火焰切割機的切割方向與鑄坯行走方向垂直，同時可以沿著拉坯方向往返運動；切割後的鑄坯通過下夾送輥裝置夾持，按照指定速度下行送到下方的接坯小車上，接坯小車上設有夾送和驅動輥，鑄坯到達接坯小車後，然後隨著豎直的第一傾翻輥道傾動，沿順時針方向逐漸傾斜與豎直方向成一定傾角，當第一傾翻輥道與斜拉出坯輥道對接上後，鑄坯通過牽引拉繩向上運動，沿斜拉出坯輥道到達第二傾翻輥道上，通過支點旋轉而使鑄坯隨著第二傾翻輥道沿順時針方向運動至水平，然後將鑄坯送到與第二傾翻輥道水平對接的出坯輥道上進行二次切割。
3.根據權利要求1或2所述的工藝，其特徵在於上述步驟一中，中間包內設有連續測溫裝置和加熱裝置將中間包內鋼液過熱度穩定控制在10 30°C。
4.根據權利要求3所述的工藝，其特徵在於上述步驟二中，拉速控制在0.05 0. Sm/min。
5.根據權利要求4所述的工藝，其特徵在於上述步驟二中，拉速控制在0.05 0. 08m/ min 或者 0. 08 0. 2m/min 或者 0. 1 0. 2m/min 或者 0. 2 0. 3m/min,或者 0. 5 0. 8m/min。
6.一種特厚板坯連鑄機，其特徵在於所述鑄機為立式，主要包括鋼包、中間包、結晶器、 電磁攪拌裝置、結晶器振動裝置、夾輥、冷卻水噴嘴、輕壓下裝置、上夾送輥裝置、下夾送輥裝置、接坯小車、第一傾翻輥道、火焰切割機、斜拉出坯輥道、第二傾翻輥道、出坯輥道和引錠杆；鋼包下方的長水口與中間包相連通，中間包通過浸入式水口與下方的結晶器連通，結晶器外側設置電磁攪拌裝置，結晶器振動裝置設置於結晶器底部下方；引錠杆採用上裝式； 多個夾棍沿豎向組成立式導向段，且位於結晶器振動裝置下方，並能按照設定拉速帶動鑄坯下行；多個冷卻水噴嘴均勻間隔設置於各夾棍之間，沿立式導向段豎向形成二次冷卻區； 在二冷區末端設置輥式輕壓下裝置；在立式導向段的下方設置間隔平行的上夾送輥裝置， 以及用於夾持切割後的鑄坯並將鑄坯下行送到下方接坯小車上的下夾送輥裝置；上下夾送輥裝置之間、上夾送輥裝置下方設置能夠沿著拉坯方向往返運動的火焰切割機，火焰切割機的切割方向與鑄坯下行方向垂直；第一傾翻輥道在起始位置豎直位於下夾送輥裝置的下方，與第一傾翻輥道成傾角地設置往上方的斜拉出坯輥道，斜拉出坯輥道上端通過鉸接旋轉與第二傾翻輥道對接；第二傾翻輥道的水平傾翻位置與外圍水平設置的出坯輥道對接； 接坯小車沿各輥道運行，接坯小車上設有夾送和驅動輥。
7.根據權利要求6所述的連鑄機，其特徵在於所述的中間包內設有連續測溫裝置和加熱裝置。
8.根據權利要求6或7所述的連鑄機，其特徵在於所述的輕壓下裝置為能夠採用動態輕壓下的輥式輕壓下裝置。
9.根據權利要求8所述的連鑄機，其特徵在於所述的二次冷卻區採用能對各噴嘴進行動態配水的供水系統。
10.根據權利要求9所述的連鑄機，其特徵在於所述鑄機的基礎坑深25 40m。
全文摘要
本發明涉及一種特厚板坯連鑄工藝和連鑄機，採用連鑄的方法選用立式鑄機生產特厚板坯，解決了鑄坯過厚而無法彎曲矯直的問題，同時縮短生產流程，提高生產效率，降低了生產成本；同時，由於採用立式鑄機無彎曲矯直變形，也有利於鋼液中非金屬夾雜物的上浮，提高鑄坯清潔度；中間包內設有連續測溫裝置和中間包加熱裝置，可控制中間包內鋼水過熱度穩定控制在10～30℃，在低拉速條件下避免過冷或過熱澆注；對鑄坯凝固末端與引錠杆實施輕壓下工藝，解決了鑄坯內部的中心偏析、中心疏鬆問題；採用了立式切割和斜拉出坯的方式，確保鑄坯和引錠杆可靠的輸出和送入。
文檔編號B22D11/04GK102303102SQ20111029788
公開日2012年1月4日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者盧志文, 葉理德, 幸偉, 徐永斌, 李智, 杜斌, 邵遠敬, 馬春武 申請人:中冶南方工程技術有限公司