[发明专利]一种防止连铸终浇时钢水漏出的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防止连铸终浇时钢水漏出的方法。

背景技术

连铸生产是实现钢水连续浇铸的一个有效技术方法，现已被广泛应用于钢铁生产中。板坯连铸具有金属收得率高，能源消耗低，铸坯质量好，机械化、自动化程度高的众多优点，已成为现在钢铁企业必不可少的生产工艺。

图1为现有技术中所使用的铸机的结构示意图，如图1所示，1为结晶器，2为弯曲段，3为扇形段，4为弧形段，5为矫直段,7为水平段，6为凝固末端。其中结晶器1具有一对短边铜板，若减小结晶器短边铜板的压力，并给以一定的动力，在目标值下，结晶器1的短边铜板能够按照一定的速度向两侧移动；另外，弧形段4、矫直段5以及水平段7在正常情况下均为轻压下区，所谓轻压下是指在连续铸钢过程中，连铸钢坯拉矫采用液芯矫直时，为了获得无缺陷铸坯，对带液芯的铸坯施加小的压力的工艺方法。即在铸坯凝固终端附近，对铸坯施加一定的压下量，使铸坯凝固终端形成的液相穴被破坏，以抑制浓缩钢水在静压力作用下所自然产生的沿拉坯方向上的移动。

连铸是一个高温液态金属转变为固态板坯的过程，在浇铸结束阶段非常容易出现异常事故，其中最严重的是冒涨事故，一旦冒涨事故出现，小则在线处理结晶器、扇形段的冷钢，大则必须更换结晶器和扇形段，既影响生产时间，更对设备造成深度伤害，对后续生产的板坯质量存在很大的影响。溢出的钢水不断粘附在尾坯引拔经过的铸机扇形段内，使支撑导辊列和冷却系统受损害而无法正常生产。冒涨对于连铸机的伤害是巨大的，钢水从铸坯尾部渗出，粘结在结晶器底部，并且进入到扇形段里面，造成扇形段的棍子无法正常使用。

图2示出了轻压下工艺导致的尾部钢水倒冒的过程，如图2(a)所示，连铸浇铸过程中，钢水经过结晶器1冷却生成一定形状、内部含有钢液的初期坯壳8，并从结晶器1下口不断拉出继续进行二次冷却，直至钢液9在坯壳内全部凝固，形成连铸板坯。连铸终止浇铸时，由于结晶器1内停止了钢水的补充，形成一个向上的开口，同时坯壳内钢水的冷却凝固收缩仍在继续。对于板坯连铸来说，这种收缩会在铸坯的尾部开口内形成逐渐加深的凹陷，在终浇过程中避免了坯壳内的钢水上冒到铸机内损坏铸机。但随着连铸新技术的出现，例如图2(b)所示的扇形段轻压下技术，以及新工艺的运用，例如垂直弯曲段内的二冷强冷，导致在带有液芯的坯壳被轻压下扇形段收缩的机械应力和冷却的钢壳收缩应力所挤压，坯壳内的钢水被挤压后，在终浇时造成钢水向上冒出进入铸机造成事故。

连铸现有防止尾坯倒冒的技术主要有两种：一种是在尾部坯壳上插入支撑块来减少尾部坯壳收缩以防止钢水倒冒的“撑开法”，公告号CN201249265的“连铸板坯终浇防冒涨装置”和公告号CN201275609的“连铸厚板尾坯坯壳防缩架”的专利均公开了“撑开法”的技术。该技术的方法如图3所示，用1-3个支撑铁架插入尾部坯壳，减少坯壳的收缩避免钢水挤出。但是该现有技术存在以下问题：只能在尾部坯壳上端很短的部分起到撑开作用，而尾坯的其他部位仍然受到冷却收缩，钢水仍有挤出上冒的可能，未能根本解决技术问题。

另一种是“封堵法”，即每次终浇后，在结晶器内铸坯尾部插入铁块或大量的冷却材，堵住坯壳的顶部，在周围缝隙处还必须加入适量的钉屑，如果还存在冒涨风险，就必须适当停车打水，加速坯壳冷却。该方法在公告号CN101658912的“镍不锈钢连铸尾坯的封顶方法”以及公告号CN101053895“一种防止钢液冒顶的板坯连铸封顶工艺”的专利中被公开。“冷却材封堵法”就是当钢水上涨溢出前在尾坯开口处形成凝固盖来“堵”住可能冒涨的钢水，用“堵”来防止钢水冒涨是目前普遍使用的方法，但是用“堵”的方法存在明显的不足，尤其插入铁板后钢水继续凝固收缩，在封堵的铸坯内部会生成高温的缩孔腔，引拔时的冷却水很容易进入腔体并迅速汽化膨胀，同时夹带液态钢水喷射而出，危及人身和设备安全，非常危险。封堵型铁板的宽度和长度都根据浇注的板坯大小进行制作。每次终浇后根据浇注板坯的端面选择合适的铁板进行插入，插入时在水口左右各插入一块，在铁板周围空隙处再撒入适量的钉屑。此法的成功率不高，尤其在浇注宽度大的板坯。另外采用宽度可调结晶器的连铸机，必须备有适应各种宽度的铁板，适应性低，作业不方便。这种封顶方法存在封顶时间长、成功率低、作业难度大、成本较高、劳动强度大和安全程度低等不足。