[发明专利]利用夹带形核剂的射钉改善连铸生产铸坯质量的方法

说明书

本发明提供一种利用夹带形核剂的射钉改善连铸生产铸坯质量的方法，该方法包括：S1、制备多个预设尺寸范围的射钉，该射钉包括：钢壳及位于钢壳内部且通过钢壳密封的形核剂；S2、依据射钉中钢壳在当前生产铸坯过程中的熔化时间，当前生产铸坯的工况，确定射出射钉的初始速度；S3、在待射出射钉的区域充入保护气体进行排渣，并向当前生产铸坯的预定区域以固定时间间隔射入多个初始速度的射钉。上述方法中随着射钉运动，在过热钢液的作用下，包裹形核剂的外部钢壳逐渐熔化，在到达凝固前沿时，射钉钢壳恰好熔化完全，形核剂得到释放，铸坯内部形核质点数量增加，对铸坯的宏观偏析有明显的抑制作用，同时密实了中心区域结构，防止中心疏松的形成。

技术领域

本发明属于连铸坯的质量改善技术，尤其涉及一种利用夹带形核剂的射钉改善连铸生产铸坯质量的方法。

背景技术

在连铸产品中，尺寸较大的连铸坯易出现的问题是中心偏析及中心疏松等内部质量缺陷。这些缺陷是由于表面与中心的温度差较大从而形成发达的柱状晶，而等轴晶比例的下降会造成铸坯中心区域的宏观偏析和疏松，完全消除或尽量减少这些缺陷对于进一步提高铸坯质量十分重要。

在常规的连铸生产过程中，目前可以减少这些缺陷的方法有：低过热度浇注方法，以及在连铸机上安装如电磁搅拌及末端轻压下等可影响铸坯凝固的设备。

然而，采用低过热度浇注时容易造成水口堵塞，并且不利于夹杂物上浮被保护渣吸附。尽管凝固末端轻压下可使元素重新分配从而减小中心偏析，但这种方法的使用受限于铸坯规格尺寸和形状。另外，结晶器内电磁搅拌也能有效减少中心偏析，然而由于施加的准确位置难以确定，并且由于电流的集肤效应，这种方法难于在厚坯中应用。

近期，乌克兰亚速钢厂提出了一种可减少连铸坯中心疏松及偏析的方法。这种方法是向通过喂带装置以一定速度向结晶器内不断喂入可熔化的钢带。通过钢带的熔化吸热过程，使铸坯中心钢液过热度降低。原来的由外向内的凝固方式转变为在断面同时进行的凝固。而由于晶粒的形状很大程度取决于温度梯度，这更利于等轴晶的生成而阻碍柱状晶生成。因此中心偏析得到消除，内部连续性得到提高。

然而，通过钢带熔化向铸坯内提供的形核量有限，同时实际喂带过程中，钢带的连续喂入易造成排渣装置的磨损。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种用于改善连铸生产铸坯质量的方法。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供的一种利用夹带形核剂的射钉改善连铸生产铸坯质量的方法，包括：

步骤S1、制备多个预设尺寸范围的射钉，该射钉包括：钢壳及位于钢壳内部且通过钢壳密封的形核剂，所述钢壳的钢种与当前生产铸坯使用的钢种相同；

步骤S2、依据所述射钉中钢壳在当前生产铸坯过程中的熔化时间，当前生产铸坯的工况，确定射出射钉的初始速度；

步骤S3、在待射出射钉的区域充入保护气体进行排渣，并向当前生产铸坯的预定区域以固定时间间隔射入具有初始速度的多个射钉；

所述待射出射钉的区域为排渣装置中不与当前生产的铸坯的钢液接触的区域。

可选地，步骤S1包括：

S11、根据当前生产的铸坯的钢种确定形核剂的种类和钢壳的钢种；

S12、根据当前生产铸坯的工况，确定钢壳的厚度；

S13、根据形核剂的种类和钢壳的钢种、钢壳的厚度，制备多个预设尺寸范围的射钉。

可选地，所述形核剂的种类包括：稀土类形核剂、硅钙粉类形核剂和铁素体类形核剂。所述射钉可为子弹形状的射钉；和/或，所述射钉横截面的最大直径范围为3-6mm，长度为20-70mm。

可选地，所述子步骤S12包括：