專利名稱：一種提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連鑄技術(shù)，特別涉及一種提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法。
背景技術(shù)：
雙輥薄帶連鑄技術(shù)是一種先進(jìn)的短流程冶金工藝。其典型的示例如圖1所示，直接將鋼水澆注在一個(gè)由兩個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)并具有快速冷卻功能的鑄輥13、113和側(cè)封板加、2匕圍成的熔池5中，熔池內(nèi)的熔融鋼水在鑄輥旋轉(zhuǎn)的周向表面被冷卻和凝固，進(jìn)而形成凝固殼并逐漸生長然后在兩結(jié)晶輥la、lb輥縫隙最小處被擠壓在一起，形成帶材4，鑄輥外側(cè)的輥面清理裝置3、3’實(shí)時(shí)清理輥面的氧化物雜質(zhì)。在薄帶連鑄的生產(chǎn)過程中，如果鑄輥la、lb和側(cè)封板h、2b圍成的熔池中存在有鋼水氧化物和耐火材料被鋼水侵蝕產(chǎn)生的金屬或非金屬化合物浮渣，則，浮渣與鑄輥接觸后會(huì)影響鋼水的凝固均勻性，進(jìn)而在鑄帶上有浮渣區(qū)域會(huì)產(chǎn)生裂紋、疏松等凝固缺陷。為了得到高質(zhì)量的鑄帶，必須對(duì)熔池內(nèi)的浮渣進(jìn)行控制和清理。目前已公開的關(guān)于薄帶連鑄熔池表面浮渣處理及控制的方法主要集中在兩個(gè)方面，一種是采用密閉室加氣體保護(hù)防止熔池表面形成浮渣和局部表面冷鋼凝固殼，在熔池上部采用帶有保護(hù)性氣體的密閉室可以避免熔池內(nèi)的鋼水二次氧化產(chǎn)生的氧化物浮渣，同時(shí)可以利用密閉室利用熔池內(nèi)的輻射熱保持熔池區(qū)域的溫度，避免熔池表面生成冷鋼，如中國專利CN1561272A(US7021364)，這種方法是比較通用可行的方法，但是只靠被動(dòng)的防止鋼水氧化還不能達(dá)到去除浮渣的目的。另一種比較多見的方法是采用某些特殊的裝置防止渣卷入到鑄帶中，如中國專利 CN1561272A.CN1503705AXN1289233C以及日本專利JP2001078563等。還有些方法是主動(dòng)去除浮渣和熔池液面凝殼的專利，如韓國專利KR 2008059992等?，F(xiàn)有的薄帶連鑄連續(xù)澆鑄方法專利對(duì)比如下目前已公開的關(guān)于薄帶連鑄熔池表面浮渣處理及控制的方法主要集中在兩個(gè)方面，一種是采用密閉室加氣體保護(hù)防止熔池表面形成浮渣和局部表面冷鋼凝固殼，這種方法是比較通用可行的方法，但是對(duì)于耐火材料在鋼水中侵蝕產(chǎn)生的浮渣無法處理。中國專利CN1561272A(US7021364)中提到的一種密閉雙輥薄帶連鑄熔池的方法和機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)有通惰性氣體和排氣功能，避免了惰性氣體受污染，防止了氧化氣體卷入；韓國專利KR 2008059992用熔體表面觀測(cè)照相機(jī)檢查熔體表面的浮渣和鋼水凝殼，然后通過上升熔池液面融化這些凝殼，達(dá)到去除浮渣和凝殼的目的，在實(shí)際作業(yè)中，采用類似方法將增加鑄帶斷裂的幾率。影響液位波動(dòng)過程中的鑄帶質(zhì)量。韓國專利KR2001055242采用開澆初期控制液位上下波動(dòng)高于或低于水口的出水口使得浮渣被帶頭帶走，以此提高鑄帶質(zhì)量。而另一種是在密閉熔池的情況下，采用某些特殊的裝置防止渣卷入到鑄帶中。如中國專利CN1503705A中所述的方法是在密閉熔池并通有惰性氣體保護(hù)的情況下，利用沿著鑄輥寬度方向布置在布流器兩側(cè)的侵入式阻渣堰防止?jié)茶T過程中熔池表面的浮渣卷入鑄帶中，并在每個(gè)卷曲即將結(jié)束階段抬起阻渣堰，利于浮渣卷入尾帶的鑄帶中；另一種方案是在在每個(gè)卷曲即將結(jié)束階段向一側(cè)鑄輥或相向兩側(cè)鑄輥吹氣，以便于熔池表面浮渣卷入鑄帶中。事后，通過切除鑄帶尾部保持整卷鑄帶的質(zhì)量。中國專利CN1289233C和日本專利JP2002316245中提到的方法和上述方法基本一致。日本專利JP2002273551提到的方案是通過通氣或使用冷卻固化劑使得熔池表面的浮渣冷卻，在澆鑄過程中保持凝殼覆蓋幾乎整個(gè)熔池表面。日本專利JP05^1488A提到的方案中密閉室的氧含量控制在以下，并且實(shí)時(shí)監(jiān)控氧含量，噴入惰性氣體。日本專利JP05M5596A也采用同樣的方法。日本專利JP05212502A中的擋渣堰尖部深入到熔池內(nèi)部并緊貼在鑄輥表面，而擋渣堰邊部與側(cè)封板接觸處采用易收縮的材料制造，可以提高側(cè)封板的安全性。這種做法會(huì)導(dǎo)致?lián)踉吲c鋼液凝固殼接觸，直接降低鑄帶質(zhì)量。韓國專利KR100798(^6采用鋁碳質(zhì)材料制造的擋渣堰，安裝在一個(gè)擋渣板固定架上，垂直插入到熔池中，擋板上部可以在擋渣板固定架內(nèi)滑動(dòng)，從而可以利用擋板和鋼水密度差浮動(dòng)在熔池內(nèi)并跟隨熔池液位變化上下移動(dòng)。但是這個(gè)專利中沒有指定擋渣堰底部處于熔池中的位置情況，所以無法確保擋渣堰本身不會(huì)對(duì)鑄帶造成影響。就薄帶連鑄工藝來說，在如此小的熔池產(chǎn)生浮渣是不可避免的，如果能控制浮渣的產(chǎn)生進(jìn)而消除它，則可避免浮渣對(duì)鑄帶質(zhì)量造成的不利影響，提高鑄帶質(zhì)量。擋渣堰插入鋼水中，由于鋼水與擋渣堰接觸，也會(huì)影響鑄帶質(zhì)量，所以擋渣堰的插入深度和位置是設(shè)計(jì)控渣機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵。通過實(shí)驗(yàn)分析，熔池內(nèi)的鋼水大概可以分成三個(gè)部分，熔融鋼液(區(qū)域 I)、兩項(xiàng)區(qū)(區(qū)域II，鋼液與凝殼混雜的區(qū)域)、凝殼區(qū)(區(qū)域III)，其中鋼液對(duì)擋渣堰產(chǎn)生侵蝕，由于擋渣堰材料為與鋼水不親潤，侵蝕速度很慢，侵蝕產(chǎn)生的氧化物浮渣也很少；兩相區(qū)與擋渣堰接觸會(huì)嚴(yán)重影響凝固效果，對(duì)鑄帶質(zhì)量的影響也比較直接和嚴(yán)重。而凝固區(qū)也不能與擋渣堰接觸，否則凝固的坯殼會(huì)導(dǎo)致?lián)踉邤嗔眩硗?，如文獻(xiàn)“連鑄薄帶表面狀態(tài)與熔池液面的關(guān)系”(上島良之CAMP-ISIJ Vol. 5(1992)-1201)中所述，如果擋渣堰與鋼液凝固區(qū)接觸會(huì)嚴(yán)重影響鑄帶質(zhì)量。所以，擋渣堰在熔池內(nèi)的位置應(yīng)該控制在兩相區(qū)以上，處于熔融鋼液中，即圖2所示的熔池區(qū)域I中。此區(qū)域利于浮渣的控制，而且耐火材料被鋼水侵蝕后不影響鑄帶質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法，通過安裝在薄帶連鑄熔池上方的密閉室通有的惰性氣體防治熔池內(nèi)的鋼水被氧化、保持熔池溫度，避免熔池表面鋼水凝固結(jié)膜；并通過浮在熔池內(nèi)的擋渣堰使得浮渣與鑄輥輥面隔離開，避免浮渣卷入鑄帶，提高鑄帶質(zhì)量。本發(fā)明適用于雙輥薄帶連鑄生產(chǎn)l_5mm的薄帶鋼。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法，在薄帶連鑄兩個(gè)鑄輥和側(cè)封板所圍成的熔融金屬熔池上方安裝一密閉室，密閉室內(nèi)通有惰性氣體；在熔池密閉室內(nèi)部安裝有擋渣堰， 擋渣堰浮在熔融的鋼水中，由耐火材料制成，可以隨著熔池液位波動(dòng)而上下移動(dòng)，擋渣堰的最下部處于熔池鋼水的兩相區(qū)上部，并通過浮在熔池內(nèi)的擋渣堰使得浮渣與鑄輥輥面隔離開，避免浮渣卷入鑄帶，提高鑄帶質(zhì)量。
所述的擋渣堰的寬度小于鑄輥寬度，其端面與側(cè)封板距離為15_25mm。擋渣堰傾斜插入熔池中，擋渣堰插入熔池后沒入鋼水的深度大于澆鑄過程中液位波動(dòng)幅度。所述的擋渣堰沒入鋼水表面以下10_15mm。所述的擋渣堰的厚度優(yōu)選為8_15mm。所述的密閉室包括一頂蓋和氣封室式側(cè)板，側(cè)板下端部距離鑄輥輥面3-10mm，并且其側(cè)板下端部沿著鑄輥軸線方向布置有均勻的氣孔。所述的側(cè)板氣孔橫截面為喇叭狀，且氣孔之間的分布距離相等。所述的擋渣堰連接定位螺釘，定位螺釘一端套設(shè)導(dǎo)套，導(dǎo)套連接于密閉室頂蓋下部的固定架。所述的定位螺釘采用耐鋼水侵蝕性強(qiáng)的立方氮化硼質(zhì)材料制造。所述的定位螺釘為中空結(jié)構(gòu)，導(dǎo)套采用耐熱不銹鋼材料制造。密閉室內(nèi)的惰性氣體采用氬氣，使得密閉室內(nèi)部氧含量的濃度小于2%。在熔池密閉室內(nèi)部安裝有擋渣堰可以控制浮渣與結(jié)晶輥輥面接觸，從而避免浮渣卷入鑄帶中。擋渣堰浮在熔融的鋼水中，由耐火材料制成，可以隨著熔池液位波動(dòng)而上下移動(dòng)，其特點(diǎn)是擋渣堰的最下部處于熔池鋼水的兩相區(qū)上部，其沒入鋼水深度取決于擋渣堰的結(jié)構(gòu)形式和重量。而熔池密閉室安裝在薄帶連鑄兩個(gè)鑄輥和側(cè)封板所圍成的熔融金屬熔池上部，其不僅起到密封作用，同時(shí)還具有熔池保溫、防氧化功能。本發(fā)明中，在通有惰性氣體保護(hù)的熔池密閉室內(nèi)部安裝有擋渣堰，擋渣堰沿著鑄輥軸線方向浮在熔池內(nèi)的熔融鋼水中，可以隨著熔池液位波動(dòng)而上下移動(dòng)，其特點(diǎn)是擋渣堰的最下部處于熔池鋼水的兩相區(qū)上部，即圖2所示的熔池區(qū)域I中，控制熔池表面的浮渣與結(jié)晶輥輥面接觸，避免浮渣卷入鑄帶的同時(shí)，擋渣堰本身不會(huì)對(duì)鑄帶質(zhì)量造成影響。擋渣堰的寬度小于鑄輥寬度，其端面與側(cè)封板距離為15-25mm。擋渣堰傾斜插入熔池中，其與布流器外表面距離盡量大，以確保最大化的控制熔池表面浮渣。擋渣堰插入熔池后沒入鋼水的深度大于澆鑄過程中液位波動(dòng)幅度，優(yōu)選擋渣堰沒入鋼水表面以下10_15mm。綜合考慮強(qiáng)度和耐腐蝕性能，擋渣堰的厚度優(yōu)選為8-15mm。定位螺釘可以與擋渣堰采用螺紋連接，均采用耐鋼水侵蝕性強(qiáng)的立方氮化硼質(zhì)材料制造，液位波動(dòng)時(shí)定位螺釘沿著導(dǎo)套上下動(dòng)作，而導(dǎo)套則與固定在密閉室下部的固定架連接在一起。由于擋渣堰要浮在鋼水中，為了盡量減小擋渣堰的重量，擋渣堰的定位螺釘為中空結(jié)構(gòu)。為了避免氧化，導(dǎo)套采用耐熱不銹鋼材料制造。安裝在薄帶連鑄熔池上方的保護(hù)罩內(nèi)通有惰性氣體，防止熔池內(nèi)的鋼水表面氧化、保持熔池溫度，避免熔池表面鋼水凝固結(jié)膜。密閉室與鑄輥輥面之間采用惰性氣體作為密封介質(zhì)，基本的方法是在密閉室處于輥面正上方的位置設(shè)計(jì)有一個(gè)氣封室，氣封室下部距離鑄輥輥面3-10mm，并且其下部沿著鑄輥軸線方向布置有均勻的氣孔，為了減少氣體對(duì)熔池表面的沖擊，氣孔橫截面為喇叭狀，且氣孔之間的分布距離相等?？梢栽跉夥馐蚁卤砻婧丸T輥輥面之間形成一個(gè)惰性氣體氣膜，一部分氣體流向密閉室外，一部分氣體流向密閉室內(nèi)，但是由于鑄輥轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)部分惰性氣體流向密閉室內(nèi)部，所以大部分惰性氣體被用于密閉室內(nèi)部。密閉室內(nèi)的防氧化惰性氣體優(yōu)選采用氬氣，密閉室內(nèi)部氧含量的濃度小于2%。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)1.保護(hù)薄帶連鑄熔池內(nèi)鋼水的純凈度，防止熔池表面結(jié)膜，提高鑄帶表面質(zhì)量。2.擋渣堰不同于其他專利所述的方法，自動(dòng)跟隨液位調(diào)整簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，且不會(huì)對(duì)熔池內(nèi)鋼水造成二次污染。3.機(jī)構(gòu)簡單可行性高。


圖1為薄帶連鑄工藝示意簡圖。圖2為本發(fā)明基本原理剖視圖。圖3為本發(fā)明擋渣堰使用方法示意圖。圖4為圖3的B向示意圖。圖5為圖2的A向示意圖，即本發(fā)明密閉室與輥面氣封機(jī)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖2 圖5，本發(fā)明所述提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法，在薄帶連鑄兩個(gè)鑄輥 la、Ib和側(cè)封板2a、2b所圍成的熔融金屬熔池5上方安裝一密閉室6，密閉室6內(nèi)通有惰性氣體；在密閉室6內(nèi)部安裝有擋渣堰7，擋渣堰7浮在熔融的鋼水中，由耐火材料制成，可以隨著熔池液位波動(dòng)而上下移動(dòng)，擋渣堰7的最下部處于熔池5鋼水的兩相區(qū)上部，即圖2所示的熔池區(qū)域I中，控制浮渣與鑄輥輥面接觸，并通過浮在熔池5內(nèi)的擋渣堰7使得浮渣與鑄輥輥面隔離開，避免浮渣卷入鑄帶，提高鑄帶質(zhì)量。所述的擋渣堰7的寬度小于鑄輥寬度，其端面與側(cè)封板距離為15_25mm。擋渣堰7傾斜插入熔池5中，擋渣堰7插入熔池5后沒入鋼水的深度大于澆鑄過程中液位波動(dòng)幅度。所述的擋渣堰沒入鋼水表面以下10-15mm，所述的擋渣堰的厚度優(yōu)選為 8-15mm。所述的密閉室6包括一頂蓋61和氣封室式側(cè)板62，側(cè)板62下端部距離鑄輥輥面 3-10mm，并且其側(cè)板62下端部沿著鑄輥軸線方向布置有均勻的氣孔621。所述的側(cè)板氣孔橫截面為喇叭狀，且氣孔之間的分布距離相等。所述的擋渣堰7連接定位螺釘8，定位螺釘8 一端套在導(dǎo)套9，導(dǎo)套9連接于密閉室頂蓋61下部的固定架10。所述的定位螺釘采用耐鋼水侵蝕性強(qiáng)的立方氮化硼質(zhì)材料制造，該定位螺釘為中空結(jié)構(gòu)，導(dǎo)套采用耐熱不銹鋼材料制造。密閉室內(nèi)的惰性氣體采用氬氣，使得密閉室內(nèi)部氧含量的濃度小于2%。本實(shí)施例中定位螺釘8為每側(cè)3個(gè)，擋渣堰7端部與相鄰的側(cè)封板距離為20mm。側(cè)板62下底部距離鑄輥輥面3mm，并且其下部沿著鑄輥軸線方向布置有均勻的氣孔，為了減少氣體對(duì)熔池表面的沖擊，氣孔橫截面為喇叭狀，上口進(jìn)氣直徑為3mm，下口出氣，直徑為6mm。澆鑄開始前，進(jìn)行布流器11的安裝，此后密閉室6內(nèi)內(nèi)部通過的防氧化惰性氣體優(yōu)選采用氬氣，氧含量的濃度小于1%。鋼水通過水口 12和布流器11進(jìn)入熔池5以后，擋渣堰7漂浮在鋼水中，并隨著熔池液位波動(dòng)而上下移動(dòng)，擋渣堰7的最下部處于熔池鋼水的兩相區(qū)上部，即圖2所示的熔池區(qū)域I中，控制浮渣與鑄輥輥面接觸。擋渣堰7端面與側(cè)封板距離為20mm，傾斜45°插入熔池5中，擋渣堰7沒入鋼水表面以下15mm。
權(quán)利要求
1.一種提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法，在薄帶連鑄兩個(gè)鑄輥和側(cè)封板所圍成的熔融金屬熔池上方安裝一密閉室，密閉室內(nèi)通有惰性氣體；在熔池密閉室內(nèi)部安裝有擋渣堰，擋渣堰浮在熔融的鋼水中，由耐火材料制成，可以隨著熔池液位波動(dòng)而上下移動(dòng)，擋渣堰的最下部處于熔池鋼水的兩相區(qū)上部，通過浮在熔池內(nèi)的擋渣堰使得熔池表面浮渣與鑄輥輥面隔離開，避免浮渣卷入鑄帶，提高鑄帶質(zhì)量。
2.如權(quán)利要求1所述的提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法，其特征是，所述的擋渣堰的寬度小于鑄輥寬度，其端面與側(cè)封板距離為15-25mm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法，其特征是，擋渣堰傾斜插入熔池中，擋渣堰插入熔池后沒入鋼水的深度大于澆鑄過程中液位波動(dòng)幅度。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法，其特征是，所述的擋渣堰沒入鋼水表面以下10-15mm。
5.如權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法，其特征是，所述的擋渣堰的厚度優(yōu)選為8-15mm。
6.如權(quán)利要求1所述的提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法，其特征是，所述的密閉室包括一頂蓋和氣封室式側(cè)板，側(cè)板下端部距離鑄輥輥面3-10mm，并且其側(cè)板下端部沿著鑄輥軸線方向布置有均勻的氣孔。
7.如權(quán)利要求6所述的提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法，其特征是，所述的側(cè)板氣孔橫截面為喇叭狀，且氣孔之間的分布距離相等。
8.如權(quán)利要求1或6所述的提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法，其特征是，所述的擋渣堰上連接定位螺釘，定位螺釘一端套設(shè)導(dǎo)套，導(dǎo)套連接于密閉室頂蓋下部的固定架。
9.如權(quán)利要求8所述的提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法，其特征是，所述的定位螺釘采用耐鋼水侵蝕性強(qiáng)的立方氮化硼質(zhì)材料制造。
10.如權(quán)利要求8或9所述的提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法，其特征是，所述的定位螺釘為中空結(jié)構(gòu)，導(dǎo)套采用耐熱不銹鋼材料制造。
11.如權(quán)利要求1所述的提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法，其特征是，密閉室內(nèi)的惰性氣體采用氬氣，使得密閉室內(nèi)部氧含量的濃度小于2 %。
全文摘要
一種提高薄帶連鑄鑄帶質(zhì)量的方法，在薄帶連鑄兩個(gè)鑄輥和側(cè)封板所圍成的熔融金屬熔池上方安裝一密閉室，密閉室內(nèi)通有惰性氣體；在熔池密閉室內(nèi)部安裝有擋渣堰，擋渣堰浮在熔融的鋼水中，由耐火材料制成，可以隨著熔池液位波動(dòng)而上下移動(dòng)，擋渣堰的最下部處于熔池鋼水的兩相區(qū)上部，通過浮在熔池內(nèi)的擋渣堰使得熔池表面浮渣與鑄輥輥面隔離開，避免浮渣卷入鑄帶，提高鑄帶質(zhì)量。本發(fā)明適用于雙輥薄帶連鑄生產(chǎn)1-5mm的薄帶鋼。
文檔編號(hào)B22D11/103GK102294451SQ20101021132
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者葉長宏, 張健, 方園 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司