利用小方坯連鑄機進行全鋼種鑄坯生產的方法與流程

本發明涉及連鑄生產
技術領域：
，更為具體地，涉及一種利用小方坯連鑄機進行全鋼種鑄坯生產的方法。
背景技術：
：在連鑄生產鑄坯過程中，隨著拉速的提高，鑄坯質量會迅速惡化，尤其對于品種鋼的生產，如圖1和圖2所示，隨著拉速的提高縮孔級別迅速惡化，鑄坯整體內部質量迅速惡化，為了保證內部質量達到后期軋材要求，現有技術只能采用低拉速生產，尤其是品種鋼生產，鑄機的拉速維持在較低水平，比如150×150mm斷面的小方坯，GCr15一般拉速保持在1.5m/min以內，又如，圖2a-2c分別示出了拉速為1.3m/min、1.4m/min、1.5m/min生產斷面尺寸為180×180mm的72A內部質量示意圖，如圖所示，隨著拉速的提高，72A內部質量顯著變差。另外，由于生產普碳鋼時，追求產能，拉速又相對較高，因此很難實現在一臺鑄機上既生產品種鋼又生產普碳鋼，通行的做法是將鑄機也定位為普碳鋼鑄機(高拉速高產能并不追求質量)和品種鋼鑄機(拉速低但追求質量)。為了提高鑄坯的內部質量，現有技術通常采用以下兩種方式：第一種方式，采用結晶器電攪或組合式電攪(即M-EMS+F-EMS)，采用上述技術也必須采用低拉速、低過熱度澆注方式生產鑄坯，因為拉速升高后，液芯加長，內部質量迅速惡化，靠攪拌的方式無法達到鑄坯質量要求；第二種方式，輕壓下，采用多臺位于連鑄機矯直段的拉矯機進行小壓下量的壓下(通常每臺拉矯機的壓下量小于5mm)，首先，由于多臺可壓下拉轎機的投入，又大大加劇了投資成本和設備維護成本，輕壓下技術在小方坯連鑄機領域一直沒有推廣，另外，由于采用小壓下量，對小方坯內部質量改善效果不明顯，第三，為了保證改善效果，輕壓下通常采用低拉速的方法。采用低拉速生產小方坯主要存在以下幾個問題：第一，降低了產能，為了提高產能一般采用增加流數的方式，比如6流、8流甚至12流等，流數多，流間距小，一般流間距在1.2m左右，滿足不了設備在線檢修和更換，所以噴嘴的更換一般是通過整體吊出噴淋架來更換，中間流的拉轎機基本上沒有在線檢修的可能性，周期長。另外，流數多，則中間包的尺寸大，澆注過程中中間包容易發生變形，從而出現水口不對中的情況，漏鋼風險加大，不利于拉速的提高，更不利于生產品種鋼；第二，為了滿足品種鋼的質量要求，拉速比較低，而為了滿足產量要求，普碳鋼的拉速一般又比較高，這樣設備的兼容性比較難，影響設備壽命、生產率和鑄坯質量；第三，目前小方坯連鑄從配置適合低拉速生產，缺乏高拉速生產的技術手段，無法滿足熱送熱軋甚至是直接軋制的工藝要求。綜上所述，現有技術無法突破小方坯拉速提高后品種鋼內部質量惡化的問題，所以只能以降低拉速的方式生產，從而降低了小方坯鑄機生產產能，同時增加了流數，帶來了投資成本的提高，以及維護成本的提高。目前小方坯連鑄機的配置很難實現普碳鋼和品種鋼的兼容生產，設備更換比較困難，周期長，所以一般更傾向于滿足部分產能大的鋼種，無法實現全鋼種澆注，尤其是高拉速要求下的全鋼種生產。技術實現要素：本發明是為了解決現有技術中存在的上述技術問題而做出，其目的在于提供一種利用小方坯連鑄機進行高拉速、全鋼種鑄坯生產的方法。為了實現上述目的，本發明提供一種利用小方坯連鑄機進行全鋼種鑄坯生產的方法，包括：根據生產鑄坯的鋼種和斷面尺寸設定拉速；根據影響鑄坯凝固歷程的澆注參數設定執行壓下區間和壓下量，所述澆注參數包括拉速、澆注溫度和二冷工藝水量中的一個或多個；判斷上述執行壓下區間內是否有拉矯機；如果沒有，將拉矯機調整到上述執行壓下區間內，開始鑄坯生產，其中，所述鋼種包括普碳鋼和品種鋼，所述執行壓下區間位于連鑄機的水平段。有益效果上述利用小方坯連鑄機進行全鋼種鑄坯生產的方法通過在連鑄機水平段對鑄坯進行重壓下，解決高拉速后品種鋼內部質量迅速惡化而不能達到生產要求的技術難題，采用高拉速生產鑄坯，切割后定尺鑄坯的溫度高，能夠進行直接軋制。由于本發明可以實現高拉速生產全鋼種，因此可以減少小方坯連鑄機流數，小方坯連鑄機流數少，中間包長度小，不會發生中間包變形而水口不對中的情況；同時在以后會普遍化的小訂單生產中，中間包橫截面小，浪費的耐材和剩余鋼水都少，減少了消耗；小方坯連鑄機流數少，流間距可以適當放大，有利于二冷段內設備的檢修和更換，也有利于拉矯機設備尤其是壓下拉轎機設備的檢修和更換，大大降低了連鑄機的建設成本和鑄坯的生產成本，以及后期的維護成本。附圖說明通過參考以下具體實施方式并且結合附圖，本發明的其它目的及結果將更加明白且易于理解。在附圖中：圖1是現有技術生產斷面尺寸為150×150mm的GCr15小方坯縮孔和拉速的關系的示意圖；圖2a～2c是現有技術不同拉速生產斷面尺寸為180×180mm的72A小方坯內部質量的示意圖；圖3是本發明利用小方坯連鑄機進行全鋼種鑄坯生產的方法的流程圖；圖4是本發明利用小方坯連鑄機進行全鋼種鑄坯生產的方法的示意圖；圖5a是采用高拉速、無壓下生產鑄坯的內部質量的示意圖；圖5b和圖5c是采用高拉速、分別在連鑄機矯直段和水平段進行重壓下生產鑄坯的內部質量的示意圖。在附圖中，相同的附圖標記指示相似或相應的特征或功能。具體實施方式在下面的描述中，出于說明的目的，為了提供對一個或多個實施例的全面理解，闡述了許多具體細節。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細節的情況下實現這些實施例。在其它例子中，為了便于描述一個或多個實施例，公知的結構和設備以方框圖的形式示出。下面將參照附圖來對根據本發明的各個實施例進行詳細描述。圖3是本發明利用小方坯連鑄機進行全鋼種鑄坯生產的方法的流程圖，圖4是本發明利用小方坯連鑄機進行全鋼種鑄坯生產的方法的示意圖，如圖3和4所示，所述利用小方坯連鑄機100進行全鋼種鑄坯生產的方法，包括：在步驟S310中，根據生產鑄坯的鋼種和尺寸設定拉速，同一鋼種尺寸越大，所述拉速越小，所述鋼種包括普碳鋼和品種鋼，所述品種鋼指對內部質量要求較高的鋼種，包括中、高碳鋼，比如40Cr、45#、彈簧鋼60Si2Mn、簾線鋼72A、硬線82B、軸承鋼GCr15等，優選地，所述生產不同尺寸的普碳鋼和品種鋼鑄坯，拉速設定如下：表1在步驟S320中，根據影響鑄坯凝固歷程的澆注參數設定執行壓下區間和壓下量，所述執行壓下區間位于連鑄機100的水平段S，所述澆注參數包括拉速、澆注溫度和二冷工藝水量等，其中，對同一鋼種而言，所述拉速越快，凝固歷程越長，所述執行壓下區間距離結晶器彎月面的距離越遠，所述壓下量越大；所述澆注溫度越高，所述執行壓下區間距離結晶器彎月面的距離越遠，所述壓下量越大；所述二冷工藝水量越小，所述執行壓下區間距離結晶器彎月面的距離越遠，所述壓下量越大，另外，生產普碳鋼時設定的執行壓下區間相對于生產品種鋼時設定的執行壓下區間距離結晶器彎月面的距離近，生產普碳鋼時設定的壓下量相對于生產品種鋼時設定的壓下量要小，例如，當生產普碳鋼鑄坯時，可以不進行壓下或者采用上述拉矯機進行輕壓下，當生產品種鋼鑄坯時，采用上述一臺或多臺拉矯機進行重壓下；在步驟S330中，判斷上述執行壓下區間內是否有拉矯機110；如果上述執行壓下區間內沒有拉矯機110，在步驟S340中，將拉矯機110調整到上述執行壓下區間內，例如采用單機架具有壓下功能的拉矯機進行調裝；如果上述執行壓下區間內有拉矯機110，在步驟S350中，開始鑄坯生產。優選地，所述水平段S設置拉矯機110為1～3臺，在生產品種鋼鑄坯時同時進行重壓下，能夠有效改善鑄坯內部質量的壓下量在10mm～25mm范圍內，另外，優選地，壓下拉轎機的輥徑為400～500mm。由于鑄坯生產過程中拉速是對鑄坯凝固歷程影響最大的參數，因此在上述鑄坯生產的方法中可以僅根據拉速設定執行壓下區間和壓下量。優選地，上述利用小方坯連鑄機100進行全鋼種鑄坯生產的方法還包括：根據不同鋼種和拉速使用不同長度的噴淋裝置120對鑄坯進行冷卻，其中，噴淋裝置120可以按照全弧型連鑄機100輥列曲線從結晶器出口到第一臺拉轎機前設置，通過手動閥或者自動閥實現噴淋裝置120長度的調整，如圖1所示，所述噴淋裝置120分成5段設置，每一段設置一個手動閥或自動閥，實現該段噴淋裝置的開關，又如，在高拉速生產普碳鋼時，各段的噴淋裝置120可以全部投用，滿足高拉速需要；在生產品種鋼時，拉速相對生產普碳鋼的拉速較低，可以減小噴淋裝置120的長度，從而避免水量太小不能正常霧化帶來品種鋼表面質量惡化的情況。在本發明的一個實施例中，生產斷面尺寸為150mm×150mm～165mm×165mm軸承鋼的鑄坯時，設定拉速在2.2m/min～3.0m/min范圍內，執行壓下區間在距離結晶器彎月面16m～24m范圍內，以GCr15為例，生產斷面尺寸為150mm×150mm的GCr15鑄坯的所述拉速、執行壓下區間和壓下量如下設置：表2在本發明的一個實施例中，生產斷面尺寸為150mm×150mm～165mm×165mm簾線鋼的鑄坯時，設定拉速在2.4m/min～3.2m/min范圍內，執行壓下區間在距離結晶器彎月面16.5m～24.5m范圍內，以72A為例，生產斷面尺寸為150mm×150mm的72A鑄坯的所述拉速、執行壓下區間和壓下量如下設置：表3在本發明的第三實施例中，生產斷面尺寸為150mm×150mm～165mm×165mm彈簧鋼的鑄坯時，設定拉速在2.5m/min～3.4m/min范圍，內執行壓下區間在距離結晶器彎月面17.3m～26m范圍內，以60Si2Mn為例，生產斷面尺寸為150mm×150mm的60Si2Mn的鑄坯的所述拉速、執行壓下區間和壓下量如下設置：表4拉速m/min執行壓下區間(m～m)壓下量(mm)2.517.3～19.310～252.618～2010～252.718.8～20.810～252.819.5～21.510～252.920.4～22.410～253.021～2310～253.121.7～23.710～253.222.5～24.510～253.323.4～25.410～253.424～2610～25在本發明的第四實施例中，生產斷面尺寸為150mm×150mm～165mm×165mm高碳鋼的鑄坯時，設定拉速在2.6m/min～3.5m/min范圍內，執行壓下區間在距離結晶器彎月面16m～24m范圍內，以40Cr為例，生產斷面尺寸為150mm×150mm鑄坯的所述拉速、執行壓下區間和壓下量如下設置：表5拉速m/min執行壓下區間(m～m)壓下量(mm)2.616～1810～252.716.7～18.710～252.817.3～19.310～252.918～2010～253.018.7～20.710～253.119.3～21.310～253.220～2210～253.320.6～22.610～253.421.3～23.310～253.522～2410～25從上述實施例可以看出本發明采用不同的拉速，不同的執行壓下區間生產對不同鋼種的不同尺寸的小方坯，也就是說，拉速、執行壓下區間、壓下量對小方坯內部質量具有很大的影響，同一鋼種采用不同拉速生產，執行壓下區間也不同，如圖2a-2c所示，拉速相差0.1m/min，生產鑄坯的內部質量有顯著的不同，因此不同拉速起到最佳壓下效果的執行壓下區間也不相同，本發明是采用高拉速對不同鋼種的小方坯進行無數次實驗才得到能夠生產合格鑄坯的不同鋼種的拉速、執行壓下區間和壓下量，在本發明所述壓下量是指單輥、雙輥或者三個輥同時的總壓下量。在本發明的一個對比實施例中，采用拉速3.2m/min，過熱度為25℃，二冷采用全水冷卻，比水量為1.02L/kg，生產斷面150mm×150mm，鋼種為72A的小方坯，圖5a示出了無壓下生產鑄坯的內部質量，圖5b示出了在連鑄機矯直段(距離結晶器彎月面15m)執行重壓下生產鑄坯的內部質量，圖5c示出了在連鑄機水平段(距離結晶器彎月面23.2m)執行相同壓下量的重壓下壓下生產鑄坯的內部質量，如圖所示，在連鑄機100水平段S執行重壓下相對于無壓下能夠顯著改善鑄坯內部的中心縮孔，在所述水平段S不同執行壓下區間進行壓下對鑄坯內部改善效果也不同，按照YB/T153-1999標準對上述三種方式生產的鑄坯的內部質量進行了評定，評定結果如下:表6從上表可以看出，不進行壓下和在矯直段J進行壓下，均不能達到很好改善鑄坯內部質量的結果，在連鑄機水平段S進行重壓下相對上述兩種方法，鑄坯內部質量得到了較高的改善，能夠生產合格的鑄坯。盡管前面公開的內容示出了本發明的示例性實施例，但是應當注意，在不背離權利要求限定的范圍的前提下，可以進行多種改變和修改。此外，盡管本發明的元素可以以個體形式描述或要求，但是也可以設想具有多個元素，除非明確限制為單個元素。當前第1頁1 2 3