本發明屬于煉鋼領域，涉及一種不銹鋼連鑄生產中異鋼種快換的方法。
背景技術：
連鑄工藝是液態的鋼水通過鋼包澆注、冷凝、切割而得到鑄坯的工藝，這個過程最主要的環節就是把一爐或多爐鋼水通過鋼包和中間包連續地注入結晶器，在四塊銅板構成的結晶器內通過水冷，從而得到四周為固態的坯殼、中間部分仍為液態鋼水的鑄坯。接著鑄坯通過二次冷卻逐漸全部凝固，并通過拉矯裝置中輥子的支撐和轉動作用被拉出連鑄機本體，再由切割裝置切割成一定長度的板坯。其中，中間包作為鋼包與結晶器的中間環節，起到了穩定鋼水，使夾雜物充分上浮，并在鋼包交換時，儲存鋼水的作用等。鋼水通過中間包，連續不斷的注入結晶器，通過結晶器內初步凝固，及向后的冷卻矯直過程，達到連鑄鑄造，產出符合要求的連鑄坯。因此，中間包快換技術可以使連鑄作業實現長時間的連續澆鑄。
雖然在中間包快換的過程中，兩個中間包內的鋼水互補干涉，沒有影響，但是對于不同鋼種，中間包快換在鋼種交換時，結晶器的連鑄并不中斷，而是通過降速，在鑄造暫時停止的過程中，將中間包做快速更換，實現鋼水的繼續連鑄；因此，中間包快換技術對于結晶器內鋼水要求較高，例如快換前連接部位的鑄坯不能收縮太大，鋼種的高溫強度不能太低，鋼水在收到冷卻時，變形不能太大等等。400系鋼種中的409l高溫強度低，鑄坯膨脹和收縮幅度過大，容易產生鑄坯變形，卡在扇形段，不能拉出，此外，409l鋼種的鋼水溫度過高，流動性大，容易引起漏鋼，因此409l鋼種不適宜采用中間包快換技術連鑄。410鋼種硬度過高，快換時，在結晶器中的鋼水冷卻過大，彎曲矯正困難，也不可以參加快換。另外，不同系的鋼種由于鋼水性能差別過大，凝固溫度，高溫性能都不一樣，也不能參與快換，比如300系不能與400系鋼種進行快換。
先前國內外只將中間包快換技術用于普通碳鋼之間的快換，2012年起，我公司開發了不銹鋼304鋼種之間的快換，后又開發了，300系一般鋼種之間的快換。但是，對于300系普通、特殊鋼種之間的快換，還處于空白階段，因此，尋找一種適合300系特殊鋼種之間的中間包快換技術勢在必行。
技術實現要素：
鑒于上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種不銹鋼連鑄生產中異鋼種快換的方法，其能有效地改善甚至消除300系普通和特殊不銹鋼鋼種快換時的混鋼現象、提高連鑄作業率。
為了達到前述的發明目的，本發明提供一種不銹鋼連鑄生產中異鋼種快換的方法，其包括以下步驟；
將300系鋼種中不同鋼種的中間包進行快換，并根據快換前后不同鋼種的冷坯寬度、鋼坯收縮系數差值對結晶器的下端寬度進行在線調節；
其中，所述中間包采用惰性氣體密封，且中間包的單次快換時間≤4min；
所述中間包中，前盛鋼水的密度大于快換后所盛鋼水的密度，所述前盛鋼水的溫度不低于設定的前鋼種的目標溫度，所述快換后所盛鋼水的溫度不低于設定的后鋼種的目標溫度。
上述方法中，單次快換時間≤4min，通過以下方法實現：在前鋼種中間包抬起的同時進行移動，后鋼種中間包移到澆鑄位置的同時，進行狀態檢查，在保證作業安全的前提下，統籌作業時間，使單次快換時間縮短在4min以內完成。
本發明提供的不銹鋼連鑄生產中異鋼種快換的方法，要求兩個參與快換的鋼種在快換前后，均不低于目標溫度，主要是為了防止快換時，中間包鑄坯過冷；此外，本發明的方法還要求快換鋼種之間物理性能(包括高溫凝固時結晶的組織相、合金的含量)不能相差太大，快換前后兩包中間包生產的鑄坯在2m以內不能混鋼，要符合各自的成分范圍，鑄坯的成分不能混合；且本發明的方法在快換作業的時間方面做了精確的要求，限定在4min之內完成，可以防止時間過長，前鑄坯冷卻收縮過多，新注入鋼水從結晶器邊緣進入發生漏鋼現象。
在上述方法中，優選地，所述中間包采用ar密封。
在上述方法中，優選地，進行異鋼種快換的后鋼種包括321鋼種，與所述321鋼種進行所述異鋼種快換的前鋼種包括316l鋼種。
與普通鋼相比，300系鋼種中的特殊不銹鋼合金含量高，連鑄作業難度大，鑄坯凝固不均勻現象顯著，所以，相對于普通的不銹鋼中間包快換，300系鋼種中的特殊不銹鋼中間包快換難度大，要求更嚴格；且由于300系鋼種中的特殊不銹鋼合金差距大，比如321鋼種與316l鋼種，ti和mo要求比較嚴格，快換前后任一鋼種絕不能有任何一點的成分混合，因此，現有技術還不能做到321鋼種作為后鋼種與其他鋼種進行中間包快換；另外在連鑄過程中，321鋼種容易有ti析出物聚集，所以中間包快換時，鋼水的密封作業要求嚴格。本發明采用惰性氣體密封中間包，并在4min內完成快換，實現了321鋼種作為后鋼種與其他鋼種的快換，甚至可以實現多鋼種的輪換，縮短了連鑄時間，同時使連鑄作業真正實現長時間的連續澆鑄。
在上述方法中，優選地，進行異鋼種快換的后鋼種包括304j1鋼種，與所述304j1鋼種進行所述異鋼種快換的前鋼種包括301鋼種、304鋼種、304l鋼種、316l鋼種和321鋼種中的任一種。
在上述方法中，優選地，進行異鋼種快換的后鋼種包括304l鋼種，與所述304l鋼種進行所述異鋼種快換的前鋼種包括301鋼種、304鋼種、304j1鋼種、316l鋼種和321鋼種中的任一種。
在上述方法中，優選地，進行異鋼種快換的后鋼種包括304鋼種，與所述304鋼種進行所述異鋼種快換的前鋼種包括301鋼種、304l鋼種、304j1鋼種、316l鋼種和321鋼種中的任一種。
在上述方法中，優選地，進行異鋼種快換的后鋼種包括301鋼種，與所述301鋼種進行所述異鋼種快換的前鋼種包括304鋼種、304l鋼種、304j1鋼種、316l鋼種和321鋼種中的任一種。
在上述方法中，優選地，進行異鋼種快換的前鋼種快換前后的溫度均不低于所述前鋼種的目標溫度；進行異鋼種快換的后鋼種快換前后的溫度均不低于所述后鋼種的目標溫度。不同鋼種要求的中間包溫度不同，比如304/316l/301系鋼種，目標溫度為1485℃；321鋼種的目標溫度為1500℃，本發明要求前鋼種和后鋼種在快換前后的溫度都不能低于設定的目標溫度，主要是為了防止拉速停止時，鑄坯溫度過冷，拉出困難。
在上述方法中，優選地，所述快換前后不同鋼種的鋼坯收縮系數差值≤0.005。
在上述方法中，優選地，所述根據快換前后不同鋼種的冷坯寬度、鋼坯收縮系數差值對結晶器的下端寬度進行在線調節的步驟為：
快換前后不同鋼種的冷坯寬度差值＝0，且快換前后不同鋼種的鋼坯收縮系數差值≤0.002，或者，0＜快換前后不同鋼種的冷坯寬度差值≤10mm，且后鋼種生產所需的結晶器下端寬度＝前鋼種生產時的結晶器下端寬度，則不調節所述結晶器的下端寬度；
否則，將所述結晶器的下端寬度在線調節為后鋼種生產所需的結晶器下端寬度；
其中，所述后鋼種生產所需的結晶器下端寬度為所述后鋼種的冷坯寬度與鋼坯收縮系數的乘積。
上述方法中，所述冷坯寬度差值、鋼坯收縮系數差值均為計算值。
在上述方法中，優選地，所述結晶器的在線調節的時機為前鋼種最后2-3道鑄坯生產期間。
本發明提供的不銹鋼連鑄生產中異鋼種快換的方法，有效地改善甚至消除了300系普通和特殊不銹鋼鋼種快換時的混鋼現象、提高了連鑄作業率，較大程度地實現了301鋼種、304鋼種、304l鋼種、304j1鋼種和321鋼種之間的交叉快換，為實現多鋼種的輪換奠定了基礎，具有顯著意義；同時縮短了連鑄時間，使連鑄作業真正實現長時間的連續澆鑄，還降低結晶器密封資材消耗，減少了因鋼種交換引起的準備待機時間。
具體實施方式
為了對本發明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現對本發明的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發明可實施范圍的限定。
實施例1
本實施例提供了一種不銹鋼連鑄生產中異鋼種快換的方法，其包括以下步驟；
將316l鋼種作為前鋼種、321鋼種作為后鋼種進行中間中包快換，316l鋼種的中間包和321鋼種的中間包均采用ar氣密封，
在確保中間包快換作業安全的條件下，在前鋼種中間包抬起的同時進行移動，后鋼種中間包移到澆鑄位置的同時，進行狀態檢查，統籌作業時間，精確控制在4min以內完成中間包快換作業，316l鋼種和321鋼種的密度、收縮系數和冷坯寬度如表1所示，由于快換前后的316l鋼種與321鋼種的冷坯寬度差值＝1mm＜10mm，且快換前后316l鋼種與321鋼種的鋼坯收縮系數差值＝0.001＜0.002，且后鋼種(321鋼種)生產所需的結晶器下端寬度(1290mm)＝前鋼種(316l鋼種)生產時的結晶器下端寬度(1290mm)，因此不調節結晶器的下端寬度；
表1
本實施例的快換方法，實現了316l鋼種與321鋼種的中間包快換，填補了現有300系特殊鋼種快換的空缺，為實現多鋼種的輪換奠定了基礎，具有顯著意義。
表2
在2015年以前，本公司還不能實現316l鋼種與321鋼種的中間包快換，321鋼種作為前鋼種與其他300系特殊鋼種的快換并未提高其連鑄比，本實施例實施中間包快換以后，將321鋼種的連鑄比由未快換的6.14提升到了7.96(如表2所示，表2為316l鋼種和321鋼種的連鑄比)，整整提高了1.85(提升了30％以上)，同時也提高了321鋼種快換的作業率的產量。此外，316l鋼種在中間包快換以后的連鑄比也提高到了7.5，可見本實施例的中間包快換減少了因鋼種交換引起的準備待機時間、縮短了連鑄時間，使連鑄作業真正實現了長時間的連續澆鑄，同時，由于不用調節結晶器的下端寬度，因而也降低結晶器密封資材消耗。
實施例2
參照實施例1的方法，本實施例還提供了300系其他鋼種之間的快換方法，根據快換前后不同鋼種的冷坯寬度、鋼坯收縮系數差值對結晶器的下端寬度進行在線調節的步驟為：
快換前后不同鋼種的冷坯寬度差值＝0，且快換前后不同鋼種的鋼坯收縮系數差值≤0.002，或者，0＜快換前后不同鋼種的冷坯寬度差值≤10mm，且后鋼種生產所需的結晶器下端寬度＝前鋼種生產時的結晶器下端寬度，則不調節結晶器的下端寬度；
否則，在前鋼種最后2-3道鑄坯生產期間將結晶器的下端寬度在線調節為后鋼種生產所需的結晶器下端寬度，或者在快換結束，作業穩定之后，調節結晶器下端寬，具體根據工程指示和訂單量確定調節時間；后鋼種生產所需的結晶器下端寬度為后鋼種的冷坯寬度與鋼坯收縮系數的乘積；冷坯寬度差值、鋼坯收縮系數差值均指計算值。
具體的快換鋼種與快換前后順序，如表3所示，表3為本實施例的異鋼種快換作業基準，其中，×表示不能進行快換，√表示可以進行快換。
表3
由表3可見，本發明提供的不銹鋼連鑄生產中異鋼種快換的方法，較大程度地實現了301鋼種、304鋼種、304l鋼種、304j1鋼種和321鋼種之間的交叉快換，為實現多鋼種的輪換奠定了基礎，具有顯著意義。