直径为Ф３５０～Ф４００ｍｍ低合金钢连铸圆管坯的生产方法技术

本发明专利技术提供一种直径为Φ３５０～Φ４００ｍｍ低合金钢连铸圆管坯的生产方法，包括以下步骤：选择适于连铸机的弧形半径与低合金钢连铸圆管坯直径比值为２６．２５～３０时的圆管坯结晶器工艺条件；低合金钢铸坯冷却参数选择；制订低合金钢铸坯二次冷却制度；低合金钢连铸坯的连铸工艺参数。本发明专利技术的效果是在连铸机弧形半径与连铸圆管坯直径比值为２６．２５～３０的设备条件下，保证低合金钢铸坯质量符合连铸圆管坯连铸工艺要求。生产出的Φ３５０～Φ４００ｍｍ铸坯，其不圆度、端面切斜度、弯曲度、酸浸低倍组织缺陷、酸浸低倍结晶组织以及表面质量均符合中华人民共和国黑色冶金行业标准《连铸圆管坯》ＹＢ／Ｔ４１４９－２００６的要求。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低合金钢连铸圆管坯的生产方法，特别是一种直径为 cD350 ①400mm低合金钢连铸圆管坯的生产方法。
技术介绍
目前在国内生产的①350 0400mra低合金钢连铸圆管坯均是在弧形半 径为12m及其以上的连铸机上生产，但要在如10. 5m较小弧形半径的连铸 机上生产①350 0 400mmm低合金钢连铸圆管坯，其中主要的技术限制环 节为与上述连铸机相匹配的结晶器需要满足生产0 350 0400mm低合金 钢连铸圆管坯冷却制度要求，与此同时，保证低合金钢连铸圆管坯在矫直 时表面温度避开脆性温度区，避免铸坯表面出现裂纹、凹沟、凹坑等缺陷， 避免铸坯出现皮下裂纹、芯部裂纹及皮下气泡等内部缺陷，以及有效防止 铸坯出现严重的偏析现象等等，如此诸多技术问题制约着大规格低合金钢 连铸圆管坯的生产。
技术实现思路
为解决上述技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种直径为 0350 0400rnrn低合金钢连铸圆管坯的生产方法，以利于解决在较小弧形 半径连铸机上的结晶器冷却强度问题；有效解决在较小弧形半径连铸机上 二次冷却配水问题；同时解决由于较小半径生产大规格低合金钢连铸圆管 坯时，在矫直点因铸坯变形量过大带来的铸坯质量问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种直径为。350 0400mm低合金钢连铸圆管坯的生产方法，该方法包括以下步骤一、选择适于连铸机的弧形半径R与低合金钢连铸圆管坯直径D比值 为R/D=26. 25 30时的圆管坯结晶器工艺条件① 结晶器铜管的锥度，如图1所示，可以用以下(1) 、 (2)两个方程 来描述其锥度沿铜管纵向变化曲线-a 0<x《75 (1)a-麵-75) 75<x《800 (2) 式中、一结晶器铜管锥度，锥度偏差《0.01;:c一距结晶器铜管上口的距离，_=800醒； ，6—大于零的常数； 结晶器铜管弧形半径为10500±10 mm;② 结晶器铜管长度为800士0. 2mm;③ 结晶器铜管的材质、表面及厚度选择结晶器铜管材质为Cu-Ag合金，结晶器铜管壁厚度为16 18 mm,偏差为壁厚度的±5%mm;④ 结晶器水流速及水缝宽度冷却水的流速控制在6 12m/s，水缝宽 度一般为3 6mm;⑤ 结晶器冷却强度为2000 25001/min; (D拉坯速度铸坯正常拉速为0. 25 0. 85m/min;⑦ 钢液的过热度选择铸坯的中间包钢液过热度为10 4(TC;⑧ 结晶器装置安装考虑结晶器振动框架的安装空间及结晶器外置式 电磁搅拌器和液位检测装置位置，以及给足辊段予留安装空间，准确安装 结晶器装置；二、 低合金钢连铸圆管坯冷却参数选择① 限制铸坯液芯长度在最大拉速条件下，铸坯在切割前必须完全凝固，为了减少存在液芯 容易在矫直时产生内裂纹，在矫直前铸坯必须完全凝固，液芯长度不得超 过矫直点；② 对矫直点铸坯表面温度的限制 避开70(TC 900。C的温度区间；③ 铸坯表面冷却速度控制在200°C/m之内；④ 铸坯表面温度回升速率控制在10(TC/m之内；⑤ 对出结晶器时铸坯凝固坯壳厚度限制在不能小于临界值15nun;三、 制订低合金钢连铸圆管坯二次冷却制度① 喷嘴选型和布置喷嘴喷出的水应全部喷在铸坯表面，沿圆周方向，喷嘴喷出的水应均 匀覆盖铸坯；沿行进方向，喷嘴喷出的水应尽量覆盖铸坯，喷嘴应避开导 向辊，布置在相邻夹辊之间，喷嘴及管路布置要便于维修和实现自动配水；② 二冷区铸坯传热数学模型的建立建立传热方程为sr 3 「' ar、式中:T —温度。C;P—密度kg/m3; ^—热容kj/kg' °C;^r一有效导热系数W/m; s。一源项；③依据上述数学模型，确定二冷各区冷却水目标水量制出配水表； 四、低合金钢连铸圆管坯的连铸工艺参数① 结晶器振动参数选择正弦速度规律作为结晶器振动的工艺参数；② 结晶器保护渣理化指标熔点1118 1155r，熔速52 46 s,粘度 0. 302 0. 526 Pa s，碱度0. 85 1. 03。本专利技术的效果是在连铸机弧形半径与低合金钢连铸圆管坯直径比值为 26.25 30的设备条件下，保证低合金钢铸坯质量符合连铸圆管坯工艺要求。生产出的0 350 ①400mm铸坯，其不圆度、端面切斜度、弯曲度、酸 浸低倍组织缺陷、酸浸低倍结晶组织以及表面质量均符合中华人民共和国 黑色冶金行业标准《连铸圆管坯》YB/T 4149-2006要求。 附图说明图l为本专利技术的实施例结晶器铜管锥度沿铜管纵向变化曲线图2为本专利技术的实施例结晶器长度方向温度分布图3为本专利技术的实施例铸坯中心与表面温度分布图4为本专利技术的实施例铸坯沿拉坯方向的固、液相线图5为本专利技术的实施例铸坯出结晶器时铸坯径向温度分布图6为本专利技术的实施例铸坯沿拉坯方向坯壳厚度的分布图7为本专利技术的实施例铸坯沿拉坯方向固、液相线分布图8为本专利技术的实施例铸坯沿拉坯方向铸坯中心、表面温度分布图9为本专利技术实施例铸坯不同浇注温度时铸坯中心、表面温度分布图10为本专利技术的实施例铸坯不同浇注温度时坯壳厚度分布图11为本专利技术的实施例铸坯不同浇注温度时铸坯固、液相线分布图12为本专利技术的实施例铸坯二冷I区水量与拉速的关系图13为本专利技术的实施例铸坯二冷II区水量与拉速的关系图14为本专利技术的实施例铸坯二冷III区水量与拉速的关系图15为本专利技术的实施例铸坯二冷IV区水量与拉速的关系图16、 17分别为成分分析取样位置示意图。具体实施例方式结合附图及实施例对本专利技术的直径为O350 0400mm低合金钢连铸圆 管坯的生产方法加以说明。以下以0400mm铸坯为实施例进行说明一、选择适于连铸机的弧形半径R与低合金钢连铸圆管坯直径D比值 为R/D=26. 25 30时的圆管坯结晶器工艺条件① 结晶器铜管锥度设计，如图1所示，可以用以下(1) 、 (2)两个方 程来描述其锥度沿铜管纵向变化曲线<formula>formula see original document page 6</formula> (1)麵-75) 75<x《800 (2) 式中y—结晶器铜管锥度，锥度偏差《0.01;jc一距结晶器铜管上口的距离，xraax=800mm; fl，6—大于零的常数； 0400mm结晶器上口直径412.68土0. 2mm，下口直径408士0. 2mm，结晶 器弧形半径10500土10 mm。② 结晶器铜管长度设计增加结晶器铜管的长度，可以增加结晶器带走的热量，因此，足够的 结晶器铜管长度可以保证足够的出结晶器铸坯坯壳厚度。结晶器铜管长度 可按下式计算<formula>formula see original document page 7</formula>式中Z—结晶器铜管长度，mm; 5—结晶器出口坯壳厚度，mm; A:—凝固系数，mm/min05; t>c—拉坯速度，mm/min。根据生产O400腿铸坯考虑的拉速范围，设计O400腿结晶器铜管长度 为800±0. 2腿。③ 结晶器的材质、表面及厚度设计选择cD400mm结晶器铜管材质为Cu-Ag合金，符合中华人民共和国黑色 冶金行业标准《连铸圆坯结晶器铜管技术条件》YB/T4141-2005本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直径为Φ３５０～Φ４００ｍｍ低合金钢连铸圆管坯的生产方法，该方法包括以下步骤：一、选择适于连铸机的弧形半径（Ｒ）与低合金钢连铸圆管坯直径（Ｄ）比值为Ｒ／Ｄ＝２６．２５～３０时的圆管坯结晶器工艺条件①结晶器铜管的锥度可以用以下（１）、（２）两个方程来描述其锥度沿铜管纵向变化曲线：ｙ＝ａ０＜ｘ≤７５（１）ｙ＝ａ－＊＊＊７５＜ｘ≤８００（２）式中：ｙ－结晶器铜管锥度，锥度偏差≤０．０１；ｘ－距结晶器铜管上口的距离，ｘ↓［ｍａｘ］＝８００ｍｍ；ａ，ｂ－大于零的常数；结晶器铜管弧形半径为１０５００±１０ｍｍ；②结晶器铜管长度为８００±０．２ｍｍ；③结晶器铜管的材质、表面及厚度选择结晶器铜管材质为Ｃｕ－Ａｇ合金，结晶器铜管壁厚度为１６～１８ｍｍ，偏差为壁厚度的±５％ｍｍ；④结晶器水流速及水缝宽度冷却水的流速控制在６～１２ｍ／ｓ，水缝宽度一般为３～６ｍｍ；⑤结晶器冷却强度为２０００～２５００ｌ／ｍｉｎ；⑥拉坯速度铸坯正常拉速为０．２５～０．８５ｍ／ｍｉｎ；⑦钢液的过热度选择铸坯的中间包钢液过热度为１０～４０℃；⑧结晶器装置安装考虑结晶器振动框架的安装空间及结晶器外置式电磁搅拌器和液位检测装置位置，以及给足辊段予留安装空间，准确安装结晶器装置；二、低合金钢连铸圆管坯冷却参数选择①限制铸坯液芯长度在最大拉速条件下，铸坯在切割前必须完全凝固，为了减少存在液芯容易在矫直时产生内裂纹，在矫直前铸坯必须完全凝固．②对矫直点铸坯表面温度的限制避开７００℃～９００℃的温度区间；③铸坯表面冷却速度控制在２００℃／ｍ之内；④铸坯表面温度回升速率控制在１００℃／ｍ之内；⑤对出结晶器时铸坯凝固坯壳厚度限制在不能小于临界值１５ｍｍ；三、制订低合金钢连铸圆管坯二次冷却制度①喷嘴选型和布置喷嘴喷出的水应全部喷在铸坯表面，沿圆周方向，喷嘴喷出的水应均匀覆盖铸坯；沿行进方向，喷嘴喷出的水应尽量覆盖铸坯，喷嘴应避开导向辊，布置在相邻夹辊之间，喷嘴及管路布置要便于维修和实现自动配水；②二冷区铸坯传热数学模型的建立建立传热方程为：＊＊＊式中：Ｔ－温度℃；ρ－密度ｋｇ／ｍ↑［３］；ｃ↓［ｐ］－热容ｋＪ／ｋｇ.℃；ｋ↓［ｅｆｆ］－有效导热系数Ｗ／ｍ；ｓ↓［０］－源项；③依据上述数学模型，确定二冷各区冷却水目标水量制出配水表；四、低合金钢连铸圆管坯的连铸工艺参数①结晶器振动参数：选择正弦速度规律作为结晶器振动的工艺参数；②结晶器保护渣理化指标：熔点１１１８～１１５５℃...

【技术特征摘要】
1、一种直径为Φ350～Φ400mm低合金钢连铸圆管坯的生产方法，该方法包括以下步骤一、选择适于连铸机的弧形半径(R)与低合金钢连铸圆管坯直径(D)比值为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张露，王振祥，刘义仁，郭广新，杨金喜，张志忠，刘树军，
申请(专利权)人：天津钢管集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]