[发明专利]增加无取向硅钢中等厚度连铸板坯等轴晶率的连铸方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢板坯连铸技术领域，尤其涉及一种增加无取向硅钢中等厚度连铸板坯等轴晶率的连铸方法。

背景技术

世界上生产高牌号无取向硅钢的一个重要的质量问题是，由于硅钢传热能力较差以及在强制冷却的连铸条件下，使铸坯凝固组织柱状晶发达，结果造成冷轧无取向硅钢成品表面产生瓦楞状缺陷。生产实践表明，当冷轧无取向硅钢硅含量＞1.7％且碳含量≤0.01％时，铸坯柱状晶非常发达。发达的柱状晶会引起铸坯内部裂纹和中心偏析，使热轧板出现粗大的带状组织，并使冷轧成品表面出现沿轧向凸凹不平的波纹，称为瓦楞状缺陷。此类缺陷影响成品的表观，且使叠片系数降低、磁性变坏并使绝缘膜层间电阻降低，直接影响电机或变压器产品的使用性能和寿命。而增加连铸板坯等轴晶率最有效的方法是采用电磁搅拌，为此200mm以上传统厚度板坯连铸机生产的硅钢铸坯均采用电磁搅拌，大多采用NST式或箱式电磁搅拌装置。至于CSP、ISP等薄板坯连铸，由于冷却速度快，不采用电磁搅拌，薄板铸坯的等轴晶与柱状晶比率在35％～75％之间，生产硅钢无瓦楞状缺陷。而对于100～150mm中等厚度的连铸机，其拉速和铸坯冷却介于上述两者之间，所生产的硅钢板坯柱状晶占90％以上，等轴晶比率小于10％。用其生产50W540、50W470等牌号的无取向硅钢在经轧钢及成品退火后表面存在明显瓦楞缺陷。由于100～150mm中等厚度的板坯连铸机为紧凑式结构，连铸机空间小，二冷区弯曲段和弧形段辊径较小，分别只有150mm和175mm，无法安装常规的电磁搅拌装置。目前，用100～150mm中等厚度的板坯连铸机生产硅钢连铸板坯，还没有提高其等轴晶比率的方法，所以，无法生产出合格的高牌号无取向硅钢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用100～150mm中等厚度连铸机通过电磁搅拌增加硅钢等轴晶率来生产高牌号无取向硅钢的方法。

本发明是这样实现的：该增加无取向硅钢中等厚度连铸板坯等轴晶率的连铸方法的特点是连铸采用中厚板连铸机，在连铸二冷区采用辊式电磁搅拌。

本发明所述中厚板连铸机的铸坯尺寸：100～150mm×850～1550mm，铸坯表面温度：900～1100℃，浇铸速度：1.5～3.5m/min，结晶器长度：1000～1200mm，结晶器振动频率：180～300(周期/min)；其冷却制度：结晶器窄边14～25m³/h，结晶器宽边250～290m³/h，二冷强度1.3～1.8L/kg；连铸机的中间包浸入式水口为两孔水口，水口角度为10～25°；所述的辊式电磁搅拌为2～4对辊内内置式行波磁场型电磁搅拌装置，并组成2组安装在结晶器钢水液面下的二冷区3.0～6.0m之间，电磁搅拌辊直径：200～260mm，并采用双环蝶形搅拌形式及换向搅拌方式，换向时间：20～45秒，搅拌电流：700～1000A，搅拌频率：4～10Hz。

本发明用100～150mm中等厚度的板坯连铸设备在二冷区采用辊式电磁搅拌使钢水中产生环流回路，钢水碰撞板坯窄面并分开成向上和向下的两股流束，称为“蝴蝶”模式。采用双级组合搅拌，由两组电磁搅拌器同时使用，可形成三个钢流环，使上面下来的钢水与底部来的冷钢水在长距离范围内得到最大限度的混合，从而改善了硅钢凝固时的热力学和动力学条件，使铸坯中发达的柱状晶明显得到抑制，铸坯等轴晶比例增加到45％以上，对于Si≤3.0％的无取向硅钢，一次轧制后表面质量合格率达100％，消除了硅钢成品的表面瓦楞缺陷。

本发明使用角度10～25°的中间包浸入式两孔水口，能使钢水出水口温度场和流场合理，使液渣层有足够的厚度保证拉坯润滑，防止渣熔化不足，液渣层过薄，易引起保护渣流入不均匀，产生卷渣。同时，能防止结晶器内已凝固坯壳被冲熔，造成坯壳厚度不均，导致铸坯表面凹陷及裂纹产生。

本发明选用特定的结晶器冷却制度，能保证出结晶器的铸坯坯壳厚度在18mm以上，以防止连铸漏钢和铸坯表面裂纹的产生。选用特定的二次冷却制度能保证铸坯均匀冷却，防止产生矫直裂纹和在结晶器产生裂纹的扩展。

采用本发明可提高硅钢连铸坯内部质量和表面质量，也可改进其它钢种的内部质量，减少中心偏析达到C0.5级、无中心缩松和缩孔、无三角区裂纹和角部裂纹等缺陷，改善铸坯的凝固组织，实现高拉速条件下无缺陷板坯生产。本发明还可使连铸钢水过热度在25±5℃基础上提高10℃以上，从而为大生产组织创造了有利的条件。

具体实施方式