[发明专利]一种连铸结晶器浸入式水口吹氩控制方法

说明书

本发明涉及一种连铸结晶器浸入式水口吹氩控制方法，其包括:S1:根据要生产的宽厚板铸坯断面的宽度K、厚度H、铸坯的拉速Vc，计算通入氩气在25℃下的理论体积流量，计算公式为：其中η＝0.05～0.15，表示在所述浸入式水口内氩气气流的横截面占所述浸入式水口横截面的比值；S2:根据计算得到的理论体积流量，控制和调节氩气通入速度，此时在结晶器内的钢液形成三涡型流场。优选地，还包括步骤S3，通过控制和微调节氩气的体积流速，使从所述浸入式水口的出口射出的氩气气泡群集中在一个相对于结晶器宽边壁面的投影呈扇形的区域内。按照本发明方法控制氩气输送流速，生产制造的铸钢板探伤合格率达到98％以上。

技术领域

本发明涉及连铸工艺，特别涉及一种连铸结晶器浸入式水口吹氩控制方法。

背景技术

宽厚板对内部质量要求非常严格，尤其是对于重要的结构件如锅炉、压力容器、管线、高层建筑等。探伤缺陷是宽厚板的主要质量缺陷之一，国内外冶金工作者在此方面开展了大量研究工作，发现导致探伤缺陷的主要原因是板坯中小气泡和非金属夹杂物的聚集。

在铝镇静钢种连铸工艺中，为防止浇注水口结瘤，目前业内已广泛采用吹氩技术(塞棒吹氩、上水口吹氩等)。氩气泡能够防止浸入式水口阻塞，氩气泡进入结晶器内能够搅拌钢液，均匀钢液的成分和温度，促进非金属夹杂物上浮，改善铸坯的质量。但是吹氩不当也会带来负面的影响：吹氩量过大易造成上表面钢液裸露、卷渣；吹氩量过小又会造成水口堵塞、偏流。因此需要合理控制水口吹氩量。

在连铸结晶器吹氩过程中，由于浮力的作用，大多数气泡在一个扇形区域内(气泡群)快速上浮，而一些脱群的小气泡会在钢液射流的作用下进入结晶器深处。这些脱群进入结晶器深处的气泡在钢液熔池停留期间，表面将吸附大量非金属夹杂物，并一起被凝固坯壳捕捉。在后续的热处理和轧钢过程中形成“sliver(微细裂纹)”或“blister(气泡)”等缺陷。因此，尽可能减少脱群气泡的产生，对提高宽厚板内部质量至关重要。随着用户对钢材使用性能要求的不断提高，为生产高纯净钢，有必要提出合理的吹氩控制方法，以便得到高质量的铸钢材料。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，发明人以深入研究和了解连铸结晶器内钢液/氩气的两相流场及气泡分布特征，针对不同生产状况和设备条件，提出一种合理的连铸结晶器浸入式水口吹氩控制方法，方便连铸工作者现场操作，提高宽厚板的探伤合格率。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种连铸结晶器浸入式水口吹氩控制方法，包括:

S1:根据要生产的宽厚板铸坯断面的宽度K、厚度H、铸坯的拉速Vc，计算通入氩气在25℃下的理论体积流量，计算公式为：

其中η＝0.05～0.15，表示在所述浸入式水口内氩气气流的横截面占所述浸入式水口横截面的比值；

S2:根据计算得到的理论体积流量，控制和调节氩气通入速度，此时在结晶器内的钢液形成三涡型流场。

优选地方案，其中η＝0.1，即使所述浸入式水口内氩气气流的横截面占所述浸入式水口横截面的10％。

试验证明，当所述浸入式水口内氩气气流的横截面占所述浸入式水口横截面的5～15％时，即氩气体积流量占经过所述浸入式水口的流体总体积流量的5～15％，此时氩气通入所述结晶器后，在射出的钢液射流和氩气气泡自身浮力作用下，此时形成的钢液流场属于三涡型流场，有利于非金属夹杂物的去除。

优选地，还包括步骤S3，通过控制和微调节氩气的体积流速，使从所述浸入式水口的出口射出的氩气气泡群集中在一个相对于结晶器宽边壁面的投影呈扇形的区域内。