[发明专利]一种大圆坯连铸跨足辊式结晶器电磁搅拌器及工艺

说明书

本发明公开一种大圆坯连铸跨足辊式结晶器电磁搅拌器及工艺，解决连铸坯心部质量、皮下夹杂、气泡问题。本发明技术方案如下：在满足工艺质量要求的前提下，尽可能利用现有电磁搅拌电控系统、控制部分和冷却水系统，并对部分设备进行改造；本发明采用跨足辊式结晶器电磁搅拌器、新增结晶器支撑框架；新增内绕线线圈；调整结晶器电磁搅拌工艺。本发明的有益效果：采用大圆坯连铸跨足辊式电磁搅拌器及其搅拌工艺后，生产规格断面为φ600mm的高合金钢42CrMo4连铸坯，经探伤检验表明横波、纵波探伤合格率达到100％；生产规格断面为φ800mm的高合金钢连铸坯，经检验低倍表明连铸坯的心部质量得到了显著的提升、质量稳定。

技术领域

本发明属于炼钢连铸设备工艺领域，涉及一种大圆坯连铸跨足辊式结晶器电磁搅拌器及工艺。

背景技术

结晶器电磁搅拌具有均匀钢水温度，降低钢水过热，促进气体和夹杂物上浮，增加等轴晶，促进保护渣吸附上浮夹杂物的作用。由于结晶器铜管、空气间隙等对电磁力有不同的衰减作用，因此所知国内大圆坯连铸几乎都引进了结晶器管外全包围磁场电磁搅拌技术，即电磁搅拌器小于结晶器总长度安装时完全置于结晶器铜管内，以保证钢液受到搅拌力效果一致。大断面铸机控制心部质量的中松、裂纹、偏析级别是难点，加上圆坯铸机结晶器铜管长度仅600mm导致结晶器偏短，安装结晶器电磁搅拌有一定难度，导致大圆连铸机初始设计时，没有考虑结晶器搅拌技术，而选择了二次冷却后流间电磁搅拌技术，以便减少柱状晶“搭桥”提高心部质量。但是在流间电磁搅拌器实际应用中，将电流增至100A以上时，连铸连坯出现白亮带质量问题。如：⑴流间搅拌参数使用100A/1.5Hz生产φ600mm 4Cr13时，通过取低倍发现因流间搅拌力过大，铸坯出现距离外径90mm白亮带圈(见图1)，⑵中碳结构钢42CrMoA的φ800圆连铸坯，低倍中松2.5级，中心裂纹2.5级，裂纹长度125mm(见图2)。因此只能采取小电流生产工艺，但同时也就无法促进夹杂物上浮、无法提高保护渣的融化效果。受钢液质量波动影响，导致连铸坯实物个别炉次存在皮下夹杂、气泡问题，经过分析确认是保护渣卷入、钢种气体含量较高在凝固过程析出后，在凝固前沿被捕捉形成缺陷。因此，亟待采用新的电磁搅拌工艺。

发明内容

本发明公开一种大圆坯连铸跨足辊式结晶器电磁搅拌器及工艺，解决连铸坯心部质量、皮下夹杂、气泡问题。由于受结晶器总成600mm长度偏小，而一般结晶器电磁搅拌器高度大于500mm的限制，再者结晶器电磁搅拌器设计偏短会影响搅拌效果，并且结晶器搅拌器的安装高度最高点要低于浇注液面。因此，采用跨足辊式结晶器电磁搅拌器实现工艺技术效果，经查相关文献，尚无跨足辊结晶器电磁搅拌器相关报道。

本发明技术方案如下：

在满足工艺质量要求的前提下，尽可能利用现有电磁搅拌电控系统、控制部分和冷却水系统；并对部分设备进行改造，包含结晶器支撑框架⑴和水箱外壳、水箱下法兰、足辊总成包括足辊装配、足辊框架及固定方式、一区喷淋环、结晶器罩，改造部分必须保证原工艺功能及安装尺寸，便于检修维护的合理布局；本发明采用跨足辊式结晶器电磁搅拌器、新增结晶器支撑框架；新增内绕线线圈；调整结晶器电磁搅拌工艺。

所述跨足辊式结晶器电磁搅拌器，具体安装结构是将结晶器电磁搅拌器⑹装配在所述结晶器支撑框架⑴下部，接入电缆、冷却水⑷；结晶器铜管⑶长度为600mm，结晶器电磁搅拌器⑹总高度为600mm，搅拌器内下部的绕线线圈总高度为300mm，结晶器铜管⑶下半部和足辊⑸置于结晶器电磁搅拌器⑹内绕线线圈之内，结晶器电磁搅拌器上端距离结晶器铜管上沿高度285mm，跨足辊高度为315mm(如图3、图4所示)。

所述新增内绕线线圈,参数如表1。

表1

所述调整结晶器电磁搅拌工艺是通过磁感应强度测量仪测试不同位置的磁感应强度，得出结晶器下口高斯数增大明显，在距离铜管上沿约750mm处(足辊区域内)达到最大，如表2。

表2