[发明专利]模铸镇静钢封顶铸锭方法

说明书

本发明属于钢水铸锭技术领域。

国内外模铸镇静钢通常有两种方法。一种方法是采用保护渣、保温帽和防缩孔剂“三位一体”的浇铸工艺;另一种方法是冷封顶浇铸工艺，即在钢锭浇铸到所需高度时，立即向钢锭头部打水或吹气强制冷却封顶。

采用第一种方法所生产的钢锭，其头部由于保温帽和防缩孔剂的隔热保温作用，凝固慢、钢质偏析严重、杂质多，凝固收缩也集中在头部，开坯轧制后必须切掉，金属收得率低。此外，使用保护渣、保温帽、防缩孔剂，使铸锭操作复杂，成本提高。

第二种方法即冷封顶浇铸工艺，当钢锭浇注到一定高度时向锭头部打水或吹气，使钢液面强制冷却，顶面先于锭内部形成凝固壳，待锭内部中心凝固后，其收缩集中在内部成为封闭缩孔。这种钢锭可在中心未完全凝固时脱模进行液芯轧制，或待中心钢液完全凝固形成封闭缩孔后再脱模轧制。由于封闭缩孔钢锭轧制后切头大大减少，封闭缩孔在轧制中可以焊合，因而金属收得率明显提高。美国专利US3866662是采用向钢锭头部打水的冷封顶浇铸工艺;苏联专利SU1085666是采用向钢锭头部吹气的冷封顶浇铸工艺。但是，打水或吹气的工艺有很多缺点。采用打水时，易使整个铸锭系统潮湿，导致钢锭表面产生气孔，有时由于操作不当还会产生“打炮”现象（即因水的剧烈蒸发，造成飞溅），容易伤人，很不安全。此外，打水操作也复杂。采用吹气工艺，需增加附属设备、仪表，每支锭模都得装上设有通气孔的盖子，在高温下作业，操作复杂，操作环境恶劣。

本发明以克服上述第二种方法即冷封顶浇铸工艺的缺点为目的，采用一种只用无碳保护渣，既不用保温帽和防缩孔剂，也不用打水和吹气的封顶铸锭方法。

本发明与美国专利US3866662对比，浇注后不打水，让钢锭自然冷却。本发明采用钢水下注法，钢水浇注前，在模内距底板一定高度处吊挂无碳保护渣。如果吊挂处距底板的高度小于100mm，上升翻卷的钢液会把渣卷入钢液中，如果大于300mm，装渣的纸袋在未接触钢液时即被烧破，粉渣落下使钢水飞溅。所以，无碳保护渣吊挂于模内距底板100～300mm为宜。当钢液浇注到距规定高度50～100mm时，粉渣已全部熔化，钢液面上覆盖一层薄而均匀的液渣。此时，立即调节水口减流浇注。当钢液浇注上升到规定高度后，关闭水口，停浇30秒钟，然后采用补充浇注填注缩孔，可用细流连续填注或中流间断填注。

本发明是在渣下浇注，浇注后期不采用打水或吹气等措施，可使钢锭上部顶面自然冷却，先于内部形成凝固壳，待中心钢液完全凝固后，成为具有封闭缩孔的钢锭。其优点是：

①由于本发明是采用保护渣进行浇注，因而确保钢锭表面质量优良。

②封闭缩孔钢锭的金属收得率高，与采用保温帽浇铸的钢锭相比，切头可减少一半以上。

③因为不打水，保证了整个铸锭系统干燥，消除了“打炮”的危险，避免了钢锭表面易产生气孔的缺陷。

④不用保温帽和防缩孔剂，也不打水或吹气，不需辅助设备、仪表，操作简单、安全。

本发明的实施例是，电炉冶炼的钢水在1620～1700℃温度下出钢，钢包吹氩后镇静，模铸铸锭，采用下注法。浇铸钢种为DT₃工业纯铁，用于轧制无缝管。其化学成分（重量%）如表所示。

C    Si    Mn    P    S    Cr    Ni    Al    Cu

0.0276    0.19    0.215    0.0055    0.0135    0.036    0.045    0.15    0.065

每炉钢水浇铸0.92t钢锭11支或1.37t钢锭8支，共浇一组。两种钢锭均为无帽上小下大方波浪锭型。

浇注前，将无碳保护渣用牛皮纸袋包装，吊挂于模内距底板100～300mm处。开浇后，纸袋被烧破，渣子完全覆盖整个钢液面，一直到浇注末期。当钢液上升到距规定高度50～100mm时，粉渣完全熔化，此时立即调节水口减流浇注。当钢液达到规定高度时，关闭水口，停浇30秒钟，然后再用中流间断填注。浇注工艺参数如下：

浇注时间    保护渣用量

锭型

减流前    减流后    kg/支锭

φ365（0.92t）    3′30″～4′30″    3′～3′30″    2.5

φ440（1.27t）    4′～4′30″    3′～4′30″    3.2

浇铸完毕，钢锭静置60～80分钟，然后脱模空冷，经表面清理后进行轧制。

本发明还可用于生产低合金钢、含C小于0.45～0.5%的普通碳素钢等钢种2t以下的小钢锭。