一种连铸机水处理方法及由该方法制得的板材与流程

文档序号:14724390发布日期:2018-06-19 03:55阅读:201来源:国知局

本发明属于铸坯板材加工技术领域,更具体地说,它涉及一种连铸机水处理方法及由该方法制得的板材。



背景技术:

随着现代机械设备和制造技术的不断发展,对制线板材钢的性能和质量都提出了越来越苛刻的要求。目前在连铸技术的迅速发展、广泛应用,要求并促进了连铸水处理技术的快速发展,水处理技术已成为连铸生产中极为重要的组成部分,它会直接影响到连铸产品质量的提高,产品的发展以及连铸机的使用寿命。

常见的连铸工艺流程如下:打开钢包底部的滑动水口→钢水从钢包流入中间包→当中间包里的钢水液面达到一定高度时打开中间包底部的滑动水口→钢水流入到强制水冷的结晶器→当结晶器内钢水液面达到一定高度时并且钢水四周已凝固成具有一定厚度的坯壳→启动拉矫机咬住引锭杆向下移动→因钢水与引锭杆黏结一起故钢水被拉出结晶器→连铸坯进入二冷区→因坯壳很薄内部是钢水,故需进行喷水冷却→完全凝固的连铸坯经矫直切成所需长度。

其中,连铸主要是将高温的钢水结晶凝固,得到质量合格的连铸坯,钢水的热量由冷却水带走,因此冷却水系统是连铸机的重要组成部分,固也有人认为连铸机也可以成为“水冷却机”。例如,在大型板坯连铸机,板坯的拉速在2m/min以下,这主要是受钢水冷却速度的限制,钢水通过结晶器在表面必须有足够厚度的钢水冷却凝固形成带液芯的坯壳,若冷却效果不佳,只好降低拉速,那么铸坯的产量也随之下降,冷却效果不良还可能直接影响到板坯的质量,如板坯变形,鼓肚以及产生裂纹。另外,若供水量不足或瞬间中断供水,都直接会威胁到连铸机的安全。在铸钢时,中断供水6-8秒则将会导致机毁人亡的恶性事故。从而节约用水,提高工业循环用水,搞好废水处理工作十分重要。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本发明的目的一在于提供一种板材连铸机水处理方法,节约用水,提高工业循环用水利用率,同时保护了环境,提高了连铸的效率和质量。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种板材连铸机水处理方法,包括用于连铸机使用的若干台热交换器、连铸机水的冷却单元、收集单元、净化单元、供水单元和控制器;

所述热交换器,包括设置在结晶器和外壳之间的冷却腔室、设置在冷却腔室两端的进水口和出水口、以及设置在所述连铸机上的若干冷却喷嘴;

所述收集单元,包括安装在连铸机底部的上端开口的沉淀池、所述沉淀池上端面盖合有盖板,所述盖板上设有若干个排水通孔;

所述净化单元,包括与所述沉淀池底部连通的导管、过滤器和导出管,所述导管上安装有抽水泵,所述导管的另一端固定连接在过滤器上,所述导出管安装在过滤器的底部;

所述冷却单元,包括与导出管相连通的热水泵、与热水泵连通的冷却塔,以及与所述进水口连通的冷水泵,所述冷却塔与热水泵之间设有热水管,所述冷却塔与冷水泵设有冷水管;

所述供水单元,包括储水池以及与冷却塔连接的提升泵,所述冷却塔内设有进水管;

所述控制器分别与抽水泵、冷水泵和热水泵电连接。

通过采用上述技术方案,将冷却水由冷水管进入到冷却腔室内,并与结晶器进行热交换以此降低结晶器内的整体温度,同时冷却水被加热后经过沉淀池、过滤等净化处理;接着再由导出管经热水泵流回到冷却塔内重新冷却后再给结晶器进行冷却水供应。与此同时,经结晶器浇注得到的连铸坯在冷却喷嘴处进行二次冷却,在二冷区由冷却喷嘴流出的冷却水在空气中与连铸坯进行热交换后经由排水通孔流入到沉淀池内,净化除油后再由导出管经热水泵流回到冷却塔内重新冷却后再给结晶器进行冷却水供应。由此进行能够不仅能够节约用水,提高工业循环用水利用率;而且还能有效去除连铸水中的杂质和油污,同时保护了环境,提高了连铸的效率和质量。

本发明进一步设置为:所述沉淀池内添加有聚合氯化铝和改性硅藻土的复合絮凝剂。

通过采用上述技术方案,聚合氯化铝和改性硅藻土作为复合絮凝剂是由聚合氯化铝(PAC)以及经过改性处理后的硅藻土复配后获得的结构密实的絮体,它不仅能够改善沉降性能,而且还能减少PAC的用量从而减轻Al3+溶出对环境造成的危害。

本发明进一步设置为:所述沉淀池与过滤器之间还安装有螺旋搅拌器,所述螺旋搅拌器通过导管连接在沉淀池的上端面。

通过采用上述技术方案,螺旋搅拌器的安装,促进的水体的流动,加快了水体散热,同时还能有效增加水体与空气之前的接触时间和面积,提高水体内氧气的含量,由此能够有效的缓解水体热污染的产生。

本发明进一步设置为:所述螺旋搅拌器上还设有加药箱,所述加药箱内设有草木灰。

通过采用上述技术方案,在螺旋搅拌器上还设有加药箱,草木灰(K2CO3)能够与连铸水中的油渍在水溶液中反应并生成具有肥皂相似作用的表面活性剂。不仅能够很好去除钢球表面的油污,而且还能进一步去除钢球表面的其他污垢,清洁能力较高;同时清洗后的污水还能用于后期给板材进行初步的清洗使用,进一步节约了用水,提高了水资源的利用率。

本发明进一步设置为:所述加药箱上设有加药管道,所述加药管道的下端向下延伸至螺旋搅拌器内。

通过采用上述技术方案,操作者可以通过加药箱在螺旋搅拌器内添加草木灰,使得草木灰与连铸水中的油脂油污充分混合,由此提高了除油合效果。

本发明进一步设置为:所述过滤器底部设有回流管,所述回流管上设有回流抽水泵,所述回流抽水泵与所述控制器电连。

通过采用上述技术方案,在过滤器底部设置回流管,可以将水体中多余的草木灰水溶液重新排放回到螺旋搅拌器内,由此提高了对草木灰水溶液的利用率。

本发明进一步设置为:所述过滤器底部还设有排放管,所述排放管上设有与所述控制器电连接的排放阀门。

通过采用上述技术方案,经过多次回流的草木灰水溶液也能够经过排放水管排出螺旋搅拌器外,此外定期对过滤器的清洁用水也能从排放管内排出,进一步提高了过滤器的过滤效果。

针对现有技术存在的不足,本发明的目的二在于提供一种连铸机水处理方法及由该方法制得的板材,降低了金属的内应力,在保持机械强度的基础上,提高了轧制线材钢的抗拉强度、韧性和可塑性能;同时工艺流程短,还进一步提高了板材钢的生产效率。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种板材,所述板材的化学成分中各主要合金元素的质量百分比为碳0.78-0.82%,硅0.15-0.25%,锰0.70-0.80%,磷≤0.025%,硫≤0.025%,铬0.30-0.35%,钼0.20-0.25%,镍≤0.20%,镍≤0.20%,铌0.04-0.05%,钛0.02-0.05%,铜<0.20%;

其工艺流程,包括以下操作步骤:

步骤S1、转炉:将高炉铁水以及其他原材料经熔融还原后依次加入到转炉中进行冶炼,得到钢水;

步骤S2、转炉中炼得的钢水转移到钢包中,在还原气氛和氩气搅拌下,同时利用白渣在LF炉中进行LF精炼处理;

步骤S3、在氩气的保护下,将精炼后的钢水不断地通过水冷结晶器,凝成硬壳后从结晶器下方出口连续拉出,经冷却喷嘴喷水冷却、凝固后切成连铸坯;

步骤S4、连铸坯经过检查、称重和测长处理后投入加热炉中进行加热处理;

步骤S5、首先将加热后的连铸坯在初轧机进行首次轧制处理,其开轧的温度为1050-1100℃,炉膛气氛为还原性气氛;接着将轧制后的连铸坯经过飞剪进行切头尾处理后,在中轧机上进行连续轧制,随后再经过高压水进行除磷处理,保证板材钢表面的氧化皮去除干净;然后再经过精轧机进行精轧处理,其精轧机入口温度为940-960℃;接着精轧处理后再采用超声波预探伤检测,查看板材钢零件的缺陷;

步骤S6、以水为介质进行淬火以及回火处理,淬火温度为750-840℃;

步骤S7、吐丝和卷取处理,吐丝温度为840-860℃;其首段辊道速度为1.15-1.4米/秒,各段辊道速度超前率依次设定为(10%/10%/10%/4%/4%/2%/0%/0%/0%/-18%/-5%/0%)后三段辊到速度可根据实际集卷情况调整,同时开启10-15台斯太尔摩风机,分量分别为1#-10#为100%;11#-15#为85%;

步骤S8、经剪切机进行剪切成6-12m定尺;

步骤S9、收集、称重和打捆处理后挂牌入库。

通过采用上述技术方案,钛Ti与碳C之间能形成很强固的TiC,可稳定到1300℃,有此稳定到高温的高度分散的TiC质点,所以可细化晶粒,降低钢的过热倾向性。同时所有的游离碳都被结合成了强固TiC,所以在加热过程中就不会再沿奥氏体晶界析出碳化铬,有效防止产生晶间腐蚀现象。

另外,铌Nb能生成高度分散的强固的碳化物NbC(熔点3500℃)由此NbC化合物在3500℃以下的温度内均可稳定存在,所以可细化晶粒,直加热至于1100~1200℃,仍可阻止晶粒长大。同时在板材钢中添加铌Nb可提高低碳钢的抗强度和屈服点(25%),由此使得板材钢具有高温抗蚀性、强度和高抗酸能力的优点。

其工艺流程中:在转炉中高温加热后得到钢水,在经过钢包精炼LF(即钢包精炼型炉外精炼的简称,其特点是比钢包处理的精炼时间长(约60-180分钟),具有多种精炼功能,有补偿钢水温度降低的加热装置。)能够有效的除去钢水中的氧、氮和氢含量,有利于提高钢水的纯净度。接着采用连铸机提高了生产连铸坯的生产效率;随后在上下轧辊之间进行轧制得到初成品钢,经过轧制后的初成品钢具有良好的机械强度;然后在经由淬火和回火处理后,进一步提高初成品钢的韧性和延展性能;随后在倍尺飞剪机的作用下间隙初步剪切处理;然后在将吐丝后的板材钢在收卷机上进行收集以及定尺的剪切成所需的长度,随后在进行捆扎、称重以及挂牌后入库,由此即可得到成品的板材钢。由此有效的降低了金属的内应力,在保持机械强度的基础上,提高了轧制线材钢的抗拉强度、韧性和可塑性能;同时工艺流程短,还进一步提高了板材钢的生产效率。

综上所述,本发明具有以下有益效果:

1、本发明节约用水,提高工业循环用水利用率,同时保护了环境,提高了连铸的效率和质量;

2、通过安装螺旋搅拌器,促进的水体的流动,加快了水体散热,增加了水体与空气之前的接触时间和面积,提高水体内氧气的含量,有效缓解了水体热污染的产生;

3、通过添加草木灰,不仅能够很好去除钢球表面的油污,而且还能进一步去除钢球表面的其他污垢,清洁能力较高;同时清洗后的污水还能用于后期给板材进行初步的清洗使用,进一步节约了用水,提高了水资源的利用率。

附图说明

图1为本实施例的流程示意图,主要用于体现连铸水的流向以及整个连铸水处理中各单元之间的相对位置和连接关系;

图2为本实施例中控制器与热水泵、冷水泵、排放阀门、螺旋搅拌器、抽水泵、回流抽水泵以及提升泵之间的控制关系示意图;

图3为本实施例板材的工艺流程图。

附图说明:1、热交换器;11、结晶器;12、外壳;13、冷却腔室;14、进水口;15、出水口;16、冷却喷嘴;2、冷却单元;21、热水泵;22、冷却塔;23、冷水泵;24、热水管;25、冷水管;3、收集单元;31、沉淀池;32、盖板;33、排水通孔;4、净化单元;40、排放管;401、排放阀门;41、螺旋搅拌器;42、导管;43、过滤器;44、导出管;45、抽水泵;46、加药箱;47、加药管道;48、回流管;49、回流抽水泵;5、供水单元;51、储水池;52、提升泵;53、进水管;6、控制器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种连铸机水处理方法,如图1所示,包括用于连铸机使用的若干台热交换器1、连铸机水的冷却单元2、收集单元3、净化单元4、供水单元5和控制器6。

热交换器1,包括设置在结晶器11和外壳12之间的冷却腔室13、设置在冷却腔室13两端的进水口14和出水口15、以及设置在连铸机上的若干冷却喷嘴16。

收集单元3,包括安装在连铸机底部的上端开口的沉淀池31、沉淀池31上端面盖合有盖板32,盖板32上设有若干个排水通孔33。

净化单元4,包括与沉淀池31底部连通的导管42、过滤器43和导出管44,导管42上安装有抽水泵45,导管42的另一端固定连接在过滤器43上,导出管44安装在过滤器43的底部。

提高了对草木灰水溶液的利用率,在过滤器43的底部安装有回流管48,回流管48上设有回流抽水泵49,此时水体中多余的草木灰水溶液能够重新排放回到螺旋搅拌器41内,由此提高了对草木灰水溶液的利用率。为了提高过滤效果,过滤器43底部还设有排放管40,经过多次回流的草木灰水溶液也能够经过排放水管排出螺旋搅拌器41外;此外定期对过滤器43的清洁用水也能从排放管40内排出,进一步提高了过滤器43的过滤效果。

为了改善沉降性能,在沉淀池31内添加有聚合氯化铝和改性硅藻土的复合絮凝剂。上述聚合氯化铝和改性硅藻土作为复合絮凝剂是由聚合氯化铝(PAC)以及经过改性处理后的硅藻土复配后获得的结构密实的絮体,改善了沉降性能,同时还能减少PAC的用量从而减轻Al3+溶出对环境造成的危害。

为了有效取出沉淀池31上表面漂浮的油污和油渍,在沉淀池31与过滤器43之间还安装有螺旋搅拌器41,上述螺旋搅拌器41通过导管42连接在沉淀池31的上端面,由此沉淀池31上表面的油污油渍能够从导管42处流入到螺旋搅拌器41内;此外螺旋搅拌器41上还设有加药箱46,加药箱46内设有草木灰,而加药箱46上设有加药管道47,所述加药管道47的下端向下延伸至螺旋搅拌箱内。由此草木灰(K2CO3)能够与连铸水中的油污油渍在水溶液中反应并生成具有肥皂相似作用的表面活性剂。不仅能够很好去除钢球表面的油污,而且还能进一步去除钢球表面的其他污垢,清洁能力较高;同时清洗后的污水还能用于后期给板材进行初步的清洗使用,进一步节约了用水,提高了水资源的利用率。

冷却单元2,包括与导出管44相连通的热水泵21、与热水泵21连通的冷却塔22以及与进水口14连通的冷水泵23,冷却塔22与热水泵21之间设有热水管24,冷却塔22与冷水泵23设有冷水管25;

供水单元5,包括储水池51以及与冷却塔22连接的提升泵52,冷却塔22内设有进水管53;

结合图1和图2所示,控制器6分别与热水泵21、冷水泵23、排放阀门401、螺旋搅拌器41、抽水泵45、回流抽水泵49以及提升泵52电连接。

一种由连铸机水处理方法制得的板材,上述板材的化学成分中各主要合金元素的质量百分比为碳0.78-0.82%,硅0.15-0.25%,锰0.70-0.80%,磷≤0.025%,硫≤0.025%,铬0.30-0.35%,钼0.20-0.25%,镍≤0.20%,镍≤0.20%,铌0.04-0.05%,钛0.02-0.05%,铜<0.20%。

表1实施例1-14的化学成分和质量百分比

表2非金属夹杂物检测数据

检测结果:如表3-6分析可知,

1、Φ12.5规格力学性能:抗拉强度最小值1154MPa,平均值为1187MPa。端面收缩率最小值为27%,最大值为36%,平均值31%。

2、Φ12.5规格高倍组织:其中14个试验检均符合马氏体的标准,检测合格;未检出超标网状渗碳体组织。

3、Φ11.0规格力学性能:抗拉强度最小值为1165MPa,平均值为1257MPa。端面收缩率最小值24%,最大值39%,平均值为35%。

4、Φ11.0规格高倍组织:未检测处超标异常组织。

表3Φ12.5规格力学性能

表4Φ12.5规格高倍组织检测数据

表5Φ11.0规格检测数据

表6Φ11.0规格高倍组织检测数据

如图3所示,其工艺流程,包括以下操作步骤:

步骤S1、转炉:将高炉铁水以及其他原材料经熔融还原后依次加入到转炉中进行冶炼,得到钢水;

步骤S2、转炉中炼得的钢水转移到钢包中,在还原气氛和氩气搅拌下,同时利用白渣在LF炉中进行LF精炼处理;

步骤S3、在氩气的保护下,安装引锭杆后打开钢包底部的滑动水口,此时钢水从钢包内流入到中间包;接着当中间包里的钢水液面达到一定高度时打开中间包底部的滑动水口,钢水不断地流入到强制水冷的结晶器11中;随后当结晶器11内钢水液面达到一定高度时并且钢水四周已凝固成具有一定厚度的坯壳;再者启动拉矫机咬住引锭杆向下移动,因钢水与引锭杆黏结一起故钢水被拉出结晶器11,连铸坯进入到二冷区,因坯壳很薄且内部是钢水,所以需要采用若干冷却喷嘴16对连铸坯进行喷水处理,完全凝固的连铸坯经矫直后切成所需长度;

步骤S4、连铸坯经过检查、称重和测长处理后投入加热炉中进行加热处理;

步骤S5、首先将加热后的连铸坯在初轧机进行首次轧制处理,其开轧的温度为1050-1100℃,炉膛气氛为还原性气氛;接着将轧制后的连铸坯经过飞剪进行切头尾处理后,在中轧机上进行连续轧制,随后再经过高压水进行除磷处理,保证板材钢表面的氧化皮去除干净;然后再经过精轧机进行精轧处理,其精轧机入口温度为940-960℃;接着精轧处理后再采用超声波预探伤检测,查看板材钢零件的缺陷;

步骤S6、以水为介质进行淬火以及回火处理,淬火温度为750-840℃;

步骤S7、吐丝和卷取处理,吐丝温度为840-860℃;其首段辊道速度为1.15-1.4米/秒,各段辊道速度超前率依次设定为(10%/10%/10%/4%/4%/2%/0%/0%/0%/-18%/-5%/0%)后三段辊到速度可根据实际集卷情况进行调整,同时开启10-15台斯太尔摩风机,分量分别为1#-10#为100%;11#-15#为85%;

步骤S8、经剪切机进行剪切成6-12m定尺;

步骤S9、收集、称重和打捆处理后挂牌入库。

具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1