申请日2018.01.19
公开(公告)日2018.06.19
IPC分类号B22D11/055; B22D11/124; C22C38/02; C22C38/04; C22C38/22; C22C38/26; C22C38/28; C22C38/20; C22C38/44; C22C38/48; C22C38/50; C22C38/42; C21D1/18; C21D8/02
摘要
本发明公开了一种连铸机水处理方法及由该方法制得的板材，属于铸坯板材加工技术领域，其技术要点为：一种连铸机水处理方法，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;一种由上述方法制得的板材，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%;其制备的工艺流程：转炉、LF精炼、连铸、加热轧制、淬火回火、吐丝和卷取、剪切定尺，收集、称重和打捆处理后挂牌入库后得到板材成品。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。
权利要求书
1.一种连铸机水处理方法，其特征在于：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);
所述热交换器(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)、以及设置在所述连铸机上的若干冷却喷嘴(16);
所述收集单元(3)，包括安装在连铸机底部的上端开口的沉淀池(31)、所述沉淀池(31)上端面盖合有盖板(32)，所述盖板(32)上设有若干个排水通孔(33);
所述净化单元(4)，包括与所述沉淀池(31)底部连通的导管(42)、过滤器(43)和导出管(44)，所述导管(42)上安装有抽水泵(45)，所述导管(42)的另一端固定连接在过滤器(43)上，所述导出管(44)安装在过滤器(43)的底部;
所述冷却单元(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)以及与所述进水口(14)连通的冷水泵(23)，所述冷却塔(22)与热水泵(21)之间设有热水管(24)，所述冷却塔(22)与冷水泵(23)设有冷水管(25);
所述供水单元(5)，包括储水池(51)以及与冷却塔(22)连接的提升泵(52)，所述冷却塔(22)内设有进水管(53);
所述控制器(6)分别与抽水泵(45)、冷水泵(23)和热水泵(21)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种连铸机水处理方法，其特征在于：所述沉淀池(31)内添加有聚合氯化铝和改性硅藻土的复合絮凝剂。
3.根据权利要求2所述的一种连铸机水处理方法，其特征在于：所述沉淀池(31)与过滤器(43)之间还安装有螺旋搅拌器(41)，所述螺旋搅拌器(41)通过导管(42)连接在沉淀池(31)的上端面。
4.根据权利要求3所述的一种连铸机水处理方法，其特征在于：所述螺旋搅拌器(41)上还设有加药箱(46)，所述加药箱(46)内设有草木灰。
5.根据权利要求4所述的一种连铸机水处理方法，其特征在于：所述加药箱(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器(41)内。
6.根据权利要求5所述的一种连铸机水处理方法，其特征在于：所述过滤器(43)底部设有回流管(48)，所述回流管(48)上设有回流抽水泵(49)，所述回流抽水泵(49)与所述控制器(6)电连。
7.根据权利要求6所述的一种连铸机水处理方法，其特征在于：所述过滤器(43)底部还设有排放管(40)，所述排放管(40)上设有与所述控制器(6)电连接的排放阀门(401)。
8.一种根据权利要求1-7中任意一项所述的连铸机水处理方法制得的板材，其特征在于：所述板钢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0.30-0.45%，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(11)，凝成硬壳后从结晶器(11)下方出口连续拉出，经冷却喷嘴(16)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。
说明书
一种连铸机水处理方法及由该方法制得的板材
技术领域
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。
发明内容
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。
