專利名稱：一種雙流板坯連鑄機(jī)調(diào)整二冷水量和輥縫值方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于板坯連鑄領(lǐng)域，具體涉及一種通過(guò)調(diào)整二冷水量和優(yōu)化輥縫來(lái)改善板坯內(nèi)部質(zhì)量的一種雙流板坯連鑄機(jī)調(diào)整二冷水量和輥縫值方法。
背景技術(shù)：
目前，為了獲得良好的連鑄坯質(zhì)量，一般根據(jù)鋼種和產(chǎn)品的不同要求，在連續(xù)澆鑄過(guò)程中分階段采用不同的工藝技術(shù)，如鋼包長(zhǎng)水口保護(hù)澆注、中間包冶金技術(shù)、浸入式水口設(shè)計(jì)、保護(hù)渣性能優(yōu)化、結(jié)晶器液面波動(dòng)控制、二次冷卻區(qū)控制、電磁攪拌技術(shù)和動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)等，以達(dá)到有效控制連鑄坯質(zhì)量、保證產(chǎn)品性能的目的。連鑄坯的內(nèi)部缺陷主要決定于在二次冷卻區(qū)鑄坯冷卻過(guò)程和鑄坯支撐系統(tǒng)，其主要表現(xiàn)形式為裂紋、偏析、疏松和夾雜等。經(jīng)過(guò)軋制或熱處理后，有些缺陷可以焊合，對(duì)產(chǎn)品性能并無(wú)影響。但嚴(yán)重的內(nèi)部缺陷，會(huì)降低產(chǎn)品的機(jī)械性能和耐腐蝕性能，造成船板鋼等斷口檢驗(yàn)不合格，影響鋼的加工和使用性能，降低中厚板探傷合格率等，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生很大危害。因此，現(xiàn)階段理論上主要從板坯凝固過(guò)程中傳熱、傳質(zhì)和應(yīng)力作用三個(gè)方面入手來(lái)改善板坯的內(nèi)部質(zhì)量，即采用合理的二次冷卻制度，使鑄坯均勻冷卻；控制二冷區(qū)鑄坯受力和變形，減少裂紋；控制液相穴鋼水流動(dòng)，促進(jìn)和改善夾雜物上浮與分布。

發(fā)明內(nèi)容
由鑒于此，本發(fā)明提供了一種雙流板坯連鑄機(jī)調(diào)整二冷水量和輥縫值方法，通過(guò)加大二次冷卻比水量和連續(xù)收縮輥縫來(lái)改善板坯內(nèi)部質(zhì)量，其打破了常規(guī)雙流板坯連鑄機(jī)二冷采用弱冷和階梯形收縮輥縫的現(xiàn)狀，為降低鑄坯裂紋發(fā)生率，防止鼓肚、減輕偏析和優(yōu)化板坯低倍組織結(jié)構(gòu)，提供了一套實(shí)際可操作性強(qiáng)的板坯內(nèi)部質(zhì)量控制方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種雙流板坯連鑄機(jī)調(diào)整二冷水量和輥縫值方法，其中，雙流板坯連鑄機(jī)的二次冷卻共分12個(gè)冷卻區(qū)，共有10個(gè)冷卻水表，分為五檔，按照強(qiáng)冷二冷比水量1. 0 1. 1 L/kg， 中冷二冷比水量0. 8 0. 9 L/kg，弱冷二冷比水量0. 7 0. 8 L/kg,中弱冷二冷比水量0. 45 0. 6 L/kg，微弱冷二冷比水量0. 4 0. 45 L/kg劃分，以分別適應(yīng)不同鋼種的冷卻需求；
二次冷卻區(qū)支撐輥的輥縫從上到下符合鑄坯線收縮的規(guī)律，呈連續(xù)形遞減，且上一扇形段出口與下一扇形段入口的輥間開(kāi)口度保持一致。進(jìn)一步，低碳鋼或裂紋不敏感鋼的二冷比水量為1. 0 1. 1 L/kg。進(jìn)一步，裂紋敏感鋼或低合金鋼的二冷比水量為0. 45 0. 55 L/kg。本發(fā)明的有益效果為
為了改善連鑄坯的低倍組織結(jié)構(gòu)，一般會(huì)在板坯連鑄二次冷卻區(qū)采取弱冷卻，適當(dāng)減少水量以增加等軸晶比例，但帶液芯矯直時(shí)，由于固液交界面的糊狀區(qū)晶體強(qiáng)度和塑性都非常小，當(dāng)凝固殼受應(yīng)力作用(如熱應(yīng)力、鼓肚力、矯直力)的變形超過(guò)其臨界值時(shí)，就會(huì)在鑄坯兩相區(qū)凝固界面上產(chǎn)生裂紋，因此，本發(fā)明優(yōu)化了雙流板坯連鑄機(jī)的原有二冷水表，加大二冷比水量，使其冷卻能力增強(qiáng)，以盡量避免帶液芯矯直，降低鑄坯裂紋發(fā)生率。鋼水由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，隨著溫度下降將發(fā)生液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮，其中固態(tài)收縮表現(xiàn)為整個(gè)鑄坯的線收縮，其對(duì)鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量有著重要的影響。因此，結(jié)晶器應(yīng)保持一定的倒錐度，二次冷卻區(qū)支撐輥的輥縫從上到下則應(yīng)符合鑄坯線收縮的規(guī)律。由于考慮到設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單，一般將二次冷卻區(qū)設(shè)計(jì)為呈階梯形收縮的輥縫，即每一扇形段的出口和入口的輥縫開(kāi)口度相同，僅在兩個(gè)扇形段之間進(jìn)行輥縫收縮。由于上一扇形段出口與下一扇形段入口的輥縫不同，拉坯過(guò)程中會(huì)在兩個(gè)扇形段之間出現(xiàn)鼓肚，進(jìn)而加重板坯內(nèi)部溶質(zhì)元素的偏析，給后續(xù)鋼板軋制帶來(lái)不能彌補(bǔ)的缺陷。為了使二冷區(qū)支撐輥更加符合鑄坯線收縮規(guī)律，本發(fā)明把輥?zhàn)娱_(kāi)口度優(yōu)化為連續(xù)收縮的輥縫，即上一扇形段出口與下一扇形段入口的輥間開(kāi)口度保持一致，這樣鑄坯僅在該扇形段內(nèi)進(jìn)行連續(xù)變形，還可在板坯的凝固末端加大輥縫收縮量來(lái)補(bǔ)償鑄坯最后凝固的收縮，從而抑制殘余鋼水的流動(dòng)，防止板坯鼓肚，減輕中心偏析，優(yōu)化鑄坯低倍組織結(jié)構(gòu)，提高鋼材性能合格率，尤其是延伸合格率。本發(fā)明在雙流板坯連鑄機(jī)上通過(guò)加大二次冷卻比水量，在凝固末端設(shè)置強(qiáng)冷區(qū)， 同時(shí)采用連續(xù)形輥縫收縮技術(shù)，使二次冷卻區(qū)支撐輥的輥縫呈連續(xù)形遞減，且上一扇形段出口與下一扇形段入口的輥間開(kāi)口度保持一致，從而避免帶液芯矯直板坯，達(dá)到防止板坯鼓肚，減輕中心偏析，增加等軸晶率，降低板坯內(nèi)部裂紋發(fā)生率，優(yōu)化鑄坯低倍組織結(jié)構(gòu)，提高鋼材性能尤其是鋼板延伸合格率。
具體實(shí)施例方式加大二冷水量
鑄坯中心偏析是與凝固末期液相穴末端糊狀區(qū)的體積有關(guān)的。在凝固末端設(shè)置強(qiáng)冷區(qū)，且強(qiáng)冷區(qū)長(zhǎng)度和冷卻水量是可調(diào)的，強(qiáng)冷能壓實(shí)鑄坯芯部，防止坯殼鼓脹，增加等軸晶區(qū)，使中心偏析大為改善。本發(fā)明在雙流板坯連鑄機(jī)現(xiàn)有冷卻水表的基礎(chǔ)上進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)，根據(jù)傳熱理論、 鑄坯凝固冶金準(zhǔn)則和鑄坯質(zhì)量情況反饋，優(yōu)化二次冷卻區(qū)各段的冷卻水量，確定各段最佳冷卻水量分配比(見(jiàn)表1)，最后制定出一套適合不同拉速、斷面和鋼種的冷卻水表。雙流板坯連鑄機(jī)的二次冷卻共分12個(gè)冷卻區(qū)，分別采用噴淋水/氣霧冷卻方式，其原冷卻水表的比水量在0.3 0.9 L/kg。首先，針對(duì)某一鋼種，生產(chǎn)時(shí)采用比原冷卻水表比水量大0. 1 0. 2 L/kg的水表，其他工藝參數(shù)不變，跟蹤鑄坯質(zhì)量情況。接著，根據(jù)鑄坯質(zhì)量情況反饋，調(diào)整各段冷卻水量分配，如針對(duì)裂紋敏感鋼，加大結(jié)晶器足輥、彎曲段上部冷卻水量，加大矯直前扇形段的外弧冷卻水量，再觀察鑄坯質(zhì)量情況。最后，經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試，確定適合不同拉速、不同斷面和不同鋼種的冷卻水表。優(yōu)化之后，雙流板坯連鑄機(jī)的二次冷卻共分12個(gè)冷卻區(qū)，共有10個(gè)冷卻水表，按照強(qiáng)冷(二冷比水量1.0 1. 1 L/kg)、中冷(二冷比水量0.8 0.9 L/kg)、弱冷(二冷比水量0.7 0.8 L/kg)、中弱冷(二冷比水量0.45 0.6 L/kg)、微弱冷(二冷比水量0. 4 0.45 L/kg)分為五檔，以分別適應(yīng)不同鋼種的冷卻需求。與原冷卻水表相比，二冷比水量約提高0.1 0.2 L/kg。優(yōu)化的基本原則是在保證板坯表面質(zhì)量的前提下，增加結(jié)晶器足輥及彎曲段上部的冷卻水量，加強(qiáng)外弧側(cè)冷卻，加強(qiáng)矯直段之前弧形段的冷卻，盡可能不帶液芯矯直，降低板坯內(nèi)裂發(fā)生率。優(yōu)化后，低碳鋼或裂紋不敏感鋼的二冷比水量為1. 0 1. 1 L/kg，裂紋敏感鋼或低合金鋼的二冷比水量為0. 45 0. 55 L/kg，其各段最佳冷卻水量分配范圍見(jiàn)表1 (鑄坯斷面210 230mmX 1650mm、拉速1. Om/min)。
表1 雙流板坯連鑄機(jī)二次冷卻各段最佳冷卻水量分配范圍
權(quán)利要求
1.一種雙流板坯連鑄機(jī)調(diào)整二冷水量和輥縫值方法，其特征在于雙流板坯連鑄機(jī)的二次冷卻共分12個(gè)冷卻區(qū)，共有10個(gè)冷卻水表，分為五檔，按照強(qiáng)冷二冷比水量1. 0 1. 1 L/kg，中冷二冷比水量0. 8 0. 9 L/kg，弱冷二冷比水量 0.7 0.8 L/kg，中弱冷二冷比水量0.45 0.6 L/kg，微弱冷二冷比水量0. 4 0. 45 L/kg劃分，以分別適應(yīng)不同鋼種的冷卻需求；二次冷卻區(qū)支撐輥的輥縫從上到下符合鑄坯線收縮的規(guī)律，呈連續(xù)形遞減，且上一扇形段出口與下一扇形段入口的輥間開(kāi)口度保持一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙流板坯連鑄機(jī)調(diào)整二冷水量和輥縫值方法，其特征在于低碳鋼或裂紋不敏感鋼的二冷比水量為1. 0 1. 1 L/kg。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙流板坯連鑄機(jī)調(diào)整二冷水量和輥縫值方法，其特征在于裂紋敏感鋼或低合金鋼的二冷比水量為0. 45 0. 55 L/kg。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙流板坯連鑄機(jī)調(diào)整二冷水量和輥縫值方法，雙流板坯連鑄機(jī)的二次冷卻共分12個(gè)冷卻區(qū)，共有10個(gè)冷卻水表，分為五檔，按照強(qiáng)冷二冷比水量1.0～1.1L/kg，中冷二冷比水量0.8～0.9L/kg，弱冷二冷比水量0.7～0.8L/kg，中弱冷二冷比水量0.45～0.6L/kg，微弱冷二冷比水量0.4～0.45L/kg劃分，以分別適應(yīng)不同鋼種的冷卻需求；二次冷卻區(qū)支撐輥的輥縫從上到下符合鑄坯線收縮的規(guī)律，呈連續(xù)形遞減，且上一扇形段出口與下一扇形段入口的輥間開(kāi)口度保持一致。本發(fā)明降低內(nèi)部裂紋發(fā)生率，優(yōu)化鑄坯低倍組織結(jié)構(gòu)，提高鋼材性能合格率的良好效果。
文檔編號(hào)B22D11/22GK102380596SQ201110369829
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者劉海強(qiáng), 厚健龍, 徐黨委, 李子林, 王三忠, 盛士峰, 程德朝, 袁世堂, 袁爽, 裴鳳娟, 陳波, 高新軍, 黃重 申請(qǐng)人:安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司