一種冷鐓鋼小方坯連鑄矯直裂紋的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煉鋼連鑄技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種冷鐓鋼小方坯連鑄矯直裂紋的控制方法。能有效改善鑄坯表面質(zhì)量，避免后續(xù)加工過程中的成品缺陷。
【背景技術(shù)】
[0002]在連鑄過程中，受到鑄坯角部傳熱特性的影響，角部處于二維傳熱條件下，鑄坯角部溫度極易進(jìn)入第三脆性區(qū)，從而矯直過程中內(nèi)弧側(cè)產(chǎn)生裂紋。板坯或大方坯可根據(jù)鋼種的第三脆性區(qū)范圍通過總體比水量及各區(qū)水量的調(diào)整，采用強冷工藝或弱冷工藝避開第三脆性區(qū)。板坯連鑄也可通過SSC工藝或者倒角結(jié)晶器工藝來避免板坯角橫裂的產(chǎn)生。然而，在小方坯連鑄受到設(shè)備特點的限制，冷卻區(qū)較短，鑄坯出冷卻區(qū)后距離矯直區(qū)仍有7?8m距離，鑄坯表面溫度回溫明顯，不易采用強冷工藝避開角部溫度進(jìn)入脆性區(qū)。然而，若采用高溫區(qū)避開第三脆性區(qū)，需合理控制連鑄工藝，避免鑄坯表面的強烈回溫，否則易產(chǎn)生中間裂紋等缺陷。由于目前小方坯連鑄二冷工藝多采用比例法或參數(shù)法控制各冷卻區(qū)的二冷水量，該方法無法解決拉速波動給鑄坯質(zhì)量帶來的影響，尤其在降拉速過程中，鑄坯表面溫度易出現(xiàn)過冷進(jìn)入脆性區(qū)，導(dǎo)致矯直裂紋的產(chǎn)生。
[0003]而冷鐓鋼受后續(xù)加工工藝的影響，需嚴(yán)格控制鑄坯矯直裂紋或其他近表面裂紋。鑄坯表面矯直裂紋極易引起后續(xù)加工過程中的裂紋等缺陷，影響成材率，危害大。
[0004]冷鐓鋼鑄坯矯直裂紋特點及其原因從生產(chǎn)過程取樣分析中發(fā)現(xiàn)，1、冷鐓鋼鑄坯表面矯直裂紋產(chǎn)生于鑄坯內(nèi)弧側(cè)，靠近角部;2、冷鐓鋼鑄坯表面矯直裂紋鑄坯A1含量較高，鋼中最大A1含量達(dá)到0.13%。通過高溫?zé)崮M實驗，該鋼種高鋁條件下鑄坯第三脆性區(qū)范圍為720?920°C。在提出本發(fā)明之前，冷鐓鋼連鑄拉速為2.0m/min，比水量1.0L/kg，澆次過程中拉速波動較大。通過計算分析及現(xiàn)場測溫，鑄坯進(jìn)入角部時，鑄坯角部溫度約840°C，位于第三脆性區(qū)波谷附近不利于矯直裂紋的控制。
[0005]除連鑄工藝對鑄坯角部溫度影響較大外，另一影響鑄坯表面質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)為設(shè)備因素。在厚板坯連鑄過程中，3D噴淋工藝已得到應(yīng)用，但是常規(guī)板坯連鑄中二冷角部溫度的控制更多的是以板坯寬度方向冷卻回路的合理化設(shè)置及根據(jù)鑄坯寬度調(diào)節(jié)的幅切功能。然而，板坯連鑄機受到產(chǎn)品大綱多樣性及噴淋區(qū)回路的相對固定等因素限制，板坯角橫裂一直是行業(yè)面臨的熱點及難點。同樣的，方坯鑄機受設(shè)備相對簡單等因素影響，鑄坯矯直裂紋同樣是行業(yè)的難點問題。因此針對冷鐓鋼，需提出連鑄工藝的系統(tǒng)控制方法，避免矯直裂紋缺陷的產(chǎn)生。
[0006]目前，針對小方坯連鑄通過設(shè)備改造優(yōu)化鑄坯角部矯直裂紋的專利較少。專利號201210219809.4提供了一種涉及特厚板坯的3D噴淋工藝解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種冷鐓鋼小方坯連鑄矯直裂紋的控制方法，解決了在冷鐓鋼小方坯連鑄過程中矯直裂紋缺陷產(chǎn)生及影響成材率的問題。實現(xiàn)了系統(tǒng)合理控制連鑄工藝，不增加成本，明顯改善鑄坯表面質(zhì)量，提高后續(xù)加工過程成材率。
[0008]—種冷鐓鋼小方坯連鑄矯直裂紋的控制方法，鑄機主要設(shè)備參數(shù):斷面尺寸為130mm X 130mm?280mm X 280mm;該鑄機基礎(chǔ)圓弧半徑為8?12m; 二冷區(qū)包含4個冷卻區(qū)，分別為足輥段SC1、活動段SC2、固定1段SC3及固定2段SC4，總長度共計7?9m，具體步驟及參數(shù)如下:
[0009]1、方坯連鑄機噴嘴改造方法，使方坯連鑄角部穩(wěn)定得到了有效控制。在二次冷卻區(qū)內(nèi)，具體調(diào)整方法如下:在活動段SC2中調(diào)整噴嘴選型或安裝高度使鑄坯各面距角部20?30mm范圍內(nèi)不被二冷水覆蓋;在固定1段SC3中調(diào)整噴嘴選型或安裝高度使鑄坯各面距角部30?40mm范圍內(nèi)不被二冷水覆蓋;在固定2段SC4中調(diào)整噴嘴選型或安裝高度使鑄坯各面距角部偏離角部40?50mm范圍內(nèi)不被二冷水覆蓋。
[0010]通過上述工藝的調(diào)整，鑄坯表面溫度在二次冷卻區(qū)的周期性回溫得到了有效控制，且矯直區(qū)鑄坯表面中心溫度可控制在1030?1050°C，角部溫度可控制在920?930°C。[0011 ] 2、控制拉速范圍2.4m/min?2.7m/min，調(diào)整結(jié)晶器水量1400?1600L/min，調(diào)整二冷區(qū)內(nèi)各冷卻區(qū)二冷水分配比為24?34: 28?36: 21?29:8?17，調(diào)整二冷比水量為0.8L/kg?1.0L/kg，根據(jù)坯殼生長進(jìn)程調(diào)整噴嘴性能使鑄坯各面距角部20?50mm范圍內(nèi)不被二冷水覆蓋，控制過熱度25?35°(3，控制鋼水成分41七〈0.1￥七％418/^1七>0.9。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點在于:將缺陷原因分析與生產(chǎn)實際條件相結(jié)合，方法簡單，適用性強，而且效果顯著。系統(tǒng)合理控制連鑄工藝，不增加成本，明顯改善鑄坯表面質(zhì)量，提高后續(xù)加工過程成材率，增強產(chǎn)品的競爭力。
【附圖說明】
[0013]圖1為小方坯鑄機二次冷卻區(qū)劃分示意圖。
[0014]圖2為調(diào)整前鑄還周向二冷水覆蓋示意圖。
[0015]圖3為調(diào)整后鑄坯周向二冷水覆蓋示意圖。
【具體實施方式】
[0016]實施例1
[0017]利用本發(fā)明所涉及到的方法及控制手段在首鋼迀鋼公司小方坯鑄機冷鐓鋼進(jìn)行應(yīng)用。
[0018]鑄機主要設(shè)備參數(shù):斷面尺寸為:160mm X 160mm;該鑄機基礎(chǔ)圓弧半徑為9.5m; 二冷區(qū)包含4個冷卻區(qū)，分別為足輥段SC1、活動段SC2、固定1段SC3及固定2段SC4，總長度共計7.2m0
[0019]1、根據(jù)坯殼生長進(jìn)程調(diào)整噴嘴性能橫向覆蓋寬度:在活動段SC2中調(diào)整噴嘴選型使鑄坯各面距角部25mm范圍內(nèi)不被二冷水覆蓋;在固定1段SC3中調(diào)整噴嘴選型使鑄坯各面距角部35mm范圍內(nèi)不被二冷水覆蓋;在固定2段SC4中調(diào)整噴嘴選型使鑄坯各面距角部偏離角部45mm范圍內(nèi)不被二冷水覆蓋。
[0020]2、冷鐓鋼小方坯連鑄生產(chǎn)工藝控制:控制過熱度為30°C;鋼水成分及潔凈度:Alt:
0.085wt%，Als/Alt:0.94;控制拉速:2.4m/min；結(jié)晶器冷卻水量:1500L/min；二冷水分配比:30:32:25:13;二冷比水量:0.9L/kg;
[0021]通過上述工藝的調(diào)整，鑄坯表面溫度在二次冷卻區(qū)的周期性回溫得到了有效控制，且矯直區(qū)鑄坯表面中心溫度可控制在1040°C，角部溫度可控制在925°C。通過上述控制方法，鑄坯矯直裂紋明顯減少，下游乳制過程或用戶反饋良好。
【主權(quán)項】
1.一種冷鐓鋼小方坯連鑄矯直裂紋的控制方法，鑄機主要設(shè)備參數(shù)包括:斷面尺寸為130mm X 130mm?280mm X 280mm;基礎(chǔ)圓弧半徑為8?12m; 二冷區(qū)包含4個冷卻區(qū)，分別為足輥段SC1、活動段SC2、固定1段SC3及固定2段SC4，總長度共計7?9m;其特征在于，具體步驟及參數(shù)如下: 1)方坯連鑄機噴嘴改造方法;在二次冷卻區(qū)內(nèi)，具體調(diào)整方法如下:在活動段SC2中調(diào)整噴嘴選型或安裝高度使鑄坯各面距角部20?30mm范圍內(nèi)不被二冷水覆蓋;在固定1段SC3中調(diào)整噴嘴選型或安裝高度使鑄坯各面距角部30?40mm范圍內(nèi)不被二冷水覆蓋;在固定2段SC4中調(diào)整噴嘴選型或安裝高度使鑄坯各面距角部偏離角部40?50mm范圍內(nèi)不被二冷水覆蓋； 2)控制拉速范圍2.4m/min?2.7m/min，調(diào)整結(jié)晶器水量1400?1600L/min，調(diào)整二冷區(qū)內(nèi)各冷卻區(qū)二冷水分配比為24?34:28?36: 21?29:8?17，調(diào)整二冷比水量為0.8L/kg?1.0L/kg，根據(jù)坯殼生長進(jìn)程調(diào)整噴嘴性能使鑄坯各面距角部20?50mm范圍內(nèi)不被二冷水覆蓋，控制過熱度25?35°(3，控制鋼水成分41伏0.1￥七％^18/^1七>0.9。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟1)中通過工藝的調(diào)整，鑄坯表面溫度在二次冷卻區(qū)的周期性回溫得到了控制，且矯直區(qū)鑄坯表面中心溫度控制在1030?1050°C，角部溫度控制在920?930°C。
【專利摘要】一種冷鐓鋼小方坯連鑄矯直裂紋的控制方法，屬于煉鋼連鑄技術(shù)領(lǐng)域。二冷區(qū)包含4個冷卻區(qū)，總長度共計7～9m；通過方坯連鑄機噴嘴改造，在冷卻區(qū)中通過調(diào)整噴嘴選型或安裝高度使鑄坯各面距角部一定范圍內(nèi)不被二冷水覆蓋；鑄坯表面溫度在二冷區(qū)的周期性回溫得到控制，矯直區(qū)鑄坯表面中心溫度控制在1030～1050℃；控制拉速范圍，調(diào)整結(jié)晶器水量、二冷水分配比、二冷比水量；控制過熱度、鋼水成分。優(yōu)點在于，方法簡單，適用性強，效果顯著，增強產(chǎn)品的競爭力。
【IPC分類】B22D11/22, B22D11/124
【公開號】CN105478696
【申請?zhí)枴緾N201510997828
【發(fā)明人】劉珂, 孫齊松, 王麗萍, 羅志俊, 丁寧, 呂迺冰, 佟倩, 陳濤, 張瑋, 孔祥濤, 王暢
【申請人】首鋼總公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月26日