[发明专利]带纵向凸台的连铸坯及其连铸结晶器铜管和铸轧方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属凝固和连续铸造领域，特别涉及一种带中部纵向凸台的连铸坯、生产该连铸坯的结晶器铜管和其铸轧方法。 

背景技术

随着世界冶金技术的发展，现代连铸技术不断进步，可浇铸钢种不断扩大，一些高碳、高合金、高品质钢种已经不断在大型钢铁企业连铸生产流程中得以生产。尤其是大断面铸坯连铸技术的发展，对钢材的压缩比要求增加，对钢材产品的内部质量要求提高。但由于凝固过程选份结晶规律的存在，在高合金、高碳钢的大断面铸坯生产过程中带来的不利影响就是铸坯的中心偏析与疏松，它是造成高合金、高碳钢中心疲劳缺陷发生以至于断裂的根本原因。 

为了克服高合金、高碳钢中心偏析给钢材服役性能带来的危害，多年来冶金工作者开展了大量的研究工作，开发了一系列的控制凝固技术，这其中主要的有两个：一是电磁搅拌技术，包括结晶器电磁搅拌、凝固末端电磁搅拌等。它是在较低的钢水过热度条件下，通过增加铸坯的中心等轴晶率以达到减少铸坯中心偏析的目的。但是，实际应用效果表明：提高铸坯的中心等轴晶率对铸坯的中心偏析和疏松的改善是十分明显的，但它并没有达到人们所期望的效果，有时甚至不可避免的还会造成Ｖ形偏析和白亮带的发生。 

针对上述问题，近年来冶金工作者又开发出了凝固末端轻压下技术，它已被广泛的应用于方坯、矩形坯、板坯的连铸生产，并在改善铸坯中心偏析和疏松方面起到了积极的作用。人们通过压下量的调整可以使得铸坯中心达到零偏析，甚至负偏析。但在宽度和厚度相近的大矩形坯、甚至宽度和厚度相等的大方坯生产中，由于偏析仅发生在铸坯芯部很小的区域内，要将该区域轧合，并将偏析的溶液挤出，必须对整个大断面坯进行轧制。这样，不仅需要较大的压下力，而且较小的压下量并不能被完全传递到铸坯芯部，而是需要较大压下量。较大的压下量造成凝固前沿延展变形量增大，这是造成凝固末端枝晶间压下裂纹产生的根本原因。中国文献《改善小方坯内部质量的措施》（文献来源：刘欣.连铸，2009，（4），p36～39）通过优化连铸工艺，使铸坯内部质量得到改善。中国文献《大方坯连铸动态轻压下技术应用研究》（文献来源：杨素波，陈永，李桂军.钢铁，2005，40（6），p24-26）通过调整轻压下工艺制度改善了铸坯中心偏析、疏松和缩孔。 

现有的技术中，生产矩形坯、方坯连铸结晶器只有两种：一是管式矩形坯、方坯结晶器，二是四块板组合式矩形坯、方坯结晶器。但总体上看，它们生产出来的铸坯都是矩形或方形。 

中国实用新型专利CN102554155A，名称“管式结晶器”，提供了一种方坯管式结晶器，采用上述技术生产出来的铸坯均为矩形坯或方坯。在对这些铸坯进行凝固末端轻压下时，不可避免的要产生压下力大、凝固末端易产生压下裂纹等问题。 

发明内容

本发明的目的是提供了一种带中部纵向凸台的连铸坯、生产该连铸坯的结晶器铜管及其铸轧方法，可以降低铸轧过程所需的铸轧压下 力，减少凝固末端压下裂纹的产生；在同等压下力的情况下，得到增大铸轧压下量的效果。 

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案： 

一种带纵向凸台的连铸坯1，所述连铸坯中部在铸轧开始时有铸坯凝固末端液芯3，所述连铸坯的一侧或相对的两侧的中间区域带有中部向外突出的纵向凸台2。 

其中，B为铸坯凝固末端液芯3的宽度，L为中部纵向凸台2的宽度，B＜L；E为铸坯凝固末端液芯3的厚度，H为中部纵向凸台2的高度，在连铸坯的一侧带有纵向凸台时，E＜H；在连铸坯相对的两侧带有纵向凸台时，E＜2H。 

所述中部纵向凸台2的形状为平台状或弧状。 

所述中部纵向凸台2为叠加的两层或两层以上的台阶组合或并列的两个或多个台阶组合。 

一种生产上述连铸坯的结晶器铜管4，该结晶器铜管包括四个工作曲面，分别是相对的外弧面5、内弧面6和两个相对的侧面7、8，其中，在结晶器铜管4的任意横截面上，在内弧面和/或外弧面的中间区域，自上而下有一个向外突出的纵向凹槽12。 

所述纵向凹槽12的总宽度L1为结晶器铜管4内腔总宽度A1的10％～100％；当所述纵向凹槽12分布在内弧面6和外弧面5时，每个纵向凹槽的深度H1为2～15mm；当所述纵向凹槽分布在内弧面6或外弧面5时，纵向凹槽的深度为4～25mm。 

所述纵向凹槽12为平台状凹槽或弧状凹槽。 

所述平台状凹槽由中间平直区11和两边过渡区9、10组成；凹槽的每个过渡区宽度D1为凹槽总长度L1的10％～30％。