[发明专利]一种提高铸坯表面塑性的二冷喷嘴布置方法及二冷控制方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种提高铸坯表面塑性的二冷喷嘴布置方法及二冷控制方法。

背景技术

连铸生产过程中，铸坯表面裂纹缺陷一直以来困扰着国内外的冶金工作者，各个生产企业联合高等院校和科研机构针对该问题进行了大量研究工作，形成了适合于各自企业的控制措施，很好地抑制了连铸坯表面裂纹缺陷的发生。

经过大量研究，冶金工作者提出了减轻微合金钢角部横裂纹缺陷的常规方法——避开微合金钢的脆性温度区，该方法包括“热行”和“冷行”两种思路。所谓“热行”就是通过采取减弱二次冷却水量的方法提高铸坯的表面温度，使得铸坯在经过矫直段时铸坯表面温度高于脆性温度区上限。“冷行”就是二次冷却采用强冷措施降低铸坯表面温度低于脆性温度下限，此两种方法均可以使得铸坯经过矫直区时表面温度避开脆性温度区间，在一定程度上提高了矫直区铸坯塑性，减轻微合金钢角部横裂纹发生几率，但是很难做到完全消除。这主要是由于实际连铸生产过程中铸坯表面温度在横断面上分布并不均匀，尤其铸坯角部属于二维冷却，其温度显著低于其它位置，因而生产中铸坯表面温度很难完全避开钢的脆性温度区。基于以上技术缺陷，又有研究者提出了带倒角结晶器的控制措施。将铸坯角部二维传热转化为倒角面的传热方式，该技术措施在很大程度上改善了铸坯角部横裂纹缺陷。但是，其对于偏离角部的横裂纹的改善效果不足，未能彻底消除铸坯角部区域的横裂纹缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种提高铸坯表面塑性的二冷喷嘴布置方法及二冷控制方法，该方法可以有效细化连铸坯表层组织晶粒，抑制相变过程中铁素体膜在奥氏体晶界的析出行为，提高连铸坯高温塑性，从而消除连铸生产过程中常见的铸坯表面裂纹缺陷。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种提高铸坯表面塑性的二冷喷嘴布置方法，在连铸机垂直段设置宽面喷嘴和窄面喷嘴，喷嘴按奇偶排交错布置，根据铸坯厚度和宽度尺寸不同，喷嘴的数量不同；宽面喷嘴和窄面喷嘴分别采用独立回路控制。

一种提高铸坯表面塑性的二冷控制方法，在该方法中，包括以下步骤：

步骤一：当连铸坯出结晶器后，利用上述二冷喷嘴布置方式，先对铸坯进行强制冷却，将铸坯表面温度快速降至750℃以下；步骤二：随后关闭垂直段下部区域窄面和宽面角部喷嘴，使铸坯表面温度快速回温至1100℃左右。

进一步，在步骤一中，二次冷却水量为15～40m³/h。在步骤二中，弯曲段至水平段采取常规冷却模式，二次冷却水量为2～10m³/h。

铸坯表面温度变化历程使铸坯表层组织经历了一次“热处理”，铸坯表层组织得到大幅度细化。回温后铸坯表层形成致密的奥氏体组织，同时抑制了晶界铁素体膜的析出量，从根本上提高了铸坯表层的高温塑性。

本发明的有益效果在于：本发明通过二次冷却制度的优化，抑制铁素体膜在奥氏体晶界的析出行为，提高在线连铸坯表层的高温塑性，从根本上消除了铸坯表面裂纹缺陷。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为直弧形连铸机示意图；

图2为本发明的二冷喷嘴布置方式示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

图1为直弧形连铸机示意图，如图所示，该直弧形连铸机分为垂直段、弯曲段、弧形段、矫直段和水平段。本发明所述的二冷喷嘴布置方法适用于全部带有垂直段的连铸机机型，布置方式示意图如图2所示。

所述的的二冷喷嘴布置方法如下：在连铸机垂直段设置宽面喷嘴和窄面喷嘴，喷嘴按奇偶排交错布置，根据铸坯厚度和宽度尺寸不同，喷嘴的数量不同；宽面喷嘴和窄面喷嘴分别采用独立回路控制。

同时，采用上述二冷喷嘴布置方法来提高铸坯表面塑性的二冷控制方法如下：在该方法中，包括以下步骤：

步骤一：当连铸坯出结晶器后，利用上述二冷喷嘴布置方式，先对铸坯进行强制冷却，将铸坯表面温度快速降至750℃以下；步骤二：随后关闭垂直段下部区域窄面和宽面角部喷嘴，使铸坯表面温度快速回温至1100℃左右。

进一步，在步骤一中，二次冷却水量为15～40m³/h。在步骤二中，弯曲段至水平段采取常规冷却模式，二次冷却水量为2～10m³/h。