[发明专利]连铸铸坯的冷却方法及包括该方法的连铸钢坯的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及连铸铸坯的冷却方法及包括该冷却方法的连铸钢坯的生产 方法。

背景技术

车轴是铁道车辆走行的重要部件，其质量状态直接关系到车轴的承载能 力和运输安全。世界各国铁路部门都非常重视车辆用车轴钢的生产工艺技术 和实物质量的提高。长期以来一直采用模铸工艺生产车轴钢，然而，连铸工 艺较模铸工艺具有工艺流程简单、金属得率高，且生产的连铸钢坯较模铸钢 坯具有高表面质量、高成分均匀性及性能稳定性等显著优点，因此，采用连 铸工艺生产铁道车辆车轴用钢势在必行。

在现有技术的连铸生产工艺中，将高温钢水连续不断地浇到结晶器中进 行凝结，待钢水凝固成一定厚度的铸坯后，将该铸坯从结晶器中拉出，并通 过二次冷却区进行均匀、缓慢冷却。通常在二次冷却区采用的冷却方法有空 冷、水冷和气水喷雾冷却。当采用这三种冷却方法对连铸铸坯进行二次冷却 时，生产的钢坯易产生表面裂纹、内部裂纹、中心疏松和中心偏析等缺陷。

因此，研究制定合理的车轴钢连铸工艺，尤其是连铸二次冷却工艺，解 决车轴钢连铸坯存在的表面裂纹、中心裂纹、中心疏松和中心偏析等缺陷的 技术难题，稳定地生产出高质量的连铸钢坯，是开发生产高品质车轴的关键 环节。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的连铸钢坯二次冷却工艺生产的钢 坯的具有表面裂纹、内部裂纹、中心疏松和中心偏析的缺陷，提供能够生产 出无表面裂纹和内部裂纹且仅有轻微中心疏松和中心偏析的连铸钢坯的连 铸钢坯二次冷却的方法。

本发明提供了一种连铸铸坯的冷却方法，该方法包括使铸坯通过喷淋冷 却区进行冷却，其特征在于，所述喷淋冷却区至少为3个，铸坯连续通过所 述至少3个喷淋冷却区，且依照铸坯通过的先后顺序，铸坯在各个喷淋冷却 区中的温度降低值逐渐减小。

本发明还提供了一种连铸钢坯的生产方法，该方法包括将钢水铸造成铸 坯，然后将所得铸坯进行冷却，其特征在于，所述冷却的方法为本发明提供 的连铸铸坯的冷却方法。

由于采用了本发明提供的连铸钢坯的二次冷却方法，从而生产的连铸钢 坯没有表面裂纹和内部裂纹，且中心疏松≤1.0级、中心偏析≤0.5级。

具体实施方式

本发明提供了一种连铸铸坯的冷却方法，该方法包括使铸坯通过喷淋冷 却区进行冷却，其特征在于，所述喷淋冷却区至少为3个，铸坯连续通过所 述至少3个喷淋冷却区，且依照铸坯通过的先后顺序，铸坯在各个喷淋冷却 区中的温度降低值逐渐减小。

在本发明提供的连铸铸坯的冷却方法中，只要满足铸坯在各个喷淋冷却 区中的温度降低值依次降低即可实现本发明的目的。优选情况下，依照铸坯 通过的先后顺序，铸坯在相邻两个喷淋冷却区中的温度降低值的比例为 1:0.1-0.9，同时铸坯在第一个冷却区中降低的温度为50-250℃。符合该优选 条件，从而生产的铸坯不仅可以完全克服表面裂纹和内部裂纹等缺陷，而且 还可以明显降低中心疏松和中心偏析。进一步优选情况下，铸坯在相邻两个 喷淋冷却区中的温度降低值的比例为1:0.4-0.6，铸坯在第一个冷却区中降低 的温度为100-200℃。而且，在同一个连铸工艺的冷却过程中，铸坯在各个 相邻冷却区中的温度降低值的比例可以为相同或不同。

在本发明中所述喷淋冷却区至少为3个，虽然冷却区的个数越多冷却的 效果越好，然而，在铸坯各个相邻冷却区中的温度降低值满足以上条件的情 况下，当冷却区的个数超过8个时，铸坯的冷却效果并不会有明显地改善， 因此，将喷淋冷却区的个数优选为3-8个，最优选为5个。

在本发明提供的冷却方法中，具体是对从结晶器中结晶后拉出的铸坯进 行二次冷却，为了保证经初步冷却后的铸坯的坯壳具有一定的强度，从而使 该铸坯能够承受通过喷淋冷却区时的拉力，因此铸坯的温度优选为950-1250 ℃。本发明中，所述喷淋冷却区可以通过对所述铸坯喷淋冷却剂来实现对铸 坯的冷却，在喷淋冷却区中喷淋的冷却剂可以为各种常规的冷却剂，在本发 明中优选为水，而且为了节省能源，通常使用环境温度下的水，所述环境温 度通常指5-40℃的温度范围，也即，本发明中，所述冷却剂优选为5-40℃的 水。