[发明专利]一种含Nb亚包晶钢连铸坯、其制造方法及专用连铸机

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢连铸技术领域，尤其涉及一种含Nb亚包晶钢连铸坯、制造含Nb亚包晶钢连铸坯的方法及制造含Nb亚包晶钢连铸坯的专用连铸机。

背景技术

含Nb亚包晶钢连铸坯广泛应用于管线基础设施建设和汽车工业等行业，近年来成为国内钢铁企业的主要品种，为企业带来了可观的利润。

现有技术中，含Nb亚包晶钢连铸坯中的成分包括Fe（铁）、C（碳）、Si（硅）、Mn（锰）、P（磷）、S（硫）、Nb（铌）、Alt（全铝）、N（氮）、Cr（铬）、V（钒）、Ti（钛），其余成分为不可避免的杂质，其中的Alt和N（氮）的含量都较高。在连铸过程中，含Nb亚包晶钢连铸坯处于弯曲段时的二次冷却仅采用对其内弧面（曲率较大的弧面）中部（连铸坯宽度方向的中部）和外弧面（曲率较小的弧面）中部（连铸坯宽度方向的中部）喷淋的方式进行冷却，使内弧面表面温度和外弧面表面温度特别是内弧面边角部表面温度和外弧面边角部表面温度基本处于800℃-900℃。这样的含Nb亚包晶钢连铸坯角横裂纹（角横裂纹分为内弧角横裂纹和外弧角横裂纹，内弧角横裂纹位于内弧面边角部，外弧角横裂纹位于外弧面边角部）发生率高于普通钢铸坯。影响了连铸坯质量，并对热轧产品的产量及质量构成了较为严重的影响。

现有技术中，制造含Nb亚包晶钢连铸坯的方法是：先将精炼好的含Nb亚包晶钢的钢水从结晶器顶部入口注入结晶器中；再对结晶器进行一次冷却，使结晶器中的钢水外表面迅速凝固结晶形成周面封闭内有钢水的坯壳；然后将结晶器内的坯壳从结晶器底部出口引出并经弯曲后横向拉出，同时对该弯曲的坯壳进行二次冷却，此二次冷却仅采用对弯曲坯壳的内弧面（曲率较大的弧面）中部（坯壳宽度方向的中部）和外弧面（曲率较小的弧面）中部（坯壳宽度方向的中部）喷淋的方式进行冷却，使内弧面表面温度和外弧面表面温度特别是内弧面边角部表面温度和外弧面边角部表面温度基本处于800℃-900℃。在二次冷却的作用下，弯曲坯壳内的钢水继续迅速凝固结晶，形成弯曲的连铸坯；再将该弯曲的连铸坯矫直；最后将矫直后的连铸坯切割成一定长度的连铸坯。用这样的制造方法制造出的含Nb亚包晶钢连铸坯，其角横裂纹发生率高于普通钢连铸坯。

现有技术中，用于制造含Nb亚包晶钢连铸坯的设备通常是制造普通钢种的连铸机。该连铸机包括结晶器，其顶部有浇注钢水的入口，其底部有坯壳的出口，结晶器的外侧壁设有一次冷却系统。结晶器出口的下方设有拉矫机构，该拉矫机构由上、下两排相正对且相互平行的水平拉矫辊构成，该两排拉矫辊的后段排列呈向上弯曲的孤面，前段排列呈基本水平的平面，该两排拉矫辊之间形成连铸坯运行的通道，该通道的后段为弯曲段通道，前段为矫直段通道，弯曲段通道的通道入口朝上并与结晶器底部坯壳的出口对应设置，矫直段通道的通道出口处于水平方向，该通道出口处设有连铸坯切割装置。所述弯曲段通道有两个由所述两排向上弯曲呈孤面排列的拉矫辊上与连铸坯相接触的那段母线构成的弧面，该两个弧面的宽度等于连铸坯的宽度也等于弯曲段通道的宽度，其中，曲率较大的弧面为内弧面，曲率较小的弧面为外弧面。所述弯曲段通道沿着连铸坯运行的方向依次分为八个扇形段，即：0扇形段、1扇形段、2扇形段、3扇形段、4扇形段、5扇形段、6扇形段和7扇形段。位于弯曲段通道0扇形段-6扇形段的外弧面外侧对应于该外弧面宽度方向的中部和位于弯曲段通道0扇形段-6扇形段的内弧面内侧对应于该内弧面宽度方向的中部设有二次冷却系统。该二次冷却系统包括多个喷嘴，所述多个喷嘴的一部分在弯曲段通道0扇形段-6扇形段的外弧面外侧对应于该外弧面宽度方向的中部呈外弧面状分布，对应于该外弧面宽度方向中部分布的喷嘴个数为4个/排，喷嘴的喷口朝向弯曲段通道的外弧面；所述多个喷嘴的另一部分在弯曲段通道0扇形段-6扇形段的内弧面内侧对应于该内弧面宽度方向的中部呈内弧面状分布，对应于该内弧面宽度方向中部分布的喷嘴个数为4个/排，喷嘴的喷口朝向弯曲段通道的内弧面。这样的制造普通钢种的连铸机，例如用于制造2.150米宽度连铸坯的连铸机，其二次冷却的最大喷淋覆盖宽度为1.332米，远小于一般连铸坯的宽度（其宽度通常为1.5米-2.0米），因此二次冷却对连铸坯宽度方向的中部的冷却效果较好，而对连铸坯宽度方向两个边部的冷却效果较差。在实践中发现，制造出的船板钢等其他普通钢种连铸坯几乎没有角横裂纹缺陷。但是制造出的含Nb亚包晶钢连铸坯产生较多的角横裂纹缺陷。