專利名稱：一種雙流板坯連鑄機調整二冷水量和輥縫值方法
技術領域：
本發(fā)明屬于板坯連鑄領域，具體涉及一種通過調整二冷水量和優(yōu)化輥縫來改善板坯內部質量的一種雙流板坯連鑄機調整二冷水量和輥縫值方法。
背景技術：
目前，為了獲得良好的連鑄坯質量，一般根據(jù)鋼種和產品的不同要求，在連續(xù)澆鑄過程中分階段采用不同的工藝技術，如鋼包長水口保護澆注、中間包冶金技術、浸入式水口設計、保護渣性能優(yōu)化、結晶器液面波動控制、二次冷卻區(qū)控制、電磁攪拌技術和動態(tài)輕壓下技術等，以達到有效控制連鑄坯質量、保證產品性能的目的。連鑄坯的內部缺陷主要決定于在二次冷卻區(qū)鑄坯冷卻過程和鑄坯支撐系統(tǒng)，其主要表現(xiàn)形式為裂紋、偏析、疏松和夾雜等。經過軋制或熱處理后，有些缺陷可以焊合，對產品性能并無影響。但嚴重的內部缺陷，會降低產品的機械性能和耐腐蝕性能，造成船板鋼等斷口檢驗不合格，影響鋼的加工和使用性能，降低中厚板探傷合格率等，對產品質量產生很大危害。因此，現(xiàn)階段理論上主要從板坯凝固過程中傳熱、傳質和應力作用三個方面入手來改善板坯的內部質量，即采用合理的二次冷卻制度，使鑄坯均勻冷卻；控制二冷區(qū)鑄坯受力和變形，減少裂紋；控制液相穴鋼水流動，促進和改善夾雜物上浮與分布。

發(fā)明內容
由鑒于此，本發(fā)明提供了一種雙流板坯連鑄機調整二冷水量和輥縫值方法，通過加大二次冷卻比水量和連續(xù)收縮輥縫來改善板坯內部質量，其打破了常規(guī)雙流板坯連鑄機二冷采用弱冷和階梯形收縮輥縫的現(xiàn)狀，為降低鑄坯裂紋發(fā)生率，防止鼓肚、減輕偏析和優(yōu)化板坯低倍組織結構，提供了一套實際可操作性強的板坯內部質量控制方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案
一種雙流板坯連鑄機調整二冷水量和輥縫值方法，其中，雙流板坯連鑄機的二次冷卻共分12個冷卻區(qū)，共有10個冷卻水表，分為五檔，按照強冷二冷比水量1. 0 1. 1 L/kg， 中冷二冷比水量0. 8 0. 9 L/kg，弱冷二冷比水量0. 7 0. 8 L/kg,中弱冷二冷比水量0. 45 0. 6 L/kg，微弱冷二冷比水量0. 4 0. 45 L/kg劃分，以分別適應不同鋼種的冷卻需求；
二次冷卻區(qū)支撐輥的輥縫從上到下符合鑄坯線收縮的規(guī)律，呈連續(xù)形遞減，且上一扇形段出口與下一扇形段入口的輥間開口度保持一致。進一步，低碳鋼或裂紋不敏感鋼的二冷比水量為1. 0 1. 1 L/kg。進一步，裂紋敏感鋼或低合金鋼的二冷比水量為0. 45 0. 55 L/kg。本發(fā)明的有益效果為
為了改善連鑄坯的低倍組織結構，一般會在板坯連鑄二次冷卻區(qū)采取弱冷卻，適當減少水量以增加等軸晶比例，但帶液芯矯直時，由于固液交界面的糊狀區(qū)晶體強度和塑性都非常小，當凝固殼受應力作用(如熱應力、鼓肚力、矯直力)的變形超過其臨界值時，就會在鑄坯兩相區(qū)凝固界面上產生裂紋，因此，本發(fā)明優(yōu)化了雙流板坯連鑄機的原有二冷水表，加大二冷比水量，使其冷卻能力增強，以盡量避免帶液芯矯直，降低鑄坯裂紋發(fā)生率。鋼水由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)，隨著溫度下降將發(fā)生液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮，其中固態(tài)收縮表現(xiàn)為整個鑄坯的線收縮，其對鑄坯的內部質量有著重要的影響。因此，結晶器應保持一定的倒錐度，二次冷卻區(qū)支撐輥的輥縫從上到下則應符合鑄坯線收縮的規(guī)律。由于考慮到設備維護簡單，一般將二次冷卻區(qū)設計為呈階梯形收縮的輥縫，即每一扇形段的出口和入口的輥縫開口度相同，僅在兩個扇形段之間進行輥縫收縮。由于上一扇形段出口與下一扇形段入口的輥縫不同，拉坯過程中會在兩個扇形段之間出現(xiàn)鼓肚，進而加重板坯內部溶質元素的偏析，給后續(xù)鋼板軋制帶來不能彌補的缺陷。為了使二冷區(qū)支撐輥更加符合鑄坯線收縮規(guī)律，本發(fā)明把輥子開口度優(yōu)化為連續(xù)收縮的輥縫，即上一扇形段出口與下一扇形段入口的輥間開口度保持一致，這樣鑄坯僅在該扇形段內進行連續(xù)變形，還可在板坯的凝固末端加大輥縫收縮量來補償鑄坯最后凝固的收縮，從而抑制殘余鋼水的流動，防止板坯鼓肚，減輕中心偏析，優(yōu)化鑄坯低倍組織結構，提高鋼材性能合格率，尤其是延伸合格率。本發(fā)明在雙流板坯連鑄機上通過加大二次冷卻比水量，在凝固末端設置強冷區(qū)， 同時采用連續(xù)形輥縫收縮技術，使二次冷卻區(qū)支撐輥的輥縫呈連續(xù)形遞減，且上一扇形段出口與下一扇形段入口的輥間開口度保持一致，從而避免帶液芯矯直板坯，達到防止板坯鼓肚，減輕中心偏析，增加等軸晶率，降低板坯內部裂紋發(fā)生率，優(yōu)化鑄坯低倍組織結構，提高鋼材性能尤其是鋼板延伸合格率。
具體實施例方式加大二冷水量
鑄坯中心偏析是與凝固末期液相穴末端糊狀區(qū)的體積有關的。在凝固末端設置強冷區(qū)，且強冷區(qū)長度和冷卻水量是可調的，強冷能壓實鑄坯芯部，防止坯殼鼓脹，增加等軸晶區(qū)，使中心偏析大為改善。本發(fā)明在雙流板坯連鑄機現(xiàn)有冷卻水表的基礎上進行生產試驗，根據(jù)傳熱理論、 鑄坯凝固冶金準則和鑄坯質量情況反饋，優(yōu)化二次冷卻區(qū)各段的冷卻水量，確定各段最佳冷卻水量分配比(見表1)，最后制定出一套適合不同拉速、斷面和鋼種的冷卻水表。雙流板坯連鑄機的二次冷卻共分12個冷卻區(qū)，分別采用噴淋水/氣霧冷卻方式，其原冷卻水表的比水量在0.3 0.9 L/kg。首先，針對某一鋼種，生產時采用比原冷卻水表比水量大0. 1 0. 2 L/kg的水表，其他工藝參數(shù)不變，跟蹤鑄坯質量情況。接著，根據(jù)鑄坯質量情況反饋，調整各段冷卻水量分配，如針對裂紋敏感鋼，加大結晶器足輥、彎曲段上部冷卻水量，加大矯直前扇形段的外弧冷卻水量，再觀察鑄坯質量情況。最后，經過反復調試，確定適合不同拉速、不同斷面和不同鋼種的冷卻水表。優(yōu)化之后，雙流板坯連鑄機的二次冷卻共分12個冷卻區(qū)，共有10個冷卻水表，按照強冷(二冷比水量1.0 1. 1 L/kg)、中冷(二冷比水量0.8 0.9 L/kg)、弱冷(二冷比水量0.7 0.8 L/kg)、中弱冷(二冷比水量0.45 0.6 L/kg)、微弱冷(二冷比水量0. 4 0.45 L/kg)分為五檔，以分別適應不同鋼種的冷卻需求。與原冷卻水表相比，二冷比水量約提高0.1 0.2 L/kg。優(yōu)化的基本原則是在保證板坯表面質量的前提下，增加結晶器足輥及彎曲段上部的冷卻水量，加強外弧側冷卻，加強矯直段之前弧形段的冷卻，盡可能不帶液芯矯直，降低板坯內裂發(fā)生率。優(yōu)化后，低碳鋼或裂紋不敏感鋼的二冷比水量為1. 0 1. 1 L/kg，裂紋敏感鋼或低合金鋼的二冷比水量為0. 45 0. 55 L/kg，其各段最佳冷卻水量分配范圍見表1 (鑄坯斷面210 230mmX 1650mm、拉速1. Om/min)。
表1 雙流板坯連鑄機二次冷卻各段最佳冷卻水量分配范圍
權利要求
1.一種雙流板坯連鑄機調整二冷水量和輥縫值方法，其特征在于雙流板坯連鑄機的二次冷卻共分12個冷卻區(qū)，共有10個冷卻水表，分為五檔，按照強冷二冷比水量1. 0 1. 1 L/kg，中冷二冷比水量0. 8 0. 9 L/kg，弱冷二冷比水量 0.7 0.8 L/kg，中弱冷二冷比水量0.45 0.6 L/kg，微弱冷二冷比水量0. 4 0. 45 L/kg劃分，以分別適應不同鋼種的冷卻需求；二次冷卻區(qū)支撐輥的輥縫從上到下符合鑄坯線收縮的規(guī)律，呈連續(xù)形遞減，且上一扇形段出口與下一扇形段入口的輥間開口度保持一致。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種雙流板坯連鑄機調整二冷水量和輥縫值方法，其特征在于低碳鋼或裂紋不敏感鋼的二冷比水量為1. 0 1. 1 L/kg。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種雙流板坯連鑄機調整二冷水量和輥縫值方法，其特征在于裂紋敏感鋼或低合金鋼的二冷比水量為0. 45 0. 55 L/kg。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙流板坯連鑄機調整二冷水量和輥縫值方法，雙流板坯連鑄機的二次冷卻共分12個冷卻區(qū)，共有10個冷卻水表，分為五檔，按照強冷二冷比水量1.0～1.1L/kg，中冷二冷比水量0.8～0.9L/kg，弱冷二冷比水量0.7～0.8L/kg，中弱冷二冷比水量0.45～0.6L/kg，微弱冷二冷比水量0.4～0.45L/kg劃分，以分別適應不同鋼種的冷卻需求；二次冷卻區(qū)支撐輥的輥縫從上到下符合鑄坯線收縮的規(guī)律，呈連續(xù)形遞減，且上一扇形段出口與下一扇形段入口的輥間開口度保持一致。本發(fā)明降低內部裂紋發(fā)生率，優(yōu)化鑄坯低倍組織結構，提高鋼材性能合格率的良好效果。
文檔編號B22D11/22GK102380596SQ201110369829
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權日2011年11月21日
發(fā)明者劉海強, 厚健龍, 徐黨委, 李子林, 王三忠, 盛士峰, 程德朝, 袁世堂, 袁爽, 裴鳳娟, 陳波, 高新軍, 黃重 申請人:安陽鋼鐵股份有限公司