一種抑制板坯晶界裂紋的冷卻方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋼鐵連鑄領(lǐng)域，尤其涉及一種抑制板坯晶界裂紋的冷卻方法，其特征在于，在傳統(tǒng)連鑄冷卻工藝的基礎(chǔ)上，分別提高鑄坯最后兩個(gè)冷卻區(qū)段的冷卻強(qiáng)度，其具體操作步驟如下：1）澆次開(kāi)澆后，初期二冷水按照常規(guī)冷卻曲線進(jìn)行控制，待鑄坯頭部過(guò)45處出扇形段最少5米后，再開(kāi)始投入強(qiáng)冷曲線；2）澆鑄過(guò)程中監(jiān)控鑄坯是否變形，調(diào)整鑄坯上下冷卻水流量；3）將鑄坯出扇形處表面溫度控制在600℃以下；4）在澆次最后一罐鋼水剩余20噸時(shí)，將強(qiáng)冷曲線轉(zhuǎn)換成常規(guī)冷卻曲線。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果是：使鑄坯中心保持在熱脆高溫線以上的組織結(jié)構(gòu)，有效避開(kāi)了脆性區(qū)間和晶界裂紋產(chǎn)生的條件，為厚板坯熱裝工藝的實(shí)施創(chuàng)造了技術(shù)條件。
【專利說(shuō)明】一種抑制板坯晶界裂紋的冷卻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金連鑄領(lǐng)域，尤其涉及一種抑制板坯晶界裂紋的冷卻方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在連鑄厚板坯生產(chǎn)過(guò)程中，常常會(huì)遇到在所檢驗(yàn)的鑄坯上未發(fā)現(xiàn)裂紋的存在，而軋制出的中厚板表面卻存在較嚴(yán)重的裂紋缺陷，尤其是含Nb、V、Ti的鋼種在熱裝熱送條件下的問(wèn)題尤為突出，成為目前提高板坯質(zhì)量和擴(kuò)大品種的障礙。經(jīng)檢驗(yàn)分析，主要原因是晶界裂紋造成，含Nb、V、Ti元素的微合金鋼種，在鑄坯凝固過(guò)程中會(huì)發(fā)生微量元素的析出，鑄坯熱送熱裝時(shí)，部分微量元素會(huì)回溶到奧氏體中，但依然有部分微量元素存在于晶界處，晶界微量元素的存在會(huì)起到抑制晶粒長(zhǎng)大的作用，但使鑄坯的高溫塑性降低，從而軋制時(shí)容易產(chǎn)生晶界裂紋。根據(jù)鋼的熱脆性理論可知，微合金化鋼種存在臨界轉(zhuǎn)變溫度和熱脆性溫度區(qū)間，在此區(qū)間內(nèi)進(jìn)行裝爐加熱軋制，極易產(chǎn)生晶界裂紋缺陷。在當(dāng)前連鑄常規(guī)冷卻工藝條件下，其冷卻工藝曲線見(jiàn)圖1，生產(chǎn)出的高溫鑄坯運(yùn)行到加熱爐時(shí)的溫度基本都落在850°C熱脆性溫度區(qū)間，從而軋后易產(chǎn)生晶界裂紋，目前常規(guī)解決措施是將生產(chǎn)出的高溫鑄坯下線冷卻45小時(shí)后，再重新上線進(jìn)加熱爐軋制，此方法雖然降低了軋后裂紋的發(fā)生率，但是造成了大量能源的浪費(fèi)，同時(shí)也一定程度上影響品種合同的執(zhí)行周期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種抑制板坯晶界裂紋的冷卻方法，克服現(xiàn)有連鑄常規(guī)冷卻工藝生產(chǎn)的鑄坯不能熱裝的現(xiàn)狀，以減輕或消除熱裝軋制后的晶界裂紋缺陷，為厚板坯實(shí)現(xiàn)熱裝提供技術(shù)支持。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]一種抑制板坯晶界裂紋的冷卻方法，在傳統(tǒng)連鑄冷卻工藝的基礎(chǔ)上，分別提高鑄坯30?38米處扇形冷卻區(qū)段和38?45米處扇形冷卻區(qū)段的冷卻強(qiáng)度，使鑄坯在鑄坯45m處的出扇形區(qū)表面快速降溫至600°C以下，其具體操作步驟如下:
[0006]I)澆次開(kāi)澆后，初期二冷水按照常規(guī)冷卻曲線進(jìn)行控制，待鑄坯頭部過(guò)45處出扇形段最少5米后，再開(kāi)始投入強(qiáng)冷曲線，分別將扇形段最后兩個(gè)冷卻區(qū)段中的30?38m處冷卻水流量由220?225L/min提高到240?245L/min，38?45m處冷卻水流量由220?224L/min提高到260?268L/min，防止坯頭過(guò)冷導(dǎo)致變形而影響脫引錠和切割坯頭；
[0007]2)澆鑄過(guò)程中監(jiān)控鑄坯是否變形，如果出現(xiàn)鑄坯向下變形，則把強(qiáng)冷曲線修改成一級(jí)手動(dòng)控制，并將鑄坯下部冷卻水流量調(diào)高到225?235L/min ;如果出現(xiàn)向上變形，則把強(qiáng)冷曲線修改成一級(jí)手動(dòng)控制，并將鑄坯上部冷卻水流量調(diào)高到90?100L/min ；
[0008]3)澆鑄過(guò)程中監(jiān)測(cè)鑄坯的45米出扇形處的表面溫度，如出現(xiàn)扇形段出口溫度高于600°C時(shí)，鑄機(jī)降速0.5m/min,并將鑄坯上部冷卻水流量增加到224?234L/min、鑄坯下部冷卻水流量增加到90?100L/min，直到將鑄坯表面溫度控制在600°C以下；
[0009]4)在澆次最后一罐鋼水剩余20噸時(shí)，將強(qiáng)冷曲線轉(zhuǎn)換成常規(guī)冷卻曲線，防止坯尾變形。
[0010]所述鑄坯的斷面尺寸范圍在(200?300) mmX (1250?2300) mm，其化學(xué)組成成分中(wt%):Nb0.01 ?0.04%、V0.02 ?0.04%、Ti0.01 ?0.025%。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果是:能夠把鑄坯45米出扇形處表面溫度降至600°C以下的低溫狀態(tài)，芯部溫度仍然保持正常溫度狀態(tài)，使鑄坯中心保持在熱脆高溫線以上的組織結(jié)構(gòu)，而鑄坯的表層保持在熱脆低溫線以下的組織結(jié)構(gòu)，從而有效避開(kāi)了脆性區(qū)間和晶界裂紋產(chǎn)生的條件，晶粒組織得到明顯細(xì)化，應(yīng)用表明，連鑄坯直裝產(chǎn)生晶界裂紋的發(fā)生率由34%降低到0，為厚板坯熱裝工藝的實(shí)施創(chuàng)造了技術(shù)條件。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是傳統(tǒng)常規(guī)冷卻曲線；
[0013]圖2是本發(fā)明實(shí)施例強(qiáng)冷曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0015]實(shí)施例1
[0016]以斷面尺寸250 X 2050mm的高強(qiáng)船板鋼AH36生產(chǎn)過(guò)程為例，具體冷卻控制操作步驟如下:
[0017]I)澆次開(kāi)澆后，初期二冷水按照常規(guī)冷卻曲線進(jìn)行控制，待鑄坯頭部過(guò)45處出扇形段最少5米后，再開(kāi)始投入強(qiáng)冷曲線，扇形段最后兩個(gè)冷卻區(qū)段的冷卻水流量分別由225L/min 提高到 240L/min (約 30 ?38m 處)、由 224L/min 提高到 265L/min (約 38 ?45m處)，防止坯頭過(guò)冷導(dǎo)致變形而影響脫引錠和切割坯頭；
[0018]2)澆鑄過(guò)程中監(jiān)控鑄坯是否變形，如果出現(xiàn)鑄坯向下變形，則把強(qiáng)冷曲線修改成一級(jí)手動(dòng)控制，并將鑄坯下部冷卻水流量調(diào)高到228L/min ;如果出現(xiàn)向上變形，則把強(qiáng)冷曲線修改成一級(jí)手動(dòng)控制，并將鑄坯上部冷卻水流量調(diào)高到97L/min ；
[0019]3)澆鑄過(guò)程中監(jiān)控鑄坯的45米出扇形處的表面溫度，如出現(xiàn)扇形段出口溫度高于600°C時(shí)，鑄機(jī)降速0.5m/min,并將鑄坯上部冷卻水流量增加到227L/min、鑄坯下部冷卻水流量增加到97L/min，直到將鑄坯表面溫度控制在600°C以下；
[0020]4)在澆次最后一罐鋼水剩余20噸時(shí)，將強(qiáng)冷曲線轉(zhuǎn)換成常規(guī)冷卻曲線，防止坯尾變形。
[0021]實(shí)施例2
[0022]以斷面尺寸250X 1850mm的高強(qiáng)船板鋼Q345B生產(chǎn)過(guò)程為例，具體冷卻控制操作步驟如下:
[0023]I)澆次開(kāi)澆后，初期二冷水按照常規(guī)冷卻曲線進(jìn)行控制，待鑄坯頭部過(guò)45處出扇形段最少5米后，再開(kāi)始投入強(qiáng)冷曲線，扇形段最后兩個(gè)冷卻區(qū)段的冷卻水流量分別由225L/min 提高到 243L/min (約 30 ?38m 處)、由 224L/min 提高到 267L/min (約 38 ?45m處)，防止坯頭過(guò)冷導(dǎo)致變形而影響脫引錠和切割坯頭；
[0024]2)澆鑄過(guò)程中監(jiān)控鑄坯是否變形，如果出現(xiàn)鑄坯向下變形，則把強(qiáng)冷曲線修改成一級(jí)手動(dòng)控制，并將鑄坯下部冷卻水流量調(diào)高到230L/min ;如果出現(xiàn)向上變形，則把強(qiáng)冷曲線修改成一級(jí)手動(dòng)控制，并將鑄坯上部冷卻水流量調(diào)高到98L/min ；
[0025]3)澆鑄過(guò)程中監(jiān)控鑄坯的45米出扇形處的表面溫度，如出現(xiàn)扇形段出口溫度高于600°C時(shí)，鑄機(jī)降速0.5m/min,并將鑄坯上部冷卻水流量增加到228L/min、鑄坯下部冷卻水流量增加到98L/min，直到將鑄坯表面溫度控制在600°C以下；
[0026]4)在澆次最后一罐鋼水剩余20噸時(shí)，將強(qiáng)冷曲線轉(zhuǎn)換成常規(guī)冷卻曲線，防止坯尾變形。
[0027]經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明對(duì)鑄坯的斷面尺寸范圍在(200?300) mmX (1250?2300)mm，其化學(xué)組成成分中(wt%):Nb0.01?0.04%,V0.02?0.04%,Ti0.01?0.025%的鋼材生產(chǎn)，均可起到明顯的抑制晶界裂紋的作用。
【權(quán)利要求】
1.一種抑制板坯晶界裂紋的冷卻方法，其特征在于，在傳統(tǒng)連鑄冷卻工藝的基礎(chǔ)上，分別提高鑄坯30?38米處扇形冷卻區(qū)段和38?45米處扇形冷卻區(qū)段的冷卻強(qiáng)度，使鑄坯在鑄坯45m處的出扇形區(qū)表面快速降溫至600°C以下，其具體操作步驟如下: 1)澆次開(kāi)澆后，初期二冷水按照常規(guī)冷卻曲線進(jìn)行控制，待鑄坯頭部過(guò)45處出扇形段最少5米后，再開(kāi)始投入強(qiáng)冷曲線，分別將扇形段最后兩個(gè)冷卻區(qū)段中的30?38m處冷卻水流量由220?225L/min提高到240?245L/min，38?45m處冷卻水流量由220?224L/min 提高到 260 ?268L/min ； 2)澆鑄過(guò)程中監(jiān)控鑄坯是否變形，如果出現(xiàn)鑄坯向下變形，則把強(qiáng)冷曲線修改成一級(jí)手動(dòng)控制，并將鑄坯下部冷卻水流量調(diào)高到225?235L/min ;如果出現(xiàn)向上變形，則把強(qiáng)冷曲線修改成一級(jí)手動(dòng)控制，并將鑄坯上部冷卻水流量調(diào)高到90?100L/min ； 3)澆鑄過(guò)程中監(jiān)測(cè)鑄坯的45米出扇形處的表面溫度，如出現(xiàn)扇形段出口溫度高于600°C時(shí)，鑄機(jī)降速0.5m/min,并將鑄坯上部冷卻水流量增加到224?234L/min、鑄坯下部冷卻水流量增加到90?100L/min，直到將鑄坯表面溫度控制在600°C以下； 4)在澆次最后一罐鋼水剩余20噸時(shí)，將強(qiáng)冷曲線轉(zhuǎn)換成常規(guī)冷卻曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制板坯晶界裂紋的冷卻方法，其特征在于，所述鑄坯的斷面尺寸范圍在(200?300)mmX(1250?2300)mm，其化學(xué)組成成分中(wt%):Nb0.01?0.04%、V0.02 ?0.04%、Ti0.01 ?0.025%。
【文檔編號(hào)】B22D11/22GK103962525SQ201410161683
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】金百剛, 王軍, 趙雷, 李超, 方恩俊, 李立勛 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司