CN102228968A - 一种实现高强度低合金钢连铸坯直接送装的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现高强度低合金钢连铸坯直接送装的方法，1）先利用冷却介质在连铸辊道上对连铸坯按2-5℃/s的速度快速冷却到500℃以下；2）连铸坯经快速冷却后，再经过5min以上的回温时间即可直接装入加热炉。本发明避免了高强度低合金钢连铸坯采用普通热送热装工艺生产时钢板表面裂纹的产生，使高强度低合金钢连铸坯的直接送装甚至热送成为可能，从而实现节能降耗。对于铸坯堆放场地有限的钢厂，该方法可解决提高产量与铸坯堆放场地紧张的矛盾。
Description
技术领域
本发明属于金属材料加工技术领域，特别涉及一种实现高强度低合金钢连铸坯直接送到轧钢厂或车间的方法，对缓解钢厂铸坯堆放场地不足问题，避免高强度低合金钢连铸坯在两相区温度热装而导致钢板表面裂纹有明显效果。
背景技术
对于一些以高强度低合金钢为主要生产钢种的钢铁厂，尤其是布局紧凑，铸坯堆放场地不足的钢铁厂，传统的铸坯堆冷—装炉加热—轧制的生产模式严重影响了生产节奏的加快和物流的顺畅，成为此类钢厂提高生产效率的限制性环节。
连铸坯直接送装技术对缩短工艺流程，缓解铸坯堆放场地不足矛盾有着明显效果。另一方面连铸坯直接送装工艺与传统的冷装工艺相比，具有明显的技术经济优势，资料统计表明，连铸坯入加热炉温度每提高100℃，可降低燃料消耗6%左右，相对于冷装工艺，采用一般热送热装工艺可节能30%，采用直接热送热装工艺可节能65%，采用直接轧制工艺可节能70%～80%。鉴于上述原因，连铸坯热送工艺已成为当今钢铁企业发展的一个重要技术方向。
但是高强度低合金钢连铸坯在热送过程中，钢板表面容易出现裂纹，这是因为高强度低合金钢连铸坯在奥氏体+铁素体两相区装入加热炉时，一方面由于铸坯表面和内部温度的差异，造成相变不同步，从而导致铸坯表面存在温度应力和组织应力，另一个方面，由于高强度低合金钢中Nb，Al等元素的碳氮化物在原奥氏体晶界上析出，对晶界有弱化作用，导致了钢在高温下的脆性，这两个因素共同作用使得高强度低合金钢连铸坯在热送过程中容易出现裂纹。
所以目前国内生产的高强度低合金钢连铸坯基本都采用先堆垛或空冷，待铸坯表面温度冷却到500℃以下后再装炉加热的生产模式，该模式严重制约了炼轧工艺流程向着炼钢—连铸—轧钢紧凑式一体化模式的发展。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种能避免高强度低合金钢连铸坯直接送装过程钢板表面产生裂纹的方法。
本发明的技术方案是这样实现的：实现高强度低合金钢连铸坯直接送装的方法，
1）先利用冷却介质（水、空气或气水混合物）在连铸辊道上对连铸坯按2-5℃/s的速度进行快速冷却，将连铸坯表面温度快速冷却到500℃以下；快速冷却位置根据实际需要而定，铸坯切割前或切割后均可。
2）连铸坯经快速冷却后，再经过5min以上的回温时间即可直接装入加热炉。
当连铸坯表面温度高于或等于所生产钢种Ar3温度时，冷却速度控制在3-5℃/s；当连铸坯表面温度低于所生产钢种Ar3温度但高于Ar1温度时，冷却速度控制在2-3℃/s。
本发明的优点：避免了高强度低合金钢连铸坯采用普通热送热装工艺生产时钢板表面裂纹的产生，使高强度低合金钢连铸坯的直接送装甚至热送成为可能，从而实现节能降耗。对于铸坯堆放场地有限的钢厂，该方法可解决提高产量与铸坯堆放场地紧张的矛盾。
具体实施方式
本发明实现高强度低合金钢连铸坯直接送装的方法，
1）先利用冷却介质（水、空气或气水混合物）在连铸辊道上对连铸坯按2-5℃/s的速度进行快速冷却，将连铸坯表面温度快速冷却到500℃以下；虽然本方法对冷却的下限温度没有限制，但基于能耗考虑，实际冷却到的温度控制在450-500℃。
快速冷却位置根据实际需要而定，铸坯切割前或切割后均可。
2）连铸坯经快速冷却后，再经过不低于5min的回温时间即可直接装入加热炉。
铸坯表面冷却速度随冷却时铸坯表面温度不同而变化。当连铸坯表面温度高于或等于所生产钢种Ar3温度时，冷却速度控制在3-5℃/s；当连铸坯表面温度低于所生产钢种Ar3温度但高于Ar1温度时，冷却速度控制在2-3℃/s。对于具体的钢种，Ar3和Ar1温度是已知的。Ar3温度指的是钢在降温过程奥氏体中开始析出铁素体的临界温度，而Ar1温度是指钢在降温过程奥氏体开始向珠光体转变的临界温度。
本发明避免高强度低合金钢连铸坯在热送过程出现表面裂纹的原理是：在连铸机辊道上对铸坯表面进行快速冷却，使铸坯表面发生奥氏体向马氏体+贝氏体，或者是铁素体+珠光体的转变，使进入轧钢加热炉的铸坯表面温度低于Ar1而避开两相区，并且控制冷却速度消除过大的组织应力，同时避免原奥氏体晶界上析出的碳化物和氮化物造成的晶界脆性，最终实现避免高强度低合金钢连铸坯在直接送装过程中出现表面裂纹，从而有效缓解钢厂提高产量与铸坯堆放场地不足之间的矛盾。
实施实例1：某钢厂300mm×2500mm中碳C-Mn-Al钢连铸板坯在在采用本发明直接送装工艺前，采用普通的热送热装工艺生产的30-40mm钢板表面裂纹的发生率在14%。采用了本发明的直接送装工艺后，连铸坯冷却前表面温度为750-770℃，高于所生产钢种的Ar3温度，在连铸机辊道上通过水喷嘴实现快速冷却，冷却速度为5℃/s，连铸坯表面温度冷却到470℃，然后在辊道上经过10min的回温后装入加热炉加热。轧后钢板厚度为30-40mm，钢板表面没有裂纹。
实施实例2：某钢厂300mm×2000mm中碳C-Mn-Nb-Al钢连铸板坯在采用本发明直接送装工艺前，采用普通的热送热装工艺生产的20-40mm钢板表面裂纹的发生率在13.6%。采用了本发明的直接送装工艺后，连铸坯冷却前表面温度为730-750℃，高于所生产钢种的Ar3温度，在连铸辊道上通过水喷嘴实现快速冷却，冷却速度为4℃/s，连铸坯表面温度冷却到480℃，然后在辊道上经过10min的回温后装入加热炉加热。轧后钢板厚度为20-40mm，钢板表面没有裂纹。
实施实例3：某钢厂190mm×2000mm中碳C-Mn-Nb-Al钢连铸板坯在采用本发明直接送装工艺前，采用普通的热送热装工艺生产的20-30mm厚钢板表面裂纹发生率在15.2%。采用了本发明的直接送装工艺后，连铸坯冷却前表面温度为670-680℃，低于所生产钢种的Ar3温度，在连铸辊道上通过水喷嘴实现快速冷却，冷却速度为2℃/s，连铸坯表面温度冷却到460℃，然后在辊道上经过5min的回温后装入加热炉加热。轧后钢板厚度为20-30mm，钢板表面没有裂纹。
实施实例4：某钢厂350mm×2000mm低碳C-Mn-Nb-Al钢连铸板坯在采用本发明直接送装工艺前，采用普通的热送热装工艺生产的20-30mm厚钢板表面裂纹发生率在16.1%。采用了本发明的直接送装工艺后，连铸坯冷却前表面温度为800-820℃，高于所生产钢种的Ar3温度，在连铸辊道上通过水喷嘴实现快速冷却，冷却速度为5℃/s，连铸坯表面温度冷却到490℃，然后在辊道上经过10min的回温后装入加热炉加热。轧后钢板厚度为60-80mm，钢板表面没有裂纹。
实施实例5：某钢厂160mm×1300mm中碳C-Mn-Al钢连铸板坯在采用本发明直接送装工艺前，对其采用普通的热送热装工艺生产的6-10mm板卷抽样开卷检查发现，卷板表面裂纹率在10.2%左右。采用了本发明的直接送装工艺后，连铸坯冷却前表面温度为660-680℃，低于所生产钢种的Ar3温度，在连铸辊道上通过水喷嘴实现快速冷却，冷却速度为2℃/s，连铸坯表面温度冷却到450℃，然后在辊道上经过5min的回温后装入加热炉加热。轧后板卷厚度为6-10mm，对板卷抽样开卷检查，卷板表面没有发现裂纹。
Claims (3)
1.一种实现高强度低合金钢连铸坯直接送装的方法，其特征在于：其步骤为：
1）先利用冷却介质在连铸辊道上对连铸坯按2-5℃/s的速度进行快速冷却，将连铸坯表面温度快速冷却到500℃以下；
2）连铸坯经快速冷却后，再经过5min以上的回温时间即可直接装入加热炉。
2.根据权利要求1所述的实现高强度低合金钢连铸坯直接送装的方法，其特征在于：当连铸坯表面温度高于或等于所生产钢种Ar3温度时，冷却速度控制在3-5℃/s；当连铸坯表面温度低于所生产钢种Ar3温度但高于Ar1温度时，冷却速度控制在2-3℃/s。
3.根据权利要求1或2所述的实现高强度低合金钢连铸坯直接送装的方法，其特征在于：所述冷却介质为水、空气或气水混合物。
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