CN103962525A - 一种抑制板坯晶界裂纹的冷却方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢铁连铸领域，尤其涉及一种抑制板坯晶界裂纹的冷却方法，其特征在于，在传统连铸冷却工艺的基础上，分别提高铸坯最后两个冷却区段的冷却强度，其具体操作步骤如下：1）浇次开浇后，初期二冷水按照常规冷却曲线进行控制，待铸坯头部过45处出扇形段最少5米后，再开始投入强冷曲线；2）浇铸过程中监控铸坯是否变形，调整铸坯上下冷却水流量；3）将铸坯出扇形处表面温度控制在600℃以下；4）在浇次最后一罐钢水剩余20吨时，将强冷曲线转换成常规冷却曲线。与现有技术相比，本发明有益效果是：使铸坯中心保持在热脆高温线以上的组织结构，有效避开了脆性区间和晶界裂纹产生的条件，为厚板坯热装工艺的实施创造了技术条件。

Description

一种抑制板坯晶界裂纹的冷却方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金连铸领域，尤其涉及一种抑制板坯晶界裂纹的冷却方法。
背景技术
在连铸厚板坯生产过程中，常常会遇到在所检验的铸坯上未发现裂纹的存在，而轧制出的中厚板表面却存在较严重的裂纹缺陷，尤其是含Nb、V、Ti的钢种在热装热送条件下的问题尤为突出，成为目前提高板坯质量和扩大品种的障碍。经检验分析，主要原因是晶界裂纹造成，含Nb、V、Ti元素的微合金钢种，在铸坯凝固过程中会发生微量元素的析出，铸坯热送热装时，部分微量元素会回溶到奥氏体中，但依然有部分微量元素存在于晶界处，晶界微量元素的存在会起到抑制晶粒长大的作用，但使铸坯的高温塑性降低，从而轧制时容易产生晶界裂纹。根据钢的热脆性理论可知，微合金化钢种存在临界转变温度和热脆性温度区间，在此区间内进行装炉加热轧制，极易产生晶界裂纹缺陷。在当前连铸常规冷却工艺条件下，其冷却工艺曲线见图1，生产出的高温铸坯运行到加热炉时的温度基本都落在850℃热脆性温度区间，从而轧后易产生晶界裂纹，目前常规解决措施是将生产出的高温铸坯下线冷却45小时后，再重新上线进加热炉轧制，此方法虽然降低了轧后裂纹的发生率，但是造成了大量能源的浪费，同时也一定程度上影响品种合同的执行周期。
发明内容
本发明的目的是提供一种抑制板坯晶界裂纹的冷却方法，克服现有连铸常规冷却工艺生产的铸坯不能热装的现状，以减轻或消除热装轧制后的晶界裂纹缺陷，为厚板坯实现热装提供技术支持。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种抑制板坯晶界裂纹的冷却方法，在传统连铸冷却工艺的基础上，分别提高铸坯30～38米处扇形冷却区段和38～45米处扇形冷却区段的冷却强度，使铸坯在铸坯45m处的出扇形区表面快速降温至600℃以下，其具体操作步骤如下：
1）浇次开浇后，初期二冷水按照常规冷却曲线进行控制，待铸坯头部过45处出扇形段最少5米后，再开始投入强冷曲线，分别将扇形段最后两个冷却区段中的30～38m处冷却水流量由220～225L/min提高到240～245L/min，38～45m处冷却水流量由220～224L/min提高到260～268L/min，防止坯头过冷导致变形而影响脱引锭和切割坯头；
2）浇铸过程中监控铸坯是否变形，如果出现铸坯向下变形，则把强冷曲线修改成一级手动控制，并将铸坯下部冷却水流量调高到225～235L/min；如果出现向上变形，则把强冷曲线修改成一级手动控制，并将铸坯上部冷却水流量调高到90～100L/min；
3）浇铸过程中监测铸坯的45米出扇形处的表面温度，如出现扇形段出口温度高于600℃时，铸机降速0.5m/min，并将铸坯上部冷却水流量增加到224～234L/min、铸坯下部冷却水流量增加到90～100L/min，直到将铸坯表面温度控制在600℃以下；
4）在浇次最后一罐钢水剩余20吨时，将强冷曲线转换成常规冷却曲线，防止坯尾变形。
所述铸坯的断面尺寸范围在（200～300）mm×（1250～2300）mm，其化学组成成分中（wt%）：Nb0.01～0.04%、V0.02～0.04%、Ti0.01～0.025%。
与现有技术相比，本发明有益效果是：能够把铸坯45米出扇形处表面温度降至600℃以下的低温状态，芯部温度仍然保持正常温度状态，使铸坯中心保持在热脆高温线以上的组织结构，而铸坯的表层保持在热脆低温线以下的组织结构，从而有效避开了脆性区间和晶界裂纹产生的条件，晶粒组织得到明显细化，应用表明，连铸坯直装产生晶界裂纹的发生率由34%降低到0，为厚板坯热装工艺的实施创造了技术条件。
附图说明
图1是传统常规冷却曲线；
图2是本发明实施例强冷曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
实施例1
以断面尺寸250×2050mm的高强船板钢AH36生产过程为例，具体冷却控制操作步骤如下：
1）浇次开浇后，初期二冷水按照常规冷却曲线进行控制，待铸坯头部过45处出扇形段最少5米后，再开始投入强冷曲线，扇形段最后两个冷却区段的冷却水流量分别由225L/min提高到240L/min（约30～38m处）、由224L/min提高到265L/min（约38～45m处），防止坯头过冷导致变形而影响脱引锭和切割坯头；
2）浇铸过程中监控铸坯是否变形，如果出现铸坯向下变形，则把强冷曲线修改成一级手动控制，并将铸坯下部冷却水流量调高到228L/min；如果出现向上变形，则把强冷曲线修改成一级手动控制，并将铸坯上部冷却水流量调高到97L/min；
3）浇铸过程中监控铸坯的45米出扇形处的表面温度，如出现扇形段出口温度高于600℃时，铸机降速0.5m/min，并将铸坯上部冷却水流量增加到227L/min、铸坯下部冷却水流量增加到97L/min，直到将铸坯表面温度控制在600℃以下；
4）在浇次最后一罐钢水剩余20吨时，将强冷曲线转换成常规冷却曲线，防止坯尾变形。
实施例2
以断面尺寸250×1850mm的高强船板钢Q345B生产过程为例，具体冷却控制操作步骤如下：
1）浇次开浇后，初期二冷水按照常规冷却曲线进行控制，待铸坯头部过45处出扇形段最少5米后，再开始投入强冷曲线，扇形段最后两个冷却区段的冷却水流量分别由225L/min提高到243L/min（约30～38m处）、由224L/min提高到267L/min（约38～45m处），防止坯头过冷导致变形而影响脱引锭和切割坯头；
2）浇铸过程中监控铸坯是否变形，如果出现铸坯向下变形，则把强冷曲线修改成一级手动控制，并将铸坯下部冷却水流量调高到230L/min；如果出现向上变形，则把强冷曲线修改成一级手动控制，并将铸坯上部冷却水流量调高到98L/min；
3）浇铸过程中监控铸坯的45米出扇形处的表面温度，如出现扇形段出口温度高于600℃时，铸机降速0.5m/min，并将铸坯上部冷却水流量增加到228L/min、铸坯下部冷却水流量增加到98L/min，直到将铸坯表面温度控制在600℃以下；
4）在浇次最后一罐钢水剩余20吨时，将强冷曲线转换成常规冷却曲线，防止坯尾变形。
经实验验证，本发明对铸坯的断面尺寸范围在（200～300）mm×（1250～2300）mm，其化学组成成分中（wt%）：Nb0.01～0.04%、V0.02～0.04%、Ti0.01～0.025%的钢材生产，均可起到明显的抑制晶界裂纹的作用。

Claims (2)

1.一种抑制板坯晶界裂纹的冷却方法，其特征在于，在传统连铸冷却工艺的基础上，分别提高铸坯30～38米处扇形冷却区段和38～45米处扇形冷却区段的冷却强度，使铸坯在铸坯45m处的出扇形区表面快速降温至600℃以下，其具体操作步骤如下：
1）浇次开浇后，初期二冷水按照常规冷却曲线进行控制，待铸坯头部过45处出扇形段最少5米后，再开始投入强冷曲线，分别将扇形段最后两个冷却区段中的30～38m处冷却水流量由220～225L/min提高到240～245L/min，38～45m处冷却水流量由220～224L/min提高到260～268L/min；
2）浇铸过程中监控铸坯是否变形，如果出现铸坯向下变形，则把强冷曲线修改成一级手动控制，并将铸坯下部冷却水流量调高到225～235L/min；如果出现向上变形，则把强冷曲线修改成一级手动控制，并将铸坯上部冷却水流量调高到90～100L/min；
3）浇铸过程中监测铸坯的45米出扇形处的表面温度，如出现扇形段出口温度高于600℃时，铸机降速0.5m/min，并将铸坯上部冷却水流量增加到224～234L/min、铸坯下部冷却水流量增加到90～100L/min，直到将铸坯表面温度控制在600℃以下；
4）在浇次最后一罐钢水剩余20吨时，将强冷曲线转换成常规冷却曲线。
2.根据权利要求1所述的一种抑制板坯晶界裂纹的冷却方法，其特征在于，所述铸坯的断面尺寸范围在（200～300）mm×（1250～2300）mm，其化学组成成分中（wt%）：Nb0.01～0.04%、V0.02～0.04%、Ti0.01～0.025%。
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