CN105478696A - 一种冷镦钢小方坯连铸矫直裂纹的控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种冷镦钢小方坯连铸矫直裂纹的控制方法，属于炼钢连铸技术领域。二冷区包含4个冷却区，总长度共计7～9m；通过方坯连铸机喷嘴改造，在冷却区中通过调整喷嘴选型或安装高度使铸坯各面距角部一定范围内不被二冷水覆盖；铸坯表面温度在二冷区的周期性回温得到控制，矫直区铸坯表面中心温度控制在1030～1050℃；控制拉速范围，调整结晶器水量、二冷水分配比、二冷比水量；控制过热度、钢水成分。优点在于，方法简单，适用性强，效果显著，增强产品的竞争力。

Description

一种冷镦钢小方坯连铸矫直裂纹的控制方法
技术领域
本发明属于炼钢连铸技术领域，特别涉及一种冷镦钢小方坯连铸矫直裂纹的控制方法。能有效改善铸坯表面质量，避免后续加工过程中的成品缺陷。
背景技术
在连铸过程中，受到铸坯角部传热特性的影响，角部处于二维传热条件下，铸坯角部温度极易进入第三脆性区，从而矫直过程中内弧侧产生裂纹。板坯或大方坯可根据钢种的第三脆性区范围通过总体比水量及各区水量的调整，采用强冷工艺或弱冷工艺避开第三脆性区。板坯连铸也可通过SSC工艺或者倒角结晶器工艺来避免板坯角横裂的产生。然而，在小方坯连铸受到设备特点的限制，冷却区较短，铸坯出冷却区后距离矫直区仍有7～8m距离，铸坯表面温度回温明显，不易采用强冷工艺避开角部温度进入脆性区。然而，若采用高温区避开第三脆性区，需合理控制连铸工艺，避免铸坯表面的强烈回温，否则易产生中间裂纹等缺陷。由于目前小方坯连铸二冷工艺多采用比例法或参数法控制各冷却区的二冷水量，该方法无法解决拉速波动给铸坯质量带来的影响，尤其在降拉速过程中，铸坯表面温度易出现过冷进入脆性区，导致矫直裂纹的产生。
而冷镦钢受后续加工工艺的影响，需严格控制铸坯矫直裂纹或其他近表面裂纹。铸坯表面矫直裂纹极易引起后续加工过程中的裂纹等缺陷，影响成材率，危害大。
冷镦钢铸坯矫直裂纹特点及其原因从生产过程取样分析中发现，1、冷镦钢铸坯表面矫直裂纹产生于铸坯内弧侧，靠近角部；2、冷镦钢铸坯表面矫直裂纹铸坯Al含量较高，钢中最大Al含量达到0.13％。通过高温热模拟实验，该钢种高铝条件下铸坯第三脆性区范围为720～920℃。在提出本发明之前，冷镦钢连铸拉速为2.0m/min，比水量1.0L/kg，浇次过程中拉速波动较大。通过计算分析及现场测温，铸坯进入角部时，铸坯角部温度约840℃，位于第三脆性区波谷附近不利于矫直裂纹的控制。
除连铸工艺对铸坯角部温度影响较大外，另一影响铸坯表面质量的关键环节为设备因素。在厚板坯连铸过程中，3D喷淋工艺已得到应用，但是常规板坯连铸中二冷角部温度的控制更多的是以板坯宽度方向冷却回路的合理化设置及根据铸坯宽度调节的幅切功能。然而，板坯连铸机受到产品大纲多样性及喷淋区回路的相对固定等因素限制，板坯角横裂一直是行业面临的热点及难点。同样的，方坯铸机受设备相对简单等因素影响，铸坯矫直裂纹同样是行业的难点问题。因此针对冷镦钢，需提出连铸工艺的系统控制方法，避免矫直裂纹缺陷的产生。
目前，针对小方坯连铸通过设备改造优化铸坯角部矫直裂纹的专利较少。专利号201210219809.4提供了一种涉及特厚板坯的3D喷淋工艺解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷镦钢小方坯连铸矫直裂纹的控制方法，解决了在冷镦钢小方坯连铸过程中矫直裂纹缺陷产生及影响成材率的问题。实现了系统合理控制连铸工艺，不增加成本，明显改善铸坯表面质量，提高后续加工过程成材率。
一种冷镦钢小方坯连铸矫直裂纹的控制方法，铸机主要设备参数：断面尺寸为130mm×130mm～280mm×280mm；该铸机基础圆弧半径为8～12m；二冷区包含4个冷却区，分别为足辊段SC1、活动段SC2、固定1段SC3及固定2段SC4，总长度共计7～9m，具体步骤及参数如下：
1、方坯连铸机喷嘴改造方法，使方坯连铸角部稳定得到了有效控制。在二次冷却区内，具体调整方法如下：在活动段SC2中调整喷嘴选型或安装高度使铸坯各面距角部20～30mm范围内不被二冷水覆盖；在固定1段SC3中调整喷嘴选型或安装高度使铸坯各面距角部30～40mm范围内不被二冷水覆盖；在固定2段SC4中调整喷嘴选型或安装高度使铸坯各面距角部偏离角部40～50mm范围内不被二冷水覆盖。
通过上述工艺的调整，铸坯表面温度在二次冷却区的周期性回温得到了有效控制，且矫直区铸坯表面中心温度可控制在1030～1050℃，角部温度可控制在920～930℃。
2、控制拉速范围2.4m/min～2.7m/min，调整结晶器水量1400～1600L/min，调整二冷区内各冷却区二冷水分配比为24～34:28～36:21～29:8～17，调整二冷比水量为0.8L/kg～1.0L/kg，根据坯壳生长进程调整喷嘴性能使铸坯各面距角部20～50mm范围内不被二冷水覆盖，控制过热度25～35℃，控制钢水成分Alt<0.1wt％，Als/Alt>0.9。
本发明的优点在于：将缺陷原因分析与生产实际条件相结合，方法简单，适用性强，而且效果显著。系统合理控制连铸工艺，不增加成本，明显改善铸坯表面质量，提高后续加工过程成材率，增强产品的竞争力。
附图说明
图1为小方坯铸机二次冷却区划分示意图。
图2为调整前铸坯周向二冷水覆盖示意图。
图3为调整后铸坯周向二冷水覆盖示意图。
具体实施方式
实施例1
利用本发明所涉及到的方法及控制手段在首钢迁钢公司小方坯铸机冷镦钢进行应用。
铸机主要设备参数：断面尺寸为：160mm×160mm；该铸机基础圆弧半径为9.5m；二冷区包含4个冷却区，分别为足辊段SC1、活动段SC2、固定1段SC3及固定2段SC4，总长度共计7.2m。
1、根据坯壳生长进程调整喷嘴性能横向覆盖宽度：在活动段SC2中调整喷嘴选型使铸坯各面距角部25mm范围内不被二冷水覆盖；在固定1段SC3中调整喷嘴选型使铸坯各面距角部35mm范围内不被二冷水覆盖；在固定2段SC4中调整喷嘴选型使铸坯各面距角部偏离角部45mm范围内不被二冷水覆盖。
2、冷镦钢小方坯连铸生产工艺控制：控制过热度为30℃；钢水成分及洁净度：Alt：0.085wt％，Als/Alt：0.94；控制拉速：2.4m/min；结晶器冷却水量：1500L/min；二冷水分配比：30:32:25:13；二冷比水量：0.9L/kg；
通过上述工艺的调整，铸坯表面温度在二次冷却区的周期性回温得到了有效控制，且矫直区铸坯表面中心温度可控制在1040℃，角部温度可控制在925℃。通过上述控制方法，铸坯矫直裂纹明显减少，下游轧制过程或用户反馈良好。

Claims (2)

1.一种冷镦钢小方坯连铸矫直裂纹的控制方法，铸机主要设备参数包括：断面尺寸为130mm×130mm～280mm×280mm；基础圆弧半径为8～12m；二冷区包含4个冷却区，分别为足辊段SC1、活动段SC2、固定1段SC3及固定2段SC4，总长度共计7～9m；其特征在于，具体步骤及参数如下：
1)方坯连铸机喷嘴改造方法；在二次冷却区内，具体调整方法如下：在活动段SC2中调整喷嘴选型或安装高度使铸坯各面距角部20～30mm范围内不被二冷水覆盖；在固定1段SC3中调整喷嘴选型或安装高度使铸坯各面距角部30～40mm范围内不被二冷水覆盖；在固定2段SC4中调整喷嘴选型或安装高度使铸坯各面距角部偏离角部40～50mm范围内不被二冷水覆盖；
2)控制拉速范围2.4m/min～2.7m/min，调整结晶器水量1400～1600L/min，调整二冷区内各冷却区二冷水分配比为24～34:28～36:21～29:8～17，调整二冷比水量为0.8L/kg～1.0L/kg，根据坯壳生长进程调整喷嘴性能使铸坯各面距角部20～50mm范围内不被二冷水覆盖，控制过热度25～35℃，控制钢水成分Alt<0.1wt％，Als/Alt>0.9。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1)中通过工艺的调整，铸坯表面温度在二次冷却区的周期性回温得到了控制，且矫直区铸坯表面中心温度控制在1030～1050℃，角部温度控制在920～930℃。
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