CN109175322B - 一种大断面铸坯的缓冷方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大断面铸坯的缓冷方法，采用带盖的缓冷坑对大断面铸坯进行缓冷，将铸坯吊运至缓冷坑码放，待缓冷坑装满后，铸坯与缓冷坑内壁面的距离≤1000mm；将高温铸坯在盖上盖子的保温状态下缓冷48‑60h，然后开盖冷却24‑30h。在此过程中，铸坯表面温度梯度、相变应力不再增加，铸坯芯部氢缓慢排出，减少了铸坯内外部缺陷的产生，进而减少品种钢铸坯轧制缺陷出现的概率，满足品种钢生产质量的要求，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢技术领域，具体涉及一种大断面铸坯的缓冷方法。
背景技术
随着机械的大型化，制造机械的材料也向着大型化方向发展，大断面钢坯开始生产普及。钢坯分为方坯和圆坯，边长≥150mm的方坯称为大方坯，直径≥200mm的圆坯称为大圆坯，国内目前最大尺寸的圆坯直径已达到1200mm。
随着连铸大方坯产量逐渐提高、生产钢种增多，也暴露出很多问题，这些问题与大方坯连铸的特点有关。具体而言，相较于小方坯，大方坯连铸有以下特点：1、比表面积小；2、钢水静压力大；3、坯壳线收缩大；4、铸坯热容量大；5、凝固距离长；6、铸坯在二冷室的辐射传热强度小；7、液相穴长。因铸坯热容量大，坯料热应力大；若大方坯直接按小方坯模式进行空冷，易出现大弯、表面裂纹、芯部氢难以排出，形成氢致白点、中心裂纹等缺陷。
对一些钢种进行热送热装时，常常出现表面缺陷，缺陷是以晶间裂纹形式出现的。其与AlN或VCN、NbCN在奥氏体晶界析出有关。AlN在奥氏体中析出速度很慢，当奥氏体向铁素体转变开始后，速度大大提高。大部分AlN是在600～900℃时析出速度最大，实际的温度范围取决于碳含量及合金元素含量。AlN析出时，细小的AlN集中在γ晶界，阻止了金属热变形过程中晶界的移动，机械应力在晶粒边界聚集，当应力值超过晶粒之间亲和力，就产生了晶界裂纹。
所有C含量在0.3％以下的碳钢和C-Mn钢、所有表面硬化钢、以及许多具有细晶组织的合金钢、全镇静钢均会出现热脆现象，特别是含残余及杂质元素较高的电炉钢。
对于大多数合金钢而言，由于合金元素的作用，在高温冷却过程发生相变，组织应力发生变化而导致铸坯表面和内部产生裂纹。例如，马氏体不锈钢，当冷却到200～300℃时，由于产生马氏体相变，导致体积膨胀，引起组织应力而形成铸坯的脆性。
直接热装是热送热装工艺技术中高级形式，在生产能力、生产顺序、生产时序方面要求连铸和热轧完全匹配。任何一方的故障会马上影响另一方的正常生产。因此实现的难度很高，但其直接节能效果十分明显。若不能直接热装，或部分合金钢因钢种特性不能直接热装，需研究一种缓冷工艺，减少易出现大弯、芯部氢难以排出，形成氢致白点、表面裂纹、中心裂纹等缺陷。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种大断面铸坯的缓冷方法，该方法在将大断面铸坯缓冷到技术要求过程中，能够避免因缓冷产生的钢种缺陷，保证大断面铸坯的内外部质量。
技术方案：本发明所述的一种大断面铸坯的缓冷方法，包括如下步骤：
(1)先提供带有盖子的缓冷坑；
(2)将铸坯吊运至缓冷坑码放，待缓冷坑装满后，铸坯与缓冷坑内壁面的距离≤1000mm；
(3)将盖子盖上，缓冷48-60h后开盖；
(4)开盖后继续冷却24-30h；
(5)铸坯表面温度≤200℃出坑。
其中，所述步骤(2)中铸坯入坑时的温度≥500℃。
所述步骤(3)中，对于边长150-300mm的大方坯，盖上盖子后缓冷48-52h；对于边长大于300mm的大方坯，盖上盖子后缓冷52-60h。对于直径200-350mm的大圆坯，盖上盖子后缓冷48-54h；对于直径大于350mm的大圆坯，盖上盖子后缓冷54-60h。
所述步骤(4)中，对于边长150-300mm的大方坯，开盖冷却24-26h；对于边长大于300mm的大方坯，开盖冷却26-30h。对于直径200-350mm的大圆坯，开盖冷却24-27h；对于直径大于350mm的大圆坯，开盖冷却27-30h。
有益效果：本发明采用带盖的缓冷坑对大断面铸坯进行缓冷，将高温铸坯在盖上盖子的保温状态下缓冷48h以上，然后开盖冷却24h以上。在此过程中，铸坯表面温度梯度、相变应力不再增加，铸坯芯部氢缓慢排出，减少了铸坯内外部缺陷的产生，进而减少品种钢铸坯轧制缺陷出现的概率，满足品种钢生产质量的要求，提高了生产效率。
具体实施方式
本实施方式公开了一种大断面铸坯的缓冷方法，具体的包括如下步骤：
(1)先提供带有盖子的缓冷坑，缓冷坑四周内墙的墙采用的是耐火砖砌筑，内墙两侧采用钢柱保护，防止起吊过程碰撞到耐火砖砌筑的墙，外墙为钢筋混凝土浇注起固定的作用，缓冷坑底部为干燥的砂石。盖子采用双层钢板盖，一方面防止遇高温变形，另一方面保障缓冷坑的密封性。采用带有盖子的缓冷坑能够在保温环境下对铸坯进行缓冷，在缓冷过程中用于提前打开盖子散热，控制冷却进程。
(2)将铸坯自冷床用天车吊运至缓冷坑码放，待缓冷坑装满后，铸坯与缓冷坑内壁面的距离≤1000mm；码放时，最上层铸坯距离缓冷坑盖子≥0.4m。从而保证缓冷坑内的保温效果。
(3)将盖子盖上，缓冷48-60h后开盖；进一步的，对于不同尺寸的大断面铸坯缓冷时间控制稍有不同，具体的，对于边长150-300mm的大方坯，盖上盖子后缓冷48-52h；而对于边长大于300mm的大方坯，由于其尺寸更大盖上盖子后缓冷52-60h；对于直径200-350mm的大圆坯，盖上盖子后缓冷48-54h；相应的对于直径大于350mm的大圆坯，盖上盖子后缓冷54-60h。
(4)开盖后继续冷却24-30h；对于边长150-300mm的大方坯，开盖冷却24-26h；对于边长大于300mm的大方坯，开盖冷却26-30h；对于直径200-350mm的大圆坯，开盖冷却24-27h；对于直径大于350mm的大圆坯，开盖冷却27-30h。
(5)铸坯表面温度≤200℃出坑。
实施例：以下统计不同尺寸碳钢和轴承钢采用本法的缓冷方法的成材率，铸坯长度不超过6.5m，缓冷坑宽3m，深度7m，每层摆放3支铸坯。各尺寸铸坯采用的缓冷参数如表1所示：
表1不同尺寸铸坯采用的缓冷技术参数
通过采用上述缓冷方式，能够大大降低轴承钢在冷却过程产生的组织应力和热应力，防止白点的产生。上述实施例中共计生产2510吨铸坯，成材铸坯2495吨，成材率达99.4％。显著提高了炼钢的成材率。
Claims (1)
1.一种大断面铸坯的缓冷方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)先提供带有盖子的缓冷坑，缓冷坑的长度比铸坯的长度长0.5-1m，坑底铺设干燥砂石；
(2)将温度≥500℃的铸坯吊运至缓冷坑码放，待缓冷坑装满后，铸坯与缓冷坑内壁面的距离≤1000mm，最上层铸坯距离缓冷坑的盖子≥0.4m；
(3)将盖子盖上，缓冷48-60h后开盖；其中，对于边长150-300mm的大方坯，盖上盖子后缓冷48-52h；对于边长大于300mm的大方坯，盖上盖子后缓冷52-60h；对于直径200-350mm的大圆坯，盖上盖子后缓冷48-54h；对于直径大于350mm的大圆坯，盖上盖子后缓冷54-60h；
(4)开盖后继续冷却24-30h，其中，对于边长150-300mm的大方坯，开盖冷却24-26h；对于边长大于300mm的大方坯，开盖冷却26-30h；对于直径200-350mm的大圆坯，开盖冷却24-27h；对于直径大于350mm的大圆坯，开盖冷却27-30h；
(5)铸坯表面温度≤200℃出坑。
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