一种宽厚板连铸坯轻压下压下区间的控制方法
【专利摘要】一种宽厚板连铸坯轻压下压下区间的控制方法，按以下步骤进行：(1)确定非均匀凝固末端形貌；(2)确定连铸坯不同宽向位置处的轻压下压下起点与终点位置：(3)轻压下压下率调整：在区域内轻压下压下率设置为0.8～2.2mm/m；在区域内压下率设置为0.4～1.6mm/m。采用本发明的控制方法设置轻压下压下率，针对宽厚板连铸坯凝固坯壳非均匀生长条件下的轻压下压下区间的确定方法，确保了轻压下工艺的实施效果，能显著降低宽厚板连铸坯横截面中心线的偏析与疏松缺陷，具有良好的应用前景。
【专利说明】—种宽厚板连铸坯轻压下压下区间的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及连铸技术的轻压下控制方法，特别涉及一种宽厚板连铸坯轻压下压下区间的控制方法。
【背景技术】
[0002]铸坯轻压下技术指，通过在连铸坯凝固末期附近施加压力(热应力和机械应力)以产生一定的压下量阻碍含富集偏析元素的钢液流动从而消除中心偏析，同时补偿连铸坯的凝固收缩量以消除中心疏松。
[0003]轻压下压下区间是决定轻压下实施位置的关键工艺参数，多表述为连铸坯中心线固相率范围；由于铸坯断面、钢种的不同，轻压下压下率参数也不尽相同；代表性的已公开研究结果如下:美国专利4687047所述，铸坯实行轻压下的适宜部位，相当于从铸坯中心固相率为0.1-0.3之间到铸坯中心固相率达到流动极限固相率fs。(fsc是指钢液达到流动极限时的固相率，一股的经验，普通碳素钢的fsc=0.6，低合金钢的fsc=0.65-0.75)之间的一段铸坯；当fs > fsc时，钢液黏性很大，基本不会流动，若此时进行压下，很可能对内部质量产生有害影响。一股来说，中碳钢为fs=0.3-0.7，高碳钢为fs=0.4-0.7。
[0004]2002年《连铸》第6期“轻压下技术在济钢新板坯连铸机上的应用”报道了济钢的中厚板还压下区间为 fs=0.5 -0.95。2000 年 Steelmaking Conference Proceedings的“The latest result of dynamic soft reduction in slab CC machine，，?艮道芬兰的Rautaruukki钢铁210mmX 1250-1475mm板还连铸机生产微合金钢的最佳压下区间为fs=0.3-0.9，而210_X 1825mm板坯连铸的最佳压下区间为fs=0.15-0.8。崔立新博士论文(板坯连铸动态轻压下工艺的三维热-力学模型研究，北京科技大学，2006.)认为控制板坯窄面展宽和鼓肚趋势，轻压下起始固相率fs应大于等于0.6，同时为防止对凝固固相线附近的脆性区压下产生中间裂纹，轻压下结束位置应选取fs小于等于0.85。郭亮亮博士论文(板坯连铸动态二冷与轻压下建模及控制的研究，大连理工大学，2009.)中指出170mmX950-1950mm板坯连铸机生产超高强度钢(UHSS)的最佳压下区间为fs=0.3-
0.9。龙木军硕士论文(龙木军.板坯连铸二冷动态轻压下辊缝收缩模型研究及软件开发，重庆大学，2007)中指出柳钢4 #板坯连铸机生产AH36和Q345钢最佳压下区间为fs=0.55-0.95。申请号为200910309239.6的专利申请提出了一种采用根据铸坯中心线溶质偏析元素析出确定大方坯连铸坯轻压下压下区间的方法，
[0005]上述研究均采用连铸坯中心线固相率表征轻压下压下区间；然而，在板坯连铸生产过程中，由于二冷水横向分布的不均匀，凝固末端坯壳往往出现不均匀生长现象；特别对于宽厚板连铸坯，由于断面尺寸的增加，板坯宽向1/4至1/8范围内的液芯延展现象十分明显，如仅根据连铸坯中心线固相率确定轻压下位置和长度，并不能起到改善整个断面，特别是i/4至1/8区域的宏观偏析缺陷。
[0006]2Oll 年Metalurgia International 第 I6 卷第 10 期“A Mathematical Model forMitigating Centerline Macro Segregation In Continuous Casting Slab，，提出了一种通过改善二冷水在铸坯横断面上均匀分布，使得液芯均匀生长，即横断面中心线上固相率基本相同，从而起到改善轻压下实施效果的目的；然而，这种方法势必造成铸坯角部过冷，对于微合金钢、包晶钢等裂纹敏感钢种而言，当铸坯通过矫直区或在某处受力集中时，若其角部温度恰好落入第三脆性温度区，则不可避免的造成角部横裂纹；角部横裂纹在后继加热轧制过程中会不可避免的延展成为严重的边角横裂纹缺陷，从而导致整张轧板的降级甚至报废；因此，角部冷却强度的减小，势必导致凝固末端液芯的不均匀生长。
【发明内容】
[0007]针对现有宽厚板连铸坯轻压下技术存在的上述问题，本发明提供一种宽厚板连铸坯轻压下压下区间的控制方法，通过计算宽厚板连铸坯凝固末端，根据宽厚板连铸坯宽向1/2、1/4、1/8位置处液芯延展规律求得各位置间的轻压下压下长度和位置关系；为避免中心裂纹，根据压下区间修正压下率参数，避免出现连铸坯中心裂纹缺陷。
[0008]本发明的宽厚板连铸坯轻压下压下区间的控制方法按以下步骤进行:
[0009]1、确定非均匀凝固末端形貌:
[0010]建立二维凝固传热计算模型，用以计算宽厚板连铸坯凝固末端形貌，传热方程为:
[0011]
【权利要求】
1.一种宽厚板连铸坯轻压下压下区间的控制方法，其特征在于按以下步骤进行: (1)确定非均匀凝固末端形貌: 其中二冷水对流换热系数/4的计算方法可表示为: hwi=ai·w(i)0.55·（1-0.0075Tw)(O Qi是第i区的修正系数，取决于具体连铸机设备参数；Tw是二冷水温度，V ;嗔是水流密度在宽度方向的分布，单位为l/(m2.min)) ；x是距铸坯中心的位置，单位为m ； (2)确定连铸坯不同宽向位置处的轻压下压下起点与终点位置: 根据两相区内钢液流动特性，采用fs=0.6为压下区间起点参数，fs=0.9为压下区间终点参数，求得不同位置处的压下起点和终点位置PZ、C/、PxJJ > P'J代表沿拉坯方向的压下位置，上标1/2，1/4和1/8分别代表铸坯宽向1/2，1/4和1/8位置，下标start和end分别代表轻压下起点和终点；因此，轻压下起点和终点位置可确定为
(2)
2.根据权利要求1所述的一种宽厚板连铸坯轻压下压下区间的控制方法，其特征在于该方法适用于浇铸铸坯宽度为1600~2300mm，厚度为180~300mm的宽厚板连铸坯生产过程。
【文档编号】B22D27/11GK103447493SQ201310400245
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】祭程, 朱苗勇 申请人:东北大学