一种大圆角或大倒角连铸方坯/矩形坯生产方法及设备与流程

本发明涉及冶金技术领域，具体是钢铁的连铸工艺，尤其是一种大圆角或大倒角连铸方坯/矩形坯生产方法及设备。

背景技术：

液态高温钢水采用强制冷却直接浇铸成一定断面规格的方坯或矩形坯，然后送到轧钢厂轧制成钢材。连铸尺寸≤160mm×160mm小方坯所使用的结晶器的圆角在半径只有r6～r10；连铸尺寸≥240mm×240mm大方坯所用结晶器的圆角为r20mm左右。在连铸过程中，铸件角部因降温较快，容易出现内应力，塑性差。

因此，在轧钢过程中一般圆角钢坯角部是冷却速度最快部位，钢坯轧制过程中角部钢温比面部和芯部低很多，实际生产中测量粗轧阶段角部钢温比面部钢温低约100℃，由于各断面上温度不均匀，会产生塑性变形不均匀，塑性最差的钢坯角部会出现轧制裂纹，成为影响高品质钢材质量主要因素，所以轧制弹簧钢、轴承钢、工具钢、冷镦钢等高品质钢种，钢坯角部需要增加修磨工序，以使钢坯修磨后角部变钝变大，减少产生轧制裂纹风险，这不仅造成人工成本、砂轮等易耗件成本及钢坯损失等生产成本增加，也使生产周期延长。

现有技术中大多是通过调整或控制材料成分、冷却方式、使用具有圆角的圆筒形结晶器进行连铸，来克服大型方坯角部裂纹缺陷的问题。例如，公开号为cn108687315a的中国专利申请“大方坯连铸生产22crmo齿轮钢的方法”，在结晶器电磁搅拌的基础上，在二冷区与凝固末端之间增设了电磁搅拌装备，并且对两者的安装位置和工作参数作了合理设计，再结合控制浇注钢液过热度、浇注速度、冷却参数等，提升了坯断面的尺寸为360mm×450mm的大方坯22crmo齿轮钢连铸坯的致密性及均质性。此外，通过对管式结晶器的圆角参数设计，圆角的结晶器的圆角尺寸为r20mm，优化铸坯角部冷却，改善了铸坯角部缺陷控制。通过对冷却水路的改进，以保证传热均匀性，使得结晶器出口处铸坯坯壳厚度均匀。但是该方法不能有效消除方坯角部塑性差的缺陷。

技术实现要素：

针对现有技术，本发明提供了一种大圆角或大倒角连铸方坯/矩形坯生产方法及设备，连铸红坯角部经过轻轧轻压后角部圆弧半径增大，有利于后续钢材轧制时裂纹、折叠等缺陷减少，轻轧轻压也能够部分弥合角部裂纹和疏松等缺陷，对产品质量提高有积极意义。

为解决上述问题，本发明的技术方案是：

一种大圆角或大倒角连铸方坯/矩形坯生产方法，其特征在于，在连铸机中将高温钢水采用强制冷却浇铸成方坯或矩形坯，将连铸红坯由引锭杆引导通过矫直机后，红坯头部进入设置在矫直机下游的连铸红坯角部压轧装置的上辊和下辊之间，至少红坯的角部与上辊、下辊接触，对红坯进行压轧，使铸坯角部形状由尖锐变圆滑，形成大圆角或大倒角方坯或矩形坯。

进一步地，所述在连铸红坯头部未进入连铸红坯角部压轧装置的上辊和下辊之间时，所述上辊和下辊为张开状态，至少当连铸红坯头部穿多上辊和下辊轴心所在竖直平面后，上辊和下辊闭合开始压轧。

进一步地，所述上辊、下辊的中间位置为弧形或具有大倒角或圆角的大倒角矩形/方形内凹形状，在对红坯的压轧过程中弧形及倒角部分与红坯的角部接触。

进一步地，所述连铸红坯进行压轧时的温度不低于800℃。

进一步地，所述压轧为一次压轧或多次压轧。

用于所述大圆角或大倒角连铸方坯/矩形坯生产方法的生产设备，其特征在于，在矫直机的下游设置连铸红坯角部压轧装置，所述连铸红坯角部压轧装置包括机架、上辊、下辊、轧辊动力系统、上辊压下装置，所述上辊、下辊通过轴承装在机架上，上辊、下辊的中间位置为内凹的弧形或具有大倒角或圆角的矩形/方形；所述轧辊动力系统为上辊、下辊的旋转提供动力，所述上辊压下装置为液压升降装置。

进一步地，所述液压升降装置还包括位移传感器，所述位移传感器用于检测上辊的压下量。

进一步地，所述位移传感器与控制器相连，所述控制器根据位移传感器检测的上辊的位移量控制液压升降装置的工作。

进一步地，所述连铸红坯角部压轧装置为一组或多组。

本发明利用连铸红坯高塑性特点，在矫直后增加连铸红坯角部压轧装置，上辊和下辊的中间位置为弧形或具有大倒角或圆角的大倒角矩形/方形内凹形状，在对红坯的压轧过程中弧形及倒角部分与红坯的角部接触。经过压轧之后，使铸造钢坯角部形状压轧变形，使其圆角半径由小变大，或由尖变钝，也可做成大倒角。连铸红坯角部经过轻轧轻压后角部圆弧半径增大，所形成的坯料更接近轧制的目标性状，使得后期轧制角部变形量减小，有利于钢材轧制时裂纹、折叠等缺陷的减少。另外，红坯在压轧的过程中，也能够部分弥合连铸过程中，因方坯/矩形坯的角部冷却较快所产生的角部裂纹和疏松等缺陷，对连铸方坯的质量提高有积极意义。

同时，本发明所述的用于大圆角或大倒角连铸方坯/矩形坯生产方法的设备，其中连铸红坯角部压轧装置的上辊压下装置采用液压升降装置，使用位移传感器检测上辊的位移量，控制系统根据位移传感器所检测的上辊的位移量来远程控制液压升降装置的工作，实现上辊压下量的精确控制。

附图说明

图1是本发明中所述连铸红坯角部压轧装置实施例1的轧辊轧制连铸红坯的示意图。

图2是本发明中所述连铸红坯角部压轧装置实施例2的轧辊轧制连铸红坯的示意图。

图3是本发明中所述连铸红坯角部压轧装置实施例3的轧辊轧制连铸红坯的示意图。

图中：

1-上辊，2-下辊，3-连铸红坯，4-内凹部分。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明所述的大圆角或大倒角连铸方坯/矩形坯的生产方法，在连铸机中将高温钢水采用强制冷却浇铸成一定断面规格的方坯或矩形坯，将连铸红坯3由引锭杆引导通过矫直机后，红坯3头部进入设置在矫直机下游的连铸红坯3角部压轧装置的上辊1和下辊2之间，至少红坯3的角部与上辊1、下辊2接触，对红坯3进行压轧，使铸坯角部形状由尖锐变圆滑，形成大圆角或大倒角方坯或矩形坯。

具体的，当钢坯头部没有经过该装置时，受液压缸控制的轧辊处于张开状态，至少当连铸红坯3头部穿多上辊1和下辊2轴心所在竖直平面后，轧辊由张开状态变换为闭合，对钢坯角部施加轧制力。所述连铸红坯3进行压轧时的温度不低于800℃。所述压轧的工序可以为一次压轧或多次压轧。

针对本发明所述的生产方法所使用的生产设备，是在连铸设备的矫直机的下游设置连铸红坯3角部压轧装置。所述连铸红坯3角部压轧装置为一组或多组，如果为多组，多组压轧装置依次排布。所述连铸红坯3角部压轧装置包括机架、上辊1、下辊2、轧辊动力系统、上辊1压下装置。所述上辊1、下辊2通过轴承装在机架上，所述轧辊动力系统为上辊1、下辊2的旋转提供动力，所述上辊1压下装置为液压升降装置。上辊1、下辊2的中间位置为内凹的弧形或具有大倒角或圆角的矩形/方形。具体的，所述上辊1、下辊2的中间位置为内凹部分4的形状有多种实施方式，其主要目的是将连铸方坯或矩形坯在红坯3状态下，轻压角部使角部形成大弧度的圆弧或大倒角；同时方坯或矩形坯的侧面基本仍然保持平面形状。

如图1所示，所述内凹部分4为弧形，该弧形内凹部分4的顶部与方坯/矩形坯的顶面或底面之间具有缝隙。在压轧时，在轻压作用下连铸红坯3角部受压，形成大弧度的圆弧。

所述内凹部分4为具有大圆角或大倒角的矩形或方形形状。若当红坯3与轧辊接触时，红坯3四个侧面与轧辊之间均留有空隙，红坯3角部材质流向该角两侧的侧面，如图2、图3所示。若当红坯3与轧辊接触时，红坯3角部的材质受到轻压，形成大倒角。

为了精确控制上辊1压下量，所述液压升降装置还包括位移传感器，所述位移传感器用于检测上辊1的压下量。使所述位移传感器与控制器相连，所述控制器根据位移传感器检测的上辊1的位移量控制液压升降装置的工作，实现对液压升降装置工作的远程控制。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。