一种抑制板坯晶界裂纹的冷却方法
【专利摘要】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。
【专利说明】一种抑制板坯晶界裂纹的冷却方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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°C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】
[0003]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。
[0004]为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现:
[0005]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°C以下，其具体操作步骤如下:
[0006]I)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；
[0007]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 ；
[0008]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°C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°C以下；
[0009]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。
[0010]所述铸坯的断面尺寸范围在(200?300) mmX (1250?2300) mm，其化学组成成分中(wt%):Nb0.01 ?0.04%、V0.02 ?0.04%、Ti0.01 ?0.025%。
[0011]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°C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。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是传统常规冷却曲线；
[0013]图2是本发明实施例强冷曲线。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
[0015]实施例1
[0016]以断面尺寸250 X 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:
[0017]I)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；
[0018]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 ；
[0019]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°C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°C以下；
[0020]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。
[0021]实施例2
[0022]以断面尺寸250X 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:
[0023]I)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；
[0024]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 ；
[0025]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°C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°C以下；
[0026]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。
[0027]经实验验证，本发明对铸坯的断面尺寸范围在(200?300) mmX (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。
【权利要求】
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°C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°C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°C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)mmX(1250?2300)mm，其化学组成成分中(wt%):Nb0.01?0.04%、V0.02 ?0.04%、Ti0.01 ?0.025%。
【文档编号】B22D11/22GK103962525SQ201410161683
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】金百刚, 王军, 赵雷, 李超, 方恩俊, 李立勋 申请人:鞍钢股份有限公司