一种改善连铸板坯三角区裂纹缺陷的工艺方法与流程

本发明属于冶金技术领域，涉及一种改善连铸板坯三角区裂纹缺陷的工艺方法。

背景技术：

连铸板坯的内部缺陷中，三角区裂纹是常见的缺陷之一，对铸坯的质量影响较大，容易导致铸坯品种改判，严重时则甚至出现报废情况。然而三角区裂纹的研究较少。下面是部分研究者对板坯三角区裂纹产生及改善方法的一些观点：

王新华(王新华，控制连铸板坯三角区裂纹的方法，专利号：200610137894.4)研究认为优化结晶器窄面锥度及开口度、足辊采用强冷有利于改善三角区裂纹，具体的将结晶器窄面锥度增大0.05％～0.2％，足辊段支撑辊开口度增加0.5mm～1.0mm，足辊段的水量增大60～100l/min；

何天科(何天科，周明佳，一种控制板坯高含硫普碳钢三角区裂纹的方法，专利号：201310241826.2)研究认为拉速与硫含量是影响三角区裂纹的主要因素，不同的硫含量要控制不同的拉速以改善三角区裂纹。当硫含量小于0.020％时，将拉速设定为低于1.2m/min；当硫含量为0.020％～0.025％时，控制拉速为1.0m/min～0.8m/min；当硫含量大于0.025％时，控制拉速0.9m/min～0.8m/min；

何宇明(何宇明，连铸板坯三角区裂纹的形成与防止，炼钢，1997，13(5):35-39)研究认为：布置和连铸机开口度是影响三角区裂纹的主要因素，优化布置和连铸机开口度对改善三角区裂纹有较好的效果。

但并未有从连铸板坯边部回路冷却控制和铸坯两相区的扇形段辊缝控制上提出具体操作方法来实现改善三角区裂纹的目的。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改善连铸板坯三角区裂纹缺陷的工艺方法，在不增加成本的前提下，通过调整连铸板坯扇形段二次冷却边部回路水量和两相区扇形段段间的辊缝收缩，以达到改善连铸板坯的三角区裂纹的目的。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种改善连铸板坯三角区裂纹缺陷的工艺方法，该方法包含如下步骤：

s1：根据连铸板坯中部回路水量计算连铸板坯中部回路水流密度；

s2：根据中部回路水流密度计算连铸板坯边部水流密度；

s3：根据连铸板坯边部水流密度计算连铸板坯边部回路水量；

s4：根据步骤s3的计算结果，调整连铸板坯扇形段二次冷却边部回路水量；

s5：调整连铸板坯两相区扇形段段间的辊缝的收缩。

进一步，步骤s1中，所述连铸板坯中部回路水流密度为：

式中，ωc为连铸板坯中部回路水流密度，qc为连铸板坯中部回路水量，lc为连铸板坯中部回路在宽度方向的喷淋长度，mc为连铸板坯中部回路在浇注方向的喷淋宽度；

步骤s2中，所述连铸板坯边部水流密度为：

ωm＝βωc

式中，ωm为连铸板坯边部水流密度，ωc为连铸板坯中部回路水流密度，β为比例系数；

步骤s3中，所述连铸板坯边部回路水量为：

qm＝2ωmlmmm

式中，qm为连铸板坯边部回路水量，ωm为连铸板坯边部水流密度，lm为边部回路在宽度方向的喷淋长度，mm为边部回路在浇注方向的喷淋宽度；

则步骤s3中，所述连铸板坯边部回路水量为：

式中，mm＝mc，则所述连铸板坯边部回路水量为：

进一步，步骤s5中，所述连铸板坯两相区扇形段段间的辊缝的收缩范围为0.2mm-0.5mm。

进一步，所述β为比例系数具体为0.8-1.2。

本发明的有益效果在于：本发明的方法能够在不增加成本的前提下，通过调整连铸二次冷却边部回路水量和两相区扇形段段间的辊缝收缩，以达到改善连铸板坯的三角区裂纹的目的。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为三角区裂纹示意图；

图2为连铸板坯二次冷却喷淋回路示意图；

图3为连铸板坯液相区/两相区/固相区示意图；

图4为连铸板坯扇形段段间收缩示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

本发明施例中，调整连铸二次冷却边部回路水量，具体的，边部回路喷淋区域的水流密度达到中部回路喷淋区域水流密度的0.8～1.2倍；将两相区区域的扇形段段间辊缝收缩调整到0.2mm～0.5mm。

本专利适用所有板坯连铸机，本发明所述的一种改善连铸板坯三角区裂纹缺陷的工艺方法。所述的方法如下：

如图2所示，根据铸坯中部回路水量计算边部冷却回路水量；

首先根据中部回路水量qc，单位l/min，计算中部回路水流密度单位l/min·m²；

其中，lc为中部回路在宽度方向的喷淋长度，单位m；mc为中部回路在浇注方向的喷淋宽度，单位m；

根据中部回路水流密度ωc，计算边部回路水流密度ωm＝βωc；

其中：β为系数，取0.8～1.2

进一步，根据ωm计算边部回路水量qm，单位l/min，qm＝2ωmlmmm；

其中：lm为边部回路在宽度方向的喷淋长度，单位m，mm为边部回路在浇注方向的喷淋宽度，单位m，

根据等式关系代换，得其中，mm＝mc，即

如图3所示，调整在两相区区间内的扇形段辊缝，如图4所示，扇形段段间的辊缝收缩0.2mm～0.5mm；

为了更清楚地对本发明实施例进行说明，下面结合具体实施例对该连铸机冷却区的工艺控制流程进行详细描述。

实施例1

本实施例以连铸工艺中边部回路二冷水量设定和两相区区间内辊缝收缩为例，某连铸机具有12个冷却区，本实施例在各个具有边部回路的冷却区上的实施步骤是相同的，因此，此处仅选取冷却区4区进行详细说明及计算，具体步骤如下：

前提条件：qc＝217l/min，lc＝517，lm＝421；

如图2所示，根据铸坯中部回路水量计算边部冷却回路水量；

首先根据中部回路水量qc＝217l/min，计算中部回路水流密度单位l/min·m²；

根据中部回路水流密度ωc，计算边部回路水流密度其中：β＝1.2；

根据ωm计算边部回路水量qm，单位l/min，

根据2)～4)等式关系代换，得其中，mm＝mc，即即qm＝424l/min

如图4所示，调整在两相区区间内的扇形段辊缝，两相区的扇形段编号分别是扇形段6和扇形段7，则在扇形段6和扇形段7间的辊缝收缩0.3mm。

实施例2

本实施例以连铸工艺中边部回路二冷水量设定和两相区区间内辊缝收缩为例，某连铸机具有12个冷却区，本实施例在各个具有边部回路的冷却区上的实施步骤是相同的，因此，此处仅选取冷却区4区进行详细说明及计算，具体步骤如下：

前提条件：qc＝217l/min，lc＝517，lm＝421；

如图2所示，根据铸坯中部回路水量计算边部冷却回路水量；

首先根据中部回路水量qc＝217l/min，计算中部回路水流密度单位l/min·m²；

根据中部回路水流密度ωc，计算边部回路水流密度其中：β＝1.0

根据ωm计算边部回路水量qm，单位l/min，

根据2)～4)等式关系代换，得其中，mm＝mc，即即qc＝353l/min

如图4所示，调整在两相区区间内的扇形段辊缝，两相区的扇形段编号分别是扇形段6和扇形段7，则在扇形段6和扇形段7间的辊缝收缩0.2mm。

实施例3

本实施例以连铸工艺中边部回路二冷水量设定和两相区区间内辊缝收缩为例，某连铸机具有12个冷却区，本实施例在各个具有边部回路的冷却区上的实施步骤是相同的，因此，此处仅选取冷却区4区进行详细说明及计算，具体步骤如下：

前提条件：qc＝217l/min，lc＝517，lm＝421；

如图2所示，根据铸坯中部回路水量计算边部冷却回路水量；

首先根据中部回路水量qc＝217l/min，计算中部回路水流密度单位l/min·m²；

根据中部回路水流密度ωc，计算边部回路水流密度其中：β＝1.0

根据ωm计算边部回路水量qm，单位l/min，

根据2)～4)等式关系代换，得其中，mm＝mc，即即qc＝283l/min

如图4所示，调整在两相区区间内的扇形段辊缝，两相区的扇形段编号分别是扇形段6和扇形段7，则在扇形段6和扇形段7间的辊缝收缩0.5mm。

原来生产某钢种三角区裂纹发生率为28％，现在生产该钢种的三角区裂纹发生率小于1％。三角区裂纹缺陷得到改善。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。