一种连铸铸坯在线连续淬火设备及其工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属凝固和连续铸造技术领域，特别涉及一种连铸铸坯在线连续淬火设备及其工艺。
【背景技术】
[0002]轧钢生产轧材的表面质量取决于在热轧过程中轧件晶粒边界析出物的数量和形态。析出物会在材料热变形过程中阻碍晶界移动，从而在这些位置产生机械应力，当这些位置的机械应力超过极限应力时就会出现裂纹，热轧轧材的温度的650-1000°C的范围内，在这一个温度范围内，诸如A1N，BN, VCN及NbCN等N析出物会严重降低金属的延展性。
[0003]为了避免上述现象的发生，采用表面淬火是一种十分稳妥且灵活的措施。经过表面淬火后，铸坯表面的温度可以冷却到300°C以下。显微镜试验显示，经过淬火处理后，在约20mm的铸坯表面会形成细密的回火马氏体结构层。与未经冷却处理的内部组织相比，表面的这层结构要精细很多。在铸坯由淬火箱经过火切机，进入出坯辊道的过程中，其表面因冷却形成的马氏体层会被铸坯中心传导出的热量进行回火。经过这样一个过程，在铸坯外表层就可以形成一层致密稳定的结构。经过这样的处理，铸坯在加热后，会形成很好的晶粒尺寸，而且在晶粒边界仅有少量的AlN析出。从而避免了在热轧过程中，由于AlN析出所造成的奥氏体晶粒边界延展性的显著降低。
[0004]一些钢铁企业采取为了提高轧材的成才率，实现特殊钢热送，希望在热送之前对铸坯进行表面淬火处理，这样即使那些对热脆性敏感的钢种，经过淬火处理后，热送时也不会产生问题。经过表面淬火后，有的厂家已经基本上实现了 100%热送，而不必担心浇铸条件及操作延误造成影响。
[0005]申请号为201410355167.X的中国专利公开了一种将铸坯缓冷到500_600°C时进行淬火的工艺，淬火后的铸坯加热至170-200°C进行保温回火。该专利是将连铸坯下线后，缓冷到500-60(TC在进行淬火，不能实现铸坯在线淬火和热送。
[0006]中国专利201420270663.0公开了一种热处理淬火装置，根据该专利所述，该装置包括冷凝箱、水槽、出水管和进水管，所述出水管和进水管分别位于水槽两侧，所述进水管一端与冷凝箱连通，进水管的另一端伸入水槽底部，所述出水管一端与冷凝箱连通，出水管另一端设置在水槽侧面上部，所述出水管与水槽的侧面连接处对应设有能使出水管和水槽连通的出水孔，所述水槽内靠近进水管处设有导流板，所述导流板上设有若干导流孔。该热处理淬火装置采用冷凝器，使得冷却水能够进行循环冷却，采用多管进水和出水，并在水槽内增设带有导流孔的导流板，增加了水流的波动，增加了冷却效率，提高了冷却效果。但该淬火热处理装置主要针对线下部件或零件进行处理，无法用于连铸生产过程。
[0007]中国专利201320366648.1公开了一种连铸板坯表面淬火装置，根据该专利所述，在连铸切割输送辊道相邻的输送辊之间设置上下两组喷嘴组。该装置能将微合金钢种出扇形段后的高温板坯表面温度快速降至600°C以下，有效抑制粗大的Nb、V、T1、Al、B等微合金元素的氮化物或碳氮化物在奥氏体晶界析出，从而避免微合金钢热送轧制后钢板表面微裂纹的发生。但是这种喷淋淬火的方式容易造成铸坯表面喷淋不均从而引起铸坯表面淬火效果不一致。喷淋状态不稳定，铸坯质量不稳定，实用性较差。
[0008]中国专利201420486096.2公开了一种用于厚板直接淬火装置的顶喷装置，根据该专利所述，该装置安设于淬火冷却设备的入口及出口处，包括进水管、冷却集管、开关阀及喷嘴；可改善钢板温度和性能的均匀性，排水效果好，能够消除钢板表面的逆流现象，可以将直接淬火冷却设备入口的冷却水清除干净。该淬火处理方式同为轧钢区域淬火热处理装置，不能对连铸坯进行淬火处理，无法达到连铸坯淬火处理的效果。
[0009]中国专利201420143456.9公开了一种喷淋淬火装置，根据该专利所述，该装置用于对支重轮表面进行淬火处理，其包括喷淋室，在所述喷淋室的内壁上设有喷嘴，在所述喷淋室的底部装有底板，所述底板与所述喷淋室的内壁相接触，形成密封环境。喷嘴呈阵列排布，在所述喷淋室外围设有喷淋罐，与所述喷嘴相连接，所述喷嘴通过PLC控制喷涂量和喷涂速度。线外淬火热处理，主要针对某些部件及零件，无法应用到连铸过程中。
【发明内容】
[0010]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种连铸铸坯在线连续淬火设备及其工艺，目的在于有效抑制粗大的Nb、V、T1、Al、B等微合金元素的氮化物或碳氮化物在奥氏体晶界析出，从而避免微合金钢热送轧制后钢板表面微裂纹的发生。
[0011]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供如下技术方案:
[0012]一种连铸铸坯在线连续淬火设备，用于连铸设备生产线上对铸坯进行淬火，包括淬火辊道、水槽和进水管，所述水槽沿铸坯拉坯方向设置，所述淬火辊道位于水槽内，所述进水管与水槽连通，所述水槽的两端均设置有端部密封件，两个端部密封件上分别设有铸坯进孔和铸坯出孔，在铸坯连续淬火过程中，所述端部密封件与铸坯外表面紧密贴合。
[0013]采用上述结构，在连铸设备线上设置水槽结构，铸坯在线上辊道传送的过程中浸没在水槽中进行淬火，淬火均匀，保证生产的连续性，以及避免微合金钢热送轧制后钢板表面微裂纹的发生；其中淬火辊道为连铸设备自带的辊道，及水槽内的淬火辊道与外部的辊道平齐。铸坯的长度要长于水槽长度，铸坯在传送过程中进行连续淬火，而端部密封件与铸坯表面贴合防止水槽内水流出。
[0014]连铸铸坯进行切割前对铸坯表面快速强制降温，温度快速降低至600°C以下，在拉矫机和火切机之间的送辊上设置一水槽，对铸坯表面进行在线连续淬火，有效抑制粗大的他^、11、41、8等微合金元素的氮化物或碳氮化物在奥氏体晶界析出，从而避免微合金钢热送轧制后钢板表面微裂纹的发生。
[0015]作为优选:所述端部密封件由耐高温软质材料制成，所述铸坯进孔和铸坯出孔的大小为铸坯截面的0.8-0.9倍。具有弹性形变才能紧密贴合，铸坯进孔和铸坯出孔宽度为铸坯宽度的0.8-0.9倍，高度为铸坯高度的0.8-0.9倍，可根据不同规格铸坯进行更换。
[0016]作为优选:所述端部密封件由耐高温橡胶或软质金属制成。
[0017]作为优选:所述进水管上方连接有喷水管，所述喷水管位于水槽上方，沿水槽长度方向设置，并与水槽平行，喷水管上开设有喷水缝或喷水孔；所述水槽为上方敞口的长方体型，所述喷水管的长度与水槽长度相等。
[0018]铸坯进入水槽后，进水管阀门开启，对铸坯进行喷水淬火处理，铸坯连续在水槽内运行，水连续喷淋在铸还上，整个铸还在水槽内被水完全包围，从而达到浸泡淬火的目的。铸坯经过淬火后出水槽，进行定尺切割和出坯。
[0019]作为优选:所述水槽底部和两侧均设置有进水管。可以增大进水量。
[0020]作为优选:所述水槽底部设置有排渣管，排渣管下方设置有铁皮渣收集斗。
[0021]设备运行一段时间后，打开排渣管，可冲洗水槽中氧化物铁皮渣到收集斗。
[0022]作为优选:所述排渣管上设置有阀门，所述铁皮渣收集斗底部和侧壁开设有漏水孔。
[0023]作为优选:所述进水管上设置有调节阀，所述水槽内设置有液位计，所述液位计和调节阀均与连铸设备的控制系统连接。
[0024]作为优选:所述水槽设置在连铸设备的切割机前方。
[0025]本发明同时提供一种连铸铸坯在线连续淬火设备的淬火工艺，所述淬火设备包括淬火辊道、水槽和进水管，所述水槽沿铸坯拉坯方向设置，所述淬火辊道位于水槽内，所述进水管与水槽连通，所述水槽的两端均设置有端部密封件，两个端部密封件上分别设有铸坯进孔和铸坯出孔；
[0026]所述淬火工艺包括以下步骤:
[0027]将铸坯通过连铸设备的辊道传送至水槽；待铸坯经铸坯进孔进入水槽后，开启进水管向水槽内供水进行淬火，铸坯连续在水槽内进行淬火处理；然后对出水槽的铸坯进行定尺切割和出坯；在铸坯连续淬火过程中，使铸坯外表面与端部密封件紧密贴合，以防止水槽内水流出；控制淬火辊道的运行速度，保证铸坯在水槽内被水完全浸没，充分淬火。
[0028]作为优选:在所述水槽内设置液位检测计，在进水管上设置调节阀，液位检测计和调节阀均与控制系统连接，当液位检测计检测到水槽液位低于设定液位时，控制系统开启调节阀进行补水。
[0029]作为优选:在淬火过程中