專利名稱：一種改善特厚板坯中心偏析和中心疏松的大壓下技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連鑄板坯壓下技術(shù)，尤其涉及一種改善厚度3(KT420mm特厚板坯中心偏析和中心疏松的大壓下技術(shù)。
背景技術(shù)：
進入新世紀以來，由于科技進步和經(jīng)濟的發(fā)展，國內(nèi)外IOOmm以上的特厚鋼板需求越來越大。一些鋼鐵公司先后建設(shè)或擬建特厚鋼板生產(chǎn)裝備。特厚鋼板生產(chǎn)的主要裝備包括冶煉設(shè)備、連鑄設(shè)備和寬厚鋼板軋制設(shè)備。軋制特厚板材所用坯料為模鑄鋼錠或連鑄板坯，我國目前能夠穩(wěn)定生產(chǎn)的連鑄板坯厚度基本上都是300mm以下，受一些鋼種要求壓縮比大于等于3:1的限制，生產(chǎn)IOOmm以上厚度的特厚鋼板，需要特厚鑄坯作為原料軋制， 由于特厚鑄坯的中心偏析和中心疏松難于控制，一般不采用連鑄板坯作為坯料，而是采用模鑄鋼錠進行生產(chǎn)。模鑄工藝能耗高、金屬收得率低、環(huán)境污染大，不適應(yīng)當(dāng)前的節(jié)能減排和環(huán)境保護的社會發(fā)展方向。專利文獻申請?zhí)?01010119734. 3提及一種連鑄機在線調(diào)厚輥式大壓下液芯軋制方法，是在凝固末端增加一套大壓下軋制設(shè)備，通過設(shè)定目標厚度，實時反饋厚度值并檢測油壓、換算軋制力是否超限，若軋制力未超限，穩(wěn)定軋制至軋制結(jié)束；若軋制力超限，調(diào)整并重新判斷軋制力。實用新型專利201020642804. 9公開了一種連鑄機液芯大壓下軋制設(shè)備，安裝在板坯連鑄機水平凝固端末段的液芯軋制區(qū)。這兩個專利僅涉及到連鑄機實施大壓下的設(shè)備和液芯軋制方法，需在凝固末端增加一套大壓下軋制設(shè)備，投資大，同時未提及大壓下的具體工藝，即對如何改善鑄坯中心偏析和中心疏松沒有做具體說明，尤其對如何解決厚度在30(T420mm特厚板坯中心偏析和中心疏松問題未有相關(guān)文獻報道。中心偏析和中心疏松缺陷越來越成為影響鋼材質(zhì)量的主要因素之一。鑄坯只有具備優(yōu)良的內(nèi)部質(zhì)量，即鑄坯的中心偏析和中心疏松越輕微，軋制IOOmm以上厚度的鋼板在Z向性能、心部低溫(< _40°C)沖擊等方面性能越好，探傷合格率高。因此，在特厚板生產(chǎn)工藝流程中，高質(zhì)量的特厚板坯的穩(wěn)定生產(chǎn)是核心環(huán)節(jié)，亟待從技術(shù)上獲得突破。連鑄坯的中心偏析和中心疏松對鋼材的加工和使用都會產(chǎn)生不利影響。例如對于天然氣輸送管線鋼，輸送氣體中的氫會擴散到管壁的偏析或疏松處產(chǎn)生裂紋并擴展，最終導(dǎo)致鋼管破裂；對于海洋鉆探平臺用的結(jié)構(gòu)鋼，中心偏析或疏松會降低其焊接性能，導(dǎo)致鋼板不易焊接，甚至焊后開裂，從而使鋼材的使用壽命大大縮短。為此，20世紀90年代開始，在板坯連鑄機上開發(fā)了輕壓下技術(shù)(指壓下量為l.(Tl.5mm/m)，通常單個扇形段的壓下量2 4mm (超過5mm本發(fā)明定義為大壓下)，其目的是在連鑄坯液芯末端附近對連鑄坯表面施加壓力，使連鑄坯產(chǎn)生一定的壓下量來補償鑄坯的凝固收縮量，這樣可以消除或減少鑄坯收縮形成的內(nèi)部空隙和防止晶間富集的溶質(zhì)元素向鑄坯中心流動，從而起到改善鑄坯中心偏析和中心疏松的作用。然而，隨著鑄坯厚度的不斷增加，中心偏析和中心疏松的控制難度越來越大，對板坯連鑄機輕壓下扇形段液壓設(shè)備的要求也是越來越高。解決好特厚板坯的中心偏析和中心疏松是生廣聞品質(zhì)特厚鋼板和實現(xiàn)節(jié)能減排目標的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，研究開發(fā)聞品質(zhì)超特厚鋼板不僅可以提高我國設(shè)備制造水平，而且還可以大大促進我國化工、石油、機械、動力、冶金、核能、航空、航天、海洋等領(lǐng)域的發(fā)展及其品種結(jié)構(gòu)調(diào)整，具有重要的現(xiàn)實意義和良好的經(jīng)濟及社會效益
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種特厚板坯(厚度30(T420mm)中心偏析和中心疏松的控制技術(shù)，通過控制鋼水過熱度和鑄機拉速，在連鑄板坯凝固末端實施動態(tài)大壓下，并結(jié)合二次冷卻水強冷來共同實現(xiàn)對特厚板坯中心偏析和中心疏松的控制。本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)一種改善特厚板坯中心偏析和中心疏松的大壓下技術(shù)，其特征在于連鑄板坯凝固末端3個扇形段液壓缸的油缸壓力為180(Γ2500ΚΝ ;根據(jù)鋼種凝固特性，控制鋼水過熱度在10 35°C,鑄機拉速在O. 6 m/min I. Om/min之間,控制二冷區(qū)比水量為O. 4^0. 6L/kg，在其中一個扇形段實施大壓下，壓下量為5. (Γ12. Omm，其它兩個扇形段實施輕壓下，壓下量2 3mm。通過射釘法確定不同鑄坯厚度的凝固終點。射釘法是將以硫為示蹤劑的鋼釘擊打入鑄坯，在鑄坯相應(yīng)的位置取樣進行分析，由于擊入鑄坯的鋼釘遇到液相鋼水后被熔化，在鑄坯的固相區(qū)和液相區(qū)形貌不同，以射釘開始發(fā)生粗化處為界，通過低倍檢驗、硫印分析等手段測量凝固坯殼厚度，根據(jù)坯殼厚度來計算鑄坯在各種工況條件下的綜合凝固系數(shù)和凝固終點，計算鑄坯的液相穴長度，確定需實施大壓下的扇形段。根據(jù)凝固終點檢測結(jié)果，確定不同厚度鑄坯實施最佳大壓下的扇形段。本發(fā)明具有下列優(yōu)點和效果
(1)通過增大連鑄板坯凝固末端3個扇形段液壓缸的油缸壓力，使壓下量增加，補償特厚鑄坯凝固末端因凝固收縮而產(chǎn)生的收縮量，同時結(jié)合二冷水冷卻帶來的收縮量，可以有效地控制特厚鑄坯的中心疏松；
(2)無需增加一套大壓下軋制設(shè)備，通過控制鋼水過熱度及鑄機拉速，在其中一個扇形段實施大壓下，可以方便有效地控制特厚板坯(厚度30(T420mm)的中心偏析，簡便易行；
(3)本發(fā)明實施改善了特厚板坯質(zhì)量，可以取代模鑄鋼錠生產(chǎn)IOOmm以上厚度的特厚板。


圖I為實施本發(fā)明的特厚板坯連鑄機工裝示意圖。圖2為連鑄板坯凝固末端扇形段輥子實施本發(fā)明時鑄坯內(nèi)部液芯壓縮變化示意圖。圖3為鋼種Q345D實施本發(fā)明低倍照片。圖4為鋼種Q345R實施本發(fā)明低倍照片。圖5為鋼種H136實施本發(fā)明低倍照片。圖I中1-結(jié)晶器；2-(Γ8扇形段；3-第9扇形段；4_第10扇形段；5_第11扇形段；6-12 16扇形段。
具體實施方式
參見圖1，實施本發(fā)明的特厚板坯連鑄機，由O至16個扇形段組成，每個扇形段有7對輥子和四個液壓油缸，油缸施加壓力，7對輥子直接作用于鑄坯表面。其中連鑄板坯凝固末端的第9扇形段3、第10扇形段4、第11扇形段5的3個扇形段液壓缸的油缸壓力為180(Γ2500ΚΝ ;鋼水經(jīng)結(jié)晶器I下口的O扇形段冷卻結(jié)殼，在f 8扇形段二次冷卻區(qū)內(nèi)對凝固坯殼的鑄坯進一步的冷卻，控制鋼水過熱度在1(T35°C，鑄機拉速在O. 6 m/min ^l. Om/min之間，控制二冷區(qū)比水量為O. Γ0. 6L/kg，根據(jù)鋼種凝固特性，鑄坯在第9扇形段3或第10扇形段4或第11扇形段5其中的一個扇形段實施大壓下，壓下量為5. (Γ12. 0mm，其它兩個扇形段實施輕壓下，壓下量2 3_。通過在連鑄坯液芯末端附近對連鑄坯表面施加大壓下來補償鑄坯的凝固收縮量，作用在連鑄坯上的壓下量為9. (Γ18. 0_，這樣可以消除或減少鑄坯收縮形成的內(nèi)部空隙和防止晶間富集的溶質(zhì)元素向鑄坯中心流動，從而起到改善鑄坯中心偏析和中心疏松的作用。隨后在12 16扇形段6進一步冷卻，得到高品質(zhì)特厚板坯。參見圖2，通過在連鑄坯液芯末端附近對連鑄坯表面施加5. (Γ12. Omm的大壓下，加上其它相鄰扇形段的輕壓下，使連鑄坯產(chǎn)生9. (Γ18. Omm的大壓下量來補償鑄坯的凝固收縮量，消除或減少鑄坯收縮形成的內(nèi)部空隙和防止晶間富集的溶質(zhì)元素向鑄坯中心流動，從而起到改善鑄坯中心偏析和中心疏松的作用。實施例I :鋼種Q345D，鑄坯厚度300mm，寬度2270mm，檢測過熱度35°C，拉速I. Om/min, 二冷區(qū)比水量為O. 4L/kg。實施大壓下為第9扇形段3,壓下量為5. Omm,第10扇形段4和第11扇形段5壓下量均為3mm，第9扇形段3油缸壓力為1800KN。實施效果鑄坯經(jīng)低倍檢測，中心偏析為Cl. O,中心疏松為Cl. O，無中間裂紋出現(xiàn)。低倍照片見圖3。實施例2 :鋼種Q345R，鑄坯厚度360mm，寬度2070mm，檢測過熱度25°C，拉速
O.8m/min, 二冷區(qū)比水量為O. 5L/kg。實施大壓下為第11扇形段5,壓下量為9mm,第9扇形段和第10扇形段壓下量均為2. 5mm，第11扇形段油缸壓力為2000KN。實施效果鑄坯經(jīng)低倍檢測，中心偏析為CO. 5，中心疏松為CO. 5，無中間裂紋出現(xiàn)。低倍照片見圖4。實施例3:鋼種H136，鑄坯厚度420mm，寬度2070mm，檢測過熱度10°C，拉速O. 6m/min, 二冷區(qū)比水量為0.6L/kg。實施大壓下為第10扇形段5，壓下量為12mm，第9扇形段3和第10扇形段4壓下量均為2mm，第11扇形段5壓力為2500KN。實施效果鑄坯經(jīng)低倍檢測，中心偏析為CO. 5，中心疏松為CO. 5，無中間裂紋出現(xiàn)。低倍照片見圖5。
權(quán)利要求
1.一種改善特厚板坯中心偏析和中心疏松的大壓下技術(shù)，其特征在于連鑄板坯凝固末端3個扇形段液壓缸的油缸壓力為180(Γ2500ΚΝ ;根據(jù)鋼種凝固特性，控制鋼水過熱度在10 35°C，鑄機拉速在O. 6 m/min I. Om/min之間，控制二冷區(qū)比水量為O. 4 O. 6L/kg，在其中一個扇形段實施大壓下，壓下量為5. (Γ12. Omm，其它兩個扇形段實施輕壓下，壓下量2 3mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改善特厚板坯中心偏析和中心疏松的大壓下技術(shù)，其特征在于連鑄板坯凝固末端3個扇形段液壓缸的油缸壓力為1800~2500KN；根據(jù)鋼種凝固特性，控制鋼水過熱度在10~35℃，鑄機拉速在0.6m/min~1.0m/min之間，控制二冷區(qū)比水量為0.4~0.6L/kg，在其中一個扇形段實施大壓下，壓下量為5.0~12.0mm，其它兩個扇形段實施輕壓下，壓下量2~3mm。本發(fā)明的實施改善了特厚板坯質(zhì)量，可以取代模鑄鋼錠生產(chǎn)100mm以上厚度的特厚鋼板，生產(chǎn)效率高，對環(huán)境友好。
文檔編號B22D11/16GK102921914SQ20121050347
公開日2013年2月13日 申請日期2012年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月1日
發(fā)明者趙和明, 廖彬生, 余小琴, 趙敏森, 付軍, 王國文, 鐘巍, 鄒錦忠, 帥勇, 謝桂強, 孫樂飛, 楊帆 申請人:新余鋼鐵集團有限公司