[發明專利]一種生產特厚板連鑄坯的方法

有效

• 申請號: 201410658855.3
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104399923A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 徐李軍;仇圣桃;彭世恒;唐廣波;黃華
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院;中達連鑄技術國家工程研究中心有限責任公司
• 主分類號: B22D11/12
• 分類號: B22D11/12;B22D11/124;B22D11/22
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙) 11248
• 代理人: 張小娟

技術領域

本發明涉及金屬連續鑄造領域，特別涉及一種采用快速冷卻及非對稱大壓下的生產特厚板連鑄坯的方法。

背景技術

特厚板廣泛用于海洋平臺、造船、核電、鍋爐、壓力容器、高壓力管線、水利、橋梁、機械模具、建筑及重要結構等特厚板產品，而特厚板一般是采用模鑄鑄坯開坯后軋制或是采用復合坯軋制的方法，通過合理的壓縮比保證了板材芯部的性能。

目前，國內生產特厚板(≥100mm厚的鋼板)主要采用模鑄鋼錠或電渣重熔鋼錠法來生產，比如舞鋼、寶鋼和營口厚板廠等，以及用復合鑄坯法來生產特厚板，如柳鋼和濟鋼等。通過模鑄工藝來生產特厚鋼板具有能耗高、生產率較低、金屬成材率低、環境污染大等特點，因而不適合當前綠色冶金的發展方向。

采用連鑄坯生產特厚板(≥50mm厚的鋼板)一般會受到以下兩個方面的影響：1)板厚方向的力學性能，鋼錠的V形偏析、倒V形偏析和連鑄坯的中心偏析會因鋼水成分富集程度不同而影響鋼板芯部的強度和韌性；2)由于軋制壓縮比偏低，鋼錠坯中微細孔隙會影響鋼板的內部質量；3)高品質特厚板對厚度方向的力學性能及均勻性都有嚴格的要求，如板厚方向拉伸、Z向抗撕裂性和Z向沖擊韌性等。

隨著連鑄坯厚度不斷增加，使用連鑄坯生產特厚板(≥100mm厚的鋼板)的制造技術成為一個重要的發展方向。為避免坯料內部組織疏松和偏析等缺陷向板材延伸，特厚板軋制時需要采用高溫、低速、大壓下工藝，特別是需要較大的壓下率來增強坯料芯部的變形，而單道次的大壓下率對工作輥材料和尺寸、主電機的功率都有更高的要求，這樣才能保證每道次都在較高的壓下率進行軋制。目前我國現有的連鑄機可穩定生產出最大厚度420mm的連鑄坯，雖然能保證軋制壓縮比大于3，但由于軋機裝備能力(軋制力、電機扭矩等)的限制難以實現單道次較大的壓下量和變形率，不能完全消除鑄坯中心的偏析與疏松對100mm厚以上鋼板的芯部質量的影響。因此要提高低軋制壓縮比下特厚板的中心性能，就必須提高連鑄坯的中心質量。

發明內容

針對以上問題，本發明的目的在于提供一種生產特厚板連鑄坯的方法，通過在鑄機的冷卻區域實施快速冷卻和非對稱性大壓下，改善特厚板鑄坯的表層組織、中心偏析與中心疏松，提高特厚板連鑄坯的表面質量和中心質量，可實現低壓縮比軋制生產120mm厚以上特厚鋼板。

為了達到上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種生產特厚板連鑄坯的方法，連鑄坯在結晶器1下方依次經過垂直段2、弧形段3、矯直段4和水平段5，所述方法包括如下快速冷卻和非對稱性壓下步驟：

a.在連鑄坯彎曲或矯直前實施快速冷卻，其中，

在所述垂直段2上部實施快速冷卻，使鑄坯表面的冷卻速率達到5-15℃/s，提高該區域的冷卻強度，使鑄坯表面溫度快速降到700℃以下，同時，在垂直段2的下端實施弱冷，使進入弧形段3的鑄坯表面溫度回升到950℃以上；或者在矯直段4之前實施快速冷卻工藝，并且使矯直段4內的鑄坯表面溫度回升到900℃以上；

b.連鑄坯非對稱性大壓下，其中，

在鑄坯的凝固末端或全凝固初期，通過連鑄機的扇形段3、矯直段4和水平段5的框架對鑄坯施以3-15mm/m的非對稱大壓下量，和/或

在鑄機的凝固末端位置之前，即在矯直段4或水平段凝固末端快冷區7實施表面快速冷卻，在凝固末端的兩個或三個扇形區采用非對稱性大壓下，壓下量為3-15mm/m，和/或

獨立應用于鑄機出口的任一位置，在特厚板連鑄機的出口或切割之后采用非對稱性大壓下。

所述步驟a中，在彎曲或矯直前實現鑄坯表面的鐵素體化過程，并確保第二相粒子在晶內與晶界均衡析出。

所述步驟a中，快速冷卻區的冷卻強度范圍為800-4000w/m2/℃，鑄坯表面的冷卻速率達到5-15℃/s，冷卻介質可采用純水冷卻或氣霧冷卻。

使用板坯連鑄機或方坯連鑄機進行快速冷卻控制，對于板坯連鑄機，鑄機拉速在0.4m/min-1.5m/min，二冷區的比水量為0.45-1.5l/Kg；對于方坯連鑄機，鑄機拉速在0.6m/min-2.8m/min，二冷區的比水量為0.25-1.0l/Kg。

所述步驟b中，控制鋼水過熱度在10-30℃，鑄機工作拉速在0.4m/min-1.5m/min，二比水量為0.45-1.5l/Kg，同時在壓下段前一段與當前段實施鑄坯表面強制冷卻控制。

所述連鑄坯非對稱性大壓下工藝壓下率為0.025-0.12mm/s。

所述非對稱性大壓下采用非對稱性壓下框架11。