[發明專利]一種提高微合金鋼薄板坯角部組織塑性的裝備及工藝

有效

• 申請號: 201810329620.8
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108405818B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 蔡兆鎮;朱苗勇
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B22D11/04
• 分類號: B22D11/04;B22D11/055;B22D11/124;B22D11/22
• 代理公司: 21109 沈陽東大知識產權代理有限公司
• 代理人: 梁焱

1.一種提高微合金鋼薄板坯角部組織塑性的裝備，其特征在于：該裝備包括二冷配水系統、結晶器和結晶器窄面足輥區新增強噴淋系統；

其中，鑄坯寬面的二冷配水系統采用原有系統；

所述結晶器為角部高效傳熱窄面曲面結晶器，其窄面銅板的內表面工作面橫向為直線結構、沿高度方向為迎合鑄坯窄面沿寬面中心方向凝固收縮特性的連續變化曲線形結構，所述窄面銅板的背面側及兩個側面均為直線結構；

所述結晶器窄面銅板的冷卻水槽為圓形結構，且沿結晶器高度方向呈豎直狀分布，靠近結晶器角部區域的水槽橫截面尺寸為窄面銅板寬度方向中部區域水槽橫截面尺寸的1.0～1.2倍，水槽個數由窄面銅板寬度及水槽的橫截面尺寸共同決定；各水槽的橫截面中心的連線整體呈凹向窄面銅板工作面的高斯曲線結構，并且各水槽以窄面銅板橫向寬度中心線對稱分布；其中，高斯峰值處水槽或最靠近窄面銅板寬度中心線對稱分布的2個水槽中心直連線到同一高度處的窄面銅板工作面的距離為20mm～30mm；窄面銅板寬度中心線處水槽中心或最靠近窄面銅板寬度中心線對稱分布的2個水槽橫截面中心直連線與同一高度處最靠近側面的2個水槽橫截面中心直連線的距離變化范圍為2.0mm～15.0mm，最靠近窄面銅板側面的水槽距離窄面銅板對應側面5.0mm～10.0mm，其它水槽分布位置由其橫截面中心連線沿銅板寬度方向等間距分布；

所述結晶器窄面銅板為上口寬下口窄結構，根據所連鑄生產的鑄坯厚度，窄面銅板的上口與下口的寬度差為0.2mm～1.0mm，由上口沿高度方向線性減小至下口；窄面銅板厚度越大，其上口與下口寬度差越大；窄面銅板上口與下口的厚度相同，窄面銅板高度方向上的中部區域厚度為所述上口或下口厚度+對應工作面沿高度方向的連續變化曲線值；

所述結晶器窄面銅板的高度范圍為900mm～1300mm；

所述角部高效傳熱窄面曲面結晶器，適用于斷面厚度為50mm～135mm的所有薄板坯連鑄，其使用過程僅需確保其結晶器彎月面及下口的安裝位置與傳統平板型窄面結晶器銅板的彎月面及下口的位置相同即可；

所述結晶器窄面足輥區新增強噴淋系統，包括新增供水管路、新增強噴淋架以及強冷卻配水控制系統；

所述新增供水管路的基本設計參數如下：

①管道水壓：送至新增強噴淋架的水壓力為0.3MPa～1.0MPa；

②管路流量：管路供水能力為500L/min～800L/min；

③根據管道壓力及流量要求，配備配套的管路流量計及遠程可控調節閥；

所述新增強噴淋架，固定于所述角部高效傳熱窄面曲面結晶器窄面銅板的正下方，并與所述新增供水管路相連接；所述新增強噴淋架的長度為結晶器出口至格柵區入口；所述新增強噴淋架的噴嘴為圓錐形實心噴嘴或方形實心噴嘴，采用氣霧冷卻或純水冷卻方式，正對鑄坯內弧和外弧角部強噴淋，根據鑄坯厚度斷面變化，保證鑄坯角部的強噴淋冷卻作用范圍從距離角部點30mm變化至75mm；各噴嘴末端延長線與鑄坯角部間的距離為50mm～150mm；噴嘴的噴射角度根據管道水壓、噴嘴與鑄坯角部間的距離綜合確定選擇為30°～90°；噴嘴的個數由噴嘴的噴射角度及噴淋架的長度共同決定，各朝向的噴嘴沿高度方向等間距布置；噴嘴最大流量由其噴射角度與鑄坯角部最大冷卻強度所需的最大水流密度共同決定；

所述強冷卻配水控制系統，獨立于薄板坯連鑄機現有的二冷配水控制系統，并采用基于鋼種類別、與拉速相關聯的水表控制策略進行動態控制，即根據所生產鋼種選擇相應的水表，進而根據當前水表及相應連鑄拉速下發相應的冷卻水量，動態控制足輥區內鑄坯角部的冷卻。

2.一種提高微合金鋼薄板坯角部組織塑性的工藝，采用如權利要求1所述的提高微合金鋼薄板坯角部組織塑性的裝備實現，其特征在于：

所述提高微合金鋼薄板坯角部組織塑性的工藝，其結晶器采用如權利要求1所述的提高微合金鋼薄板坯角部組織塑性的裝備中的角部高效傳熱窄面曲面結晶器，調節該結晶器寬面與窄面冷卻水流量，滿足鑄坯角部點在結晶器內的冷卻速度全程穩定大于5.0℃/s的條件，保證微合金鋼連鑄過程結晶器內鑄坯角部微合金碳氮化物高溫端彌散化析出；

鑄坯在結晶器出口至格柵區的足輥區內采用對準鑄坯內弧與外弧角部強噴淋冷卻的新增強噴淋系統進行動態配水，根據微合金碳氮化物的析出溫度區，控制鑄坯角部進格柵區的溫度降至630℃～700℃，并保證其平均冷卻速度達10℃/s～35℃/s，彌散化鑄坯角部微合金碳氮化物低溫端析出。