[發明專利]一種降低熱送鑄坯表面裂紋生成率的快冷裝置

在審

• 申請號: 201910958844.X
• 申請日: 2019-10-10
• 公開（公告）號: CN110695328A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 劉洪銀;陳永生;王慶臣;高巖;劉迪;陳顯著;魏兵兵;朱寶晶;杜彧;魏澤華
• 申請（專利權）人: 山東鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B22D11/124
• 分類號: B22D11/124;B22D11/22
• 代理公司: 11472 北京方安思達知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳琳琳;張紅生

本發明公開了一種降低熱送鑄坯表面裂紋生成率的快冷裝置，所述快冷裝置包括一輪快冷裝置，所述快冷裝置還包括二輪快冷裝置和除蒸氣蓋；所述二輪快冷裝置包括運輸輥道，在運輸輥道上方設置若干排的上冷卻噴嘴組，在運輸輥道下方設置若干排的下冷卻噴嘴組，在運輸輥道的入口和出口分別設置高溫計；所述運輸輥道的每兩個運輸輥之間均勻布置2?3排的上冷卻噴嘴組和下冷卻噴嘴組；所述除蒸氣蓋通過蒸氣通道與蒸氣收集裝置連通；除蒸氣蓋覆蓋在二輪快冷裝置上。該快冷裝置可以用來細化鑄坯表面的晶粒尺寸，經過兩輪快冷后，鑄坯表面的平均晶粒尺寸能達到25um以下。

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金技術領域，具體地講，本發明涉及一種降低熱送鑄坯表面裂紋生成率的快冷裝置。

背景技術

鑄坯熱送技術是將連鑄生產的熱鑄坯快速送到軋鋼區域進行軋制的一項技術，能利用紅熱鑄坯的顯熱，節約能耗。但是由于熱鑄坯被送至軋鋼區域時的表面溫度約600～750℃，該溫度鑄坯中的奧氏體組織向鐵素體+珠光體組織的轉變還不完全，還留存一部分奧氏體組織，鑄坯在加熱爐內被再次加熱時，該部分奧氏體組織逐漸吞并周圍的鐵素體晶粒，形成粗大的奧氏體晶粒，并且在奧氏體組織吞并鐵素體晶粒的末期，奧氏體晶粒間的鐵素體呈膜狀分布，由于鐵素體比奧氏體的塑性差，因此在內應力的作用下膜狀的鐵素體位置處易出現應力裂紋，且由于Nb、V、Ti等微合金元素的碳氮化物在鐵素體中的溶解度積比在奧氏體中的溶解度積小，Nb、V、Ti等微合金元素的碳氮化物會在膜狀鐵素體中偏聚析出，進一步降低了膜狀鐵素體的塑性。

為了解決熱送鑄坯生產出的軋材易出現表面裂紋的問題，科研工作者做了大量工作。

中國專利申請201110165783.5公開了一種實現高強度低合金鋼連鑄坯直接熱送的方法，通過將連鑄坯在連鑄輥道上按2-5℃/s的速度快速冷卻到500℃以下，避開兩相區，同時避免原奧氏體晶界上析出的碳化物和氮化物造成的晶界脆性，連鑄坯經快速冷卻后再經過5min以上的回溫時間即可將坯料熱送入加熱爐，避免了軋后裂紋缺陷的形成。但由于開始快速冷卻時鑄坯表面溫度處于Ar1～Ar3范圍內，在該溫度下鑄坯表面的組織為鐵素體+奧氏體體，在快冷前鑄坯的部分組織已經發生了鐵素體轉變，此時生成的鐵素體晶粒尺寸較大，會降低鑄坯表面的塑性，且對鑄坯進行快冷前的冷速較慢，給了微合金元素擴散的時間，導致微合金化元素生成的碳氮化物會在粗大的鐵素體晶粒中偏聚，也會降低鑄坯表面的塑性。

中國專利申請CN 105642853B公布了一種連鑄坯冷卻處理方法，其包括步驟一、鑄坯凝固；鑄坯脫離液芯或固液混合態，達到完全凝固；在快速冷卻處理前，滿足鑄坯表面溫度900℃以上，鑄坯中心溫度1100℃以上；步驟二、快速冷卻處理；在鑄坯表面形成低溫層，鑄坯表面溫度降至Ar1～(Ar1-300)℃時終止冷卻處理，此時鑄坯中心溫度大于Ar3；步驟三、返溫處理；鑄坯表面溫度大于或等于Ar1時終止返溫處理。本發明的有益效果為：通過表面快速冷卻/返溫過程改善鑄坯表面組織，增加表面強度和塑性，避免在隨后的輸送、吊運、堆冷及加熱等過程中坯料表面開裂。中國專利申請CN 102059331A采用切割后快速冷卻使鑄坯表面發生鐵素體-珠光體轉變，隨著相變進行奧氏體晶界遷移C、N化物被保留在鐵素體晶內，強化了晶界，隨后立刻熱裝熱送，避免軋后裂紋。但以上兩個專利技術由于鑄坯表面組織只經歷了一次組織轉變，晶粒細化程度不足以抑制具有高裂紋敏感性的熱送鑄坯表面裂紋的生成。