一种用于有效控制高强合金钢铸坯中心偏析的冷却方法技术

本发明专利技术公开了一种用于有效控制高强合金钢铸坯中心偏析的冷却方法，高强合金钢钢水经过结晶器冷却、二次冷却区进行冷却后，得到合格铸坯；所述结晶器冷却工序，将结晶器冷却区以铸坯宽度为依据确定其冷却水量进行冷却；所述二次冷却工序，将二次冷却区分为7个区域，1‑5区水量采用弱式冷却方式进行冷却，6区采用强式冷却方式进行冷却，7区采用中式冷却方式进行冷却。本发明专利技术开辟了无动态轻压下的连铸机高强钢生产的生产方式，通过限定高强钢连铸坯拉速，合理控制冷却强度，保证液芯位置在合适的冷却区域内，改善铸坯的凝固收缩，减少铸坯内部的偏析，提高内部质量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于有效控制高强合金钢铸坯中心偏析的冷却方法
本专利技术属于连铸坯质量控制
，具体涉及一种用于有效控制高强合金钢铸坯中心偏析的冷却方法。
技术介绍
随着资源、能源和环境理念的提升，人们对钢铁材料及其生产技术提出了更高的要求，高洁净化、高均质化、超细晶化和低消耗、低污染成为新一代钢铁材料及冶金技术的发展方向。在“三化两低”中，承前启后的凝固过程具有举足轻重的地位。特别是近年来，随着冶金工业的技术进步，高洁净冶炼和控温轧制等技术取得了长足的进步，凝固过程与组织的控制则成为冶金工业技术发展的瓶颈。研究和生产实践表明，造成连铸坯宏观偏析的最主要原因是连铸坯在外部强制冷却条件下形成发达的柱状晶，甚至穿晶组织。消除宏观偏析的根本途径是有效控制铸坯的凝固过程，减少铸坯中柱状晶比率，提高等轴晶比率。为提高铸坯内部质量，减少宏观偏析，很多公司引进了动态轻压下技术或电磁搅拌技术配合二次冷却水制度，以达到提高高强合金钢铸坯内部质量的目的。然而，对于无轻压下和电磁搅拌功能的国产连铸机来说，只能依靠冷却水制度进行铸坯内部质量控制，铸坯的凝固过程与组织则成为技术发展的瓶颈。因此，开发适合国产连铸机生产用的冷却水制度，势在必行。连铸过程是将冶炼完毕的钢水经钢包注入中间包，运送到连铸机结晶器上方后，通过水口将钢水注入结晶器，钢水在结晶器内被强烈冷却形成坯壳，并被拉出结晶器，在二次冷却区继续喷水冷却，逐渐凝固完毕。铸坯冷却包括结晶器区域的一次冷却和二次冷却区的二次冷却。结晶器冷却主要与钢种、拉速、断面尺寸和钢水过热度等有关。而二次冷却是一个复杂的传热过程，传热过程受多种因素的影响，二次冷却区冷却系统是否合理，直接影响铸坯表面温度分布的均匀性，与铸坯表面质量息息相关，而表面温度主要取决于二次冷却区的喷水冷却强度。目前，实际生产现场的结晶器冷却按照钢种不同采用不同值，二次冷却区冷却模式有三种：弱冷、中冷、强冷。弱冷，二次冷却区铸坯表面维持较高的温度，冷却水的用量与分配使铸坯表面温度逐渐降低，避免在低延性区间产生变形，导致裂纹，冷却速率达到0.40～0.50℃/min；强冷，使二次冷却区铸坯表面温度维持较低的温度，避开钢的低延性区，降低表面横裂纹的形成和扩展，冷却速率达到0.60～0.70℃/min；中冷，铸坯表面温度会保持在一定范围内，有效地避开最低延性区，冷却速率达到0.50～0.60℃/min。高强合金钢的实际生产中，根据其高温力学性能一般采用中冷或弱冷的冷却方案。确定总水量后，根据铸坯表面温度的要求，把水量合理分布在整个二次冷却区长度上，使表面温度的变化符合钢的高温脆性曲线的要求，防止铸坯产生裂纹。然而，对于高强汽车钢而言，对内部质量要求更为严格，因此简单的冷却方式无法满足高强汽车钢对铸坯中心偏析的要求，通常采用动态轻压下系统改善铸坯中心偏析，提高铸坯中心质量。为此，针对无轻压下和电磁搅拌功能的连铸机，开发一种用于生产高强汽车钢的特殊冷却方式势在必行。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于有效控制高强合金钢铸坯中心偏析的冷却方法，本专利技术开发了无轻压下和电磁搅拌功能的国产连铸机生产用的冷却水制度。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下：一种用于有效控制高强合金钢铸坯中心偏析的冷却方法，高强合金钢钢水经过结晶器冷却、二次冷却区进行冷却后，得到合格铸坯；所述结晶器冷却工序，将结晶器冷却区以铸坯宽度为依据确定其冷却水量进行冷却；所述二次冷却工序，将二次冷却区分为7个区域，1-5区水量采用弱式冷却方式进行冷却，6区采用强式冷却方式进行冷却，7区采用中式冷却方式进行冷却。本专利技术所述结晶器冷却工序中，结晶器宽面冷却水量为铸坯宽度相关函数：y=3700-118x+25x2，y为冷却水量，单位为L/min，x为铸坯断面宽度，单位为m。本专利技术所述结晶器窄面冷却水量为铸坯宽度相关函数：y=540+2x-25x2，y为冷却水量，单位为L/min，x为铸坯断面宽度，单位为m。本专利技术所述结晶器冷却、二次冷却区冷却的全过程拉速为1.0～1.4m/min。本专利技术所述二次冷却区的冷却速率0.45～0.55℃/min。本专利技术所述铸坯结晶器冷却适用铸坯断面宽度范围为900～1450mm。本专利技术所述铸坯二次冷却控制参数如下：拉速为1.00≤v＜1.4m/min时，1区窄面水量48～76L/min，1区宽面水量280～445L/min，2区内外弧水量320～493L/min，3区内外弧水量272～425L/min，4区外弧水量100～163L/min，4区内弧水量91～147L/min，5区外弧水量136～229L/min，5区内弧水量105～177L/min，6区外弧水量110～211L/min，6区内弧水量73～141L/min，7区外弧水量61～158L/min，7区内弧水量38～92L/min。本专利技术所述铸坯二次冷却控制参数如下：拉速为1.00≤v＜1.05m/min时，1区窄面水量48～54L/min，1区宽面水量280～316L/min，2区内外弧水量320～360L/min，3区内外弧水量272～306L/min，4区外弧水量100～112L/min，4区内弧水量91～103L/min，5区外弧水量136～154L/min，5区内弧水量105～119L/min，6区外弧水量110～124L/min，6区内弧水量73～83L/min，7区外弧水量61～69L/min，7区内弧水量38～42L/min；拉速为1.05≤v＜1.15m/min时，1区窄面水量53～59L/min，1区宽面水量306～346L/min，2区内外弧水量348～392L/min，3区内外弧水量298～336L/min，4区外弧水量110～124L/min，4区内弧水量101～113L/min，5区外弧水量153～173L/min，5区内弧水量118～133L/min，6区外弧水量129～145L/min，6区内弧水量86～96L/min，7区外弧水量61～69L/min，7区内弧水量38～42L/min；拉速为1.15≤v＜1.25m/min时，1区窄面水量58～66L/min，1区宽面水量340～384L/min，2区内外弧水量381～429L/min，3区内外弧水量328～370L/min，4区外弧水量122～138L/min，4区内弧水量111～125L/min，5区外弧水量172～194L/min，5区内弧水量133～149L/min，6区外弧水量149～169L/min，6区内弧水量100～112L/min，7区外弧水量101～113L/min，7区内弧水量59～67L/min；拉速为1.25≤v＜1.35m/min时，1区窄面水量63～71L/min，1区宽面水量369～417L/min，2区内外弧水量411～463L/min，3区内外弧水量354～400L/min，4区外弧水量133～151L/min，4区内弧水量121～137L/min，5区外弧水量189～213L/min，5区内弧水量146～164L/min，6区外弧水量167～189L/min，6区内弧水量111～125L/min，7区外弧水量122～138L/min，7区内弧水量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于有效控制高强合金钢铸坯中心偏析的冷却方法，其特征在于，高强合金钢钢水经过结晶器冷却、二次冷却区进行冷却后，得到合格铸坯；所述结晶器冷却工序，将结晶器冷却区以铸坯宽度为依据确定其冷却水量进行冷却；所述二次冷却工序，将二次冷却区分为7个区域，1‑5区水量采用弱式冷却方式进行冷却，6区采用强式冷却方式进行冷却，7区采用中式冷却方式进行冷却。

【技术特征摘要】
1.一种用于有效控制高强合金钢铸坯中心偏析的冷却方法，其特征在于，高强合金钢钢水经过结晶器冷却、二次冷却区进行冷却后，得到合格铸坯；所述结晶器冷却工序，将结晶器冷却区以铸坯宽度为依据确定其冷却水量进行冷却；所述二次冷却工序，将二次冷却区分为7个区域，1-5区水量采用弱式冷却方式进行冷却，6区采用强式冷却方式进行冷却，7区采用中式冷却方式进行冷却。2.根据权利要求1所述的一种用于有效控制高强合金钢铸坯中心偏析的冷却方法，其特征在于，所述结晶器冷却工序中，结晶器宽面冷却水量为铸坯宽度相关函数：y=3700-118x+25x2，y为冷却水量，单位为L/min，x为铸坯断面宽度，单位为m。3.根据权利要求1所述的一种用于有效控制高强合金钢铸坯中心偏析的冷却方法，其特征在于，所述结晶器窄面冷却水量为铸坯宽度相关函数：y=540+2x-25x2，y为冷却水量，单位为L/min，x为铸坯断面宽度，单位为m。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于有效控制高强合金钢铸坯中心偏析的冷却方法，其特征在于，所述结晶器冷却、二次冷却区冷却的全过程拉速为1.0～1.4m/min。5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于有效控制高强合金钢铸坯中心偏析的冷却方法，其特征在于，所述二次冷却区的冷却速率0.45～0.55℃/min。6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于有效控制高强合金钢铸坯中心偏析的冷却方法，其特征在于，所述铸坯结晶器冷却适用铸坯宽度范围为900～1450mm。7.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于有效控制高强合金钢铸坯中心偏析的冷却方法，其特征在于，所述铸坯二次冷却控制参数如下：拉速为1.00≤v＜1.4m/min时，1区窄面水量48～76L/min，1区宽面水量280～445L/min，2区内外弧水量320～493L/min，3区内外弧水量272～425L/min，4区外弧水量100～163L/min，4区内弧水量91～147L/min，5区外弧水量136～229L/min，5区内弧水量105～177L/min，6区外弧水量110～211L/min，6区内弧水量73～141L/min，7区外弧水量61～158L/min，7区内弧水量38～92L/min。8.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于有效控制高强合金钢铸坯中心偏析的冷却方法，其特征在于，所述铸坯二次冷却控制参数如下：拉速为1.00≤v＜1.05m/min时，1区窄面水量48～54L/min，1区宽面水量280～316L/min，2区内外弧水量320～360L/min，3区内外弧水量272～306L/min，4区外弧水量100～...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵铁成，刘会宇，张燕平，余作朋，刘占礼，武学强，王肖杰，赵艳，王鹏，
申请(专利权)人：唐山不锈钢有限责任公司，唐山钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北,13