一种抑制连铸板坯角部奥氏体晶粒尺寸的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种抑制连铸板坯角部奥氏体晶粒尺寸的方法和装置，属于冶金连铸技术领域。它包括固定在宽面支撑板上的宽面铜板和固定在窄面支撑板上的窄面铜板，所述窄面铜板和宽面铜板的上端面平齐，所述窄面铜板下端面短于宽面铜板下端面100‑300mm，所述窄面支撑板下端面对称地固定有足辊支架，足辊支架对称设置有足辊，位于一侧的足辊形成的内辊面和窄面铜板的内壁在同一个平面上；喷淋杆通过喷淋杆支架固定定于足辊支架上，喷淋支管的一端固定于喷淋杆上，并与喷淋杆的内腔连通，另一端安装有喷嘴，改善了传热条件，提高了冷却速率，有效促进了表面晶粒细化和析出物在晶内的弥散分布析出，提高了铸坯窄面质量。

A method and device for suppressing austenite grain size in corner of continuous casting slab

【技术实现步骤摘要】
一种抑制连铸板坯角部奥氏体晶粒尺寸的方法和装置
本专利技术属于冶金连铸
，更具体地说，涉及一种抑制连铸板坯角部奥氏体晶粒尺寸的方法和装置。
技术介绍
连铸技术是钢铁工业的一项重要技术，对实现钢铁生产流程的高效化、集约化和产品品种的专业化、优质化具有重要作用。结晶器是连铸机主体设备中的关键部件，使钢液强制冷却、初步凝固成形，形成具有一定厚度的坯壳且保证坯壳均匀稳定生长，凝固坯壳和结晶器之间传热效果的好坏与铸机生产效率和铸坯质量具有直接的关系。在板坯连铸过程中，钢水凝固形成凝固坯壳后，坯壳和结晶器铜板之间会形成气隙，特别是结晶器窄面下段会出现鼓肚变形的角部会与铜板之间部与坯壳之间形成较大的气隙较大，加上铸坯在结晶器中下部不能很好的对中，使得相邻或相对的两个角部气隙合并，尤其是某一个角部产生的角部气隙集中合并，特别是角部铸坯振痕谷底气隙的叠加造成铸坯角部远离结晶器壁，气隙的存在导致热阻增加，坯壳冷却速率下降，坯壳的温度高居不下，使得奥氏体晶粒进一步快速生长而变得异常粗大，不利于晶粒细化各种溶质元素和夹杂物。在晶界聚集程度加大，进一步冷却后在粗大的奥氏体晶界析出物集中并形成严重的膜状先共析铁素体和其它析出物使晶界弱化，并形成裂纹源，在铸坯后续弯曲或者矫直过程中容易成为撕裂的起源，形成角部横裂纹缺陷，特别是铸坯窄面靠近角部的区域，影响铸坯的角部表面质量。随着连铸高效化后的结晶器加长至约1000-1200mm，铸坯角部冷却不均匀程度相对增加，铸坯在结晶器内的间接弱冷部分相对的延长，裂纹倾向增加，裂纹严重时需要对铸坯清理后才能进行后续轧制，制约了生产效率的提高，降低了金属收得率，增加了生产成本、能耗和人机工作量。为了解决上述的技术问题，目前采用的方式有几种：第一种设计倒角结晶器，例如中国专利申请号201210141415.1公开了一种有效控制角部纵裂纹的板坯连铸倒角结晶器窄面铜板，窄面倒角铜板与钢水接触的工作面包括两个倒角面、倒角面之间平面部分，两个倒角面在倒角面在结晶器上口宽度，下口的宽度；倒角面在结晶器下口宽度尺寸分别大于各自对应倒角面在结晶器上口宽度的尺寸。中国专利申请号200720089029.7公开了一种矩形内腔横截面四个角为过渡曲面的板坯结晶器，该专利所述过渡曲面的圆弧半径为4-150mm，该曲面与宽面铜板接触面倒角半径为2-10mm。中国专利申请号200720175143.1公开了一种矩形内腔横截面四个角为圆弧过渡面的板坯结晶器，该专利所述圆弧过渡面两端分别与宽面和窄面铜板相切。该设计存在窄面铜板两端容易变形的缺陷，而且没有考虑倒角面自身锥度，倒角连铸板坯容易出现角部纵裂缺陷。第二种改善相关的连铸工艺，例如中国专利申请号201910366934.X公开了一种微合金钢铸坯角部横裂纹控制工艺及结晶器，该结晶器包括机架和安装在机架上的宽面水箱和窄面水箱，宽面水箱上安装有宽面铜板，窄面水箱上安装有窄面铜板，宽面铜板上具有多个沿宽面铜板的长度方向延伸的宽面水槽，窄面铜板上具有多个沿窄面铜板的长度方向延伸的窄面水槽。中国专利申请号201410268120.X公开了一种控制微合金钢板坯角部横裂纹的二次冷却方法，其在铸坯出结晶之后至脱离弯曲段之前通过弱冷模式对铸坯角部的温度进行控制，使得铸坯角部温度不低于Ae3温度，在平衡状态下时，奥氏体与铁素体共存的最高温度；在进入矫直段之前，将弱冷模式转变为强冷模式，使得铸坯角部温度达到Ar3温度，即在铸坯冷却过程中，奥氏体开始向铁素体转变的温度；进入矫直段后，继续采用强冷模式。中国专利申请号201810329636.9公开了一种微合金钢薄板坯边角裂纹控制装备及工艺，该控制工艺采用角部高效传热窄面高斯凹形曲面结晶器、整体增强冷却工艺协同结晶器窄面足辊区新增强喷淋系统的配水工艺、宽面整体缓冷却配水工艺进行动态配水。因此，结合实际生产，解决目前铸坯存在角部裂纹的问题，探索一种用于提高连铸板坯窄面质量的结晶器具有重要意义。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有加长结晶器造成铸坯角部冷却不均匀，铸坯在结晶器内的间接弱冷部分相对的延长，裂纹倾向增加的问题，本专利技术提供一种便捷、有效的方法和结构简单、制作成本低、更换使用方便的用于提高连铸板坯窄面质量的结晶器装置，降低连铸坯角部横裂纹的严重程度和发生几率，提高连铸坯角部质量。2、技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。本专利技术的抑制连铸板坯角部奥氏体晶粒尺寸的结晶器装置，包括固定在宽面支撑板上的宽面铜板和固定在窄面支撑板上的窄面铜板，其特征在于，所述窄面铜板和宽面铜板的上端面平齐，所述窄面铜板下端面短于宽面铜板下端面100-300mm，所述窄面支撑板下端面对称地固定有足辊支架，足辊支架对称设置有足辊，位于一侧的足辊形成的内辊面和窄面铜板的内壁在同一个平面上；喷淋杆通过喷淋杆支架固定于足辊支架上，喷淋支管的一端固定于喷淋杆上，并与喷淋杆的内腔连通，另一端安装有喷嘴。分析可能的原因如下：目前使用的结晶器，宽面铜板和窄面铜板的高度是一致的，宽面铜板和窄面铜板均采用水箱冷却，铸坯角部冷却不均匀程度相对增加，铸坯在结晶器内的间接弱冷部分相对的延长，裂纹倾向增加。利用较窄面的凝固坯壳所需的支撑长度相对较短的原理，通过窄面减短结晶器窄面板下部长度并增加支撑足辊，实现对铸坯角部提前直接喷水冷却降温，并对角部附近宽面铜板直接水冷来强化和均匀化对铸坯宽面下段角部的冷却，以抑制铸坯角部的奥氏体晶粒继续长大，特别是消除由于铸坯在结晶器中下部不对中产生的角部气隙集中合并和振痕谷底气隙的叠加所造成的铸坯角部远离结晶器壁而产生的奥氏体晶粒粗大问题。具体为通过减短结晶器窄面下部铜板长度100-300mm并相应地增加支撑足辊，使铸坯下部的窄面及角部较宽面提早100-300mm结束结晶器铜板相对较弱间接冷却而转为直接水冷，也使铸坯宽面下部100-300mm段的铸坯角部附近受内部和外部双重冷却，进而使得宽面侧铸坯角部附近的表面部分获得相对更低的温度，进而使得铸坯下部100-300mm一段范围内的四个角部较早地受到相对更均匀和更强烈的冷却，抑制了连铸坯角部坯壳内部原始奥氏体晶粒的长大并减小了晶界的宽度，同时减小了各种溶质元素和夹杂物在晶界聚集程度，抑制了奥氏体晶界析出物和膜状先共析铁素体的集中严重析出产生的晶界极端弱化，避免了后续的顶弯或矫直过程中应力叠加成为角部横裂纹源的问题，减少了角部横裂纹的发生几率和发生数量。本装置在使用过程中，由于将结晶器宽面铜板和窄面铜板的上端面平齐，窄面铜板下端面和宽面铜板下端面具有一定的高度差，该使得窄面和角部区域改间接冷却为直接喷水冷却和低温间接冷却，从而改善了角部传热条件，提高了坯壳冷却速率，抑制了原始奥氏体晶粒异常长大，有利于细化晶粒，减少晶界处的析出物富集和膜状先共析铁素体的大量形成，消除了裂纹产生的萌芽，同时使得析出物尽可能在晶内析出并呈弥散状分布，进而使得铸坯在弯曲和矫直时不会产生裂纹缺陷，最终达到了提高铸坯窄面角部质量的目的。于本专利技术的一种可能的实施方式中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制连铸板坯角部奥氏体晶粒尺寸的结晶器装置，包括固定在宽面支撑板(3)上的宽面铜板(2)和固定在窄面支撑板(1)上的窄面铜板(4)，其特征在于，所述窄面铜板(4)和宽面铜板(2)的上端面平齐，所述窄面铜板(4)下端面短于宽面铜板(2)下端面100-300mm，所述窄面支撑板(1)下端面对称地固定有足辊支架，足辊支架对称设置有足辊(7)，位于一侧的足辊(7)形成的内辊面和窄面铜板(4)的内壁在同一个平面上；喷淋杆(8)通过喷淋杆支架(6)固定于足辊支架上，喷淋支管的一端固定于喷淋杆(8)上，并与喷淋杆(8)的内腔连通，另一端安装有喷嘴(10)。/n

【技术特征摘要】
1.一种抑制连铸板坯角部奥氏体晶粒尺寸的结晶器装置，包括固定在宽面支撑板(3)上的宽面铜板(2)和固定在窄面支撑板(1)上的窄面铜板(4)，其特征在于，所述窄面铜板(4)和宽面铜板(2)的上端面平齐，所述窄面铜板(4)下端面短于宽面铜板(2)下端面100-300mm，所述窄面支撑板(1)下端面对称地固定有足辊支架，足辊支架对称设置有足辊(7)，位于一侧的足辊(7)形成的内辊面和窄面铜板(4)的内壁在同一个平面上；喷淋杆(8)通过喷淋杆支架(6)固定于足辊支架上，喷淋支管的一端固定于喷淋杆(8)上，并与喷淋杆(8)的内腔连通，另一端安装有喷嘴(10)。


2.根据权利要求1所述抑制连铸板坯角部奥氏体晶粒尺寸的结晶器装置，其特征在于，所述喷淋支管包括第一喷淋支管(5)和第二喷淋支管(9)，所述窄面...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌力平，张乔英，刘国平，周寿好，沙学广，向鹏，张敏，郑晴，范满仓，钟鹏，王吉，常正昇，杨克枝，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34