一种基于连铸机末端的板坯表面淬火系统与工艺技术方案

本发明专利技术公开了一种基于连铸机末端的板坯表面淬火系统与工艺，基于连铸机末端的板坯表面淬火系统包括：喷淋装置，所述喷淋装置用于对板坯表面进行淬火；所述连铸机包括扇形段，所述扇形段设置有多个，多个所述扇形段沿所述板坯拉坯方向顺次连接；所述喷淋装置设置在最后一个所述扇形段的出口处，所述喷淋装置入口处的所述板坯表面温度在930℃以上。本发明专利技术通过在扇形段出口处设置喷淋装置对板坯表面实施全连续淬火工艺，使经在线淬火后的连铸板坯上下表面皮下0～10mm范围内的温度由930℃以上快速下降至600℃以下，实现碳氮化物弥散析出和结构由奥氏体转变为铁素体或贝氏体的目的，从根本上提高板坯表层组织的塑性而根治微合金钢板坯热送裂纹产生。合金钢板坯热送裂纹产生。合金钢板坯热送裂纹产生。

【技术实现步骤摘要】
一种基于连铸机末端的板坯表面淬火系统与工艺


[0001]本专利技术涉及冶金
，特别涉及一种基于连铸机末端的板坯表面淬火系统与工艺。

技术介绍

[0002]连板坯热送热装工艺是高效衔接钢铁企业钢
‑
轧界面的重要生产工艺。相比传统的“板坯下线
→
堆冷
→
加热炉加热”工艺，该工艺具有显著减少能源消耗、简化工艺流程、提高生产效率等优势。然而，采用热送热装工艺生产含Nb、Al、V等成分的微合金钢过程，板坯进加热炉加热后表面会产生严重的网状裂纹缺陷，从而造成轧材表面严重的质量缺陷。
[0003]已有研究表明，造成含Nb、Al、V等成分微合金钢连铸板坯表面高发热送裂纹缺陷的主要原因为：在现有微合金钢连铸生产工艺与连铸
‑
轧钢产线布局下，热送热装至加热炉的板坯表面温度多降至650～550℃，该温度下的板坯表层组织处于γ
→
α转变的两相结构。板坯进加热炉加热，表层新形成的奥氏体与原奥氏体晶粒尺寸差异大，呈明显混晶结构，大幅降低了板坯表层组织的高温塑性。与此同时，连铸生产过程沿原奥氏体晶界呈链状集中析出的微合金碳氮化物钉扎脆化加热过程的原奥氏体晶界。在加热应力作用下，板坯表面沿晶界开裂而形成网状裂纹缺陷。为此，重组板坯表层组织并弥散其碳氮化物析出，是消除微合金钢连铸板坯表面热送裂纹缺陷的关键。
[0004]实施高温连板坯表面淬火，可使其表层组织快速发生γ
→
α相变，而后利用板坯心部热量再次返温奥氏体化，从而重组细化板坯表层奥氏体。同时，高温板坯表面快速淬火将弥散其表层微合金钢碳氮化物析出，从而彻底解决引发微合金钢连板坯表面热送裂纹的成因而根治热送裂纹产生。
[0005]有研究人员提出在连铸切割机后至加热炉炉口间的辊道等环节增设冷却水槽或喷淋装置，对定尺切割后的板坯快速冷却，从而达到板坯表面淬火的效果。然而，在实际连铸生产中，受限于连铸拉速，经切割后的板坯进入冷却水槽时的表面温度多已降至800℃以下。该温度下的板坯表层组织，含Nb、Al等微合金碳氮化物已完成析出，在此温度下进行板坯表面淬火，已无法改变碳氮化物析出尺寸与分布。同时，在该温度下进行铸坯表面淬火，一方面其表面层组织已开始奥氏体向铁素体转变，另一方面，淬火后的铸坯表层组织无法再次回温奥氏体化，无法实现组织结构的高塑化转变。
[0006]目前，国内外已建立的板坯连铸机，其长度多为十三段扇形段以上。但仍有相当一部分板坯连铸机的扇形段只有十一段或十二段，但多预留了增加一段扇形段的空间。该类连铸机所生产的板坯，出最后一段扇形段的表面温度多高于930℃。若能在该类型连铸机末端预留扇形段的位置实施板坯表面全连续强喷淋表面淬火，因其板坯表面温度高，淬火可弥散其表层碳氮化物析出并促使其组织快速完成奥氏体向铁素体转变，淬火后的板坯，由于其心部的热量较高，可使表层淬火组织再次回温而奥氏体化，细化板坯表层组织晶粒而高塑化板坯表层高温组织，从而稳定消除其表面热送裂纹产生。同时由于该位置的辊道仅存在输送辊，而辊道上方无任何机械装置，易在该位置安装超强淬火喷淋装置，操作和维护
也均较便捷。为此，对扇形段较少的板坯连铸机，在其末端实施微合金钢板坯表面超强连续淬火，不仅可实现其微合金钢高质、高效与绿色化化生产，推广前景也十分广阔。

技术实现思路

[0007]鉴于此，本专利技术提供一种基于连铸机末端的板坯表面淬火系统与工艺。
[0008]具体而言，包括以下的技术方案：
[0009]本专利技术一方面提供了一种基于连铸机末端的板坯表面淬火系统，包括：
[0010]喷淋装置，所述喷淋装置用于对板坯表面进行淬火；
[0011]所述连铸机包括扇形段，所述扇形段设置有多个，多个所述扇形段沿所述板坯拉坯方向顺次连接；
[0012]所述喷淋装置设置在最后一个所述扇形段的出口处，所述喷淋装置入口处的所述板坯表面温度在930℃以上。
[0013]进一步，所述喷淋装置包括第一喷淋架和第二喷淋架；
[0014]所述第一喷淋架和所述第二喷淋架均设置多排，多排所述第一喷淋架并联设置在所述板坯的一侧，多排所述第一喷淋架用于对所述板坯的一侧表面进行淬火，多排所述第二喷淋架并联设置在所述板坯的另一侧，多排所述第二喷淋架用于对所述板坯的另一侧表面进行淬火，多排所述第一喷淋架和多排所述第二喷淋架相对设置；
[0015]所述第一喷淋架包括第一喷嘴，所述第一喷嘴设置多个，多个所述第一喷嘴沿所述板坯的宽度方向均匀布置；
[0016]所述第二喷淋架包括第二喷嘴，所述第二喷嘴设置多个，多个所述第二喷嘴沿所述板坯的宽度方向均匀布置。
[0017]进一步，多排所述第一喷淋架沿所述板坯的拉坯方向依次排布，距离最后一个所述扇形段的出口最远的所述第一喷淋架为尾排第一喷淋架，除所述尾排第一喷淋架外的其余多排所述第一喷淋架均为里排第一喷淋架；
[0018]所述尾排第一喷淋架上的所述第一喷嘴向靠近相邻所述里排第一喷淋架的方向倾斜；
[0019]所述尾排第一喷淋架上的所述第一喷嘴的轴线延长线与所述板坯靠近所述第一喷淋架的一侧表面沿所述板坯拉坯方向的夹角为30
°
～50
°
，所述尾排第一喷淋架上的所述第一喷嘴的轴线延长线与所述板坯靠近所述第一喷淋架的一侧表面沿所述板坯宽度方向的夹角为90
°
；
[0020]所述里排第一喷淋架上的所述第一喷嘴的轴线延长线与所述板坯靠近所述第一喷淋架的一侧表面沿所述板坯拉坯方向的夹角为90
°
，所述里排第一喷淋架上的所述第一喷嘴的轴线延长线与所述板坯靠近所述第一喷淋架的一侧表面沿所述板坯宽度方向的夹角为60
°
～90
°
；
[0021]多排所述第二喷淋架沿所述板坯的拉坯方向依次排布，所述第二喷嘴的轴线延长线与所述板坯靠近所述第二喷淋架的一侧表面垂直。
[0022]进一步，多排所述第一喷淋架喷出的喷淋水沿所述板坯拉坯方向覆盖所述板坯的长度为第一长度，多排所述第二喷淋架喷出的喷淋水沿所述板坯拉坯方向覆盖所述板坯的长度为第二长度，所述第二长度比所述第一长度长0.3～0.6m。
[0023]进一步，相邻两排所述第一喷淋架上的所述第一喷嘴互相交错布置，相邻两排所述第一喷淋架上的所述第一喷嘴沿所述板坯宽度方向的间隔距离大于或等于30mm，相邻两排所述第一喷淋架上的所述第一喷嘴沿所述板坯宽度方向的间隔距离小于或等于每排所述第一喷淋架上的相邻两个所述第一喷嘴间隔距离的一半；
[0024]相邻两排所述第二喷淋架上的所述第二喷嘴互相交错布置，相邻两排所述第二喷淋架上的所述第二喷嘴沿所述板坯宽度方向的间隔距离大于或等于30mm，相邻两排所述第二喷淋架上的所述第二喷嘴沿所述板坯宽度方向的间隔距离小于或等于每排所述第二喷淋架上的相邻两个所述第二喷嘴间隔距离的一半。
[0025]进一步，所述第一喷嘴的末端与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于连铸机末端的板坯表面淬火系统，其特征在于，包括：喷淋装置，所述喷淋装置用于对板坯(1)表面进行淬火；所述连铸机包括扇形段，所述扇形段设置有多个，多个所述扇形段沿所述板坯(1)拉坯方向顺次连接；所述喷淋装置设置在最后一个所述扇形段的出口处，所述喷淋装置入口处的所述板坯(1)表面温度在930℃以上。2.根据权利要求1所述的一种基于连铸机末端的板坯表面淬火系统，其特征在于，所述喷淋装置包括第一喷淋架(11)和第二喷淋架(13)；所述第一喷淋架(11)和所述第二喷淋架(13)均设置多排，多排所述第一喷淋架(11)并联设置在所述板坯(1)的一侧，多排所述第一喷淋架(11)用于对所述板坯(1)的一侧表面进行淬火，多排所述第二喷淋架(13)并联设置在所述板坯(1)的另一侧，多排所述第二喷淋架(13)用于对所述板坯(1)的另一侧表面进行淬火，多排所述第一喷淋架(11)和多排所述第二喷淋架(13)相对设置；所述第一喷淋架(11)包括第一喷嘴(15)，所述第一喷嘴(15)设置多个，多个所述第一喷嘴(15)沿所述板坯(1)的宽度方向均匀布置；所述第二喷淋架(13)包括第二喷嘴(16)，所述第二喷嘴(16)设置多个，多个所述第二喷嘴(16)沿所述板坯(1)的宽度方向均匀布置。3.根据权利要求2所述的一种基于连铸机末端的板坯表面淬火系统，其特征在于，多排所述第一喷淋架(11)沿所述板坯(1)的拉坯方向依次排布，距离最后一个所述扇形段的出口最远的所述第一喷淋架(11)为尾排第一喷淋架(11b)，除所述尾排第一喷淋架(11b)外的其余多排所述第一喷淋架(11)均为里排第一喷淋架(11a)；所述尾排第一喷淋架(11b)上的所述第一喷嘴(15)向靠近相邻所述里排第一喷淋架(11a)的方向倾斜；所述尾排第一喷淋架(11b)上的所述第一喷嘴(15)的轴线延长线与所述板坯(1)靠近所述第一喷淋架(11)的一侧表面沿所述板坯(1)拉坯方向的夹角为30
°
～50
°
，所述尾排第一喷淋架(11b)上的所述第一喷嘴(15)的轴线延长线与所述板坯(1)靠近所述第一喷淋架(11)的一侧表面沿所述板坯(1)宽度方向的夹角为90
°
；所述里排第一喷淋架(11a)上的所述第一喷嘴(15)的轴线延长线与所述板坯(1)靠近所述第一喷淋架(11)的一侧表面沿所述板坯(1)拉坯方向的夹角为90
°
，所述里排第一喷淋架(11a)上的所述第一喷嘴(15)的轴线延长线与所述板坯(1)靠近所述第一喷淋架(11)的一侧表面沿所述板坯(1)宽度方向的夹角为60
°
～90
°
；多排所述第二喷淋架(13)沿所述板坯(1)的拉坯方向依次排布，所述第二喷嘴(16)的轴线延长线与所述板坯(1)靠近所述第二喷淋架(13)的一侧表面垂直。4.根据权利要求2所述的一种基于连铸机末端的板坯表面淬火系统，其特征在于，多排所述第一喷淋架(11)喷出的喷淋水沿所述板坯(1)拉坯方向覆盖所述板坯(1)的长度为第一长度，多排所述第二喷淋架(13)喷出的喷淋水沿所述板坯(1)拉坯方向覆盖所述板坯(1)的长度为第二长度，所述第二长度比所述第一长度长0.3～0.6m。5.根据权利要求2所述的一种基于连铸机末端的板坯表面淬火系统，其特征在于，相邻两排所述第一喷淋架(11)上的所述第一喷嘴(15)互相交错布置，相邻两排所述第
一喷淋架(11)上的所述第一喷嘴(15)沿所述板坯(1)宽度方向的间隔距离大于或等于30mm，相邻两排所述第一喷淋架(11)上的所述第一喷嘴(15)沿所述板坯(1)宽度方向的间隔距离小于或等于每排所述第一喷淋架(11)上的相邻两个所述第一喷嘴(15)间隔距离的一半；相邻两排所述第二喷淋架(13)上的所述第二喷嘴(16)互相交错布置，相邻两排所述第二喷淋架(13)上的所述第二喷嘴(16)沿所述板坯(1)宽度方向的间隔距离大于或等于30mm，相邻两排所述第二喷淋架(13)上的所述第二喷嘴(16)沿所述板坯(1)宽度方向的间隔距离小于或等于每排所述第二喷淋架(13)上的相邻两个所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡兆镇，朱苗勇，刘志远，王少波，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：