專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯直接送裝的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯直接送到軋鋼廠或車間的方法，對緩解鋼廠鑄坯堆放場地不足問題，避免高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯在兩相區(qū)溫度熱裝而導(dǎo)致鋼板表面裂紋有明顯效果。
背景技術(shù)：
對于一些以高強(qiáng)度低合金鋼為主要生產(chǎn)鋼種的鋼鐵廠，尤其是布局緊湊，鑄坯堆放場地不足的鋼鐵廠，傳統(tǒng)的鑄坯堆冷一裝爐加熱一軋制的生產(chǎn)模式嚴(yán)重影響了生產(chǎn)節(jié)奏的加快和物流的順暢，成為此類鋼廠提高生產(chǎn)效率的限制性環(huán)節(jié)。連鑄坯直接送裝技術(shù)對縮短工藝流程，緩解鑄坯堆放場地不足矛盾有著明顯效果。另一方面連鑄坯直接送裝工藝與傳統(tǒng)的冷裝工藝相比，具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，資料統(tǒng)計(jì)表明，連鑄坯入加熱爐溫度每提高100°c，可降低燃料消耗6%左右，相對于冷裝工藝， 采用一般熱送熱裝工藝可節(jié)能30%，采用直接熱送熱裝工藝可節(jié)能65%，采用直接軋制工藝可節(jié)能70% 80%。鑒于上述原因，連鑄坯熱送工藝已成為當(dāng)今鋼鐵企業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要技術(shù)方向。但是高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯在熱送過程中，鋼板表面容易出現(xiàn)裂紋，這是因?yàn)楦邚?qiáng)度低合金鋼連鑄坯在奧氏體+鐵素體兩相區(qū)裝入加熱爐時(shí)，一方面由于鑄坯表面和內(nèi)部溫度的差異，造成相變不同步，從而導(dǎo)致鑄坯表面存在溫度應(yīng)力和組織應(yīng)力，另一個(gè)方面， 由于高強(qiáng)度低合金鋼中Nb，Al等元素的碳氮化物在原奧氏體晶界上析出，對晶界有弱化作用，導(dǎo)致了鋼在高溫下的脆性，這兩個(gè)因素共同作用使得高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯在熱送過程中容易出現(xiàn)裂紋。所以目前國內(nèi)生產(chǎn)的高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯基本都采用先堆垛或空冷，待鑄坯表面溫度冷卻到500°C以下后再裝爐加熱的生產(chǎn)模式，該模式嚴(yán)重制約了煉軋工藝流程向著煉鋼一連鑄一軋鋼緊湊式一體化模式的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能避免高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯直接送裝過程鋼板表面產(chǎn)生裂紋的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯直接送裝的方法， 1)先利用冷卻介質(zhì)(水、空氣或氣水混合物)在連鑄輥道上對連鑄坯按2-5°C /s的速度
進(jìn)行快速冷卻，將連鑄坯表面溫度快速冷卻到500°C以下；快速冷卻位置根據(jù)實(shí)際需要而定，鑄坯切割前或切割后均可。2)連鑄坯經(jīng)快速冷卻后，再經(jīng)過5min以上的回溫時(shí)間即可直接裝入加熱爐。當(dāng)連鑄坯表面溫度高于或等于所生產(chǎn)鋼種Art溫度時(shí)，冷卻速度控制在3_5°C/s ；當(dāng)連鑄坯表面溫度低于所生產(chǎn)鋼種Art溫度但高于Ari溫度時(shí)，冷卻速度控制在2_3°C /s。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)避免了高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯采用普通熱送熱裝工藝生產(chǎn)時(shí)鋼板表面裂紋的產(chǎn)生，使高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯的直接送裝甚至熱送成為可能，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。對于鑄坯堆放場地有限的鋼廠，該方法可解決提高產(chǎn)量與鑄坯堆放場地緊張的矛盾。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯直接送裝的方法，
1)先利用冷卻介質(zhì)(水、空氣或氣水混合物)在連鑄輥道上對連鑄坯按2-5°C /s的速度進(jìn)行快速冷卻，將連鑄坯表面溫度快速冷卻到500°C以下；雖然本方法對冷卻的下限溫度沒有限制，但基于能耗考慮，實(shí)際冷卻到的溫度控制在450-500°C?？焖倮鋮s位置根據(jù)實(shí)際需要而定，鑄坯切割前或切割后均可。2)連鑄坯經(jīng)快速冷卻后，再經(jīng)過不低于5min的回溫時(shí)間即可直接裝入加熱爐。鑄坯表面冷卻速度隨冷卻時(shí)鑄坯表面溫度不同而變化。當(dāng)連鑄坯表面溫度高于或等于所生產(chǎn)鋼種Ari溫度時(shí)，冷卻速度控制在3-5°C /s ；當(dāng)連鑄坯表面溫度低于所生產(chǎn)鋼種 Ar3溫度但高于Ari溫度時(shí)，冷卻速度控制在2-3°C /s。對于具體的鋼種，Ari和Ari溫度是已知的。K3溫度指的是鋼在降溫過程奧氏體中開始析出鐵素體的臨界溫度，而Ari溫度是指鋼在降溫過程奧氏體開始向珠光體轉(zhuǎn)變的臨界溫度。本發(fā)明避免高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯在熱送過程出現(xiàn)表面裂紋的原理是在連鑄機(jī)輥道上對鑄坯表面進(jìn)行快速冷卻，使鑄坯表面發(fā)生奧氏體向馬氏體+貝氏體，或者是鐵素體+珠光體的轉(zhuǎn)變，使進(jìn)入軋鋼加熱爐的鑄坯表面溫度低于Ar1而避開兩相區(qū)，并且控制冷卻速度消除過大的組織應(yīng)力，同時(shí)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，最終實(shí)現(xiàn)避免高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯在直接送裝過程中出現(xiàn)表面裂紋，從而有效緩解鋼廠提高產(chǎn)量與鑄坯堆放場地不足之間的矛盾。實(shí)施實(shí)例1 某鋼廠300mmX2500mm中碳C-Mn-Al鋼連鑄板坯在在采用本發(fā)明直接送裝工藝前，采用普通的熱送熱裝工藝生產(chǎn)的30-40mm鋼板表面裂紋的發(fā)生率在14%。 采用了本發(fā)明的直接送裝工藝后，連鑄坯冷卻前表面溫度為750-770°C，高于所生產(chǎn)鋼種的 Ari溫度，在連鑄機(jī)輥道上通過水噴嘴實(shí)現(xiàn)快速冷卻，冷卻速度為5°C /s，連鑄坯表面溫度冷卻到470°C，然后在輥道上經(jīng)過IOmin的回溫后裝入加熱爐加熱。軋后鋼板厚度為30_40mm， 鋼板表面沒有裂紋。實(shí)施實(shí)例2 某鋼廠300mmX 2000mm中碳C-Mn-Nb-Al鋼連鑄板坯在采用本發(fā)明直接送裝工藝前，采用普通的熱送熱裝工藝生產(chǎn)的20-40mm鋼板表面裂紋的發(fā)生率在13. 6%。 采用了本發(fā)明的直接送裝工藝后，連鑄坯冷卻前表面溫度為730-750°C，高于所生產(chǎn)鋼種的 Ari溫度，在連鑄輥道上通過水噴嘴實(shí)現(xiàn)快速冷卻，冷卻速度為4°C /s，連鑄坯表面溫度冷卻到480°C，然后在輥道上經(jīng)過IOmin的回溫后裝入加熱爐加熱。軋后鋼板厚度為20_40mm， 鋼板表面沒有裂紋。實(shí)施實(shí)例3 某鋼廠190mmX 2000mm中碳C-Mn-Nb-Al鋼連鑄板坯在采用本發(fā)明直接送裝工藝前，采用普通的熱送熱裝工藝生產(chǎn)的20-30mm厚鋼板表面裂紋發(fā)生率在15. 2%。 采用了本發(fā)明的直接送裝工藝后，連鑄坯冷卻前表面溫度為670-680°C，低于所生產(chǎn)鋼種的Ari溫度，在連鑄輥道上通過水噴嘴實(shí)現(xiàn)快速冷卻，冷卻速度為2V /s，連鑄坯表面溫度冷卻到460°C，然后在輥道上經(jīng)過5min的回溫后裝入加熱爐加熱。軋后鋼板厚度為20_30mm，鋼板表面沒有裂紋。實(shí)施實(shí)例4 某鋼廠350mmX 2000mm低碳C-Mn-Nb-Al鋼連鑄板坯在采用本發(fā)明直接送裝工藝前，采用普通的熱送熱裝工藝生產(chǎn)的20-30mm厚鋼板表面裂紋發(fā)生率在16. 1%。 采用了本發(fā)明的直接送裝工藝后，連鑄坯冷卻前表面溫度為800-820°C，高于所生產(chǎn)鋼種的 Ari溫度，在連鑄輥道上通過水噴嘴實(shí)現(xiàn)快速冷卻，冷卻速度為5°C /s，連鑄坯表面溫度冷卻到490°C，然后在輥道上經(jīng)過IOmin的回溫后裝入加熱爐加熱。軋后鋼板厚度為60_80mm， 鋼板表面沒有裂紋。實(shí)施實(shí)例5 某鋼廠160mmX 1300mm中碳C-Mn-Al鋼連鑄板坯在采用本發(fā)明直接送裝工藝前，對其采用普通的熱送熱裝工藝生產(chǎn)的6-10mm板卷抽樣開卷檢查發(fā)現(xiàn)，卷板表面裂紋率在10. 左右。采用了本發(fā)明的直接送裝工藝后，連鑄坯冷卻前表面溫度為 660-6800C，低于所生產(chǎn)鋼種的Ari溫度，在連鑄輥道上通過水噴嘴實(shí)現(xiàn)快速冷卻，冷卻速度為2°C /s，連鑄坯表面溫度冷卻到450°C，然后在輥道上經(jīng)過5min的回溫后裝入加熱爐加熱。軋后板卷厚度為6-10mm，對板卷抽樣開卷檢查，卷板表面沒有發(fā)現(xiàn)裂紋。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯直接送裝的方法，其特征在于其步驟為1)先利用冷卻介質(zhì)在連鑄輥道上對連鑄坯按2-5°C/s的速度進(jìn)行快速冷卻，將連鑄坯表面溫度快速冷卻到500°C以下；2)連鑄坯經(jīng)快速冷卻后，再經(jīng)過5min以上的回溫時(shí)間即可直接裝入加熱爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯直接送裝的方法，其特征在于 當(dāng)連鑄坯表面溫度高于或等于所生產(chǎn)鋼種Art溫度時(shí)，冷卻速度控制在3-5°C /s ；當(dāng)連鑄坯表面溫度低于所生產(chǎn)鋼種K3溫度但高于Ari溫度時(shí)，冷卻速度控制在2-3°C /s。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯直接送裝的方法，其特征在于所述冷卻介質(zhì)為水、空氣或氣水混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯直接送裝的方法，1)先利用冷卻介質(zhì)在連鑄輥道上對連鑄坯按2-5℃/s的速度快速冷卻到500℃以下；2)連鑄坯經(jīng)快速冷卻后，再經(jīng)過5min以上的回溫時(shí)間即可直接裝入加熱爐。本發(fā)明避免了高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯采用普通熱送熱裝工藝生產(chǎn)時(shí)鋼板表面裂紋的產(chǎn)生，使高強(qiáng)度低合金鋼連鑄坯的直接送裝甚至熱送成為可能，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。對于鑄坯堆放場地有限的鋼廠，該方法可解決提高產(chǎn)量與鑄坯堆放場地緊張的矛盾。
文檔編號B22D11/124GK102228968SQ20111016578
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者何生平, 李玉剛, 楊穎 , 王謙, 魯永劍 申請人:重慶大學(xué)