[发明专利]圆坯连铸方法和圆坯连铸系统

说明书

技术领域

本发明涉及圆坯连铸方法和圆坯连铸系统。

背景技术

圆管坯的质量在无缝钢管生产中起着关键作用，通常使用圆坯连铸的方式生产圆管坯。连铸圆管坯的内部质量直接影响着钢管质量及轧管的成材率。尤其是当连铸圆管坯存在中心裂纹等内部缺陷时，极易造成圆管坯在穿管时产生内折叠(即钢管内表面存在着重叠层)缺陷。如果能够消除连铸坯的中心裂纹，则将显著减少甚至消除轧管内折叠缺陷，可以大幅度提高轧管成材率。

连铸过程中，如图1所示，来自钢包1的钢水从中间包2中浇注至管式圆坯结晶器3，形成未完全凝固的铸坯，然后将该未完全凝固的铸坯以一定的拉速从管式圆坯结晶器3中拉出并依次经过二次冷却区和空冷区9，最后得到完全凝固的铸坯。继续拉动铸坯并在拉矫段10和水平段11进行拉矫和整型，从而得到圆管坯。

其中，在二次冷却区中依次设置有多个喷淋冷却段，每个喷淋冷却段设置有多个喷雾冷却装置，以对铸坯进行喷水冷却(即二次冷却)。各喷淋冷却段的冷却强度(例如单位面积上的铸坯冷却强度或者比水量)的控制非常关键。如果控制不好，由于圆管坯的比表面积较小，散热较其它形状断面的铸坯慢，连铸钢水经结晶器凝固后形成的带液芯凝固坯壳通过二次冷却区时，坯壳外表面温度低，中心液体温度高，在凝固前沿固液界面处的强度和塑性均较低，连铸圆管坯受到的因铸坯冷却不均造成热应力的影响较敏感。因此，连铸圆管坯产生中心裂纹、中间裂纹等内部缺陷的趋向性均高于其它断面形状的铸坯。

又由于用于连铸圆管坯的34CrMo4、30CrMo等气瓶钢属于中碳铬钼合金钢，导热性差。若连铸时冷却强度太大，则会增大铸坯断面上从内向外的温差，因而会产生的较大热应力。这将增加铸坯产生中心裂纹、中间裂纹等内部缺陷的趋势。特别地，铸坯断面尺寸越大，越易产生内部裂纹缺陷。但如果连铸冷却强度不足，将造成凝固坯壳薄，导致铸坯在高温下的强度低，使得坯壳发生蠕变而产生鼓肚。这将导致枝晶间杂质富集的钢液向液相穴的芯部移动，进而产生疏松、偏析、缩孔等内部缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是消除或减少圆管坯中心裂纹、疏松、偏析等内部缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供一种圆坯连铸方法，该方法包括：将钢水从中间包浇注至管式圆坯结晶器，形成未完全凝固的铸坯，然后将该未完全凝固的铸坯以拉速V_c从管式结晶器中拉出并依次经过二次冷却区和空冷区，以得到完全凝固的铸坯，其中，在二次冷却区中使用依次设置的五个喷淋冷却段进行二次冷却，所述五个喷淋冷却段的单位面积上的铸坯冷却强度(L/(min·m²))分别为：

q2=407Vc2+173Vc+63,]]>q3=104Vc2+63Vc+22,]]>q4=48Vc2+41Vc+8,]]>