[发明专利]高压气瓶钢连铸方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压气瓶钢连铸方法。

背景技术

高压气瓶钢主要用于生产高压气瓶，属于高门槛准入钢种。由于其用途的特殊性，所以其对铸坯和轧材的质量要求非常严格，尤其是必须保证铸坯和轧材中心的致密度。否则就容易在冲压过程产生裂纹缺陷，使产品报废。

基于此项原因，目前高压气瓶钢绝大多数采用模铸钢坯进行生产，以提高压缩比，从而保证轧材内部质量和中心致密度。但是与连铸钢坯相比，模铸钢坯虽然在中心致密度方面具有优势，但与连铸相比，模铸在生产成本、生产效率方面存在较大的差距。因此需要一种能够提高铸坯中心致密度的高压气瓶钢连铸方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高压气瓶钢连铸方法，以使铸坯中心致密度达到高压气瓶钢的特殊要求。

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结晶器3中拉出并依次经过二次冷却区和空冷区8，最后得到完全凝固的铸坯。继续拉动铸坯并在拉矫段9和水平段10进行拉矫和整型，从而得到铸坯。

本发明的发明人经研究发现，影响连铸铸坯中心致密度的因素主要是二次冷却区的喷淋冷却。

在连铸过程的二次冷却区进行喷淋冷却时，由于拉速波动等影响，铸坯在依次经过各喷淋冷却段时会导致液相流动速度逐渐减缓，因而容易导致液相在未到达固相时凝固，从而形成疏松、缩孔。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高压气瓶钢连铸方法，该方法包括：将钢水从中间包浇注至结晶器，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从所述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四个喷淋冷却段进行二次冷却，所述四个喷淋冷却段的单位面积上的铸坯冷却强度以L/(min·m²)计分别为：w₁＝1050V_c²-985V_c+272；w₂＝81V_c²-21V_c+18；w₃＝42V_c²-7V_c+11；w₄＝39V_c²-18V_c+13。其中，冷却强度w_i表示在第i个喷淋冷却段中，每分钟对单位铸坯表面喷淋的水量。每个喷淋冷却段包括围绕铸坯的各表面设置的多个喷头。在铸坯的各表面上方，沿铸坯的长度方向布置成多排喷头，各排之间具有规定的间隔。另外，每排喷头沿铸坯的宽度或厚度方向布置。根据不同的铸坯尺寸，可以沿宽度或厚度方向选择每排中所使用的喷头数量，或者调节每排中各喷头之间的间距。通过控制所使用的喷头数量和/或喷头的喷水强度，可以设定每个喷淋冷却段的冷却强度。调整喷淋冷却段的冷却强度是本领域技术人员公知的方法，在此不做详细说明。

通过根据拉速确定的各喷淋冷却段的喷淋强度，能够在连铸坯壳凝固、冷却并逐渐变厚的过程中使坯壳根据实际情况实现真正的冷却均匀，从而可以在液相仍保持所需流速的情况下迅速冷却，以避免疏松和缩孔的产生。

另外，影响铸坯中心致密度的因素还可能存在以下几个方面：

中间包中钢水的过热度：浇注时，采用过热度较低的钢水浇注会导致铸坯冷却太快，使得浇注无法连续进行，采用过热度较高的钢水浇注会导致铸坯冷却太慢，容易出现疏松、缩孔等缺陷。

连铸的拉速：拉速的波动将导致铸坯的凝固过程发生变化，从而使铸坯上不同位置发生不均匀凝固，凝固组织生长不均匀，且凝固点终点位置不稳定，导致液相在未到达固相时凝固，从而形成疏松、缩孔。

因此，优选地，浇注时，将中间包中的钢水过热度控制在20-30℃。从而能够降低钢水凝固时液态钢液和固态钢坯之间的温度梯度变化，从而增大铸坯内部等轴晶面积，提高铸坯中心致密度。

另外，优选地，本发明的连铸方法包括在连铸过程中稳定控制连铸拉速V_c，使V_c保持为基本恒定的数值。通过保持拉速稳定，从而可以保证铸坯内凝固组织生长均匀和凝固终点位置稳定，为提高铸坯凝固过程致密度和充分发挥轻压下功能提供保障。