[发明专利]一种连铸高质量精准二次冷却工艺

说明书

本发明涉及一种连铸高质量精准二次冷却工艺，属于冶金连铸技术领域。技术方案是：钢种冷却强度采用分段台阶式变比水量控制；钢种冷却水量按铸坯原生拉速跟踪配水，且微合金高锰钢种的冷却强度与钢种内在属性Mn/S比负相关，实现了铸坯在所有拉速范围内的均匀冷却和较低热应力控制；本发明有效解决了连铸生产中诸多钢种尤其是无取向硅钢、铁素体不锈钢等铁素体软钢板坯宽度变化较大的生产难题，解决了钢种连铸过程中由于连铸机拉速变化导致的连铸机扇形段内铸坯表面温度大度波动的生产难题以及微合金高锰钢表面质量差的技术难题。铸坯表面温度基本恒定，极大提高了铸坯质量。

技术领域

本发明涉及一种连铸高质量精准二次冷却工艺，尤其是涉及铁素体不锈钢、无取向硅钢、微合金高锰钢等高附加值品种钢连铸板坯精准二次冷却的工艺技术，属于冶金连铸技术领域。

背景技术

连铸过程实质上是一个散热过程。通常把钢水在结晶器中的冷却叫做一次冷却，夹着液芯的连铸坯被拉出结晶器后继续被喷水冷却，需要以适当的速率继续冷却，直到全部凝固，这个过程叫二次冷却。二次冷却与铸机产量和铸坯质量密切相关，因此铸坯二次冷却工艺至关重要。二冷分段控制指的都是二冷水量的分段控制，目的都是保证二冷水量的均匀性，从而使冷却均匀，现有连铸二次冷却技术已较为成熟，例如：申请号201711130184.3、名称为“一种连铸机二次冷却方法及装置”的中国专利申请，申请号201711335379.1、名称为“二次冷却台的水量分布均匀的奥氏体不锈钢连铸方法”的中国专利申请，申请号 201811112024.0、名称为“高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法”的中国专利申请，以及申请号 201910276364.5、名称为“一种基于小方坯连铸模拟拉速的二次冷却配水方法”的中国专利申请，等等。现有技术存在以下致命缺陷：

对于确定的钢种，比水量（冷却强度）是相对固定的。这种工艺的缺点是低拉速时铸坯过冷，导致铸坯质量差和伤害连铸机设备；高拉速时铸坯冷却不足，导致铸坯超宽（尺寸不符合要求）和铸坯鼓肚，引发铸坯裂纹缺陷和异常滞坯事故。此外由于铸坯拉速与铸坯表面温度强烈相关，而恒定比水量与拉速无关，导致铸坯拉速变化时铸坯表面温度剧烈变化，不满足连铸二冷工艺表面温度基本恒定的要求，也不能满足连铸二冷工艺设定的恒定目标表面温度，导致各种铸坯表面及皮下裂纹缺陷。尤其是无取向硅钢、铁素体不锈钢等铁素体软钢，这个问题更为突出。如何解决这个问题一直是铁素体软钢铸坯二次冷却工艺的一个最大难题。

连铸坯二次冷却水量一般是铸机拉速的函数关系，而连铸生产过程中，由于钢水供应、设备故障、过程异常等原因，导致铸机拉速经常变化（拉速波动），当拉速较大波动时二冷配水量也随之急剧波动，从而造成了铸坯表面温度的大幅波动，严重影响铸坯的质量。

钢种的二次冷却工艺与钢种的成分等内在属性（Mn/S比）没有关系，只是根据钢种类别来确定钢种的比水量（冷却强度），尤其时微合金高锰钢导热率低，线收缩值大，且铸坯凝固组织粗大，柱状晶异常发达，易产生热裂纹。此类钢种的二次冷却工艺若不考虑具体钢种的成分等内在属性（Mn/S比），针对不同钢种成分精准配水，将导致各种铸坯表面质量问题。

发明内容

本发明目的是提供一种连铸高质量精准二次冷却工艺，解决连铸生产中诸多钢种尤其是无取向硅钢、铁素体不锈钢等铁素体软钢板坯宽度变化较大的生产难题，解决钢种连铸过程中由于连铸机拉速变化导致的连铸机扇形段内铸坯表面温度大度波动的生产难题以及微合金高锰钢表面质量差的技术难题，变免出现连铸设备故障，铸坯表面温度基本恒定，满足连铸二冷模型设定的恒定目标表面温度要求，提高铸坯质量。