[发明专利]一种连铸板坯皮下裂纹缺陷的控制方法

说明书

本发明涉及一种连铸板坯皮下裂纹缺陷的控制方法，属于冶金行业连铸技术领域。技术方案是：（1）减少结晶器中下部摩擦阻力；（2）控制二冷段板坯的大幅鼓肚和回温；（3）避免第脆性区的热膨胀；（4）控制钢水的氮含量和铝含量；（5）采用低频和大振幅的振动模式。本发明的有益效果是：减少连铸板坯皮下裂纹处承受的应力应变和提高连铸板坯的塑性，增强板坯抵抗裂纹的能力，有效控制了连铸板坯皮下裂纹缺陷的发生，连铸板坯皮下裂纹缺陷的发生率由27.3%降为0，减少了生产损失，提高了产品质量合格率和市场占有率。

技术领域

本发明涉及一种连铸板坯皮下裂纹缺陷的控制方法，属于冶金行业连铸技术领域。

背景技术

连铸板坯的皮下裂纹一般位于板坯表面和皮下，深度可达5mm，其在板坯上的表现往往无法肉眼直接发现，一般需要经过对连铸板坯进行酸洗或刨皮后才能观察到，故叫板坯皮下裂纹缺陷（subsurface cracks）。由于板坯皮下裂纹缺陷在板坯的表现上往往无法肉眼直接发现，也不易进行在线直接检测，故当连铸板坯发生皮下裂纹缺陷时，在连铸工序中根本无法通过生产过程控制和事后人工清理来消除板坯皮下裂纹缺陷。另外，含有皮下裂纹缺陷的连铸板坯在轧制（热轧）成板卷后，在板卷的表面上形成线痕（起皮）缺陷，严重地影响产品（板卷）质量。而且，还经常因板卷表面线痕（起皮）缺陷而导致大批量板卷废品或次品。因此，板坯皮下裂纹缺陷不但严重地影响企业的正常生产和信誉，而且还能造成较大的经济损失。但由于连铸板坯皮下裂纹的产生的原因是极其复杂的，从力学观点有临界应力理论、临界应变理论、弹－塑－蠕变模型等；从冶金观点有晶界硫化物薄膜理论、柱状晶区的“切口效应”、晶界质点沉淀理论、硫化物晶界脆性、凝固收缩理论（δ→γ转变）等，故连铸板坯皮下裂纹缺陷的有效控制一直是冶金连铸界的技术难题。查找文献，只有中国专利一种判断连铸板坯的皮下裂纹缺陷的方法（申请号CN201410083414.5），介绍了通过测定钢水的实际氮含量，根据皮下裂纹指数图来确定与所测定的钢水的实际氮含量对应的皮下裂纹缺陷比例的方法。中国专利检测铸坯皮下裂纹的方法（申请号CN201310498515.4）公开了一种检测铸坯皮下裂纹的检测方法，目的是提高铸坯表面质量的检测精度，避免铸坯由于存在微观皮下裂纹缺陷没有被检测到而影响到后续生产，但都没有介绍连铸板坯皮下裂纹缺陷的有效控制方法。

发明内容

本发明目的是提供一种连铸板坯皮下裂纹缺陷的控制方法，通过调整设备参数、提高设备精度和工艺技术优化，减少连铸板坯皮下裂纹处承受的应力应变和提高连铸板坯的塑性，增强板坯抵抗裂纹的能力，有效控制了连铸板坯皮下裂纹缺陷的发生，连铸板坯皮下裂纹缺陷的发生率由27.3%降为0，进而有效控制了热轧板卷的起皮缺陷，减少了生产损失，提高了产品质量合格率和市场占有率，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种连铸板坯皮下裂纹缺陷的控制方法，包含以下步骤：（1）减少结晶器中下部摩擦阻力；（2）控制二冷段板坯的大幅鼓肚和回温；（3）避免第脆性区的热膨胀；（4）控制钢水的氮含量和铝含量；（5）采用低频和大振幅的振动模式。

所述步骤（1）减少结晶器中下部摩擦阻力的主要措施包括结晶器宽面倒锥度2mm/900mm(即900mm长的结晶器宽面倒锥度是2mm)；结晶器窄面倒锥度（0.9～1.25）%/m；铸机上部内外弧对弧偏差≤0.3mm；降低结晶器保护渣结晶性能，保护渣的析晶率≤80%，以保证板坯的全程润滑。

所述步骤（2）控制二冷段板坯的大幅鼓肚和回温中，板坯表层坯壳最大鼓肚量＜0.7mm，板坯表面温度回升＜100℃/m。

所述步骤（3）避免第脆性区的热膨胀，主要措施包含板坯冷送，对入炉板坯在线强冷（板坯入炉温度＜Ar₁）和高温热装（板坯入炉温度Ar₃）。

所述步骤（4）控制钢水的氮含量和铝含量，钢水中[Al]×[N]乘积＜ 0.0003%。

所述步骤（5）采用低频和大振幅的振动模式，结晶器振幅：＜±（3.0～4.0）mm；结晶器振动频率：＜160cpm。