[发明专利]一种用于解决铸坯窄面裂纹的板坯结晶器和控制方法

说明书

本发明公开了一种用于解决铸坯窄面裂纹的板坯结晶器和控制方法，属于钢铁冶金技术领域。结晶器包括宽面铜板和窄面铜板，所述宽面铜板和窄面铜板相接，所述窄面铜板内表面包括第一平面和第二平面，所述第一平面和第二平面相接，第一平面和第二平面与竖直平面之间均有夹角，且夹角为锐角。减少结晶器初生坯壳与结晶器铜板的气隙，达到控制坯壳均匀生长，减少表面裂纹发生率的目的。

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，更具体地说，涉及一种用于解决铸坯窄面裂纹的板坯结晶器和控制方法。

背景技术

在钢的连铸生产过程中，结晶器内的初始凝固区域至关重要，因为这里既是凝固坯壳的生长点，又是铸坯各种表面缺陷的孕育地，对于裂纹敏感的包晶钢连铸来说更是如此。与其他钢种相比，包晶钢更容易出现表面裂纹、偏析和气隙等缺陷，尤其是含碳量为0.10％～0.17％亚包晶钢。目前，关于包晶钢缺陷产生的机理一般归结为：包晶相变引起的体积收缩造成坯壳应力集中和生长不均所致。

目前，采用现有连铸结晶器装置，由于窄面及角部不均匀冷却以及冷却收缩的缘故，结晶器锥度难以做到与坯壳的完美贴合，导致部分区域(尤其是铸坯角部)存在一定的气隙，从而导致结晶器内坯壳传热较慢且不均匀，致使新生结晶器坯壳厚度不均，出结晶器后由于坯壳不均匀，导致在后续的冷却收缩过程各区域收缩应力存在差异，当收缩应力大于坯壳表层微观组织的抗拉强度时，铸坯表面可能出现类似于“条状”、“星状”的裂纹，该裂纹在顶弯及矫直过程受拉应力的影响导致裂纹扩展，这将大大影响铸坯的表面质量。

因此，为了减少结晶器内气隙对传热的影响，保证铸坯坯壳厚度的均匀性，有必要开发出一种新的连铸板坯结晶器装置，形成一种提高铸坯表面质量的控制方法。

中国专利申请号为：201410161683.9，公开日为：2014-08-06的“一种抑制板坯晶界裂纹的冷却方法”，在传统连铸冷却工艺的基础上，分别提高铸坯最后两个冷却区段的冷却强度，其具体操作步骤如下：1)浇次开浇后，初期二冷水按照常规冷却曲线进行控制，待铸坯头部过45处出扇形段最少5米后，再开始投入强冷曲线；2)浇铸过程中监控铸坯是否变形，调整铸坯上下冷却水流量；3)将铸坯出扇形处表面温度控制在600℃以下；4)在浇次最后一罐钢水剩余20吨时，将强冷曲线转换成常规冷却曲线。与现有技术相比，其使铸坯中心保持在热脆高温线以上的组织结构，有效避开了脆性区间和晶界裂纹产生的条件，为厚板坯热装工艺的实施创造了技术条件。

中国专利申请号为：201410268120.X，公开日为：2014-09-17的“控制微合金钢板坯角部横裂纹的二次冷却方法”，其在铸坯出结晶之后至脱离弯曲段之前通过弱冷模式对铸坯角部的温度进行控制，使得铸坯角部温度不低于Ae3温度，在平衡状态下时，奥氏体与铁素体共存的最高温度；在进入矫直段之前，将弱冷模式转变为强冷模式，使得铸坯角部温度达到Ar3温度，即在铸坯冷却过程中，奥氏体开始向铁素体转变的温度；进入矫直段后，继续采用强冷模式。本发明通过优化连铸板坯二冷模式控制，先通过弱冷模式获得尺寸更大且分布更为弥散的析出物，大大增强铸坯的塑性，然后通过强冷模式获得大比例的晶内铁素体，减小应力集中，进而大大降低了铸坯角部横裂纹发生的概率，简单易实现。

发明内容

1.要解决的问题

针对包晶钢容易出现表面裂纹、偏析和气隙等缺陷的问题，本发明提供一种用于解决铸坯窄面裂纹的板坯结晶器。减少结晶器初生坯壳与结晶器铜板的气隙，达到控制坯壳均匀生长，减少表面裂纹发生率的目的。

本申请的另一目的在于提供一种铸坯窄面裂纹的控制方法。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：