[发明专利]一种基于连铸机水平段的板坯表面淬火系统与工艺

说明书

本发明公开了一种基于连铸机水平段的板坯表面淬火系统与工艺，基于连铸机水平段的板坯表面淬火系统包括：淬火扇形段，所述淬火扇形段用于对板坯表面进行淬火；所述连铸机包括压下扇形段，所述淬火扇形段位于所述压下扇形段之后，所述淬火扇形段入口处的所述板坯表面的温度在930℃以上。本发明通过设在压下扇形段后的淬火扇形段对板坯表面实施淬火工艺，使经在线淬火后的微合金钢连铸板坯上下表面皮下0～10mm范围内的温度由930℃以上快速下降至600℃以下，实现碳氮化物弥散析出和结构由奥氏体转变为铁素体或贝氏体的目的，从根本上提高铸坯表层组织的塑性而根治微合金钢板坯热送裂纹产生。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种基于连铸机水平段的板坯表面淬火系统与工艺。

背景技术

连铸坯热送热装工艺是高效衔接钢铁企业钢-轧界面的重要生产工艺。相比传统的“铸坯下线→堆冷→加热炉加热”工艺，该工艺具有显著减少能源消耗、简化工艺流程、提高生产效率等优势。然而，采用热送热装工艺生产含Nb、Al、V等成分的微合金钢过程，铸坯进加热炉加热后表面会产生严重的网状裂纹缺陷(称为“热送裂纹”)，从而造成轧材表面严重的质量缺陷。

已有研究表明，造成含Nb、Al、V等成分微合金钢连铸板坯表面高发热送裂纹缺陷的主要原因为：在现有微合金钢连铸生产工艺与连铸-轧钢产线布局下，热送热装至加热炉的铸坯表面温度多降至650～550℃，该温度下的铸坯表层组织处于γ→α转变的两相结构。铸坯进加热炉加热，表层新形成的奥氏体与原奥氏体晶粒尺寸差异大，呈明显混晶结构，大幅降低了铸坯表层组织的高温塑性。与此同时，连铸生产过程沿原奥氏体晶界呈链状集中析出的微合金碳氮化物钉扎脆化加热过程的原奥氏体晶界。在加热应力作用下，铸坯表面沿晶界开裂而形成网状裂纹缺陷。为此，重组铸坯表层组织并弥散其碳氮化物析出，是消除微合金钢连铸板坯表面热送裂纹缺陷的关键。

有研究人员提出在连铸切割机后至加热炉炉口间的辊道等环节增设冷却水槽或淬火扇形段，对定尺切割后的铸坯快速冷却，从而达到铸坯表面淬火的效果。然而，在实际连铸生产中，受限于连铸拉速，经切割后的铸坯进入冷却水槽时的表面温度多已降至800℃以下。该温度下的铸坯表层组织，含Nb、Al等微合金碳氮化物已完成析出，在此温度下进行铸坯表面淬火，已无法改变碳氮化物析出尺寸与分布。同时，在该温度下进行铸坯表面淬火，一方面其表面层组织已开始奥氏体向铁素体转变，另一方面，淬火后的铸坯表层组织无法再次回温奥氏体化，无法实现组织结构的高塑化转变。

因此，结合实际微合金钢高温凝固特点及其板坯连铸生产工艺，开发一种可真正意义实现铸坯表层组织结构改善并弥散碳氮化物析出，高塑化铸坯表层高温组织而稳定消除其表面热送裂纹的连铸坯高温淬火装置与工艺，对实现微合金钢板高质、高效与绿色化生产具有重要的意义，推广应用前景广阔。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种基于连铸机水平段的板坯表面淬火系统与工艺。

具体而言，包括以下的技术方案：

本发明一方面介绍了一种基于连铸机水平段的板坯表面淬火系统，包括：

淬火扇形段，所述淬火扇形段用于对板坯表面进行淬火；

所述连铸机包括压下扇形段，所述淬火扇形段位于所述压下扇形段之后，所述淬火扇形段入口处的所述板坯表面的温度在930℃以上。

进一步，所述淬火扇形段包括第一喷淋架和第二喷淋架；

所述第一喷淋架和所述第二喷淋架均设置多排，多排所述第一喷淋架并联设置在所述板坯的一侧，多排所述第一喷淋架用于对所述板坯的一侧表面进行淬火，多排所述第二喷淋架并联设置在所述板坯的另一侧，多排所述第二喷淋架用于对所述板坯的另一侧表面淬火，多排所述第一喷淋架和多排所述第二喷淋架相对设置；

所述淬火扇形段还包括内弧结构和外弧结构，所述第一喷淋架设置在所述内弧结构上，所述第二喷淋架设置在所述外弧结构上；