[发明专利]一种微合金钢薄板坯边角裂纹控制装备及工艺

摘要

本发明提供一种微合金钢薄板坯边角裂纹控制装备及工艺，涉及钢的薄板坯连铸连轧技术领域。控制装备包括二冷配水系统、角部高效传热窄面高斯凹形曲面结晶器和结晶器窄面足辊区新增强喷淋系统，新增强喷淋系统包括新增供水管路、新增强喷淋架以及配水控制系统。控制工艺中，采用角部高效传热窄面高斯凹形曲面结晶器、整体增强冷却工艺协同结晶器窄面足辊区新增强喷淋系统的配水工艺、宽面整体缓冷却配水工艺进行动态配水。本发明可稳定实现铸坯边角部组织微合金碳氮化物弥散化析出，自身强化铸坯边角部组织，同时促进铸坯液芯大变形压下过程窄面金属向侧弧流动，降低铸坯边角部应力，“治本”控制微合金钢薄板坯边角部裂纹产生。

主权项

1.一种微合金钢薄板坯边角裂纹控制装备，其特征在于：该装备包括二冷配水系统、结晶器和结晶器窄面足辊区新增强喷淋系统；其中，铸坯宽面的二冷配水系统采用原有基于目标表面温度控制的二冷配水系统；所述结晶器为角部高效传热窄面高斯凹形曲面结晶器，其窄面铜板的内表面工作面横向自上而下均为以其横向宽度中心线对称的高斯凹形曲线结构，根据不同薄板坯断面厚度，所述高斯凹形曲线结构的曲线峰值点到结晶器窄面铜板对应高度下的工作面侧两个角部连线的垂直距离值为4.5mm～10.0mm；所述结晶器窄面铜板的内表面工作面沿高度方向为迎合铸坯窄面沿宽面中心方向凝固收缩特性的连续变化曲线形结构；所述窄面铜板的背面侧及两个侧面均为直线结构；所述结晶器窄面铜板的冷却水槽为圆形结构，且沿结晶器高度方向呈竖直状分布，靠近结晶器角部区域的水槽横截面尺寸为窄面铜板宽度方向中部区域水槽横截面尺寸的1.0～1.2倍，水槽个数由窄面铜板宽度及水槽的横截面尺寸共同决定；各水槽的横截面中心的连线整体呈凹向窄面铜板工作面的高斯曲线结构，并且各水槽以窄面铜板横向宽度中心线对称分布；其中，窄面铜板宽度中心线处水槽中心或最靠近窄面铜板宽度中心线对称分布的2个水槽中心连线到窄面铜板工作面的距离为20mm～30mm；最靠近窄面铜板侧面的水槽距离窄面铜板对应侧面5.0mm～10.0mm，窄面铜板宽度中心线处水槽中心或最靠近窄面铜板宽度中心线对称分布的2个水槽中心连线与最靠近窄面铜板侧面的2个水槽中心连线的距离变化范围为2.0mm～10.0mm；其它水槽分布位置由其横截面中心连线沿铜板宽度方向等间距分布；所述结晶器窄面铜板为上口宽下口窄结构，根据所连铸生产的铸坯厚度，窄面铜板的上口与下口的宽度差为0.2mm～1.0mm，由上口沿高度方向线性减小至下口；窄面铜板厚度越大，其上口与下口宽度差越大；窄面铜板上口与下口的厚度相同，窄面铜板高度方向上的中部区域厚度为所述上口或下口厚度+对应工作面沿高度方向的连续变化曲线值；所述结晶器窄面铜板的高度范围为900mm～1300mm；所述角部高效传热窄面高斯凹形曲面结晶器，适用于断面厚度为50mm～135mm的所有薄板坯连铸，其使用过程仅需确保其结晶器弯月面及下口的安装位置与传统平板型窄面结晶器铜板的弯月面及下口的位置相同即可；所述结晶器窄面足辊区新增强喷淋系统，包括新增供水管路、新增强喷淋架(6)以及强冷却配水控制系统；所述新增供水管路的基本设计参数如下：①管道水压：送至新增强喷淋架的水压力为0.3MPa～1.0MPa；②管路流量：管路供水能力为500L/min～800L/min；③根据管道压力及流量要求，配备配套的管路流量计及远程可控调节阀；所述新增强喷淋架(6)，固定于所述角部高效传热窄面高斯凹形曲面结晶器窄面铜板的正下方，并与所述新增供水管路相连接；所述新增强喷淋架(6)的长度为结晶器出口至格栅区入口；所述新增强喷淋架(6)的喷嘴为圆锥形实心喷嘴或方形实心喷嘴，采用气雾冷却或纯水冷却方式，正对铸坯内弧和外弧角部强喷淋，根据铸坯厚度断面变化，保证铸坯角部的强喷淋冷却作用范围为从角部点到距离角部点30mm～75mm；各喷嘴末端延长线与铸坯角部间的距离为50mm～150mm；喷嘴的喷射角度根据管道水压、喷嘴与铸坯角部间的距离综合确定选择为30°～90°；喷嘴的个数由喷嘴的喷射角度及喷淋架的长度共同决定，各朝向的喷嘴沿高度方向等间距布置；喷嘴最大流量由其喷射角度与铸坯角部最大冷却强度所需的最大水流密度共同决定；所述强冷却配水控制系统，独立于薄板坯连铸机现有的二冷配水控制系统，并采用基于钢种类别、与拉速相关联的水表控制策略进行动态控制，即根据所生产钢种选择相应的水表，进而根据当前水表及相应连铸拉速下发相应的冷却水量，协同薄板坯连铸机现有二冷配水系统宽面足辊区强喷淋配水，动态控制足辊区内铸坯角部的冷却。