控制连铸板坯三角区裂纹的方法.pdf

本发明提供了一种控制连铸板坯三角区裂纹的方法，控制三角区裂纹(1)技术方案是优化水量和喷嘴布置，减轻铸坯宽度方向冷却的不均匀性。控制三角区裂纹(2)的技术方案是优化结晶器窄边锥度和足辊段支撑辊开口度，足辊段采用强冷，具体方法为：将结晶器窄面锥度增大0.05～0.2％，足辊段支撑辊开口度增加0.5～1.0毫米，足辊段的水量增大60～100升/小时。本发明的优点在于：使三角区裂纹发生率降低至1.5％以下。

1、  一种控制连铸板坯三角区裂纹的方法，其特征在于：控制三角区裂纹(2)的技术方案是优化结晶器窄边锥度和足辊段支撑辊开口度，足辊段采用强冷，三角区裂纹(2)是指距窄面的距离约为8～20mm的裂纹；具体方法为：将结晶器窄面锥度增大0.05～0.2％，足辊段支撑辊开口度增加0.5～1.0毫米，足辊段的水量增大60～100升/小时。

控制连铸板坯三角区裂纹的方法
技术领域
本发明属于板坯连铸技术领域，特别是提供了一种控制连铸板坯三角区裂纹的方法，适用于板坯连铸生产。
背景技术
用于造船、高压容器、油气管线、重载桥梁、海洋设施等重要用途的热轧钢板对连铸板坯内部裂纹的要求非常严格。内部裂纹包括中间裂纹、中心线裂纹、皮下裂纹和三角区裂纹。对于中间裂纹，国内外已有很多研究。而对三角区裂纹的研究很少，实际生产过程中缺乏有效的控制方法。常见的三角区裂纹有两类，见图1。
曾祖谦(曾祖谦，连铸板坯内裂纹的防止，炼钢，1998，No.3：13-15)研究认为：二冷首段铸坯窄面冷却强度太大是三角区裂纹形成的主要原因，减轻二冷首段的冷却强度会减少三角区裂纹。
梅峰(梅峰，文光华，南钢板坯三角区裂纹的成因及分析，钢铁钒钛，2003，24(1)：61-65)研究认为：三角区裂纹形成的原因是足辊区和零段冷却区内铸坯的冷却不良造成的，优化板坯侧面与弧面的二冷配水比例可以减少三角区裂纹。
朱国森、王新华等研究发现(Guosen Zhu，Xinhua Wang，andHuixiang Yu，Formation mechanism of internal cracks in continuouslycast slab，Journal of University of Science and Technology Beijing，2004，11(5)：398)三角区裂纹1是由于铸坯宽度方向的冷却不均匀造成的。
发明内容
本发明的目的在于提供控制连铸板坯三角区裂纹的方法，解决连铸板坯的三角区裂纹问题。
本发明提出控制三角区裂纹1是指在板坯厚度方向中心线、距窄面的距离为50～150mm的裂纹；技术关键是优化水量和喷嘴布置，减轻铸坯宽度方向冷却的不均匀性。具体方法为：首先，采用水流量分布测试仪器建立总水流量(500升/小时～2500升/小时)、气体流量(800升/小时～3000升/小时)、水压力(0.05兆帕～0.7兆帕)、气体压力(0.4兆帕～1.0兆帕)、喷嘴型号(水喷嘴和气雾喷嘴)、喷嘴间距(450毫米～600毫米)和喷嘴高度(150毫米～300毫米)条件下板坯宽度方向水流量分布的数据库(该数据库可以根据板坯尺寸((200～230)毫米×(1060～1550)毫米)、总水流量、气体流量、水压力和气体压力，检索最佳的水流量及其对应的喷嘴间距和喷嘴高度)；接着，输入要板坯尺寸、总水流量、气体流量、水压力、气体压力和喷嘴型号，在上述数据库中选择最佳的水流量分布(距板坯宽度中心400～600毫米范围内水流量最大值和最小值的偏差＜25％)，同时获取其所对应的喷嘴间距和喷嘴高度；然后，控制阀门，使水流量分布与在数据库中检索的最佳水流量分布一致，然后，测量上述最佳水流量分布冷却条件下板坯表面温度；最后，检测板坯的内部质量，板坯裂纹＜1.5％。
本发明提出控制三角区裂纹2(距窄面的距离约为8～20mm的裂纹)的技术关键是优化结晶器窄边锥度和足辊段支撑辊开口度，足辊段采用强冷。具体做法为：将结晶器窄面锥度增大0.05～0.2％，足辊段支撑辊开口度增加0.5～1.0毫米，足辊段的水量增大60～100升/小时。
本发明的优点在于：使三角区裂纹发生率降低至1.5％以下。
附图说明
图1为三角区裂纹示意图。其中三角区裂纹1在板坯厚度方向中心线、距窄面的距离约为50～150mm；三角区裂纹2距离窄面的距离约为8～20mm。
图2为板坯凝固末端液相穴形貌的示意图。
图3为优化后铸坯宽度方向二冷水流量的分布。其中，横坐标为距板坯宽度中心的距离，单位mm，纵坐标为水流量，单位升/小时。
图3a为板坯尺寸230×1550毫米，水流量为500升/小时，气体流量为800升/小时，水压力为0.7兆帕，气体压力为0.4兆帕条件下最佳水流量的分布，此时喷嘴个数为3个、间距为500毫米、高度为300毫米；图3b为板坯尺寸230×1060毫米，水流量为500升/小时，气体流量为800升/小时，水压力为0.7兆帕，气体压力为0.4兆帕条件下最佳水流量的分布，此时喷嘴个数为2个、间距为600毫米，高度为300毫米。
具体实施方式
在控制三角区裂纹1时，对于230×1550毫米板坯，当水流量为500升/小时，气体流量为800升/小时，水压力为0.7兆帕，气体压力为0.4兆帕条件下最佳水流量的分布见图3a；对于230×1060毫米板坯，当水流量为500升/小时，气体流量为800升/小时，水压力为0.7兆帕，气体压力为0.4兆帕条件下最佳水流量的分布见图3b。
在控制三角区裂纹2时，对于230×1550毫米板坯，结晶器窄面锥度增大0.1％，足辊段开口度增大0.8毫米，足辊段冷却水流量增大80升/小时。