一种连铸方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910166518.1

申请日:

2009.08.17

公开号:

CN101992282A

公开日:

2011.03.30

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):B22D 11/16申请日:20090817授权公告日:20120606终止日期:20160817|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B22D 11/16申请日:20090817|||公开

IPC分类号:

B22D11/16

主分类号:

B22D11/16

申请人:

攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司; 攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司; 攀钢集团研究院有限公司

发明人:

陈永; 吴国荣; 方淑芳; 李桂军; 柯晓涛; 曾建华; 代华云

地址:

617000 四川省攀枝花桃源街90号

优先权:

专利代理机构:

北京润平知识产权代理有限公司 11283

代理人:

陈小莲;王凤桐

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内容摘要

连铸方法,该方法包括将钢水连续地注入中间包,并从中间包注入结晶器中,使钢水冷却凝固为带有液芯的坯壳,将该带有液芯的坯壳从结晶器的出口连续拉出,使其在二次冷却区再次被冷却,并在拉矫区对带有液芯的坯壳进行多次轻压下,在拉矫区的出口得到连铸坯,其中,将所述带有液芯的坯壳从结晶器的出口连续拉出的拉速为0.5-0.8米/分钟,注入中间包中的钢水温度为1515-1535℃。将本发明的方法应用于高压气瓶用钢大方坯的连铸中不仅能显著地减轻中心疏松、中心偏析、中心裂纹等中心缺陷,同时还能改善由连铸坯轧制、冲压制成高压气瓶的成分均匀性,稳定和提高高压气瓶的力学性能和使用性能,实现气瓶用钢生产工艺由模铸向连铸的顺利转变。

权利要求书

1: 一种连铸方法, 该方法包括将钢水连续地注入中间包, 并从中间包连续地注入到结 晶器中, 通过结晶器冷却, 使钢水凝固为带有液芯的坯壳, 将该带有液芯的坯壳从结晶器的 出口连续拉出, 使其在二次冷却区用冷却水冷却, 并在拉矫区对带有液芯的坯壳进行多次 轻压下, 待全部凝固后在拉矫区的出口得到连铸坯, 其特征在于 : 将所述带有液芯的坯壳从结晶器的出口连续拉出的拉速为 0.5-0.8 米 / 分钟, 被注入 中间包中的钢水的温度为 1515-1535℃ ; 控制二次冷却区的带有液芯的坯壳的冷却强度, 使得在二次冷却区所述带有液芯的坯 壳的表面温度为 920-1050℃, 并使得从位于靠近结晶器处的二次冷却区的带有液芯的坯壳 到位于靠近拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳在所述温度范围内以 3-20℃ / 分钟 的降温速率逐渐降温 ; 在拉矫区, 控制带有液芯的坯壳的总压下量为 4.5-9 毫米, 每次轻压下的压下量为 0.6-
2: 5 毫米。 2. 根据权利要求 1 所述的方法, 其中, 控制二次冷却区的带有液芯的坯壳的冷却强度, 使得在二次冷却所述带有液芯的坯壳的表面温度为 930-1050℃, 并使得从位于靠近结晶器 处的二次冷却区的带有液芯的坯壳到位于靠近拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳 在所述温度范围内以 4-20℃ / 分钟的降温速率逐渐降温 ; 所述在拉矫区的多次轻压下使得带有液芯的坯壳的总压下量为 6.8-9 毫米, 对带有液 芯的坯壳的每次轻压下的压下量为 0.9-2.3 毫米, 所述轻压下的压下率为 0.6-1.6 毫米 / 米。
3: 根据权利要求 1 或 2 所述的方法, 其中, 所述控制二次冷却区的带有液芯的坯 壳的冷却强度的方法为 : 使二次冷却区的足辊段、 零号段、 扇形段的带有液芯的坯壳 2 的冷却强度与拉速的关系依次为 : P 足 辊 段 = 1133.8Vc +913.8Vc+348.8±8.0, P 零号段 = 2 2 86.9Vc -16.3Vc+33.1±2.4, P 扇形段= Vc +25.2Vc+5.8±0.2, 其中, P 足辊段、 P 零号段和 P 扇形段分别 为二次冷却区的足辊段、 零号段、 扇形段的带有液芯的坯壳的冷却强度, 单位 : 升 / 分钟· 平 方米 ; Vc 为拉速, 单位 : 米 / 分钟。 4. 根 据 权 利 要 求 3 所 述 的 方 法, 其 中, 所 述 扇 形 段 包 括 扇 形 第 1 段、 扇形第 2 段 和扇形第 3 段, 且使二次冷却区的扇形第 1 段、 扇形第 2 段、 扇形第 3 段的带有液芯的 2 坯壳的冷却强度与拉速的关系依次为 : P 扇 形 第 1 段 = 47.3Vc +9Vc+16.8±1.5, P 扇形第 2 段 2 2 = -35.2Vc +55.1Vc-0.3±0.7, P 扇形第 3 段= 23Vc -3.9Vc+7.8±0.3, 其中, P 扇形第 1 段、 P 扇形第 2 段 和 P 扇形第 3 段分别为二次冷却区的扇形第 1 段、 扇形第 2 段、 扇形第 3 段的带有液芯的坯壳的 冷却强度, 单位 : 升 / 分钟·平方米 ; Vc 为拉速, 单位 : 米 / 分钟。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述的方法, 其中, 控制带有液芯的坯壳的压下量的方法为 : 使 2 压下量与带有液芯的坯壳中心凝固分率的关系为 : δ = -10.5fs +21.57fs-2.21±0.15, 其 中, δ 为每次轻压下位置的累积压下量, fs 为处于每次轻压下位置的带有液芯的坯壳中心 凝固分率。 6. 根据权利要求 1 所述的方法, 其中, 所述轻压下的长度为 3-9.1 米 ; 所述轻压下的压 下率为小于或等于 1.7 毫米 / 米。 7. 根据权利要求 6 所述的方法, 其中, 所述轻压下的压下率为 0.6-1.6 毫米 / 米。
4: 5-9 毫米, 每次轻压下的压下量为 0.6-2.5 毫米。 2. 根据权利要求 1 所述的方法, 其中, 控制二次冷却区的带有液芯的坯壳的冷却强度, 使得在二次冷却所述带有液芯的坯壳的表面温度为 930-1050℃, 并使得从位于靠近结晶器 处的二次冷却区的带有液芯的坯壳到位于靠近拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳 在所述温度范围内以 4-20℃ / 分钟的降温速率逐渐降温 ; 所述在拉矫区的多次轻压下使得带有液芯的坯壳的总压下量为 6.8-9 毫米, 对带有液 芯的坯壳的每次轻压下的压下量为 0.9-2.3 毫米, 所述轻压下的压下率为 0.6-1.6 毫米 / 米。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的方法, 其中, 所述控制二次冷却区的带有液芯的坯 壳的冷却强度的方法为 : 使二次冷却区的足辊段、 零号段、 扇形段的带有液芯的坯壳 2 的冷却强度与拉速的关系依次为 : P 足 辊 段 = 1133.8Vc +913.8Vc+348.8±8.0, P 零号段 = 2 2 86.9Vc -16.3Vc+33.1±2.4, P 扇形段= Vc +2
5: 2Vc+5.8±0.2, 其中, P 足辊段、 P 零号段和 P 扇形段分别 为二次冷却区的足辊段、 零号段、 扇形段的带有液芯的坯壳的冷却强度, 单位 : 升 / 分钟· 平 方米 ; Vc 为拉速, 单位 : 米 / 分钟。 4. 根 据 权 利 要 求 3 所 述 的 方 法, 其 中, 所 述 扇 形 段 包 括 扇 形 第 1 段、 扇形第 2 段 和扇形第 3 段, 且使二次冷却区的扇形第 1 段、 扇形第 2 段、 扇形第 3 段的带有液芯的 2 坯壳的冷却强度与拉速的关系依次为 : P 扇 形 第 1 段 = 47.3Vc +9Vc+16.8±1.5, P 扇形第 2 段 2 2 = -35.2Vc +55.1Vc-0.3±0.7, P 扇形第 3 段= 23Vc -3.9Vc+7.8±0.3, 其中, P 扇形第 1 段、 P 扇形第 2 段 和 P 扇形第 3 段分别为二次冷却区的扇形第 1 段、 扇形第 2 段、 扇形第 3 段的带有液芯的坯壳的 冷却强度, 单位 : 升 / 分钟·平方米 ; Vc 为拉速, 单位 : 米 / 分钟。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述的方法, 其中, 控制带有液芯的坯壳的压下量的方法为 : 使 2 压下量与带有液芯的坯壳中心凝固分率的关系为 : δ = -10.5fs +21.57fs-2.21±0.15, 其 中, δ 为每次轻压下位置的累积压下量, fs 为处于每次轻压下位置的带有液芯的坯壳中心 凝固分率。 6. 根据权利要求 1 所述的方法, 其中, 所述轻压下的长度为 3-9.1 米 ; 所述轻压下的压 下率为小于或等于 1.7 毫米 / 米。 7. 根据权利要求 6 所述的方法, 其中, 所述轻压下的压下率为 0.6-1.6 毫米 / 米。
6: 8-9 毫米, 对带有液 芯的坯壳的每次轻压下的压下量为 0.9-2.3 毫米, 所述轻压下的压下率为 0.6-1.6 毫米 / 米。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的方法, 其中, 所述控制二次冷却区的带有液芯的坯 壳的冷却强度的方法为 : 使二次冷却区的足辊段、 零号段、 扇形段的带有液芯的坯壳 2 的冷却强度与拉速的关系依次为 : P 足 辊 段 = 1133.8Vc +913.8Vc+348.8±8.0, P 零号段 = 2 2 86.9Vc -16.3Vc+33.1±2.4, P 扇形段= Vc +25.2Vc+5.8±0.2, 其中, P 足辊段、 P 零号段和 P 扇形段分别 为二次冷却区的足辊段、 零号段、 扇形段的带有液芯的坯壳的冷却强度, 单位 : 升 / 分钟· 平 方米 ; Vc 为拉速, 单位 : 米 / 分钟。 4. 根 据 权 利 要 求 3 所 述 的 方 法, 其 中, 所 述 扇 形 段 包 括 扇 形 第 1 段、 扇形第 2 段 和扇形第 3 段, 且使二次冷却区的扇形第 1 段、 扇形第 2 段、 扇形第 3 段的带有液芯的 2 坯壳的冷却强度与拉速的关系依次为 : P 扇 形 第 1 段 = 4
7: 3Vc +9Vc+16.8±1.5, P 扇形第 2 段 2 2 = -35.2Vc +55.1Vc-0.3±0.7, P 扇形第 3 段= 23Vc -3.9Vc+7.8±0.3, 其中, P 扇形第 1 段、 P 扇形第 2 段 和 P 扇形第 3 段分别为二次冷却区的扇形第 1 段、 扇形第 2 段、 扇形第 3 段的带有液芯的坯壳的 冷却强度, 单位 : 升 / 分钟·平方米 ; Vc 为拉速, 单位 : 米 / 分钟。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述的方法, 其中, 控制带有液芯的坯壳的压下量的方法为 : 使 2 压下量与带有液芯的坯壳中心凝固分率的关系为 : δ = -10.5fs +21.57fs-2.21±0.15, 其 中, δ 为每次轻压下位置的累积压下量, fs 为处于每次轻压下位置的带有液芯的坯壳中心 凝固分率。 6. 根据权利要求 1 所述的方法, 其中, 所述轻压下的长度为 3-9.1 米 ; 所述轻压下的压 下率为小于或等于 1.7 毫米 / 米。 7. 根据权利要求 6 所述的方法, 其中, 所述轻压下的压下率为 0.6-1.6 毫米 / 米。
8: 8±8.0, P 零号段 = 2 2 86.9Vc -16.3Vc+33.1±2.4, P 扇形段= Vc +25.2Vc+5.8±0.2, 其中, P 足辊段、 P 零号段和 P 扇形段分别 为二次冷却区的足辊段、 零号段、 扇形段的带有液芯的坯壳的冷却强度, 单位 : 升 / 分钟· 平 方米 ; Vc 为拉速, 单位 : 米 / 分钟。 4. 根 据 权 利 要 求 3 所 述 的 方 法, 其 中, 所 述 扇 形 段 包 括 扇 形 第 1 段、 扇形第 2 段 和扇形第 3 段, 且使二次冷却区的扇形第 1 段、 扇形第 2 段、 扇形第 3 段的带有液芯的 2 坯壳的冷却强度与拉速的关系依次为 : P 扇 形 第 1 段 = 47.3Vc +9Vc+16.8±1.5, P 扇形第 2 段 2 2 = -35.2Vc +55.1Vc-0.3±0.7, P 扇形第 3 段= 23Vc -3.9Vc+7.8±0.3, 其中, P 扇形第 1 段、 P 扇形第 2 段 和 P 扇形第 3 段分别为二次冷却区的扇形第 1 段、 扇形第 2 段、 扇形第 3 段的带有液芯的坯壳的 冷却强度, 单位 : 升 / 分钟·平方米 ; Vc 为拉速, 单位 : 米 / 分钟。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述的方法, 其中, 控制带有液芯的坯壳的压下量的方法为 : 使 2 压下量与带有液芯的坯壳中心凝固分率的关系为 : δ = -10.5fs +21.57fs-2.21±0.15, 其 中, δ 为每次轻压下位置的累积压下量, fs 为处于每次轻压下位置的带有液芯的坯壳中心 凝固分率。 6. 根据权利要求 1 所述的方法, 其中, 所述轻压下的长度为 3-
9: 1 米 ; 所述轻压下的压 下率为小于或等于 1.7 毫米 / 米。 7. 根据权利要求 6 所述的方法, 其中, 所述轻压下的压下率为 0.6-1.6 毫米 / 米。
10: 5fs +21.57fs-2.21±0.15, 其 中, δ 为每次轻压下位置的累积压下量, fs 为处于每次轻压下位置的带有液芯的坯壳中心 凝固分率。 6. 根据权利要求 1 所述的方法, 其中, 所述轻压下的长度为 3-9.1 米 ; 所述轻压下的压 下率为小于或等于 1.7 毫米 / 米。 7. 根据权利要求 6 所述的方法, 其中, 所述轻压下的压下率为 0.6-1.6 毫米 / 米。

说明书


一种连铸方法

    【技术领域】
     本发明涉及一种连铸方法。背景技术 高压气瓶属于高压容器, 是一种可重复充装的移动式气瓶, 可用于盛装永久性气 体或高压液化气体, 广泛应用于工矿企业、 建筑、 交通、 海洋、 航空、 医疗等国民经济各部门。 由于气瓶所充装的介质种类繁多, 通常具有易燃、 易爆、 剧毒或腐蚀特性, 加之气瓶重复充 装和流动性大, 一旦发生爆炸或泄漏, 将引起灾难性事故发生。
     目前, 制造无缝气瓶主要有两种方法, 一种是采用方钢坯通过热冲压拉伸并收口 收底成型 ( 简称坯制瓶 ), 另一种是用无缝钢管做坯料通过热旋压收口收底成型 ( 简称管制 瓶 )。 用方钢坯制造高压气瓶, 具有外径壁厚精度高、 表面质量好、 尺寸范围广、 成本低、 生产 率高以及工艺设备简单等特点, 因此, 已成为生产高压气瓶的主要方法之一。 基于冲压生产 的特点, 要求钢坯性能优良、 低倍组织致密、 中心疏松轻微、 中心偏析轻微, 无肉眼可见的残 余孔洞、 裂纹、 夹杂等缺陷。因而使得高压气瓶用钢坯的生产具有较大的难度和风险性, 尤 其是采用连铸工艺生产高压气瓶用钢的质量控制难度大, 其原因是高压气瓶用钢属于中碳 合金钢, 导热性差, 裂纹敏感性强, 易产生中心疏松、 中心偏析、 中心裂纹等中心缺陷。 同时, 由于连铸坯经轧制、 冲压制成气瓶的压缩比小 ( 一般为 3-4), 铸坯疏松、 裂纹等缺陷难以在 轧制过程中完全焊合, 将严重恶化钢坯的冲压成型性能, 冲压时易开裂, 大幅增加冲废率, 因铸坯中心疏松、 中心裂纹等中心缺陷严重导致的气瓶瓶底开裂率高达 20%以上。 因此, 因 未能解决连铸大方坯中心疏松、 中心偏析、 中心裂纹等技术难题, 长期以来我国一直采用模 铸工艺生产高压气瓶用钢。如 《机械工程与自动化》 杂志 2006 年 12 月 ( 总第 139 期第 6 期 第 158-159 页, 转 162 页, 提升高压气瓶钢质量的工艺改进探索, 郝国旺, 郝国胜著 ) 报道了 太钢采用电炉冶炼 -LF 精炼 -VD 真空处理 - 模铸 - 均热 - 初轧工艺生产高压气瓶用钢坯, 通过调整和控制 LF-VD 工艺, 改进模铸铸温和铸速, 气瓶钢合格率由 91.7%提高到 98.3%。 《包钢科技》 杂志 2003 年 8 月 ( 第 29 卷第 4 期第 62-65 页, 37Mn 高压气瓶用坯试制, 程德 富、 刘振成, 曹晕, 郝熙敏, 梁峰岭著 ) 报道了包钢采用转炉冶炼 - 钢包精炼 - 真空脱气 - 模 铸 - 初轧开坯 ( 钢坯缓冷 )- 轧梁轧成品坯工艺生产 200 毫米 ×200 毫米高压气瓶用钢坯, 37Mn 成品钢坯中心疏松 0.5-1.0 级, 一般疏松 1.0-1.5 级。 《首钢科技》 杂志 1997 年 2 月 ( 第 1 期第 33-37 页, 37Mn2A 高压气瓶钢的试制, 李燕俊著 ) 报道了首钢采用转炉冶炼 - 钢 包精炼 - 模铸 - 初轧开坯 ( 钢坯缓冷 )- 轧梁轧成品坯工艺生产 200 毫米 ×200 毫米高压 气瓶用钢坯, 37Mn2A 初轧坯中心疏松 0.5-1.0 级, 一般疏松 0.5-1.5 级, 锭型偏析 0.5-2.0 级。
     上述方法均为采用模铸工艺生产高压气瓶用钢, 而与模铸工艺生产相比, 采用连 铸工艺生产高压气瓶用钢坯具有金属收得率高、 表面质量高、 成分均匀性高及性能稳定性 良好等显著优点, 因此, 采用连铸工艺生产高压气瓶用钢势在必行。因此, 研究制定合理的 高压气瓶用钢连铸工艺, 解决气瓶钢连铸坯中心疏松、 中心偏析、 中心裂纹等技术难题, 稳
     定地生产出高质量的连铸坯大方坯, 是开发生产优质高压气瓶的关键环节。 发明内容 本发明的目的在于提供一种连铸方法, 使用该方法能够改善制得的铸坯中心疏 松、 中心偏析以及中心裂纹的缺陷。
     本发明提供了一种连铸方法, 该方法包括将钢水连续地注入中间包, 并从中间包 连续地注入到结晶器中, 通过结晶器冷却, 使钢水凝固为带有液芯的坯壳, 将该带有液芯的 坯壳从结晶器的出口连续拉出, 使其在二次冷却区用冷却水冷却, 并在拉矫区对带有液芯 的坯壳进行多次轻压下, 待全部凝固后, 在拉矫区的出口得到连铸坯, 其中,
     将所述带有液芯的坯壳从结晶器的出口连续拉出的拉速为 0.5-0.8 米 / 分钟, 被 注入中间包中钢水的温度为 1515-1535℃ ;
     控制二次冷却区的带有液芯的坯壳的冷却强度, 使得在二次冷却区所述带有液芯 的坯壳的表面温度为 920-1050℃, 并使得从位于靠近结晶器处的二次冷却区的带有液芯的 坯壳到位于靠近拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳在所述温度范围内以 3-20℃ / 分钟的降温速率逐渐降温 ;
     在拉矫区, 控制带有液芯的坯壳的总压下量为 4.5-9 毫米, 每次轻压下的压下量 为 0.6-2.5 毫米。
     采用本发明的连铸方法制得的铸坯的中心疏松为 0.5-1.0 级, 中心缩孔为 0 级, 中心偏析为 0-0.5 级, 中心碳偏析指数为 1.01-1.05, 从而有效地效消除了连铸大方坯中心 疏松、 中心裂纹、 中间裂纹等内部裂纹的缺陷 ; 由所述连铸大方坯经轨梁轧制成品坯 200 毫 米 ×200 毫米和 205 毫米 ×205 毫米的中心疏松为 0.5-1.0 级, 中心偏析为 0-0.5 级, 一般 疏松为 0.5-1.0 级, 无其它缺陷 ; 由成品坯 200 毫米 ×200 毫米和 205 毫米 ×205 毫米经冲 压制成的高压气瓶均未检出有开裂缺陷。由此可见, 采用本发明的方法应用于高压气瓶用 钢大方坯的连铸中不仅能显著地减轻中心疏松、 中心偏析、 中心裂纹等中心缺陷, 同时还能 改善由连铸坯轧制、 冲压制成高压气瓶的成分均匀性, 稳定和提高高压气瓶的力学性能和 使用性能, 实现气瓶用钢生产工艺由模铸向连铸的顺利转变, 金属收得率提高 10%以上。
     附图说明
     图 1 为常规的连铸设备示意图。 具体实施方式
     按照本发明, 该方法包括将钢水连续地注入中间包, 并从中间包连续地注入到结 晶器中, 通过结晶器冷却, 使钢水凝固为带有液芯的坯壳, 将该带有液芯的坯壳从结晶器的 出口连续拉出, 使其在二次冷却区用冷却水冷却, 并在拉矫区对带有液芯的坯壳进行多次 轻压下, 待全部凝固后, 在拉矫区的出口得到连铸坯, 其中,
     将所述带有液芯的坯壳从结晶器的出口连续拉出的拉速为 0.5-0.8 米 / 分钟, 优 选为 0.55-0.8 米 / 分钟 ; 被注入中间包中钢水的温度为 1515-1535℃ ;
     控制二次冷却区的带有液芯的坯壳的冷却强度, 使得在二次冷却区所述带有液芯 的坯壳的表面温度为 920-1050℃, 优选为 930-1050℃ ; 并使得从位于靠近结晶器处的二次冷却区的带有液芯的坯壳到位于靠近拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳在所述温 度范围内以 3-20℃ / 分钟, 优选为 4-20℃ / 分钟的降温速率逐渐降温 ;
     在拉矫区, 控制带有液芯的坯壳的总压下量为 4.5-9 毫米, 优选为 6.8-9 毫米 ; 每 次轻压下的压下量为 0.6-2.5 毫米, 优选为 0.9-2.3 毫米。
     按照本发明, 所述带有液芯的坯壳的冷却强度指的是坯壳单位面积上冷却水的用 量。
     按照本发明, 总压下量指的是进入拉矫区之前带有液芯的坯壳的厚度与出拉矫区 之后铸坯的厚度差, 也就是坯壳厚度的总减少量。 每次轻压下的压下量指的是, 每次轻压下 前和轻压下后带有液芯的坯壳的厚度差, 也就是坯壳厚度的减少量。
     轻压下的压下率指沿浇注方向带有液芯的坯壳单位长度的压下量。
     压下量=压下率 × 轻压下区长度, 为了更好地确定各轻压下位置处合理的压下 量分布, 以防止因某一位置处的压下量过大对铸坯质量和铸机拉矫系统设备的负面影响, 优选情况下, 本发明对压下率进行了进一步的限定, 所述轻压下的压下率优选为小于或等 于 1.7 毫米 / 米, 更优选为 0.6-1.6 毫米 / 米。所述轻压下区的轻压下长度一般可以为 3-9.1 米。
     本发明的连铸方法在于通过合理匹配拉速、 钢水温度、 并通过连铸拉速适时控 制二次冷却区带有液芯的坯壳冷却强度, 以及轻压下区的铸坯压下量等工艺, 以减轻大 方坯中心疏松、 中心偏析、 中心缩孔、 中心裂纹等缺陷, 而对连铸设备没有特别的要求, 可 以采用本领域常规的各种连铸设备, 例如, 图 1 为常规的连铸设备示意图, 其中, 包括钢 水包 1, 中间包 2, 结晶器 3, 足辊段 4, 零号段 5, 扇形段 9, 所述扇形段包括扇形第 1 段 6, 扇形第 2 段 7 和扇形第 3 段 8。按照本发明, 优选情况下, 所述控制二次冷却区的带有液 芯的坯壳的冷却强度的方法为 : 使二次冷却区的足辊段、 零号段、 扇形段的带有液芯的坯 2 壳的冷却强度与拉速的关系依次为 : P 足辊段 = 1133.8Vc +913.8Vc+348.8±8.0, P 零号段 = 2 2 86.9Vc -16.3Vc+33.1±2.4, P 扇形段= Vc +25.2Vc+5.8±0.2, 其中, P 足辊段、 P 零号段和 P 扇形段分别 为二次冷却区的足辊段、 零号段、 扇形段的带有液芯的坯壳的冷却强度, 单位 : 升 / 分钟· 平 方米 ; Vc 为拉速, 单位 : 米 / 分钟。
     按照本发明, 二次冷却区中足辊段、 零号段以及扇形段位置的划分为本领域技术 人员所公知, 例如, 足辊段为紧邻结晶器下口的一段距离, 零号段为与足辊段邻接的一段近 似于直线的距离, 足辊段和零号段主要对未完全凝固的铸坯起支撑、 导向作用, 以防止铸坯 变形、 漏钢 ; 扇形段为从与零号段紧邻的位置开始一直延伸至二冷区弧形末端的距离, 扇形 段起拉坯、 弯曲和矫直的作用。
     按照本发明, 所述二冷区的足辊段的长度可以为 0.2-0.5 米, 零号段的长度可以 为 1.5-2.5 米, 扇形段的长度可以为 10-13 米。
     按照本发明, 各扇形段的结构、 段数、 夹棍的辊径和辊距可以根据铸机的类型、 所 浇钢种和铸坯断面的不同有所差别。按照本发明的一个具体实施方式, 所述扇形段还可以 包括扇形第 1 段、 扇形第 2 段、 扇形第 3 段, 所述扇形第 1 段、 扇形第 2 段、 扇形第 3 段的带 2 有液芯的坯壳的冷却强度与拉速的关系依次为 : P 扇形第 1 段= 47.3Vc +9Vc+16.8±1.5, P 扇形第 2 2 2 P 扇形第 3 段= 23Vc -3.9Vc+7.8±0.3, 其中, P 扇形第 1 段、 P 扇形第 2 段 段= -35.2Vc +55.1Vc-0.3±0.7, 和 P 扇形第 3 段分别为二次冷却区的扇形第 1 段、 扇形第 2 段、 扇形第 3 段的带有液芯的坯壳的冷却强度, 单位 : 升 / 分钟·平方米 ; Vc 为拉速, 单位 : 米 / 分钟。
     其中, 扇形第 1 段的长度可以为扇形段总长度的 0.15-0.3 倍, 扇形第 2 段和扇形 第 3 段的长度可以分别为扇形段总长度的 0.3-0.5 倍。在本发明所述拉速下, 并控制带有 液芯的坯壳的冷却强度可使各冷却阶段之间铸坯表面的最大回热速率控制在小于或等于 20℃ / 米。所述回热速率是指连铸过程中因冷却强度改变或冷却不均匀造成的铸坯表面温 度回升的变化率。因铸坯表面回热将产生热应力, 增强了连铸过程铸坯的裂纹敏感性, 因 此, 为防止裂纹产生连铸过程要尽量避免或减轻铸坯回热。
     按照本发明, 控制带有液芯的坯壳的压下量的方法为 : 使压下量与带有液芯的坯 2 壳中心凝固分率的关系为 : δ = -10.5fs +21.57fs-2.21±0.15, 其中, δ 为轻压下位置的 累积压下量, fs 为处于每次轻压下位置的带有液芯的坯壳中心凝固分率。此处, 所述 δ 为 轻压下位置的累积压下量, 相邻两次轻压下的累积压下量之差即为每次轻压下的压下量。
     当带有液芯的坯壳中的钢水温度低于熔点时, 金属即发生凝固, 生成枝晶, 这部分 初生固相在整个金属中所占的比例称为凝固分率。 通常可以采用本技术领域公知的计算方 法确定凝固分率, 如下述典型的计算方法 :
     式中, fs 表示凝固分率 ; T 表示铸坯温度 (℃ ) ; Tl 表示液相线温度 (℃ ) ; Ts 表示 固相线温度 (℃ )。
     按照本发明, 在拉矫区对带有液芯的坯壳进行轻压下的次数可以视不同需要而 定, 如, 可以通过设置轻压下机架的对数从而确定轻压下的次数, 如果设定五个轻压下机 架, 其中 1 号机架主要是通过测量 1 号机架处的辊缝处, 确定实施轻压下前的铸坯尺寸, 没 有轻压下功能, 那么对带有液芯的坯壳的轻压下次数可以为 1-4 次, 如果设定七个轻压下 机架, 那么对带有液芯的坯壳的轻压下次数则可以为 1-6 次, 每个轻压下机架的设定位置, 以及机架之间的间距为本领域技术人员所公知。
     铸坯凝固末端位置距结晶器钢水弯月面的距离一般可以为 23.3-29.5 米, 以确保 铸坯凝固末端位于轻压下区。按照本发明的一个具体实施方式, 如图 1 所示, 由 7 个轻压下 机架 ( 例如 : 1’ # 机架、 2’ # 机架、 3’ # 机架、 4’ # 机架、 5’ # 机架、 6’ # 机架、 7’ # 机架 ) 组 成的轻压下区 ( 第一台机架与最后一台机架距弯月面的距离 ) 距结晶器钢水弯月面的长度 一般可以为 20.3-29.5 米, 所述弯月面是指结晶器中钢液开始凝固最早形成初生坯壳的位 置, 一般情况下, 所述弯月面距离结晶器上口的距离可以为 80-100 毫米。
     按照本发明, 结晶器冷却的方法可以采用本领域技术人员公知的方法, 例如, 冷却 结晶器的方法包括用 20-40℃的冷却水冷却结晶器, 单位面积上, 结晶器的宽面冷却水量可 以为 5000-5600 升 / 分钟· 平方米, 结晶器的窄面冷却水量可以为 5100-6000 升 / 分钟· 平 方米。
     本发明提供的连铸方法适用于各种需要控制铸坯中心疏松、 一般疏松和中心偏析 的钢的连铸, 特别适用于生产高压气瓶用钢的连铸。
     下面, 将通过实施例对本发明进行更详细的描述。
     下述实施例按照连铸方坯评级标准 YB/T153-1999, 测试评价铸坯中心疏松、 中心 偏析, 中心缩孔、 中心裂纹、 中间裂纹等内部缺陷 ; 按照轧材评级标准 GB/T1979-2001, 测试 标准连铸坯轧成方钢的中心疏松、 一般疏松、 中心偏析等缺陷。
     本发明下述实施例中二冷区足辊段的长度为 0.25 米, 零号段的长度为 1.9 米, 扇 形段的总长度为 11 米, 其中, 扇形第 1 段的长度为 2 米, 扇形第 2 段的长度为 5 米, 扇形第 3 段的长度为 4 米。
     实施例 1
     本实施例用于说明本发明提供的连铸方法。
     生产横截面尺寸为 450 毫米 ×360 毫米的 34CrMo4 高压气瓶用钢大方坯, 连铸中 间包钢水温度为 1535℃, 钢水经结晶器冷却后形成的凝固坯壳以 0.5 米 / 分钟的拉速依次 通过连铸二冷段的五个冷却喷淋回路 1-5( 分别为足辊段、 零号段、 扇形第 1 段、 扇形第 2 段 和扇形第 3 段 ) 进行二次冷却和拉矫区的由七个机架组成的轻压下区进行轻压下 :
     在上述拉速条件下, 控制冷却水的用量使得五个阶段的冷却强度分别为 P 足辊段为 175.42 升 / 分钟·平方米, P 零号段为 46.7 升 / 分钟·平方米, P 扇形段为 18.65 升 / 分钟·平 方米 (P 扇形第 1 段为 33.06 升 / 分钟·平方米, P 扇形第 2 段为 18.47 升 / 分钟·平方米, P 扇形第 3 段 为 11.57 升 / 分钟· 平方米 ), 使得二次冷却区带有液芯的坯壳表面温度在 920-1020℃, 使 得从位于靠近结晶器处的二次冷却区的带有液芯的坯壳到位于靠近拉矫区处的二次冷却 区的带有液芯的坯壳在所述温度范围内以 3.1-17.9℃ / 分钟的降温速率逐渐降温, 其中, 带有液芯的坯壳在足辊段、 零号段、 扇形第 1 段、 扇形第 2 段和扇形第 3 段的降温速率分别 为 17.9℃ / 分钟, 7.7℃ / 分钟, 4.9℃ / 分钟, 3.5℃ / 分钟和 3.1℃ / 分钟 ; 保证了各段间 带有液芯的坯壳表面最大回热速率≤ 20℃ / 米 ; # #
     在上述拉速条件下, 实施了轻压下的 2 个机架位置, 即 3’ 机架和 4’ 机架距结晶 器钢水弯月面的距离分别为 21.85 米和 23.35 米, 压下区长度为 3.0 米, 总压下量为 4.5 毫 # # 米, 其中, 2’ 机架实施的压下量为 2.0 毫米 ( 该位置钢水的凝固分率为 88.9% ), 3’ 机架 # 实施的压下量为 2.5 毫米 ( 该位置钢水的凝固分率为 95.9% )。( 注 : 因 1’ 机架主要是 # 通过测量 1’ 机架处的辊缝处, 确定实施轻压下前的铸坯尺寸, 本身不具有轻压下功能, 而 # # # 4’ 机架及 4’ 机架后铸坯已完全凝固, 不再实施轻压下。因此, 总压下量是指 2’ 机架和 # 3’ 机架实施的压下量之和。)
     浇铸完毕后, 对生产的大方坯进行表面质量和低倍组织检验, 检验结果表明铸坯 振痕深度≤ 0.80 毫米, 铸坯表面无纵裂纹和横裂纹等表面缺陷, 表面无清理率达 100%, 铸 坯中心疏松≤ 1.0 级、 中心偏析≤ 0.5 级, 无中心缩孔、 中心裂纹、 中间裂纹等其它内部缺 陷, 铸坯中心碳偏析指数为 1.03-1.05 ; 由连铸坯经轨梁轧成 200 毫米 ×200 毫米和 205 毫 米 ×205 毫米方钢的中心疏松≤ 1.0 级、 一般疏松≤ 1.0 级、 中心偏析≤ 0.5 级, 无中心缩 孔、 中心裂纹、 中间裂纹等其它缺陷 ; 由 200 毫米 ×200 毫米和 205 毫米 ×205 毫米方钢经 冲压制成的高压气瓶未产生开裂缺陷。
     实施例 2
     本实施例用于说明本发明提供的连铸方法。
     生产横截面尺寸为 450 毫米 ×360 毫米的 30CrMo 高压气瓶用钢大方坯, 连铸中间 包钢水温度 1525℃, 钢水经结晶器冷却后形成的凝固坯壳以 0.55 米 / 分钟的拉速依次通过连铸二冷段的五个冷却喷淋回路 1-5( 分别为足辊段、 零号段、 扇形第 1 段、 扇形第 2 段和扇 形第 3 段 ) 进行二次冷却和拉矫区的由七个机架组成的轻压下区进行轻压下 :
     冷却水的用量使得五个阶段的冷却强度分别为 P 足辊段为 192.09 升 / 分钟·平方 米, P 零号段为 50.66 升 / 分钟·平方米, P 扇形段为 19.97 升 / 分钟·平方米 (P 扇形第 1 段为 36.11 升 / 分钟·平方米, P 扇形第 2 段为 19.29 升 / 分钟·平方米, P 扇形第 3 段为 12.63 升 / 分钟·平 方米 ), 二次冷却区具有硬壳的钢水的表面温度在 930-1030℃, 从位于靠近结晶器处的二 次冷却区的带有液芯的坯壳到位于靠近拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳在所述 温度范围内以 3.4-18.6℃ / 分钟的降温速率逐渐降温, 其中, 带有液芯的坯壳在足辊段、 零 号段、 扇形第 1 段、 扇形第 2 段和扇形第 3 段的降温速率分别为 18.6℃ / 分钟, 8.5℃ / 分 钟, 5.4℃ / 分钟, 3.8℃ / 分钟和 3.4℃ / 分钟 ; 各段间带有液芯的坯壳表面最大回热速率 ≤ 20℃ / 米 ;
     该拉速条件下, 实施了轻压下的 3 个机架位置距结晶器钢水弯月面的距离分别为 # 21.85 米、 23.35 米和 24.85 米, 压下区长度为 4.5 米, 总压下量为 6.8 毫米, 其中, 2’ 机架 # 实施的压下量为 1.9 毫米 ( 该位置钢水的凝固分率为 80.1% ), 3’ 机架实施的压下量为 # 2.5 毫米 ( 该位置钢水的凝固分率为 90.3% ) ; 4’机架实施的压下量为 2.4 毫米 ( 该位置 # # 钢水的凝固分率为 96.4% )。( 注 : 因 1 机架主要是通过测量 1’ 机架处的辊缝处, 确定# # 实施轻压下前的铸坯尺寸, 本身不具有轻压下功能, 而 5’ 机架及 5’ 机架后铸坯已完全凝 # # # 固, 不再实施轻压下。总压下量是指 2’ 机架、 3’ 机架和 4’ 机架实施的压下量之和。)
     浇铸完毕后, 对生产的大方坯进行表面质量和低倍组织检验, 检验结果表明铸坯 振痕深度≤ 0.70 毫米, 铸坯表面无纵裂纹和横裂纹等表面缺陷, 表面无清理率达 100%, 铸 坯中心疏松≤ 0.5 级、 中心偏析≤ 0.5 级, 无中心缩孔、 中心裂纹、 中间裂纹等其它内部缺 陷; 由连铸坯经轨梁轧成 200 毫米 ×200 毫米和 205 毫米 ×205 毫米方钢的中心疏松≤ 0.5 级、 一般疏松≤ 0.5 级、 中心偏析≤ 0.5 级, 无中心缩孔、 中心裂纹、 中间裂纹等其它缺陷, 铸 坯中心碳偏析指数为 1.02-1.04 ; 由 200 毫米 ×200 毫米和 205 毫米 ×205 毫米方钢经冲 压制成的高压气瓶未产生开裂缺陷。
     实施例 3
     本实施例用于说明本发明提供的连铸方法。
     生产横截面尺寸为 450 毫米 ×360 毫米的 37Mn 高压气瓶用钢大方坯, 连铸中间包 钢水温度 1520℃, 钢水经结晶器冷却后形成的凝固坯壳以 0.65 米 / 分钟的拉速依次通过连 铸二冷段的五个冷却喷淋回路 1-5( 分别为足辊段、 零号段、 扇形第 1 段、 扇形第 2 段和扇形 第 3 段 ) 进行二次冷却和拉矫区的由七个机架组成的轻压下区进行轻压下 :
     冷却水的用量使得五个阶段的冷却强度分别为 P 足辊段为 236.77 升 / 分钟· 平方米, P 零号段为 59.46 升 / 分钟·平方米, P 扇形段为 22.61 升 / 分钟·平方米 (P 扇形第 1 段为 42.68 升 / 分钟·平方米, P 扇形第 2 段为 20.58 升 / 分钟·平方米, P 扇形第 3 段为 15 升 / 分钟·平方米 ), 二次冷却区带有液芯的坯壳的表面温度在 940-1040℃, 从位于靠近结晶器处的二次冷却区 的带有液芯的坯壳到位于靠近拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳在所述温度范围 内以 4-19.3℃ / 分钟的降温速率逐渐降温, 其中, 带有液芯的坯壳在足辊段、 零号段、 扇形 第 1 段、 扇形第 2 段和扇形第 3 段的降温速率分别为 19.3℃ / 分钟, 10.0℃ / 分钟, 6.4℃ / 分钟, 5℃ / 分钟和 4℃ / 分钟 ; 各段间带有液芯的坯壳表面最大回热速率≤ 20℃ / 米 ;该拉速条件下, 实施了轻压下的 5 个机架位置距结晶器钢水弯月面的距离分别为 21.85 米、 23.35 米、 24.85 米、 26.35 米和 27.95 米, 压下区长度为 7.6 米, 总压下量为 8.9 # # 毫米, 其中, 2’ 机架实施的压下量为 1.6 毫米 ( 该位置钢水的凝固分率为 20.4% ), 3’ 机 # 架实施的压下量为 2.2 毫米 ( 该位置钢水的凝固分率为 34.3% ) ; 4’ 机架实施的压下量 # 为 2.3 毫米 ( 该位置钢水的凝固分率为 52.8% ) ; 5’ 机架实施的压下量为 1.9 毫米 ( 该 # 位置钢水的凝固分率为 76.6% ), 6’ 机架实施的压下量为 0.9 毫米 ( 该位置钢水的凝固 # 分率为 100% )。( 注 : 因 1# 机架主要是通过测量 1’ 机架处的辊缝处, 确定实施轻压下前 # 的铸坯尺寸, 本身不具有轻压下功能, 而 7’ 机架处铸坯已完全凝固, 不再实施轻压下。总 # # # # # 压下量是指 2’ 机架、 3’ 机架、 4’ 机架、 5’ 机架和 6’ 机架实施的压下量之和。)
     浇铸完毕后, 对生产的大方坯进行表面质量和低倍组织检验, 检验结果表明铸坯 振痕深度≤ 0.60 毫米, 铸坯表面无纵裂纹和横裂纹等表面缺陷, 表面无清理率达 100%, 铸 坯中心疏松≤ 0.5 级、 中心偏析≤ 0.5 级, 无中心缩孔、 中心裂纹、 中间裂纹等其它内部缺 陷, 铸坯中心碳偏析指数为 1.01-1.03 ; 由连铸坯经轨梁轧成 200 毫米 ×200 毫米和 205 毫 米 ×205 毫米方钢的中心疏松≤ 0.5 级、 一般疏松≤ 0.5 级、 中心偏析≤ 0.5 级, 无中心缩 孔、 中心裂纹、 中间裂纹等其它缺陷 ; 由 200 毫米 ×200 毫米和 205 毫米 ×205 毫米方钢经 冲压制成的高压气瓶未产生开裂缺陷。
     实施例 4
     本实施例用于说明本发明提供的连铸方法。
     生产横截面尺寸为 450 毫米 ×360 毫米的 34Mn2V 高压气瓶用钢大方坯, 连铸中间 包钢水温度 1515℃, 钢水经结晶器冷却后形成的凝固坯壳以 0.8 米 / 分钟的拉速依次通过 连铸二冷段的五个冷却喷淋回路 1-5( 分别为足辊段、 零号段、 扇形第 1 段、 扇形第 2 段和扇 形第 3 段 ) 进行二次冷却和拉矫区的由七个机架组成的轻压下区进行轻压下 :
     冷却水的用量使得五个阶段的冷却强度分别为 P 足辊段为 343.47 升 / 分钟· 平方米, P 零号段为 75.69 升 / 分钟·平方米, P 扇形段为 26.6 升 / 分钟·平方米 (P 扇形第 1 段为 54.19 升 / 分钟·平方米, P 扇形第 2 段为 21.28 升 / 分钟·平方米, P 扇形第 3 段为 19.35 升 / 分钟·平方米 ), 二次冷却区带有液芯的坯壳的表面温度在 950-1050℃, 从位于靠近结晶器处的二次冷却区 的带有液芯的坯壳到位于靠近拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳在所述温度范围 内以 4.9-20℃ / 分钟的降温速率逐渐降温, 其中, 带有液芯的坯壳在足辊段、 零号段、 扇形 第 1 段、 扇形第 2 段和扇形第 3 段的降温速率分别为 20℃ / 分钟, 12.3℃ / 分钟, 7.9℃ / 分 钟, 5.5℃ / 分钟和 4.9℃ / 分钟 ; 各段间带有液芯的坯壳表面最大回热速率≤ 20℃ / 米 ;
     该拉速条件下, 实施了轻压下的 6 个机架位置距结晶器钢水弯月面的距离分别为 21.85 米、 23.35 米、 24.85 米、 26.35 米、 27.95 米和 29.45 米, 压下区长度为 9.1 米, 总压下量 # 为 9.0 毫米, 其中, 2’机架实施的压下量为 1.3 毫米 ( 该位置钢水的凝固分率为 18.7% ), # 3’机架实施的压下量为 2.0 毫米 ( 该位置钢水的凝固分率为 30.9% ) ; 4’ # 机架实施的压 # 下量为 2.1 毫米 ( 该位置钢水的凝固分率为 46.5% ) ; 5’ 机架实施的压下量为 1.8 毫米 # ( 该位置钢水的凝固分率为 64.7% ), 6’ 机架实施的压下量为 1.2 毫米 ( 该位置钢水的凝 # 固分率为 85.3% ) ; 7’机架实施的压下量为 0.6 毫米 ( 该位置钢水的凝固分率为 100% )。 (注: 因 1# 机架主要是通过测量 1# 机架处的辊缝处, 确定实施轻压下前的铸坯尺寸, 本身 # # # # # # 不具有轻压下功能, 总压下量是指 2’ 机架、 3’ 机架、 4’ 机架、 5’ 机架、 6’ 机架和 7’机架实施的压下量之和。)
     浇铸完毕后, 对生产的大方坯进行表面质量和低倍组织检验, 检验结果表明铸坯 振痕深度≤ 0.50 毫米, 铸坯表面无纵裂纹和横裂纹等表面缺陷, 表面无清理率达 100%, 铸 坯中心疏松≤ 1.0 级、 中心偏析≤ 0.5 级, 无中心缩孔、 中心裂纹、 中间裂纹等其它内部缺 陷, 铸坯中心碳偏析指数为 1.01-1.04 ; 由连铸坯经轨梁轧成 200 毫米 ×200 毫米和 205 毫 米 ×205 毫米方钢的中心疏松≤ 0.5 级、 一般疏松≤ 1.0 级、 中心偏析≤ 0.5 级, 无中心缩 孔、 中心裂纹、 中间裂纹等其它缺陷 ; 由 200 毫米 ×200 毫米和 205 毫米 ×205 毫米方钢经 冲压制成的高压气瓶未产生开裂缺陷。
     对比例 1
     本对比例用于说明现有技术的连铸方法
     该方法为在与实施例 4 相同的拉速条件下以现有二冷工艺和不经过轻压下的工 艺作为对比。
     生产横截面尺寸为 450 毫米 ×360 毫米的 34Mn2V 高压气瓶用钢大方坯, 连铸中间 包钢水温度为 1535℃, 钢水经结晶器冷却后形成的凝固坯壳以 0.5 米 / 分钟的拉速依次通 过连铸二冷段的五个冷却喷淋回路 1-5( 分别为足辊段、 零号段、 扇形第 1 段、 扇形第 2 段和 扇形第 3 段 ) 进行二次冷却 : 冷却水的用量使得五个阶段的冷却强度分别为 P 足辊段为 167.55 升 / 分钟· 平方米, P 零号段为 38.15 升 / 分钟·平方米, P 扇形段为 14.67 升 / 分钟·平方米 (P 扇形第 1 段为 25.23 升 / 分钟·平方米, P 扇形第 2 段为 16.1 升 / 分钟·平方米, P 扇形第 3 段为 7.6 升 / 分钟·平方米 ), 二次冷却区带有液芯的坯壳表面温度在 950-1060℃, 从位于靠近结晶器处的二次冷却区的 带有液芯的坯壳到位于靠近拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳在所述温度范围内 以 1.5-14.3℃ / 分钟的降温速率逐渐降温, 其中, 带有液芯的坯壳在足辊段、 零号段、 扇形 第 1 段、 扇形第 2 段和扇形第 3 段的降温速率分别为 14.3℃ / 分钟, 6.4℃ / 分钟, 3.7℃ / 分钟, 2.5℃ / 分钟和 1.5℃ / 分钟 ; 各段间带有液芯的坯壳表面最大回热速率≤ 30℃ / 米 ;
     浇铸完毕后, 对生产的大方坯进行表面质量和低倍组织检验, 检验结果表明铸 坯振痕深度≤ 0.80 毫米, 部分铸坯表面存在纵裂纹缺陷, 缺陷率为 11.9-28.7 %, 平均为 20.3 %, 铸坯中心疏松 1.5-2.5 级、 中心偏析 0.5-1.5 级, 中心缩孔 0.5-1.0 级、 中心裂纹 0.5-1.5 级、 中间裂纹 0.5-2.5 级, 铸坯中心碳偏析指数为 1.13-1.22 ; 由连铸坯经轨梁轧成 200 毫米 ×200 毫米和 205 毫米 ×205 毫米方钢的中心疏松 1.5-2.0 级、 一般疏松 1.5-2.5 级、 中心偏析 1.0-2.0 级, 中心缩孔 0-0.5 级、 中心裂纹 0-1.0 级、 中间裂纹 0-1.0 级 ; 由 200 毫米 ×200 毫米和 205 毫米 ×205 毫米方钢经冲压制成的高压气瓶产生开裂的缺陷率为 12.6-26.8%, 平均为 19.7%。
     从以上实施例 1-4 和对比例 1 的结果可以看出, 使用本发明的连铸方法应用于高 压气瓶用钢大方坯的连铸中不仅能显著地减轻中心疏松、 中心偏析、 中心裂纹等中心缺陷, 同时还能改善由连铸坯轧制、 冲压制成高压气瓶的成分均匀性, 稳定和提高高压气瓶的力 学性能和使用性能。
    

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1、10申请公布号CN101992282A43申请公布日20110330CN101992282ACN101992282A21申请号200910166518122申请日20090817B22D11/1620060171申请人攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司地址617000四川省攀枝花桃源街90号申请人攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司攀钢集团研究院有限公司72发明人陈永吴国荣方淑芳李桂军柯晓涛曾建华代华云74专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283代理人陈小莲王凤桐54发明名称一种连铸方法57摘要连铸方法,该方法包括将钢水连续地注入中间包,并从中间包注入结晶器中,使钢水冷却凝固为带有液芯的坯壳,。

2、将该带有液芯的坯壳从结晶器的出口连续拉出,使其在二次冷却区再次被冷却,并在拉矫区对带有液芯的坯壳进行多次轻压下,在拉矫区的出口得到连铸坯,其中,将所述带有液芯的坯壳从结晶器的出口连续拉出的拉速为0508米/分钟,注入中间包中的钢水温度为15151535。将本发明的方法应用于高压气瓶用钢大方坯的连铸中不仅能显著地减轻中心疏松、中心偏析、中心裂纹等中心缺陷,同时还能改善由连铸坯轧制、冲压制成高压气瓶的成分均匀性,稳定和提高高压气瓶的力学性能和使用性能,实现气瓶用钢生产工艺由模铸向连铸的顺利转变。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书8页附图1页CN101。

3、992285A1/1页21一种连铸方法,该方法包括将钢水连续地注入中间包,并从中间包连续地注入到结晶器中,通过结晶器冷却,使钢水凝固为带有液芯的坯壳,将该带有液芯的坯壳从结晶器的出口连续拉出,使其在二次冷却区用冷却水冷却,并在拉矫区对带有液芯的坯壳进行多次轻压下,待全部凝固后在拉矫区的出口得到连铸坯,其特征在于将所述带有液芯的坯壳从结晶器的出口连续拉出的拉速为0508米/分钟,被注入中间包中的钢水的温度为15151535;控制二次冷却区的带有液芯的坯壳的冷却强度,使得在二次冷却区所述带有液芯的坯壳的表面温度为9201050,并使得从位于靠近结晶器处的二次冷却区的带有液芯的坯壳到位于靠近拉矫区处。

4、的二次冷却区的带有液芯的坯壳在所述温度范围内以320/分钟的降温速率逐渐降温;在拉矫区,控制带有液芯的坯壳的总压下量为459毫米,每次轻压下的压下量为0625毫米。2根据权利要求1所述的方法,其中,控制二次冷却区的带有液芯的坯壳的冷却强度,使得在二次冷却所述带有液芯的坯壳的表面温度为9301050,并使得从位于靠近结晶器处的二次冷却区的带有液芯的坯壳到位于靠近拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳在所述温度范围内以420/分钟的降温速率逐渐降温;所述在拉矫区的多次轻压下使得带有液芯的坯壳的总压下量为689毫米,对带有液芯的坯壳的每次轻压下的压下量为0923毫米,所述轻压下的压下率为0616毫米/。

5、米。3根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述控制二次冷却区的带有液芯的坯壳的冷却强度的方法为使二次冷却区的足辊段、零号段、扇形段的带有液芯的坯壳的冷却强度与拉速的关系依次为P足辊段11338VC29138VC348880,P零号段869VC2163VC33124,P扇形段VC2252VC5802,其中,P足辊段、P零号段和P扇形段分别为二次冷却区的足辊段、零号段、扇形段的带有液芯的坯壳的冷却强度,单位升/分钟平方米;VC为拉速,单位米/分钟。4根据权利要求3所述的方法,其中,所述扇形段包括扇形第1段、扇形第2段和扇形第3段,且使二次冷却区的扇形第1段、扇形第2段、扇形第3段的带有液芯的坯壳的。

6、冷却强度与拉速的关系依次为P扇形第1段473VC29VC16815,P扇形第2段352VC2551VC0307,P扇形第3段23VC239VC7803,其中,P扇形第1段、P扇形第2段和P扇形第3段分别为二次冷却区的扇形第1段、扇形第2段、扇形第3段的带有液芯的坯壳的冷却强度,单位升/分钟平方米;VC为拉速,单位米/分钟。5根据权利要求1或2所述的方法,其中,控制带有液芯的坯壳的压下量的方法为使压下量与带有液芯的坯壳中心凝固分率的关系为105FS22157FS221015,其中,为每次轻压下位置的累积压下量,FS为处于每次轻压下位置的带有液芯的坯壳中心凝固分率。6根据权利要求1所述的方法,其中。

7、,所述轻压下的长度为391米;所述轻压下的压下率为小于或等于17毫米/米。7根据权利要求6所述的方法,其中,所述轻压下的压下率为0616毫米/米。权利要求书CN101992282ACN101992285A1/8页3一种连铸方法技术领域0001本发明涉及一种连铸方法。背景技术0002高压气瓶属于高压容器,是一种可重复充装的移动式气瓶,可用于盛装永久性气体或高压液化气体,广泛应用于工矿企业、建筑、交通、海洋、航空、医疗等国民经济各部门。由于气瓶所充装的介质种类繁多,通常具有易燃、易爆、剧毒或腐蚀特性,加之气瓶重复充装和流动性大,一旦发生爆炸或泄漏,将引起灾难性事故发生。0003目前,制造无缝气瓶主。

8、要有两种方法,一种是采用方钢坯通过热冲压拉伸并收口收底成型简称坯制瓶,另一种是用无缝钢管做坯料通过热旋压收口收底成型简称管制瓶。用方钢坯制造高压气瓶,具有外径壁厚精度高、表面质量好、尺寸范围广、成本低、生产率高以及工艺设备简单等特点,因此,已成为生产高压气瓶的主要方法之一。基于冲压生产的特点,要求钢坯性能优良、低倍组织致密、中心疏松轻微、中心偏析轻微,无肉眼可见的残余孔洞、裂纹、夹杂等缺陷。因而使得高压气瓶用钢坯的生产具有较大的难度和风险性,尤其是采用连铸工艺生产高压气瓶用钢的质量控制难度大,其原因是高压气瓶用钢属于中碳合金钢,导热性差,裂纹敏感性强,易产生中心疏松、中心偏析、中心裂纹等中心缺。

9、陷。同时,由于连铸坯经轧制、冲压制成气瓶的压缩比小一般为34,铸坯疏松、裂纹等缺陷难以在轧制过程中完全焊合,将严重恶化钢坯的冲压成型性能,冲压时易开裂,大幅增加冲废率,因铸坯中心疏松、中心裂纹等中心缺陷严重导致的气瓶瓶底开裂率高达20以上。因此,因未能解决连铸大方坯中心疏松、中心偏析、中心裂纹等技术难题,长期以来我国一直采用模铸工艺生产高压气瓶用钢。如机械工程与自动化杂志2006年12月总第139期第6期第158159页,转162页,提升高压气瓶钢质量的工艺改进探索,郝国旺,郝国胜著报道了太钢采用电炉冶炼LF精炼VD真空处理模铸均热初轧工艺生产高压气瓶用钢坯,通过调整和控制LFVD工艺,改进模。

10、铸铸温和铸速,气瓶钢合格率由917提高到983。包钢科技杂志2003年8月第29卷第4期第6265页,37MN高压气瓶用坯试制,程德富、刘振成,曹晕,郝熙敏,梁峰岭著报道了包钢采用转炉冶炼钢包精炼真空脱气模铸初轧开坯钢坯缓冷轧梁轧成品坯工艺生产200毫米200毫米高压气瓶用钢坯,37MN成品钢坯中心疏松0510级,一般疏松1015级。首钢科技杂志1997年2月第1期第3337页,37MN2A高压气瓶钢的试制,李燕俊著报道了首钢采用转炉冶炼钢包精炼模铸初轧开坯钢坯缓冷轧梁轧成品坯工艺生产200毫米200毫米高压气瓶用钢坯,37MN2A初轧坯中心疏松0510级,一般疏松0515级,锭型偏析0520。

11、级。0004上述方法均为采用模铸工艺生产高压气瓶用钢,而与模铸工艺生产相比,采用连铸工艺生产高压气瓶用钢坯具有金属收得率高、表面质量高、成分均匀性高及性能稳定性良好等显著优点,因此,采用连铸工艺生产高压气瓶用钢势在必行。因此,研究制定合理的高压气瓶用钢连铸工艺,解决气瓶钢连铸坯中心疏松、中心偏析、中心裂纹等技术难题,稳说明书CN101992282ACN101992285A2/8页4定地生产出高质量的连铸坯大方坯,是开发生产优质高压气瓶的关键环节。发明内容0005本发明的目的在于提供一种连铸方法,使用该方法能够改善制得的铸坯中心疏松、中心偏析以及中心裂纹的缺陷。0006本发明提供了一种连铸方法,。

12、该方法包括将钢水连续地注入中间包,并从中间包连续地注入到结晶器中,通过结晶器冷却,使钢水凝固为带有液芯的坯壳,将该带有液芯的坯壳从结晶器的出口连续拉出,使其在二次冷却区用冷却水冷却,并在拉矫区对带有液芯的坯壳进行多次轻压下,待全部凝固后,在拉矫区的出口得到连铸坯,其中,0007将所述带有液芯的坯壳从结晶器的出口连续拉出的拉速为0508米/分钟,被注入中间包中钢水的温度为15151535;0008控制二次冷却区的带有液芯的坯壳的冷却强度,使得在二次冷却区所述带有液芯的坯壳的表面温度为9201050,并使得从位于靠近结晶器处的二次冷却区的带有液芯的坯壳到位于靠近拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳。

13、在所述温度范围内以320/分钟的降温速率逐渐降温;0009在拉矫区,控制带有液芯的坯壳的总压下量为459毫米,每次轻压下的压下量为0625毫米。0010采用本发明的连铸方法制得的铸坯的中心疏松为0510级,中心缩孔为0级,中心偏析为005级,中心碳偏析指数为101105,从而有效地效消除了连铸大方坯中心疏松、中心裂纹、中间裂纹等内部裂纹的缺陷;由所述连铸大方坯经轨梁轧制成品坯200毫米200毫米和205毫米205毫米的中心疏松为0510级,中心偏析为005级,一般疏松为0510级,无其它缺陷;由成品坯200毫米200毫米和205毫米205毫米经冲压制成的高压气瓶均未检出有开裂缺陷。由此可见,采。

14、用本发明的方法应用于高压气瓶用钢大方坯的连铸中不仅能显著地减轻中心疏松、中心偏析、中心裂纹等中心缺陷,同时还能改善由连铸坯轧制、冲压制成高压气瓶的成分均匀性,稳定和提高高压气瓶的力学性能和使用性能,实现气瓶用钢生产工艺由模铸向连铸的顺利转变,金属收得率提高10以上。附图说明0011图1为常规的连铸设备示意图。具体实施方式0012按照本发明,该方法包括将钢水连续地注入中间包,并从中间包连续地注入到结晶器中,通过结晶器冷却,使钢水凝固为带有液芯的坯壳,将该带有液芯的坯壳从结晶器的出口连续拉出,使其在二次冷却区用冷却水冷却,并在拉矫区对带有液芯的坯壳进行多次轻压下,待全部凝固后,在拉矫区的出口得到连。

15、铸坯,其中,0013将所述带有液芯的坯壳从结晶器的出口连续拉出的拉速为0508米/分钟,优选为05508米/分钟;被注入中间包中钢水的温度为15151535;0014控制二次冷却区的带有液芯的坯壳的冷却强度,使得在二次冷却区所述带有液芯的坯壳的表面温度为9201050,优选为9301050;并使得从位于靠近结晶器处的二次说明书CN101992282ACN101992285A3/8页5冷却区的带有液芯的坯壳到位于靠近拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳在所述温度范围内以320/分钟,优选为420/分钟的降温速率逐渐降温;0015在拉矫区,控制带有液芯的坯壳的总压下量为459毫米,优选为689毫米。

16、;每次轻压下的压下量为0625毫米,优选为0923毫米。0016按照本发明,所述带有液芯的坯壳的冷却强度指的是坯壳单位面积上冷却水的用量。0017按照本发明,总压下量指的是进入拉矫区之前带有液芯的坯壳的厚度与出拉矫区之后铸坯的厚度差,也就是坯壳厚度的总减少量。每次轻压下的压下量指的是,每次轻压下前和轻压下后带有液芯的坯壳的厚度差,也就是坯壳厚度的减少量。0018轻压下的压下率指沿浇注方向带有液芯的坯壳单位长度的压下量。0019压下量压下率轻压下区长度,为了更好地确定各轻压下位置处合理的压下量分布,以防止因某一位置处的压下量过大对铸坯质量和铸机拉矫系统设备的负面影响,优选情况下,本发明对压下率进。

17、行了进一步的限定,所述轻压下的压下率优选为小于或等于17毫米/米,更优选为0616毫米/米。所述轻压下区的轻压下长度一般可以为391米。0020本发明的连铸方法在于通过合理匹配拉速、钢水温度、并通过连铸拉速适时控制二次冷却区带有液芯的坯壳冷却强度,以及轻压下区的铸坯压下量等工艺,以减轻大方坯中心疏松、中心偏析、中心缩孔、中心裂纹等缺陷,而对连铸设备没有特别的要求,可以采用本领域常规的各种连铸设备,例如,图1为常规的连铸设备示意图,其中,包括钢水包1,中间包2,结晶器3,足辊段4,零号段5,扇形段9,所述扇形段包括扇形第1段6,扇形第2段7和扇形第3段8。按照本发明,优选情况下,所述控制二次冷却。

18、区的带有液芯的坯壳的冷却强度的方法为使二次冷却区的足辊段、零号段、扇形段的带有液芯的坯壳的冷却强度与拉速的关系依次为P足辊段11338VC29138VC348880,P零号段869VC2163VC33124,P扇形段VC2252VC5802,其中,P足辊段、P零号段和P扇形段分别为二次冷却区的足辊段、零号段、扇形段的带有液芯的坯壳的冷却强度,单位升/分钟平方米;VC为拉速,单位米/分钟。0021按照本发明,二次冷却区中足辊段、零号段以及扇形段位置的划分为本领域技术人员所公知,例如,足辊段为紧邻结晶器下口的一段距离,零号段为与足辊段邻接的一段近似于直线的距离,足辊段和零号段主要对未完全凝固的铸坯。

19、起支撑、导向作用,以防止铸坯变形、漏钢;扇形段为从与零号段紧邻的位置开始一直延伸至二冷区弧形末端的距离,扇形段起拉坯、弯曲和矫直的作用。0022按照本发明,所述二冷区的足辊段的长度可以为0205米,零号段的长度可以为1525米,扇形段的长度可以为1013米。0023按照本发明,各扇形段的结构、段数、夹棍的辊径和辊距可以根据铸机的类型、所浇钢种和铸坯断面的不同有所差别。按照本发明的一个具体实施方式,所述扇形段还可以包括扇形第1段、扇形第2段、扇形第3段,所述扇形第1段、扇形第2段、扇形第3段的带有液芯的坯壳的冷却强度与拉速的关系依次为P扇形第1段473VC29VC16815,P扇形第2段352V。

20、C2551VC0307,P扇形第3段23VC239VC7803,其中,P扇形第1段、P扇形第2段和P扇形第3段分别为二次冷却区的扇形第1段、扇形第2段、扇形第3段的带有液芯的坯壳的说明书CN101992282ACN101992285A4/8页6冷却强度,单位升/分钟平方米;VC为拉速,单位米/分钟。0024其中,扇形第1段的长度可以为扇形段总长度的01503倍,扇形第2段和扇形第3段的长度可以分别为扇形段总长度的0305倍。在本发明所述拉速下,并控制带有液芯的坯壳的冷却强度可使各冷却阶段之间铸坯表面的最大回热速率控制在小于或等于20/米。所述回热速率是指连铸过程中因冷却强度改变或冷却不均匀造成。

21、的铸坯表面温度回升的变化率。因铸坯表面回热将产生热应力,增强了连铸过程铸坯的裂纹敏感性,因此,为防止裂纹产生连铸过程要尽量避免或减轻铸坯回热。0025按照本发明,控制带有液芯的坯壳的压下量的方法为使压下量与带有液芯的坯壳中心凝固分率的关系为105FS22157FS221015,其中,为轻压下位置的累积压下量,FS为处于每次轻压下位置的带有液芯的坯壳中心凝固分率。此处,所述为轻压下位置的累积压下量,相邻两次轻压下的累积压下量之差即为每次轻压下的压下量。0026当带有液芯的坯壳中的钢水温度低于熔点时,金属即发生凝固,生成枝晶,这部分初生固相在整个金属中所占的比例称为凝固分率。通常可以采用本技术领域。

22、公知的计算方法确定凝固分率,如下述典型的计算方法00270028式中,FS表示凝固分率;T表示铸坯温度;TL表示液相线温度;TS表示固相线温度。0029按照本发明,在拉矫区对带有液芯的坯壳进行轻压下的次数可以视不同需要而定,如,可以通过设置轻压下机架的对数从而确定轻压下的次数,如果设定五个轻压下机架,其中1号机架主要是通过测量1号机架处的辊缝处,确定实施轻压下前的铸坯尺寸,没有轻压下功能,那么对带有液芯的坯壳的轻压下次数可以为14次,如果设定七个轻压下机架,那么对带有液芯的坯壳的轻压下次数则可以为16次,每个轻压下机架的设定位置,以及机架之间的间距为本领域技术人员所公知。0030铸坯凝固末端位。

23、置距结晶器钢水弯月面的距离一般可以为233295米,以确保铸坯凝固末端位于轻压下区。按照本发明的一个具体实施方式,如图1所示,由7个轻压下机架例如1机架、2机架、3机架、4机架、5机架、6机架、7机架组成的轻压下区第一台机架与最后一台机架距弯月面的距离距结晶器钢水弯月面的长度一般可以为203295米,所述弯月面是指结晶器中钢液开始凝固最早形成初生坯壳的位置,一般情况下,所述弯月面距离结晶器上口的距离可以为80100毫米。0031按照本发明,结晶器冷却的方法可以采用本领域技术人员公知的方法,例如,冷却结晶器的方法包括用2040的冷却水冷却结晶器,单位面积上,结晶器的宽面冷却水量可以为500056。

24、00升/分钟平方米,结晶器的窄面冷却水量可以为51006000升/分钟平方米。0032本发明提供的连铸方法适用于各种需要控制铸坯中心疏松、一般疏松和中心偏析的钢的连铸,特别适用于生产高压气瓶用钢的连铸。0033下面,将通过实施例对本发明进行更详细的描述。说明书CN101992282ACN101992285A5/8页70034下述实施例按照连铸方坯评级标准YB/T1531999,测试评价铸坯中心疏松、中心偏析,中心缩孔、中心裂纹、中间裂纹等内部缺陷;按照轧材评级标准GB/T19792001,测试标准连铸坯轧成方钢的中心疏松、一般疏松、中心偏析等缺陷。0035本发明下述实施例中二冷区足辊段的长度为。

25、025米,零号段的长度为19米,扇形段的总长度为11米,其中,扇形第1段的长度为2米,扇形第2段的长度为5米,扇形第3段的长度为4米。0036实施例10037本实施例用于说明本发明提供的连铸方法。0038生产横截面尺寸为450毫米360毫米的34CRMO4高压气瓶用钢大方坯,连铸中间包钢水温度为1535,钢水经结晶器冷却后形成的凝固坯壳以05米/分钟的拉速依次通过连铸二冷段的五个冷却喷淋回路15分别为足辊段、零号段、扇形第1段、扇形第2段和扇形第3段进行二次冷却和拉矫区的由七个机架组成的轻压下区进行轻压下0039在上述拉速条件下,控制冷却水的用量使得五个阶段的冷却强度分别为P足辊段为17542。

26、升/分钟平方米,P零号段为467升/分钟平方米,P扇形段为1865升/分钟平方米P扇形第1段为3306升/分钟平方米,P扇形第2段为1847升/分钟平方米,P扇形第3段为1157升/分钟平方米,使得二次冷却区带有液芯的坯壳表面温度在9201020,使得从位于靠近结晶器处的二次冷却区的带有液芯的坯壳到位于靠近拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳在所述温度范围内以31179/分钟的降温速率逐渐降温,其中,带有液芯的坯壳在足辊段、零号段、扇形第1段、扇形第2段和扇形第3段的降温速率分别为179/分钟,77/分钟,49/分钟,35/分钟和31/分钟;保证了各段间带有液芯的坯壳表面最大回热速率20/米;。

27、0040在上述拉速条件下,实施了轻压下的2个机架位置,即3机架和4机架距结晶器钢水弯月面的距离分别为2185米和2335米,压下区长度为30米,总压下量为45毫米,其中,2机架实施的压下量为20毫米该位置钢水的凝固分率为889,3机架实施的压下量为25毫米该位置钢水的凝固分率为959。注因1机架主要是通过测量1机架处的辊缝处,确定实施轻压下前的铸坯尺寸,本身不具有轻压下功能,而4机架及4机架后铸坯已完全凝固,不再实施轻压下。因此,总压下量是指2机架和3机架实施的压下量之和。0041浇铸完毕后,对生产的大方坯进行表面质量和低倍组织检验,检验结果表明铸坯振痕深度080毫米,铸坯表面无纵裂纹和横裂纹。

28、等表面缺陷,表面无清理率达100,铸坯中心疏松10级、中心偏析05级,无中心缩孔、中心裂纹、中间裂纹等其它内部缺陷,铸坯中心碳偏析指数为103105;由连铸坯经轨梁轧成200毫米200毫米和205毫米205毫米方钢的中心疏松10级、一般疏松10级、中心偏析05级,无中心缩孔、中心裂纹、中间裂纹等其它缺陷;由200毫米200毫米和205毫米205毫米方钢经冲压制成的高压气瓶未产生开裂缺陷。0042实施例20043本实施例用于说明本发明提供的连铸方法。0044生产横截面尺寸为450毫米360毫米的30CRMO高压气瓶用钢大方坯,连铸中间包钢水温度1525,钢水经结晶器冷却后形成的凝固坯壳以055米。

29、/分钟的拉速依次通过说明书CN101992282ACN101992285A6/8页8连铸二冷段的五个冷却喷淋回路15分别为足辊段、零号段、扇形第1段、扇形第2段和扇形第3段进行二次冷却和拉矫区的由七个机架组成的轻压下区进行轻压下0045冷却水的用量使得五个阶段的冷却强度分别为P足辊段为19209升/分钟平方米,P零号段为5066升/分钟平方米,P扇形段为1997升/分钟平方米P扇形第1段为3611升/分钟平方米,P扇形第2段为1929升/分钟平方米,P扇形第3段为1263升/分钟平方米,二次冷却区具有硬壳的钢水的表面温度在9301030,从位于靠近结晶器处的二次冷却区的带有液芯的坯壳到位于靠近。

30、拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳在所述温度范围内以34186/分钟的降温速率逐渐降温,其中,带有液芯的坯壳在足辊段、零号段、扇形第1段、扇形第2段和扇形第3段的降温速率分别为186/分钟,85/分钟,54/分钟,38/分钟和34/分钟;各段间带有液芯的坯壳表面最大回热速率20/米;0046该拉速条件下,实施了轻压下的3个机架位置距结晶器钢水弯月面的距离分别为2185米、2335米和2485米,压下区长度为45米,总压下量为68毫米,其中,2机架实施的压下量为19毫米该位置钢水的凝固分率为801,3机架实施的压下量为25毫米该位置钢水的凝固分率为903;4机架实施的压下量为24毫米该位置钢水。

31、的凝固分率为964。注因1机架主要是通过测量1机架处的辊缝处,确定实施轻压下前的铸坯尺寸,本身不具有轻压下功能,而5机架及5机架后铸坯已完全凝固,不再实施轻压下。总压下量是指2机架、3机架和4机架实施的压下量之和。0047浇铸完毕后,对生产的大方坯进行表面质量和低倍组织检验,检验结果表明铸坯振痕深度070毫米,铸坯表面无纵裂纹和横裂纹等表面缺陷,表面无清理率达100,铸坯中心疏松05级、中心偏析05级,无中心缩孔、中心裂纹、中间裂纹等其它内部缺陷;由连铸坯经轨梁轧成200毫米200毫米和205毫米205毫米方钢的中心疏松05级、一般疏松05级、中心偏析05级,无中心缩孔、中心裂纹、中间裂纹等其。

32、它缺陷,铸坯中心碳偏析指数为102104;由200毫米200毫米和205毫米205毫米方钢经冲压制成的高压气瓶未产生开裂缺陷。0048实施例30049本实施例用于说明本发明提供的连铸方法。0050生产横截面尺寸为450毫米360毫米的37MN高压气瓶用钢大方坯,连铸中间包钢水温度1520,钢水经结晶器冷却后形成的凝固坯壳以065米/分钟的拉速依次通过连铸二冷段的五个冷却喷淋回路15分别为足辊段、零号段、扇形第1段、扇形第2段和扇形第3段进行二次冷却和拉矫区的由七个机架组成的轻压下区进行轻压下0051冷却水的用量使得五个阶段的冷却强度分别为P足辊段为23677升/分钟平方米,P零号段为5946升。

33、/分钟平方米,P扇形段为2261升/分钟平方米P扇形第1段为4268升/分钟平方米,P扇形第2段为2058升/分钟平方米,P扇形第3段为15升/分钟平方米,二次冷却区带有液芯的坯壳的表面温度在9401040,从位于靠近结晶器处的二次冷却区的带有液芯的坯壳到位于靠近拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳在所述温度范围内以4193/分钟的降温速率逐渐降温,其中,带有液芯的坯壳在足辊段、零号段、扇形第1段、扇形第2段和扇形第3段的降温速率分别为193/分钟,100/分钟,64/分钟,5/分钟和4/分钟;各段间带有液芯的坯壳表面最大回热速率20/米;说明书CN101992282ACN101992285A。

34、7/8页90052该拉速条件下,实施了轻压下的5个机架位置距结晶器钢水弯月面的距离分别为2185米、2335米、2485米、2635米和2795米,压下区长度为76米,总压下量为89毫米,其中,2机架实施的压下量为16毫米该位置钢水的凝固分率为204,3机架实施的压下量为22毫米该位置钢水的凝固分率为343;4机架实施的压下量为23毫米该位置钢水的凝固分率为528;5机架实施的压下量为19毫米该位置钢水的凝固分率为766,6机架实施的压下量为09毫米该位置钢水的凝固分率为100。注因1机架主要是通过测量1机架处的辊缝处,确定实施轻压下前的铸坯尺寸,本身不具有轻压下功能,而7机架处铸坯已完全凝固。

35、,不再实施轻压下。总压下量是指2机架、3机架、4机架、5机架和6机架实施的压下量之和。0053浇铸完毕后,对生产的大方坯进行表面质量和低倍组织检验,检验结果表明铸坯振痕深度060毫米,铸坯表面无纵裂纹和横裂纹等表面缺陷,表面无清理率达100,铸坯中心疏松05级、中心偏析05级,无中心缩孔、中心裂纹、中间裂纹等其它内部缺陷,铸坯中心碳偏析指数为101103;由连铸坯经轨梁轧成200毫米200毫米和205毫米205毫米方钢的中心疏松05级、一般疏松05级、中心偏析05级,无中心缩孔、中心裂纹、中间裂纹等其它缺陷;由200毫米200毫米和205毫米205毫米方钢经冲压制成的高压气瓶未产生开裂缺陷。0。

36、054实施例40055本实施例用于说明本发明提供的连铸方法。0056生产横截面尺寸为450毫米360毫米的34MN2V高压气瓶用钢大方坯,连铸中间包钢水温度1515,钢水经结晶器冷却后形成的凝固坯壳以08米/分钟的拉速依次通过连铸二冷段的五个冷却喷淋回路15分别为足辊段、零号段、扇形第1段、扇形第2段和扇形第3段进行二次冷却和拉矫区的由七个机架组成的轻压下区进行轻压下0057冷却水的用量使得五个阶段的冷却强度分别为P足辊段为34347升/分钟平方米,P零号段为7569升/分钟平方米,P扇形段为266升/分钟平方米P扇形第1段为5419升/分钟平方米,P扇形第2段为2128升/分钟平方米,P扇形。

37、第3段为1935升/分钟平方米,二次冷却区带有液芯的坯壳的表面温度在9501050,从位于靠近结晶器处的二次冷却区的带有液芯的坯壳到位于靠近拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳在所述温度范围内以4920/分钟的降温速率逐渐降温,其中,带有液芯的坯壳在足辊段、零号段、扇形第1段、扇形第2段和扇形第3段的降温速率分别为20/分钟,123/分钟,79/分钟,55/分钟和49/分钟;各段间带有液芯的坯壳表面最大回热速率20/米;0058该拉速条件下,实施了轻压下的6个机架位置距结晶器钢水弯月面的距离分别为2185米、2335米、2485米、2635米、2795米和2945米,压下区长度为91米,总压下。

38、量为90毫米,其中,2机架实施的压下量为13毫米该位置钢水的凝固分率为187,3机架实施的压下量为20毫米该位置钢水的凝固分率为309;4机架实施的压下量为21毫米该位置钢水的凝固分率为465;5机架实施的压下量为18毫米该位置钢水的凝固分率为647,6机架实施的压下量为12毫米该位置钢水的凝固分率为853;7机架实施的压下量为06毫米该位置钢水的凝固分率为100。注因1机架主要是通过测量1机架处的辊缝处,确定实施轻压下前的铸坯尺寸,本身不具有轻压下功能,总压下量是指2机架、3机架、4机架、5机架、6机架和7说明书CN101992282ACN101992285A8/8页10机架实施的压下量之和。

39、。0059浇铸完毕后,对生产的大方坯进行表面质量和低倍组织检验,检验结果表明铸坯振痕深度050毫米,铸坯表面无纵裂纹和横裂纹等表面缺陷,表面无清理率达100,铸坯中心疏松10级、中心偏析05级,无中心缩孔、中心裂纹、中间裂纹等其它内部缺陷,铸坯中心碳偏析指数为101104;由连铸坯经轨梁轧成200毫米200毫米和205毫米205毫米方钢的中心疏松05级、一般疏松10级、中心偏析05级,无中心缩孔、中心裂纹、中间裂纹等其它缺陷;由200毫米200毫米和205毫米205毫米方钢经冲压制成的高压气瓶未产生开裂缺陷。0060对比例10061本对比例用于说明现有技术的连铸方法0062该方法为在与实施例4。

40、相同的拉速条件下以现有二冷工艺和不经过轻压下的工艺作为对比。0063生产横截面尺寸为450毫米360毫米的34MN2V高压气瓶用钢大方坯,连铸中间包钢水温度为1535,钢水经结晶器冷却后形成的凝固坯壳以05米/分钟的拉速依次通过连铸二冷段的五个冷却喷淋回路15分别为足辊段、零号段、扇形第1段、扇形第2段和扇形第3段进行二次冷却0064冷却水的用量使得五个阶段的冷却强度分别为P足辊段为16755升/分钟平方米,P零号段为3815升/分钟平方米,P扇形段为1467升/分钟平方米P扇形第1段为2523升/分钟平方米,P扇形第2段为161升/分钟平方米,P扇形第3段为76升/分钟平方米,二次冷却区带有。

41、液芯的坯壳表面温度在9501060,从位于靠近结晶器处的二次冷却区的带有液芯的坯壳到位于靠近拉矫区处的二次冷却区的带有液芯的坯壳在所述温度范围内以15143/分钟的降温速率逐渐降温,其中,带有液芯的坯壳在足辊段、零号段、扇形第1段、扇形第2段和扇形第3段的降温速率分别为143/分钟,64/分钟,37/分钟,25/分钟和15/分钟;各段间带有液芯的坯壳表面最大回热速率30/米;0065浇铸完毕后,对生产的大方坯进行表面质量和低倍组织检验,检验结果表明铸坯振痕深度080毫米,部分铸坯表面存在纵裂纹缺陷,缺陷率为119287,平均为203,铸坯中心疏松1525级、中心偏析0515级,中心缩孔0510。

42、级、中心裂纹0515级、中间裂纹0525级,铸坯中心碳偏析指数为113122;由连铸坯经轨梁轧成200毫米200毫米和205毫米205毫米方钢的中心疏松1520级、一般疏松1525级、中心偏析1020级,中心缩孔005级、中心裂纹010级、中间裂纹010级;由200毫米200毫米和205毫米205毫米方钢经冲压制成的高压气瓶产生开裂的缺陷率为126268,平均为197。0066从以上实施例14和对比例1的结果可以看出,使用本发明的连铸方法应用于高压气瓶用钢大方坯的连铸中不仅能显著地减轻中心疏松、中心偏析、中心裂纹等中心缺陷,同时还能改善由连铸坯轧制、冲压制成高压气瓶的成分均匀性,稳定和提高高压气瓶的力学性能和使用性能。说明书CN101992282ACN101992285A1/1页11图1说明书附图CN101992282A。

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