專利名稱：控制連鑄板坯三角區(qū)裂紋的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于板坯連鑄技術領域，特別是提供了一種控制連鑄板坯三角區(qū)裂紋的方法，適用于板坯連鑄生產(chǎn)。
背景技術：
用于造船、高壓容器、油氣管線、重載橋梁、海洋設施等重要用途的熱軋鋼板對連鑄板坯內部裂紋的要求非常嚴格。內部裂紋包括中間裂紋、中心線裂紋、皮下裂紋和三角區(qū)裂紋。對于中間裂紋，國內外已有很多研究。而對三角區(qū)裂紋的研究很少，實際生產(chǎn)過程中缺乏有效的控制方法。常見的三角區(qū)裂紋有兩類，見圖1。
曾祖謙(曾祖謙，連鑄板坯內裂紋的防止，煉鋼，1998，No.313-15)研究認為二冷首段鑄坯窄面冷卻強度太大是三角區(qū)裂紋形成的主要原因，減輕二冷首段的冷卻強度會減少三角區(qū)裂紋。
梅峰(梅峰，文光華，南鋼板坯三角區(qū)裂紋的成因及分析，鋼鐵釩鈦，2003，24(1)61-65)研究認為三角區(qū)裂紋形成的原因是足輥區(qū)和零段冷卻區(qū)內鑄坯的冷卻不良造成的，優(yōu)化板坯側面與弧面的二冷配水比例可以減少三角區(qū)裂紋。
朱國森、王新華等研究發(fā)現(xiàn)(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)三角區(qū)裂紋1是由于鑄坯寬度方向的冷卻不均勻造成的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供控制連鑄板坯三角區(qū)裂紋的方法，解決連鑄板坯的三角區(qū)裂紋問題。
本發(fā)明提出控制三角區(qū)裂紋1(在板坯厚度方向中心線、距窄面的距離為50～150mm的裂紋)的技術關鍵是優(yōu)化水量和噴嘴布置，減輕鑄坯寬度方向冷卻的不均勻性。具體方法為首先，采用水流量分布測試儀器建立總水流量(200升/小時～2500升/小時)、氣體流量(200升/小時～3000升/小時)、水壓力(0.05兆帕～1.0兆帕)、氣體壓力(0.05兆帕～1.0兆帕)、噴嘴型號(水噴嘴和氣霧噴嘴)、噴嘴間距(450毫米～900毫米)和噴嘴高度(150毫米～350毫米)條件下板坯寬度方向水流量分布的數(shù)據(jù)庫(該數(shù)據(jù)庫可以根據(jù)板坯尺寸((200～250)毫米×(1060～1800)毫米)、總水流量、氣體流量、水壓力和氣體壓力，檢索最佳的水流量及其對應的噴嘴間距和噴嘴高度)；接著，輸入要板坯尺寸、總水流量、氣體流量、水壓力、氣體壓力和噴嘴型號，在上述數(shù)據(jù)庫中選擇最佳的水流量分布(距板坯寬度中心400～600毫米范圍內水流量最大值和最小值的偏差＜25％)，同時獲取其所對應的噴嘴間距和噴嘴高度；然后，控制閥門，使水流量分布與在數(shù)據(jù)庫中檢索的最佳水流量分布一致，然后，測量上述最佳水流量分布冷卻條件下板坯表面溫度；最后，檢測板坯的內部質量，板坯裂紋＜1.5％。
本發(fā)明提出控制三角區(qū)裂紋2(距窄面的距離約為8～20mm的裂紋)的技術關鍵是優(yōu)化結晶器窄邊錐度和足輥段支撐輥開口度，足輥段采用強冷。具體做法為將結晶器窄面錐度增大0.05～0.2％，足輥段支撐輥開口度增加0.5～1.0毫米，足輥段的水量增大60～100升/小時。
本發(fā)明的優(yōu)點在于使三角區(qū)裂紋發(fā)生率降低至1.5％以下，達到了世界先進鋼鐵企業(yè)的鑄坯缺陷的控制水平。


圖1為三角區(qū)裂紋示意圖。其中三角區(qū)裂紋1在板坯厚度方向中心線、距窄面的距離約為50～150mm；三角區(qū)裂紋2距離窄面的距離約為8～20mm。
圖2為板坯凝固末端液相穴形貌的示意圖。
圖3為優(yōu)化后鑄坯寬度方向二冷水流量的分布。其中，橫坐標為距板坯寬度中心的距離，單位mm，縱坐標為水流量，單位升/小時。
圖3a為板坯尺寸230×1550毫米，水流量為500升/小時，氣體流量為800升/小時，水壓力為0.7兆帕，氣體壓力為0.4兆帕條件下最佳水流量的分布，此時噴嘴個數(shù)為3個、間距為500毫米、高度為300毫米；圖3b為板坯尺寸230×1060毫米，水流量為500升/小時，氣體流量為800升/小時，水壓力為0.7兆帕，氣體壓力為0.4兆帕條件下最佳水流量的分布，此時噴嘴個數(shù)為2個、間距為600毫米，高度為300毫米。
具體實施例方式
在控制三角區(qū)裂紋1時，對于230×1550毫米板坯，當水流量為500升/小時，氣體流量為800升/小時，水壓力為0.7兆帕，氣體壓力為0.4兆帕條件下最佳水流量的分布見圖3a；對于230×1060毫米板坯，當水流量為500升/小時，氣體流量為800升/小時，水壓力為0.7兆帕，氣體壓力為0.4兆帕條件下最佳水流量的分布見圖3b。
在控制三角區(qū)裂紋2時，對于230×1550毫米板坯，結晶器窄面錐度增大0.1％，足輥段開口度增大0.8毫米，足輥段冷卻水流量增大80升/小時。
權利要求
1.一種控制連鑄板坯三角區(qū)裂紋的方法，其特征在于控制三角區(qū)裂紋(1)技術方案是優(yōu)化水量和噴嘴布置，減輕鑄坯寬度方向冷卻的不均勻性；具體方法為首先，采用水流量分布測試儀器建立總水流量、氣體流量、水壓力、氣體壓力、噴嘴型號、噴嘴間距、噴嘴高度條件下板坯寬度方向水流量分布的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫根據(jù)板坯尺寸、總水流量、氣體流量、水壓力、氣體壓力，檢索最佳的水流量及其對應的噴嘴間距、噴嘴高度；接著輸入要生產(chǎn)板坯尺寸、總水流量、氣體流量、水壓力、氣體壓力、噴嘴型號，在上述數(shù)據(jù)庫中選擇最佳的水流量分布距板坯寬度中心400～600毫米范圍內水流量最大值和最小值的偏差＜25％，同時獲取其所對應的噴嘴間距和噴嘴高度；然后，控制閥門，使水流量分布與在數(shù)據(jù)庫中檢索的最佳水流量分布一致，測量上述最佳水流量分布冷卻條件下板坯表面溫度；最后，檢測板坯的內部質量，板坯裂紋低于1.5％。
2.按照權利要求1所述方法，其特征在于所述的總水流量為200升/小時～2500升/小時，氣體流量為200升/小時～3000升/小時，水壓力為0.05兆帕～1.0兆帕，氣體壓力為0.05兆帕～1.0兆帕，噴嘴型號為水噴嘴和氣霧噴嘴，噴嘴間距為450毫米～900毫米，噴嘴高度為150毫米～350毫米；板坯尺寸為200～250毫米×1060～1800毫米。
3.按照權利要求1所述方法，其特征在于控制三角區(qū)裂紋(2)的技術方案是優(yōu)化結晶器窄邊錐度和足輥段支撐輥開口度，足輥段采用強冷，具體方法為將結晶器窄面錐度增大0.05～0.2％，足輥段支撐輥開口度增加0.5～1.0毫米，足輥段的水量增大60～100升/小時。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種控制連鑄板坯三角區(qū)裂紋的方法，控制三角區(qū)裂紋(1)技術方案是優(yōu)化水量和噴嘴布置，減輕鑄坯寬度方向冷卻的不均勻性?？刂迫菂^(qū)裂紋(2)的技術方案是優(yōu)化結晶器窄邊錐度和足輥段支撐輥開口度，足輥段采用強冷，具體方法為將結晶器窄面錐度增大0.05～0.2％，足輥段支撐輥開口度增加0.5～1.0毫米，足輥段的水量增大60～100升/小時。本發(fā)明的優(yōu)點在于使三角區(qū)裂紋發(fā)生率降低至1.5％以下，達到了世界先進鋼鐵企業(yè)的鑄坯缺陷的控制水平。
文檔編號B22D11/124GK1631575SQ20041010189
公開日2005年6月29日 申請日期2004年12月31日 優(yōu)先權日2004年12月31日
發(fā)明者王新華, 張炯明, 朱國森, 王萬軍, 李宏, 劉洋 申請人:北京科技大學