一種連鑄鑄坯在線淬火設備及其工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬凝固和連續(xù)鑄造技術領域，特別涉及一種連鑄鑄坯在線淬火設備及其工藝。
【背景技術】
[0002]軋鋼生產(chǎn)軋材的表面質量取決于在熱軋過程中軋件晶粒邊界析出物的數(shù)量和形態(tài)。析出物會在材料熱變形過程中阻礙晶界移動，從而在這些位置產(chǎn)生機械應力，當這些位置的機械應力超過極限應力時就會出現(xiàn)裂紋，熱軋軋材的溫度的650-1000°C的范圍內，在這一個溫度范圍內，諸如A1N，BN, VCN及NbCN等N析出物會嚴重降低金屬的延展性。
[0003]為了避免上述現(xiàn)象的發(fā)生，采用表面淬火是一種十分穩(wěn)妥且靈活的措施。經(jīng)過表面淬火后，鑄坯表面的溫度可以冷卻到300°C以下。顯微鏡試驗顯示，經(jīng)過淬火處理后，在約20mm的鑄坯表面會形成細密的回火馬氏體結構層。與未經(jīng)冷卻處理的內部組織相比，表面的這層結構要精細很多。在鑄坯由淬火箱經(jīng)過火切機，進入出坯輥道的過程中，其表面因冷卻形成的馬氏體層會被鑄坯中心傳導出的熱量進行回火。經(jīng)過這樣一個過程，在鑄坯外表層就可以形成一層致密穩(wěn)定的結構。經(jīng)過這樣的處理，鑄坯在加熱后，會形成很好的晶粒尺寸，而且在晶粒邊界僅有少量的AlN析出。從而避免了在熱軋過程中，由于AlN析出所造成的奧氏體晶粒邊界延展性的顯著降低。
[0004]一些鋼鐵企業(yè)采取為了提高軋材的成才率，實現(xiàn)特殊鋼熱送，希望在熱送之前對鑄坯進行表面淬火處理，這樣即使那些對熱脆性敏感的鋼種，經(jīng)過淬火處理后，熱送時也不會產(chǎn)生問題。經(jīng)過表面淬火后，有的廠家已經(jīng)基本上實現(xiàn)了 100%熱送，而不必擔心澆鑄條件及操作延誤造成影響。
[0005]申請?zhí)枮?01410355167.X的中國專利公開了一種將鑄坯緩冷到500_600°C時進行淬火的工藝，淬火后的鑄坯加熱至170-200°C進行保溫回火。該專利是將連鑄坯下線后，緩冷到500-60(TC在進行淬火，不能實現(xiàn)鑄坯在線淬火和熱送。
[0006]中國專利201420270663.0公開了一種熱處理淬火裝置，根據(jù)該專利所述，該裝置包括冷凝箱、水槽、出水管和進水管，所述出水管和進水管分別位于水槽兩側，所述進水管一端與冷凝箱連通，進水管的另一端伸入水槽底部，所述出水管一端與冷凝箱連通，出水管另一端設置在水槽側面上部，所述出水管與水槽的側面連接處對應設有能使出水管和水槽連通的出水孔，所述水槽內靠近進水管處設有導流板，所述導流板上設有若干導流孔。該熱處理淬火裝置采用冷凝器，使得冷卻水能夠進行循環(huán)冷卻，采用多管進水和出水，并在水槽內增設帶有導流孔的導流板，增加了水流的波動，增加了冷卻效率，提高了冷卻效果。但該淬火熱處理裝置主要針對線下部件或零件進行處理，無法用于連鑄生產(chǎn)過程。
[0007]中國專利201320366648.1公開了一種連鑄板坯表面淬火裝置，根據(jù)該專利所述，在連鑄切割輸送輥道相鄰的輸送輥之間設置上下兩組噴嘴組。該裝置能將微合金鋼種出扇形段后的高溫板坯表面溫度快速降至600°C以下，有效抑制粗大的Nb、V、T1、Al、B等微合金元素的氮化物或碳氮化物在奧氏體晶界析出，從而避免微合金鋼熱送軋制后鋼板表面微裂紋的發(fā)生。但是這種噴淋淬火的方式容易造成鑄坯表面噴淋不均從而引起鑄坯表面淬火效果不一致。噴淋狀態(tài)不穩(wěn)定，鑄坯質量不穩(wěn)定，實用性較差。
[0008]中國專利201420486096.2公開了一種用于厚板直接淬火裝置的頂噴裝置，根據(jù)該專利所述，該裝置安設于淬火冷卻設備的入口及出口處，包括進水管、冷卻集管、開關閥及噴嘴；可改善鋼板溫度和性能的均勻性，排水效果好，能夠消除鋼板表面的逆流現(xiàn)象，可以將直接淬火冷卻設備入口的冷卻水清除干凈。該淬火處理方式同為軋鋼區(qū)域淬火熱處理裝置，不能對連鑄坯進行淬火處理，無法達到連鑄坯淬火處理的效果。
[0009]中國專利201420143456.9公開了一種噴淋淬火裝置，根據(jù)該專利所述，該裝置用于對支重輪表面進行淬火處理，其包括噴淋室，在所述噴淋室的內壁上設有噴嘴，在所述噴淋室的底部裝有底板，所述底板與所述噴淋室的內壁相接觸，形成密封環(huán)境。噴嘴呈陣列排布，在所述噴淋室外圍設有噴淋罐，與所述噴嘴相連接，所述噴嘴通過PLC控制噴涂量和噴涂速度。線外淬火熱處理，主要針對某些部件及零件，無法應用到連鑄過程中。

【發(fā)明內容】

[0010]鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明提供一種連鑄鑄坯在線淬火設備及其工藝，目的在于有效抑制粗大的Nb、V、T1、Al、B等微合金元素的氮化物或碳氮化物在奧氏體晶界析出，從而避免微合金鋼熱送軋制后鋼板表面微裂紋的發(fā)生。
[0011]為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
[0012]一種連鑄鑄坯在線淬火設備，用于連鑄設備生產(chǎn)線上對鑄坯進行淬火，包括淬火輥道、水槽和進水管，所述水槽沿鑄坯拉坯方向設置，所述淬火輥道位于水槽內，所述進水管與水槽連通，所述水槽兩端設置有鑄坯進口和鑄坯出口，所述鑄坯進口和鑄坯出口均設置有開關門板。
[0013]采用上述結構，在連鑄設備生產(chǎn)線上設置設置淬火設備，鑄坯在淬火輥道停留的過程中浸沒在水槽中進行淬火，淬火均勻，保證生產(chǎn)的連續(xù)性，以及避免微合金鋼熱送軋制后鋼板表面微裂紋的發(fā)生；其中淬火輥道為連鑄設備自帶的輥道，水槽內的淬火輥道與外部的輥道平齊。
[0014]連鑄鑄坯進入加熱爐前，在連鑄切割輸送輥道上進行表面快速降溫，溫度快速降低至600°C以下，在連鑄切割后輥道相鄰的輸送輥之間設置一淬火水槽，對鑄坯進行在線淬火，有效抑制粗大的Nb、V、T1、Al、B等微合金元素的氮化物或碳氮化物在奧氏體晶界析出，從而避免微合金鋼熱送軋制后鋼板表面微裂紋的發(fā)生。
[0015]作為優(yōu)選:所述進水管上方連接有噴水管，所述噴水管位于水槽上方，沿水槽長度方向設置，并與水槽平行，噴水管上開設有噴水縫或噴水孔。設置在上方便于從鑄坯上方補水，使其整體淬火均勻性好，進水管也可以與水槽底面或者側面連接。同時進水管可設置在水槽底部和長度方向的兩側。
[0016]作為優(yōu)選:所述水槽為上方敞口的長方體型，所述噴水管的長度與水槽長度相等。
[0017]作為優(yōu)選:所述水槽底部設置有排渣管，排渣管下方設置有鐵皮渣收集斗。
[0018]作為優(yōu)選:排渣管上設置有閥門，所述鐵皮渣收集斗底部和側壁開設有漏水孔。
[0019]通過鐵皮渣收集斗對鑄坯的氧化鐵皮進行收集，避免到處散落。
[0020]作為優(yōu)選:所述進水管上設置有調節(jié)閥，所述水槽內設置有液位計，所述液位計和調節(jié)閥均與連鑄設備的控制系統(tǒng)連接。通過實時的液位監(jiān)測，實現(xiàn)補水。
[0021]作為優(yōu)選:所述開關門板為自動或手動升降閘門。
[0022]作為優(yōu)選:所述水槽設置在連鑄設備的切割機后方。
[0023]本發(fā)明同時還提供一種連鑄鑄坯在線淬火設備的淬火工藝，所述淬火設備包括淬火輥道、水槽和進水管，所述水槽沿鑄坯拉坯方向設置，所述淬火輥道位于水槽內，所述進水管與水槽連通，水槽的鑄坯進口和鑄坯出口分別設置有前閘門和后閘門；所述淬火工藝以下步驟:
[0024]先將鑄坯切割成定尺；然后將鑄坯通過連鑄設備的輥道傳送至水槽前方，水槽前閘門開啟，淬火輥道將鑄坯送入水槽后前閘門關閉，進水管向水槽內補水以保證淬火過程中鑄坯被水完全浸沒；淬火完成后開啟后閘門，待淬火輥道將鑄坯送出水槽后，后閘門關閉，進水管向水槽內補水至指定高度。
[0025]作為優(yōu)選:在所述水槽內設置液位檢測計，在進水管上設置調節(jié)閥，液位檢測計和調節(jié)閥均與控制系統(tǒng)連接，當液位檢測計檢測到水槽液位低于設定液位時，控制系統(tǒng)開啟調節(jié)閥進行補水。
[0026]作為優(yōu)選:所述鑄還在水槽內靜止3-5分鐘水浴淬火，淬火過程中保證水槽內水面高出鑄坯上表面50mm以上。靜止一端時間使其充分淬火。
[0027]如上所述，本發(fā)明的有益效果是: