一種連鑄鑄坯在線連續(xù)淬火設(shè)備及其工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬凝固和連續(xù)鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種連鑄鑄坯在線連續(xù)淬火設(shè)備及其工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]軋鋼生產(chǎn)軋材的表面質(zhì)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(jī)械應(yīng)力，當(dāng)這些位置的機(jī)械應(yīng)力超過極限應(yīng)力時(shí)就會出現(xiàn)裂紋，熱軋軋材的溫度的650-1000°C的范圍內(nèi)，在這一個(gè)溫度范圍內(nèi)，諸如A1N，BN, VCN及NbCN等N析出物會嚴(yán)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(yàn)顯示，經(jīng)過淬火處理后，在約20mm的鑄坯表面會形成細(xì)密的回火馬氏體結(jié)構(gòu)層。與未經(jīng)冷卻處理的內(nèi)部組織相比，表面的這層結(jié)構(gòu)要精細(xì)很多。在鑄坯由淬火箱經(jīng)過火切機(jī)，進(jìn)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(dǎo)出的熱量進(jìn)行回火。經(jīng)過這樣一個(gè)過程，在鑄坯外表層就可以形成一層致密穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。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(shí)現(xiàn)特殊鋼熱送，希望在熱送之前對鑄坯進(jìn)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(shí)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(shí)現(xiàn)了 100%熱送，而不必?fù)?dān)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(shí)進(jìn)行淬火的工藝，淬火后的鑄坯加熱至170-200°C進(jìn)行保溫回火。該專利是將連鑄坯下線后，緩冷到500-60(TC在進(jìn)行淬火，不能實(shí)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(jìn)水管，所述出水管和進(jìn)水管分別位于水槽兩側(cè)，所述進(jìn)水管一端與冷凝箱連通，進(jìn)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(shè)置在水槽側(cè)面上部，所述出水管與水槽的側(cè)面連接處對應(yīng)設(shè)有能使出水管和水槽連通的出水孔，所述水槽內(nèi)靠近進(jìn)水管處設(shè)有導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板上設(shè)有若干導(dǎo)流孔。該熱處理淬火裝置采用冷凝器，使得冷卻水能夠進(jìn)行循環(huán)冷卻，采用多管進(jìn)水和出水，并在水槽內(nèi)增設(shè)帶有導(dǎo)流孔的導(dǎo)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(jìn)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(shè)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(zhì)量不穩(wěn)定，實(shí)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(shè)于淬火冷卻設(shè)備的入口及出口處，包括進(jìn)水管、冷卻集管、開關(guān)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(shè)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(jìn)行淬火處理，無法達(dá)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(jìn)行淬火處理，其包括噴淋室，在所述噴淋室的內(nèi)壁上設(shè)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(nèi)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(shè)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(yīng)用到連鑄過程中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種連鑄鑄坯在線連續(xù)淬火設(shè)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(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0012]一種連鑄鑄坯在線連續(xù)淬火設(shè)備，用于連鑄設(shè)備生產(chǎn)線上對鑄坯進(jìn)行淬火，包括淬火輥道、水槽和進(jìn)水管，所述水槽沿鑄坯拉坯方向設(shè)置，所述淬火輥道位于水槽內(nèi)，所述進(jìn)水管與水槽連通，所述水槽的兩端均設(shè)置有端部密封件，兩個(gè)端部密封件上分別設(shè)有鑄坯進(jìn)孔和鑄坯出孔，在鑄坯連續(xù)淬火過程中，所述端部密封件與鑄坯外表面緊密貼合。
[0013]采用上述結(jié)構(gòu)，在連鑄設(shè)備線上設(shè)置水槽結(jié)構(gòu)，鑄坯在線上輥道傳送的過程中浸沒在水槽中進(jìn)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(shè)備自帶的輥道，及水槽內(nèi)的淬火輥道與外部的輥道平齊。鑄坯的長度要長于水槽長度，鑄坯在傳送過程中進(jìn)行連續(xù)淬火，而端部密封件與鑄坯表面貼合防止水槽內(nèi)水流出。
[0014]連鑄鑄坯進(jìn)行切割前對鑄坯表面快速強(qiáng)制降溫，溫度快速降低至600°C以下，在拉矯機(jī)和火切機(jī)之間的送輥上設(shè)置一水槽，對鑄坯表面進(jìn)行在線連續(xù)淬火，有效抑制粗大的他^、11、41、8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:所述端部密封件由耐高溫軟質(zhì)材料制成，所述鑄坯進(jìn)孔和鑄坯出孔的大小為鑄坯截面的0.8-0.9倍。具有彈性形變才能緊密貼合，鑄坯進(jìn)孔和鑄坯出孔寬度為鑄坯寬度的0.8-0.9倍，高度為鑄坯高度的0.8-0.9倍，可根據(jù)不同規(guī)格鑄坯進(jìn)行更換。
[0016]作為優(yōu)選:所述端部密封件由耐高溫橡膠或軟質(zhì)金屬制成。
[0017]作為優(yōu)選:所述進(jìn)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(shè)置，并與水槽平行，噴水管上開設(shè)有噴水縫或噴水孔；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。
[0018]鑄坯進(jìn)入水槽后，進(jìn)水管閥門開啟，對鑄坯進(jìn)行噴水淬火處理，鑄坯連續(xù)在水槽內(nèi)運(yùn)行，水連續(xù)噴淋在鑄還上，整個(gè)鑄還在水槽內(nèi)被水完全包圍，從而達(dá)到浸泡淬火的目的。鑄坯經(jīng)過淬火后出水槽，進(jìn)行定尺切割和出坯。
[0019]作為優(yōu)選:所述水槽底部和兩側(cè)均設(shè)置有進(jìn)水管?？梢栽龃筮M(jìn)水量。
[0020]作為優(yōu)選:所述水槽底部設(shè)置有排渣管，排渣管下方設(shè)置有鐵皮渣收集斗。
[0021]設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，打開排渣管，可沖洗水槽中氧化物鐵皮渣到收集斗。
[0022]作為優(yōu)選:所述排渣管上設(shè)置有閥門，所述鐵皮渣收集斗底部和側(cè)壁開設(shè)有漏水孔。
[0023]作為優(yōu)選:所述進(jìn)水管上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，所述水槽內(nèi)設(shè)置有液位計(jì)，所述液位計(jì)和調(diào)節(jié)閥均與連鑄設(shè)備的控制系統(tǒng)連接。
[0024]作為優(yōu)選:所述水槽設(shè)置在連鑄設(shè)備的切割機(jī)前方。
[0025]本發(fā)明同時(shí)提供一種連鑄鑄坯在線連續(xù)淬火設(shè)備的淬火工藝，所述淬火設(shè)備包括淬火輥道、水槽和進(jìn)水管，所述水槽沿鑄坯拉坯方向設(shè)置，所述淬火輥道位于水槽內(nèi)，所述進(jìn)水管與水槽連通，所述水槽的兩端均設(shè)置有端部密封件，兩個(gè)端部密封件上分別設(shè)有鑄坯進(jìn)孔和鑄坯出孔；
[0026]所述淬火工藝包括以下步驟:
[0027]將鑄坯通過連鑄設(shè)備的輥道傳送至水槽；待鑄坯經(jīng)鑄坯進(jìn)孔進(jìn)入水槽后，開啟進(jìn)水管向水槽內(nèi)供水進(jìn)行淬火，鑄坯連續(xù)在水槽內(nèi)進(jìn)行淬火處理；然后對出水槽的鑄坯進(jìn)行定尺切割和出坯；在鑄坯連續(xù)淬火過程中，使鑄坯外表面與端部密封件緊密貼合，以防止水槽內(nèi)水流出；控制淬火輥道的運(yùn)行速度，保證鑄坯在水槽內(nèi)被水完全浸沒，充分淬火。
[0028]作為優(yōu)選:在所述水槽內(nèi)設(shè)置液位檢測計(jì)，在進(jìn)水管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，液位檢測計(jì)和調(diào)節(jié)閥均與控制系統(tǒng)連接，當(dāng)液位檢測計(jì)檢測到水槽液位低于設(shè)定液位時(shí)，控制系統(tǒng)開啟調(diào)節(jié)閥進(jìn)行補(bǔ)水。
[0029]作為優(yōu)選:在淬火過程中