[发明专利]一种连铸坯的表面处理方法

说明书

本发明提出了一种连铸坯的表面处理方法，所述方法包括具有以下步骤的冷却过程：(1)对连铸坯进行火焰切割和定尺切割后，将切割后的所述连铸坯输送至熔盐槽内进行淬火，实现连铸坯表面的快速冷却；(2)将淬火后的所述连铸坯输出所述熔盐槽后，进行表面残盐清洗，完成所述连铸坯的冷却。该方法可以很好地解决连铸坯表面裂纹问题，同时又能在最大程度上保证工艺的稳定性。另外，在本发明优选的方案中，对连铸坯进行表面淬火的同时还能够实现余热的回收。

技术领域

本发明涉及金属材料加工技术领域，具体涉及一种连铸坯的表面处理方法。

背景技术

如何提升炼钢连铸坯的内部质量是钢厂品种开发永恒的话题，尤其是连铸坯的表面和皮下的微裂纹直接遗传给轧材，对于汽车板、管线钢、冷镦钢、齿轮钢以及低碳微合金钢等以Al脱氧钢为主的钢种，连铸坯的表面微裂纹一直困扰轧钢厂轧材的表面控制。为了节能降耗、缩短生产周期，大部分钢铁企业采用连铸坯热送方式进行表面处理。但是大量生产实践表明，热送铸坯更加剧了热裂纹产生，其主要原因是连铸坯在600～900℃范围内，AlN、BN、VN等析出物，尤其是AlN晶界大量析出，严重降低晶界的结合能，同时析出物产生拖曳作用，阻止晶界的迁移，恶化了铸坯表面组织的延展性，导致产生非常严重的应力集中。在一定情况下，连铸坯表面和皮下就容易出现裂纹。钢厂为了控制铸坯的表面质量，需要降低表面裂纹的产生，通常采取以下解决途径：合金加入法、高温热送法、延时热送法和铸坯表面淬火技术。其中连铸坯的表面快速淬火方法的基本原理就是通过冷却介质，例如水冷方式对经连铸火切和定尺后的铸坯进行淬火，使铸坯表面温度迅速降低，铸坯表层淬火后形成很细的马氏体组织。而铸坯心部潜热返温对表面进行回火，在铸坯表层形成一层致密的回火组织，避开了AlN、BN、VN等析出物的热力学析出温度区间，从而减少表面微裂纹的产生。该技术由于设备简单、投资小、见效快被钢厂广泛接受。

达涅利公司在意大利首先采用了铸坯在线淬火装置，对微合金钢及碳钢进行表面淬火，铸坯表面淬火设备设在拉矫机之后，由一套喷水系统组成。在喷水冷却段内，沿铸流方向布置数排喷嘴，根据铸坯断面和拉速来调整淬火冷却区长度。同时需要计算喷水压力和流量，要求既能够打破在铸坯表面上形成的水膜，防止沸腾膜产生气隙降低冷却速率，满足铸坯表面所需的冷却强度，又不能同时因激冷产生应力裂纹。新日铁住友金属采用相同的技术思路，不同的是将出拉矫机的铸坯切断后进行浸泡冷却，使铸坯表面的组织细化，降低热送过程中微裂纹的产生。同时对无水冷和水冷的铸坯组织分析发现，析出物明显减少，表面微裂纹产生概率也大为降低。

随后国内众多钢厂和科研院所都进行了实践性的开发。对于板坯，首钢专利CN102059331A提供了一种连铸坯热装热送工艺，即连铸坯在切割辊道上切割后进行快速喷水冷却，使表面温度迅速降低到600℃左右，同时对连铸坯的表面温度进行有限元分析，并对冷却速率和冷却时间进行控制，从而满足高端用户对表面质量的要求。重钢铸坯经在线快冷之后，在规定表面温降的同时控制表面激冷层的深度，取得了一定的效果。对于方坯连铸生产线材，南钢专利CN 104975146A提供了一种合金钢连铸方坯直接送装工艺，通过控制铸坯的冷速，保证铸坯合理的温降，确保冷却工艺的最优化和连铸坯热装时铸坯的最优质量。邢钢作为国内高档冷镦钢生产企业，在生产低碳铝镇静钢和微合金钢时，热装热送过程中也时常受到铸坯表面裂纹困扰。该企业在大方坯连铸机上应用了在线表面淬火工艺技术，裂纹发生率由0.30％大幅降低至0.08％，在改善质量方面取得了良好效果。

连铸坯在线水冷在提高铸坯表面质量方面的作用是显著的，但是将水作为冷却介质会面临一个无法回避的问题，就是水的沸点只有100℃，在进行喷淋和浸泡的过程中，无疑会产生膜沸腾阶段，导致铸坯表面的冷却速度无法控制，经常会出现冷却不均的情况，导致连铸坯在线淬火后铸坯发生弯曲，为此必须加大喷水的压力或者加强水槽内的搅拌来保证铸坯的淬火均匀性；另外水冷淬火过程是一个铸坯表面激冷的过程，其冷却强度往往很难控制，很多高端汽车板和冷镦钢至今也无法实现热送，主要的原因就是虽然控制了AlN析出，但又引入了淬火裂纹。因此需要提供一种能够同时控制氮化物析出并不会引入裂纹的连铸坯冷却方法。

鉴于此，特提出本发明。