專利名稱：用于大型特厚板坯的高溫帶液芯打箱的方法
技術領域：
本發明涉及一種制造大型特厚板坯的方法，更特別地，本發明涉及一種用于大型特厚板坯的高溫帶液芯打箱的方法。
背景技術：
隨著國民經濟的發展，寬厚板的用量與日俱增，遠洋平臺、管線用鋼、艦船用鋼等都需要大量寬厚板，并且所需要的寬厚板質量也在不斷提高。保證寬厚板質量，單憑軋機軋制很難完成，必須提高軋制寬厚板所用的大型特厚板坯質量，大型特厚板坯質量是寬厚板質量的根本保證。為了提高大型特厚板坯質量，開發了一些新技術，進行大型特厚板坯制造。首先是采用電渣重熔方式制造大型特厚板坯，事實證明，大型特厚板坯質量得到了提高，但生產效率較低，一塊60噸重的大型特厚板坯需要30多小時才能完成。另外，有的企業采用水冷模鑄方法生產，由于存在裂紋等問題，效果也不理想。有的企業用模鑄大型圓鋼錠通過水壓機開坯來制造大型特厚板坯，水壓機開坯費用每噸3000元左右，成本高，且很難實現大批量生產。另外，常規模鑄大型特厚板坯打箱與冷卻工藝為大型特厚板坯在金屬模具中自然冷卻至完全凝固，這種冷卻工藝常常導致所生產的大型特厚板坯表面產生熱裂紋，內部產生較嚴重的宏觀偏析和縮孔疏松，影響大型特厚板坯生產效率、成品率和內部質量。
發明內容
本發明的目的在于提供一種寬厚板軋機用大型特厚板坯打箱與冷卻工藝，提高大型特厚板坯生產效率，解決大型特厚板坯易產生縮孔疏松、宏觀偏析和裂紋的問題。本發明提供一種用于大型特厚板坯的高溫帶液芯打箱的方法，其特征在于包括如下步驟將鋼水澆入大型特厚板坯模具型腔內；在澆注結束O. 5至3小時以后，進行高溫帶液芯打箱；對大型特厚板坯進行冷卻直至大型特厚板坯完全凝固。本發明采用了高溫帶液芯打箱工藝，減少了模具使用時間，提高了生產效率，同時減輕了模具熱沖擊、延長了模具使用壽命。本發明采用高溫帶液芯打箱工藝，使大型特厚板坯芯部同時凝固區域擴大，增加等軸晶形核率，提高大型特厚板坯自補縮能力，有利于消除大型特厚板坯內部縮孔疏松缺陷。本發明在鑄坯打箱后，采用保溫緩冷工藝，降低大型特厚板坯內外溫度梯度，充分發揮了大型特厚板坯的自補縮能力，使金屬在保溫過程中完成了從外向內的自補縮，有利于消除大型特厚板坯內部的縮孔和疏松。本發明在鑄坯打箱后，采用保溫緩冷工藝，使鑄坯表面維持在高溫塑性狀態，提高了大型特厚板坯凝固殼層的韌塑性，還有利于消除鑄坯表面熱裂紋。本發明在鑄坯打箱后，采用吹風(噴霧)強冷工藝時，有利于提供鑄坯凝固速度，在縮孔疏松形核前即實現完全凝固，利于消除縮孔疏松。
大型特厚板坯高溫打箱后，采用強制冷卻工藝，縮短了大型特厚板坯總凝固時間，可以提高生產效率；同時強制冷卻工藝使大型特厚板坯外表面已凝固殼層溫度降低，快速建立強度，有利于防止表面裂紋產生。本發明適用于厚度在350 1200mm之間，重量為20 100噸的大型特厚板坯生
產，市場潛力巨大。總之，本發明采用高溫帶液芯打箱工藝并結合保溫緩冷、吹風(噴霧)強冷兩種截然不同的冷卻工藝，均可以消除大型特厚板坯內部的縮孔、疏松缺陷和外表面的熱裂紋，提高大型特厚板坯生產效率，使大型特厚板坯大量生產，滿足國內多條寬厚板軋鋼生產線需求成為可能。
通過參照附圖詳細描述本發明的實施例，本發明將變得更加清楚，其中圖1是示意地圖示用于大型特厚板坯的鋼錠模的寬面以及澆注系統的剖視圖。
具體實施例方式下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。在說明書中，相同或相似的附圖標號指示相同或相似的部件。下述參照附圖對本發明實施方式的說明旨在對本發明的總體發明構思進行解釋，而不應當理解為對本發明的一種限制。本領域技術人員已知，在鑄件澆注中，待鑄件凝固并冷卻后用人力或機械將砂型打碎并且從砂箱中取出鑄件稱為打箱。如圖1所示，圖1顯示例如40-80噸大型特厚板坯用鋼錠模以及澆注系統的縱剖圖。其中H表示鋼錠橫高度；h表示冒口高度；W1表示鋼錠橫鄰近冒口端的寬面尺寸；W2表示鋼錠底端寬面尺寸。在圖1中，鋼錠模主體3定位在鋼錠底盤I上。鋼水通過定位在中注管底座2上的中注管5注入位于鋼錠底盤I中的澆道中。冒口 4位于鋼錠模主體3上。本發明通過高溫液態打箱和控制冷卻方式，提高大型特厚板坯生產效率，消除大型特厚板坯內部縮孔疏松、偏析和外表面裂紋缺陷，具體實施方式
如下在熔煉爐、精煉爐和脫氣爐中冶煉鋼水，將鋼水通過澆注系統澆注到大型特厚板坯金屬模具型腔內。澆注結束后，根據大型特厚板坯實際厚度和金屬模具溫度，確定大型特厚板坯凝固形殼速率，確定高溫打箱時間，打箱時間控制在澆注后O. 5 3小時之間。打箱時，大型特厚板坯坯殼厚度達到50mm以上、且小于200mm，坯殼厚度為大型特厚板坯厚度的5 30%時進行高溫帶液芯打箱。大型特厚板坯高溫帶液芯打箱后，若實施保溫緩冷工藝，則采用預制保溫罩或保溫耐火材料對大型特厚板坯外表面進行保溫，降低大型特厚板坯冷卻速度，使大型特厚板坯在緩冷條件下完全凝固。大型特厚板坯高溫帶液芯打箱后，若實施強冷工藝，則采用風機對大型特厚板坯表面進行吹風強制冷卻；或采用氣霧冷卻方式進行強制冷卻，直至大型特厚板坯完全凝固。大型特厚板坯完全凝固后，入退火爐緩冷。
在高溫帶液芯打箱以后，對大型特厚板坯外表面進行保溫，降低大型特厚板坯冷卻速度，以使大型特厚板坯表面降溫速率控制在5至20°C /h范圍內，使得大型特厚板坯緩慢凝固。在高溫帶液芯打箱后，對大型特厚板坯外表面進行吹風或噴霧強制冷卻，提高大型特厚板坯冷卻速度，大型特厚板坯表面降溫速率控制在50至200°C /h范圍內，使得大型特厚板坯快速凝固。大型特厚板坯的厚度在350至1200mm的范圍內。所述大型特厚板坯重量為20至100噸。實施例1 本實施例采用本發明所述工藝生產了外形尺寸為大約650X2500X3400mm、單重為大約40噸(t)的大型特厚板坯，具體工藝如下大型特厚板坯材質為16Mn，將鋼水澆注至金屬模具型腔內Ih時，大型特厚板坯凝固坯殼厚度為100mm，坯殼厚度約占大型特厚板坯厚度的15%，芯部未凝固區域厚度為450_，此時進行高溫打箱，大型特厚板坯外表面溫度高達1100°C。高溫打箱后在大型特厚板坯外表面加保溫罩，使大型特厚板坯緩慢冷卻，監測大型特厚板坯外表面溫度，降溫速率約為8°C /h，至大型特厚板坯完全凝固。本實施例生產的大型特厚板坯，內部無縮孔疏松缺陷，外表面無裂紋缺陷。大型特厚板坯軋制成180mm特厚鋼板，滿足GB/T2970 —級探傷要求。實施例2本實施例采用本發明所述工藝生產了外形尺寸為約1000 X 2700 X 3300mm、單重為約60噸(t)的大型特厚板坯，具體工藝如下大型特厚板坯材質為EH36，將鋼水澆注至金屬模具型腔內2h時，大型特厚板坯凝固坯殼厚度為200_，坯殼厚度約占大型特厚板坯厚度的20%，芯部未凝固區域厚度為600mm，此時進行高溫打箱，大型特厚板坯外表面溫度高達1050°C。高溫打箱后對大型特厚板坯外表面噴霧強制冷卻監測大型特厚板坯外表面溫度，降溫速率約為110°C /h，至大型特厚板坯完全凝固。本實施例生產的大型特厚板坯，內部無Φ3πιπι以上當量鑄造缺陷，外表面無裂紋缺陷。大型特厚板坯經軋制成240mm特厚鋼板，滿足GB/T2970 —級探傷要求。已經參照示范性實施例描述了本發明。不過，顯而易見，本領域技術人員在上述描述的教導下可明顯得出多種可選擇的變型和改變。因而，本發明包含落入所附權利要求的精神和范圍之內的所有可選擇的變型和改變。
權利要求
1.一種用于大型特厚板坯的高溫帶液芯打箱的方法，其特征在于包括如下步驟 將鋼水澆入大型特厚板坯模具型腔內； 在澆注結束O. 5至3小時以后，進行高溫帶液芯打箱； 對大型特厚板坯進行冷卻直至大型特厚板坯完全凝固。
2.根據權利要求1所述的用于大型特厚板坯的高溫帶液芯打箱的方法，其特征在于對大型特厚板坯進行的冷卻為保溫緩冷。
3.根據權利要求1所述的用于大型特厚板坯的高溫帶液芯打箱的方法，其特征在于對大型特厚板坯進行的冷卻為吹風或噴霧強冷。
4.根據權利要求1所述的用于大型特厚板坯的高溫帶液芯打箱的方法，其特征在于在鋼水澆注到大型特厚板坯金屬模具型腔內以后，對金屬型腔進行激冷作用，以使大型特厚板還表面快速凝固形殼。
5.根據權利要求1所述的用于大型特厚板坯的高溫帶液芯打箱的方法，其特征在于在澆注結束O. 5至3小時以后，大型特厚板坯凝固殼層厚度達到大型特厚板坯厚度的5至30%。
6.根據權利要求1所述的用于大型特厚板坯的高溫帶液芯打箱的方法，其特征在于在澆注結束O. 5至3小時以后使得大型特厚板坯殼層厚度為50至200mm時，對大型特厚板坯進行高溫帶液芯打箱，從而脫去大型特厚板坯金屬模具。
7.根據權利要求1所述的用于大型特厚板坯的高溫帶液芯打箱的方法，其特征在于在高溫帶液芯打箱以后，對大型特厚板坯外表面進行保溫，降低大型特厚板坯冷卻速度，以使大型特厚板坯表面降溫速率控制在5至20°C /h范圍內，使得大型特厚板坯緩慢凝固。
8.根據權利要求1所述的用于大型特厚板坯的高溫帶液芯打箱的方法，其特征在于在高溫帶液芯打箱后，對大型特厚板坯外表面進行吹風或噴霧強制冷卻，提高大型特厚板坯冷卻速度，大型特厚板坯表面降溫速率控制在50至200°C /h范圍內，使得大型特厚板坯快速凝固。
9.根據權利要求1所述的用于大型特厚板坯的高溫帶液芯打箱的方法，其特征在于所述大型特厚板坯的厚度在350至1200_的范圍內。
10.根據權利要求1所述的用于大型特厚板坯的高溫帶液芯打箱的方法，其特征在于所述大型特厚板坯重量為20至100噸。
全文摘要
本發明公開一種用于大型特厚板坯的高溫帶液芯打箱的方法，其特征在于包括如下步驟將鋼水澆入大型特厚板坯模具型腔內；在澆注結束0.5至3小時以后，進行高溫帶液芯打箱；對大型特厚板坯進行冷卻直至大型特厚板坯完全凝固。本發明公開的方法消除了大型特厚板坯內部的縮孔、疏松缺陷和外表面的熱裂紋。
文檔編號B22D30/00GK103008626SQ20131001769
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月17日 優先權日2013年1月17日
發明者欒義坤, 傅排先, 劉宏偉, 康秀紅, 夏立軍, 李殿中, 李依依 申請人:中國科學院金屬研究所