一种连铸坯的表面处理方法技术

本发明专利技术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，在本发明专利技术优选的方案中，对连铸坯进行表面淬火的同时还能够实现余热的回收。

A Surface Treatment Method for Continuous Casting Billet

【技术实现步骤摘要】
一种连铸坯的表面处理方法
本专利技术涉及金属材料加工
，具体涉及一种连铸坯的表面处理方法。
技术介绍
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CN104975146A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，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种连铸坯的表面处理方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术涉及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。优选地，所述连铸坯的形态为板坯、方坯、矩形坯或圆坯。优选地，步骤(1)中，所述连铸坯进入所述熔盐槽时的温度为900～1100℃。优选地，步骤(1)中，所述熔盐槽内的熔盐温度为450～600℃，所述连铸坯在所述熔盐槽内的停留时间为2～10min。优选地，步骤(1)中，所述熔盐槽的材质为316不锈钢，所述连铸坯的运输采用辊道或天车吊运，在所述熔盐槽内设有盐泵或搅拌器。优选地，所述熔盐槽内设有换热系统，采用水冷器管束换热方式，将所述熔盐槽内的温度波动控制在±10℃以内。优选地，所述熔盐选自碳酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐中的至少一种，所述碳酸盐为碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂的三元混合盐，所述硝酸盐选自硝酸钾、硝酸钠、硝酸钙中的至少一种，所述亚硝酸盐选自亚硝酸钾、亚硝酸钠中的至少一种。优选地，所述熔盐为碳酸盐的混合熔盐，其中碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂的质量比为1:1:1；或者所述熔盐为硝酸盐的混合熔盐，其中硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙的质量比为4:3:1；或者所述熔盐为亚硝酸盐的混合熔盐，其中亚硝酸钾、亚硝酸钠的质量比为1:1。优选地，步骤(2)中，通过高温蒸汽对所述连铸坯的表面残盐进行清洗，所述高温蒸汽的温度为120～180℃。优选地，所述方法还包括热量回收步骤，通过所述换热系统将所述连铸坯与所述熔盐槽发生热交换产生的热量导出，产生高温蒸汽并输送到热力管道。优选地，将所述产生的高温蒸汽用于对所述连铸坯表面的残盐进行清洗。优选地，清洗所述连铸坯产生的盐水通过多级蒸发浓缩得到浓盐水，然后通过分离器分离出盐颗粒进行回收；或者将浓盐水直接输送至熔盐槽的蒸发装置，实现残盐的在线回收。本专利技术的有益效果：本专利技术从淬火介质的优化出发，提供了一种连铸坯的表面处理方法，将水冷转变为高温熔盐冷却。高温熔盐的沸点在950℃以上，很好的解决了水冷过程中因连铸坯温度远高于水的沸点，导致膜沸腾阶段冷却速度无法控制，以及冷却不均的问题，降低连铸坯发生弯曲的概率。同时在连铸坯冷却过程中，由于高温熔盐的粘度低，热熔大，流动性好，会产生强烈的对流换热作用。再加上位于熔盐槽内的盐泵和搅拌器的流动强化作用，连铸坯表面实际上是一个稳定的等温淬火过程。根据品种钢生产要求，可以将熔盐温度设计在450～600℃范围内。这样连铸坯表面温度始终处于熔盐温度以上，不会因激冷而产生淬火裂纹。实践证明，本专利技术提供的采用高温熔盐对连铸坯进行淬火处理的方法，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，在本专利技术优选的方案中，对连铸坯进行表面淬火的同时还能够实现连铸坯余热的回收。高温熔盐冷却连铸坯的过程也是熔盐换热储能的过程，熔盐作为最新的储能材料，已经在新能源行业得到利用。通过对连铸坯余热进行回收，能够实现钢厂热能的循环利用，为钢厂实现绿色、低能耗生产提供最佳的工业解决方案。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连铸坯的表面处理方法，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种连铸坯的表面处理方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述连铸坯进入所述熔盐槽时的温度为900～1100℃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述熔盐槽内的熔盐温度为450～600℃，所述连铸坯在所述熔盐槽内的停留时间为2～10min。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述熔盐槽的材质为316不锈钢，所述连铸坯的运输采用辊道或天车吊运，在所述熔盐槽内设有盐泵或搅拌器。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔盐槽内设有换热系统，采用水冷器管束换热方式，将所述熔盐槽内的温度波动控制在±10℃以内。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔盐选自碳酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐中的至少一种，所述碳酸盐为碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：任冬冬，孙佳，杜少欣，佟秀俊，佟春梅，
申请(专利权)人：北京勤泽鸿翔冶金科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11