一種改善高碳鋼小方坯中心縮孔的連鑄方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種改善高碳鋼小方坯中心縮孔的連鑄方法，通過控制過熱度和浸入式水口的吹氬量以及全保護(hù)澆鑄、調(diào)整二冷冷卻比水量及拉速、結(jié)晶器電磁攪拌和凝固末端輕壓下的方式，具體工藝參數(shù)如下，采用全程保護(hù)澆鑄，控制浸入式水口的吹氬量15~20L/min，每一流結(jié)晶器相對應(yīng)的鑄坯平均拉速在2.6~3.0m/min，每一流結(jié)晶器二冷段的二冷水的冷卻比水量為0.8~1.2L/kg，氣霧冷卻；采用全程低過熱度澆鑄，過熱度20~40℃，采用460~480A，5~7Hz條件的結(jié)晶器電磁攪拌和0.4~4.5m的凝固末端輕壓下。本發(fā)明具備以下有益效果：可以精確的控制吹入氣體流量和比水量，降低成本，通過各項參數(shù)的調(diào)配，生產(chǎn)出符合規(guī)格的產(chǎn)品。
【專利說明】一種改善高碳鋼小方坯中心縮孔的連鑄方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及到改善用于生產(chǎn)高碳鋼線材的高碳鋼小方坯中心縮孔的連鑄方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高碳鋼線材(一般指C含量大于0.45%的鋼)主要應(yīng)用于鋼絲繩、包裝線等，通常由方坯生產(chǎn)。由于含碳量高和澆鑄的控制不好，在連鑄過程中會呈現(xiàn)出氣泡、縮孔等現(xiàn)象，而中心偏析和疏松等缺陷也常伴生出現(xiàn)。這些傳遞到下游，就會導(dǎo)致供給的線材宏觀上出現(xiàn)“鼓肚”的現(xiàn)象。這些缺陷是由多個參數(shù)決定，而各參數(shù)之間又有互相影響。連鑄過程中，溫度總體呈下降趨勢，所以在凝固結(jié)晶時，氧等因其溶解度下降而析出，氧與鐵反應(yīng)形成FeO或與鋼水中的碳作用形成CO。由于逸出困難，所生成的氣泡大部分滯留于鋼中，另外析出的氧與鋼中的錳、硅、鋁、鈦、鉻等反應(yīng)形成夾雜使鋼坯產(chǎn)生缺陷，所以鋼中T.0是重要的指標(biāo)。而浸入式水口如果吹氬量控制不好，會使氬氣泡未及時逸出或卷入，同樣會形成氣孔和疏松。選擇合適量的吹入氣體是一個重要的因素。鑄坯凝固時表層生成細(xì)小等軸晶，當(dāng)內(nèi)部向外傳熱降低時，鑄坯開始定向凝固，形成柱狀晶。選分結(jié)晶使得溶質(zhì)元素向液相區(qū)積聚，當(dāng)它們被搭橋的柱狀晶封閉不與其他液體交換時就會形成元素的偏析。根據(jù)“結(jié)晶游離論”，鋼液流經(jīng)低溫的表面時由非均質(zhì)形核產(chǎn)生的大量晶核因“頸縮”而游離進(jìn)入鋼液中，當(dāng)鋼水過熱度很低時，游離的晶粒能保存下來，并增殖和長大。相反，當(dāng)鋼液過熱度高時，游離出來的晶粒會重新熔化。試驗證明采用逼近液相線的低過熱度澆鑄，鑄坯的中心缺陷有減小的趨勢，而且凝固組織還得到細(xì)化。拉速也是影響中心缺陷的關(guān)鍵參數(shù)之一，從工業(yè)試驗得知，如果拉速過高，中心偏析和疏松嚴(yán)重，中心縮孔等級較高，而拉速過低，中偏析和疏松可以得到改善，但是中心縮孔有惡化的趨勢。從工藝的角度來看，拉速的從高到低，出結(jié)晶器的坯殼厚度由薄變厚，坯殼內(nèi)部鋼液的溫度也由高到低，所以選擇合適的拉速配以其他參數(shù)有益于方坯中心缺陷的改善。在二冷區(qū)，單純考慮比水量而言，比水量過小，會造成液相穴長度過長，由于鋼水的補(bǔ)縮不好，容易產(chǎn)生縮孔。比水量過大，容易造成柱狀晶發(fā)達(dá)，在某一局部區(qū)域兩邊相對生長的柱狀晶相連接，或者等軸晶下落，被柱狀晶捕集而形成“搭橋”；液相穴內(nèi)鋼液被“凝固橋”分開，橋下面的殘余鋼液凝固時要收縮，得不到上面鋼水的補(bǔ)充而形成疏松或縮孔，并伴隨有嚴(yán)重的中心偏析。所以選擇合適的比水量配以其他參數(shù)也是消除缺陷的保證。電磁攪拌和低過熱度澆鑄能通過增加液芯中心的等軸晶數(shù)量來降低中心宏觀偏析，但是存在于等軸晶間的富集偏析元素的鋼液還是會形成半宏觀偏析。要阻止這些含富集偏析元素的鋼液的流動，同時也在凝固末端進(jìn)行適當(dāng)、及時的變形量以補(bǔ)償兩相區(qū)內(nèi)鋼液凝固時形成的體積收縮，所以用輕壓下的手段來實現(xiàn)。電磁攪拌的電流強(qiáng)度、攪拌的頻率和輕壓下的參數(shù)選擇也會給鑄坯中心質(zhì)量帶來影響，如果選擇不好，比如強(qiáng)度、頻率和壓下量選擇過大，會起到相反的作用，結(jié)果可能使缺陷更加嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明提供一種改善高碳鋼小方坯中心縮孔的連鑄方法，解決生產(chǎn)高碳鋼線材時由于連鑄過程的氣泡、縮孔等而導(dǎo)致的軋后成品中心縮孔等問題。
[0004]本發(fā)明是通過控制過熱度和浸入式水口的吹氬量以及全保護(hù)澆鑄、合適的二冷冷卻比水量及拉速、結(jié)晶器電磁攪拌和凝固末端輕壓下的方式，實現(xiàn)對連鑄過程中縮孔等缺陷的控制的，具體工藝參數(shù)如下，[0005]I)采用全程保護(hù)澆鑄，控制浸入式水口的吹氬量15~20L/min，每一流結(jié)晶器相對應(yīng)的鑄坯平均拉速在2.6-3.0m/min,每一流結(jié)晶器二冷段的二冷水的冷卻比水量在
0.8^1.2L/kg，氣霧冷卻，目的是使在連鑄過程中保證T.0、氣體的量和合適的冷卻梯度，防止氣體因溶解度減小或者卷入而在鋼中析出或存留造成氣泡或縮孔，高碳用連鑄保護(hù)渣極易吸水，必須保持它的干燥，才能確保保護(hù)渣中的水分不分解出氣體而造成缺陷；
[0006]2)采用全程低過熱度澆鑄，過熱度2(T40°C，采用460-480Α，5~7Hz條件的結(jié)晶器電磁攪拌和0.4-4.5mm的凝固末端輕壓下，這樣的目的是減少鋼中的疏松和偏析，因為在鑄坯凝固時表層生成細(xì)小等軸晶，當(dāng)內(nèi)部向外傳熱降低時，鑄坯開始定向凝固，形成柱狀晶。選分結(jié)晶使得溶質(zhì)元素向液相區(qū)積聚，當(dāng)它們被搭橋的柱狀晶封閉不與其他液體交換時就會形成元素的偏析。
[0007]電磁攪拌和低過熱度澆鑄能通過增加液芯中心的等軸晶數(shù)量來降低中心宏觀偏析，但是存在于等軸晶間的富集偏析元素的鋼液還是會形成半宏觀偏析。要阻止這些含富集偏析元素的鋼液的流動，同時也在凝固末端進(jìn)行適當(dāng)、及時的變形量以補(bǔ)償兩相區(qū)內(nèi)鋼液凝固時形成的體積收縮，所以用輕壓下的手段來實現(xiàn)。
[0008]本發(fā)明通過對連鑄過程工藝參數(shù)進(jìn)行合理的調(diào)整及優(yōu)化，使高碳鋼小方坯的中心縮孔得到改善。通過調(diào)整及優(yōu)化可以確保鋼坯在后續(xù)的軋制中不產(chǎn)生由于連鑄過程引發(fā)的問題，從而消除高碳鋼線材在連鑄過程中形成的缺陷而使得軋后成品的中心縮孔，使得高碳線材的盤條成品滿足客戶需求。
[0009]本發(fā)明由于在整個連鑄階段采取各種措施，極大地改善了由于在連鑄過程造成的原因，按上述方案生產(chǎn)高碳鋼線材具有以下有益效果:
[0010]1、成本控制方面好，通過改變工藝參數(shù)可以實現(xiàn)；
[0011]2、操作手段簡單，可操作性強(qiáng)。精確的控制吹入氣體流量和比水量不僅會帶來工藝的優(yōu)化，也一定會降低成本。通過各項參數(shù)的調(diào)配，很容易生產(chǎn)出符合規(guī)格的產(chǎn)品。
【具體實施方式】
[0012]下面通過本發(fā)明的幾個具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明；
[0013]實施例1:
[0014](I)在連鑄過程全程保護(hù)澆注，過熱度為20°C，浸入式水口吹氬量為18L/min，
[0015](2)每一流結(jié)晶器相對應(yīng)的鑄坯平均拉速在為2.8 m/min，每一流結(jié)晶器二冷段的二冷水的冷卻比水量為0.8 L/kg，全程氣霧冷卻，
[0016](3)采用460A,5Hz條件的結(jié)晶器電磁攪拌和0.5mm的凝固末端輕壓下，
[0017](4)將120mm*120mm的小方坯軋制成盤條，得到高碳鋼成品熱軋盤條。
[0018]實施例2:
[0019](I)在連鑄過程全程保護(hù)澆注，過熱度為25°C，浸入式水口吹氬量為18L/min，[0020](2)每一流結(jié)晶器相對應(yīng)的鑄坯平均拉速在為3.0 m/min，每一流結(jié)晶器二二冷水的冷卻比水量為1.0 L/kg，全程氣霧冷卻，
[0021](3)采用470A，6Hz條件的結(jié)晶器電磁攪拌和1.0mm的凝固末端輕壓下，
[0022](4)將120mm*120mm的小方坯軋制成盤條，得到高碳鋼成品熱軋盤條。
[0023]實施例3:
[0024](I)在連鑄過程全程保護(hù)澆注，過熱度為20°C，浸入式水口吹氬量為20L/
[0025](2)每一流結(jié)晶器相對應(yīng)的鑄坯平均拉速在為3.0 m/min，每一流結(jié)晶器二二冷水的冷卻比水量為1.2 L/kg，全程氣霧冷卻，
[0026](3)采用480A,7Hz條件的結(jié)晶器電磁攪拌和0.8mm的凝固末端輕壓下，
[0027](4)將120mm*120mm的小方坯軋制成盤條，得到高碳鋼成品熱軋盤條。
[0028]經(jīng)對實施f 3的高碳鋼線材盤條的檢驗結(jié)果為該成品的中心縮孔消失。
冷段的
min，
二冷段的
【權(quán)利要求】
1.一種改善高碳鋼小方坯中心縮孔的連鑄方法，其特征在于，通過控制過熱度和浸入式水口的吹氬量以及全保護(hù)澆鑄、調(diào)整二冷冷卻比水量及拉速、結(jié)晶器電磁攪拌和凝固末端輕壓下的方式，具體工藝參數(shù)如下，1)采用全程保護(hù)澆鑄，控制浸入式水口的吹氬量15~20L/min，每一流結(jié)晶器相對應(yīng)的鑄坯平均拉速在2.6^3.0m/min,每一流結(jié)晶器二冷段的二冷水的冷卻比水量為0.8^1.2L/kg，氣霧冷卻；2)采用全程低過熱度澆鑄，過熱度2(T40°C，采用460-480Α，5~7Hz條件的結(jié)晶器電磁攪拌和0.4~ 4.5m的凝固末端輕壓下。
【文檔編號】B22D11/16GK103506586SQ201210204232
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月20日
【發(fā)明者】朱曉雷, 郭曉波, 賈吉祥, 趙成林, 倪翀奕, 廖相巍 申請人:鞍鋼股份有限公司