提高鑄坯中心致密度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及連鑄工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高鑄坯中心致密度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 車(chē)軸是鐵道車(chē)輛走行的重要部件，其質(zhì)量狀態(tài)直接關(guān)系到車(chē)輛的承載能力和運(yùn)輸 安全。由于車(chē)軸鋼是中碳鋼，在鑄坯凝固的過(guò)程中，樹(shù)枝晶較發(fā)達(dá)，鑄坯芯部容易形成枝晶 "搭橋"，當(dāng)橋下面包圍的液體凝固時(shí)，阻止了液相穴內(nèi)橋上部鋼水的補(bǔ)充，這樣橋下面鋼水 凝固過(guò)程就像一個(gè)小鋼錠凝固過(guò)程一樣，產(chǎn)生疏松縮孔。因此如何提高車(chē)軸鋼鑄坯中心致 密度是連鑄生產(chǎn)該類(lèi)鋼種的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003] 專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01210503475.3，名稱(chēng)為"一種改善特厚板坯中心偏析和中心疏松的 大壓下技術(shù)"公開(kāi)了一種改善特厚板坯中心偏析和中心疏松的大壓下技術(shù)，具體公開(kāi):連鑄 板坯凝固末端3個(gè)扇形段液壓缸的油缸壓力為1800-2500KN;根據(jù)鋼種凝固特性，控制鋼水 過(guò)熱度在l〇_35°C，鑄機(jī)拉速在0.6m/min-1.0m/min之間，控制二冷區(qū)比水量為0.4-0.6L/ kg，在其中一個(gè)扇形段實(shí)施大壓下，壓下量為5.0-12.0mm，其它兩個(gè)扇形段實(shí)施輕壓下，壓 下量2-3mm。此專(zhuān)利發(fā)明主要針對(duì)特厚板坯，對(duì)特厚板坯質(zhì)量的改善有一定好處，未針對(duì)方 坯或車(chē)軸鋼方坯的中心致密度提出技術(shù)措施。
[0004] 專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00810171563.1，名稱(chēng)為"一種車(chē)軸鋼及其制備方法"公開(kāi)了一種車(chē)軸 鋼，其中，該車(chē)軸鋼的化學(xué)成分為：以該車(chē)軸鋼總重量為基準(zhǔn)，以單質(zhì)計(jì)，CO. 47-0.54重 量％、5丨0.2-0.4 重量％、Μη0·7-0·9 重量％、Ρ<0·02 重量％、S<0.02 重量％、Α10·02-0·04 重量％、￥0.02-0.06重量％、〇0.15-0.3重量％、附<0.2重量％、(：11<0.2重量％、!1< 0.00025重量％，0< 0.002重量％，Ν< 0.007重量％，余量為鐵和雜質(zhì)。本發(fā)明提供了一種車(chē) 軸鋼的制備方法。此專(zhuān)利發(fā)明側(cè)重在于車(chē)軸鋼成分控制及冶煉方法，為針對(duì)車(chē)軸鋼連鑄及 提高鑄坯質(zhì)量提出技術(shù)措施。
[0005] 專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00810176429.0，名稱(chēng)為"車(chē)軸鋼連鑄方法"，該方法包括將鋼水從中 間包澆注至結(jié)晶器，形成未完全凝固的車(chē)軸鋼鑄坯，然后將該未完全凝固的車(chē)軸鋼鑄坯以 拉速V從結(jié)晶器中拉出并依次經(jīng)過(guò)二冷區(qū)和空冷區(qū)，得到完全凝固的車(chē)軸鋼鑄坯，其中，該 方法還包括使用依次設(shè)置在空冷區(qū)的多個(gè)輕壓下機(jī)架中的至少一個(gè)對(duì)所述未完全凝固的 車(chē)軸鋼鑄坯實(shí)施輕壓下的輕壓下過(guò)程，所述未完全凝固的車(chē)軸鋼鑄坯在所述輕壓下過(guò)程中 的中心固相率f s保持在0.2-0.95。對(duì)中心固相率為0.2-0.95的未完全凝固的車(chē)軸鋼鑄坯進(jìn) 行輕壓下，可以消除或減少因鑄坯收縮形成的內(nèi)部空隙來(lái)防止晶間富集溶質(zhì)的鋼液向鑄坯 中心橫向流動(dòng)，并促使液相中心富集溶質(zhì)的鋼液沿拉坯方向反向流動(dòng)，使溶質(zhì)元素在鋼液 中重新分配，改善中心偏析。此發(fā)明專(zhuān)利應(yīng)用了動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)來(lái)減輕鑄坯中心疏松和縮 孔，但對(duì)于斷面較大的鑄坯，輕壓下壓下量不夠以致于擠壓排出溶質(zhì)偏析鋼液較少，不能完 全焊合中心縮孔，鑄坯致密度提高有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種提高鑄坯中心致密度的方法。通過(guò)該控 制方法能有效地提高大方坯生產(chǎn)的車(chē)軸鋼鑄坯中心致密度，從而改善乳材內(nèi)部質(zhì)量。
[0007] 為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0008] 一種提高鑄坯中心致密度的方法，所述的方法包括以下步驟：
[0009] 步驟一、從鋼水澆注時(shí)起，鋼包至中間包至結(jié)晶器全程采用保護(hù)澆注;控制鑄機(jī)拉 速在0.45m/min至0.65m/min 之間；
[0010] 步驟二、連鑄過(guò)程中間包鋼水過(guò)熱度控制在20°C~30°C之間；
[0011] 步驟三、采用凝固末端大壓下控制，通過(guò)增加連鑄坯凝固末端壓下量，以擠壓排出 溶質(zhì)偏析鋼液，同時(shí)焊合中心縮孔，用于提高鑄坯中心致密度；
[0012] 步驟四、采用動(dòng)態(tài)二冷控制方式，將基本水量和鑄坯的平均拉速相關(guān)聯(lián)；
[0013]步驟五、采用后區(qū)強(qiáng)冷的二冷制度，同時(shí)提高冷卻強(qiáng)度，比水量為〇.40kg/t鋼至 0·50kg/t鋼。
[0014] 更進(jìn)一步的技術(shù)方案是步驟一中保護(hù)澆注是通過(guò)加保護(hù)套管進(jìn)行保護(hù)澆注。
[0015] 更進(jìn)一步的技術(shù)方案是步驟一還包括結(jié)晶器采用500A、2.4Hz的電磁攪拌方式。
[0016] 更進(jìn)一步的技術(shù)方案是步驟一還包括凝固古控丞田％加的由磁；路姓卡·才 _] 中肝鈾以下么纖 其中R1是第i個(gè)拉矯機(jī)的表面壓下量;A1是第i個(gè)與第i-Ι個(gè)壓下位置間鑄坯凝固收縮橫截面 積;X1是第i個(gè)拉矯機(jī)下的鑄坯寬度;Pi是鋼液密度;是第i個(gè)拉矯機(jī)下的壓下效率。
[0018] 更進(jìn)一步的技術(shù)方案是壓下速率為0.8至2.4mm/min，壓下時(shí)拉速為0.45m/min至 0.65m/min，壓下區(qū)間長(zhǎng)度為4. Om至8. Om，壓下輯子數(shù)量為4至6個(gè)，單輯最大壓下量為5. Omm 至6·5mm〇
[0019] 更進(jìn)一步的技術(shù)方案是步驟五包括:一區(qū)水量占13~15%，冷卻強(qiáng)度145~150L/ min · m2;二區(qū)水量占23~25%，冷卻強(qiáng)度32~37L/min · m2;三區(qū)水量占18~20%，冷卻強(qiáng)度 22~27L/min · m2;四區(qū)水量占40~45%，冷卻強(qiáng)度15~17L/min · m2。
[0020] 更進(jìn)一步的技術(shù)方案是步驟五包括:控制鑄坯在矯直區(qū)域表面溫度在800 °C~900 cC。
[0021 ] 本發(fā)明采用連鑄機(jī)進(jìn)行鑄造，鑄還拉速控制在0.45m/min~0.65m/min之間；中間 包鋼水過(guò)熱度控制在20 °C~30 °C之間；采用凝固末端大壓下技術(shù):利用拉矯機(jī)的拉矯輥對(duì) 鑄還的凝固末端施壓，壓下速率為0.8~2.4mm/min，壓下區(qū)間長(zhǎng)度為4. Om~8.0m，單輯最大 壓下量小于或等于6.5mm;二冷區(qū)的冷卻水供應(yīng)量保持穩(wěn)定。采用本發(fā)明生產(chǎn)的鑄坯，中心 致密度較高，整體質(zhì)量好，能夠很好地滿足車(chē)軸的使用要求。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單、使用效果好等優(yōu) 點(diǎn)，可顯著提高鑄坯致密度與均質(zhì)度，鑄坯內(nèi)部中心疏松、中心偏析、中心縮孔低倍評(píng)級(jí)均 < 1.0級(jí)的比例2 97.5%，>1.5級(jí)比例< 1.0%。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0024] 本說(shuō)明書(shū)(包括任何附加權(quán)利要求、摘要）中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可 被其他等效或具有類(lèi)似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列 等效或類(lèi)似特征中的一個(gè)例子而已。
[0025] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0026] 對(duì)比實(shí)例：
[0027]該實(shí)施例是采用普通連鑄方法，壓下方式采用輕壓下。連鑄生產(chǎn)橫斷面尺寸為 360mm X 450mm的LZ50大方坯，鑄機(jī)拉速為0.50m/min，并保持拉速穩(wěn)定不變，中間包鋼水過(guò) 熱度為28°C，澆注過(guò)程采用了二冷動(dòng)態(tài)控制，二冷比水量為0.45kg/t鋼;采用了凝固末端大 壓下控制，壓下速率為壓下區(qū)間長(zhǎng)度為7.7m，壓下輥數(shù)為6個(gè)，總壓下量7.91mm，2#輥壓下量 1.05mm，3#輥壓下量1.58mm，4#輥壓下量1.77mm，5#輥壓下量1.56mm，6#輥壓下量1.21mm，7# 車(chē)?yán)合铝?.76mm。
[0028]澆注完畢后，對(duì)大方坯鑄坯內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行低倍檢驗(yàn)，檢查結(jié)果表明，鑄坯橫向低倍 無(wú)中心縮孔比例僅69%，中心疏松缺陷評(píng)級(jí)為< 1.0級(jí)比例為58%，中心偏析< 0.5級(jí)的比 例為64%，因鑄坯中心疏松、中心偏析嚴(yán)重造成車(chē)軸鋼改鋼率達(dá)到67%。
[0029] 實(shí)施例1
[0030]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本實(shí)施例公開(kāi)一種提高鑄坯中心致密度的方法，通過(guò) 該控制方法