[發明專利]一種提高厚大斷面連鑄坯內部質量的方法

有效

• 申請號: 201210282509.0
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102806330A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 欒義坤;郭文營;劉宏偉;傅排先;夏立軍;李殿中
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: B22D11/18
• 分類號: B22D11/18;B22D11/22;C21C7/06;B22D11/114
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種提高厚大斷面連鑄坯內部質量的方法，其特征在于：冶煉過程控制金屬液純凈度，澆注過程控制過熱度，連鑄過程中在中間包和/或結晶器內采用微區振蕩裝置與技術，二次冷卻區采用自補縮技術。

2.按照權利要求1所述的提高厚大斷面連鑄坯內部質量的方法，其特征在于：所述的控制金屬液純凈度，金屬液中的殘鋁量控制在0.010-0.030wt%范圍內，氣體和雜質元素控制目標為：T[O]<15ppm，[S]<0.010wt%，[P]<0.012wt％；對于合金鋼，采用感應電爐、電弧爐或轉爐設備進行鋼水冶煉，冶煉過程中采用Al進行預脫氧，采用真空碳脫氧、Si脫氧或Si-Ca合金脫氧進行終脫氧，避免采用Al進行終脫氧。

3.按照權利要求1所述的提高厚大斷面連鑄坯內部質量的方法，其特征在于：所述的澆注過程控制過熱度，中間包開始澆注時，金屬液過熱度為5-80℃；穩定拉坯過程中，中間包金屬液過熱度控制在5-60℃范圍內。

4.按照權利要求1所述的提高厚大斷面連鑄坯內部質量的方法，其特征在于：所述的澆注過程控制過熱度，中間包開始澆注時，金屬液過熱度優選為10-35℃；穩定拉坯過程中，中間包金屬液過熱度控制在優選10-25℃范圍內。

5.按照權利要求1所述的提高厚大斷面連鑄坯內部質量的方法，其特征在于：所述的中間包和/或結晶器內采用微區振蕩技術，步驟如下：

1）中間包和結晶器內同時或單獨使用微區振蕩裝置，耐火材料振蕩探頭截面積占中間包或結晶器液面面積的10-50%，探頭個數為1-5個；

2）耐火材料探頭插入液面以下深度為2-200mm；

3）振蕩頻率為2-60HZ，振幅為1-100mm；

4）通過耐火材料的振蕩使耐火材料表面形成晶核，晶核大量脫落在連鑄鑄坯內成為金屬液結晶的形核質點，促進形核，提高鑄坯芯部凝固速度，縮短金屬液的補縮距離，消除內部縮孔，減輕疏松和偏析缺陷，改善凝固組織。

6.按照權利要求1所述的提高厚大斷面連鑄坯內部質量的方法，其特征在于：所述的中間包和/或結晶器內采用微區振蕩技術，具體步驟如下：

1）中間包和結晶器內同時或單獨使用微區振蕩裝置，耐火材料振蕩探頭截面積占中間包或結晶器液面面積優選為20-40%，探頭個數優選為2-3個；

2）耐火材料探頭插入液面以下深度優選為50-150mm；

3）振蕩頻率優選為30-50HZ，振幅優選為2-10mm；

4）通過耐火材料的振蕩使耐火材料表面形成晶核，晶核大量脫落在連鑄鑄坯內成為金屬液結晶的形核質點，促進形核，提高鑄坯芯部凝固速度，縮短金屬液的補縮距離，消除內部縮孔，減輕疏松和偏析缺陷，改善凝固組織。

7.按照權利要求1所述的提高厚大斷面連鑄坯內部質量的方法，其特征在于：所述的二次冷卻區采用自補縮技術，具體步驟如下：

1）連鑄坯出結晶器后進入二次冷卻區，降低噴水冷卻強度，提高鑄坯表面溫度；

2）控制連鑄坯表面冷卻條件，使鑄坯外表面的溫度維持在固相線以下100~400℃之間，連鑄坯外表面凝固層處于低變形抗力的塑性變形區；

3）在二次冷卻區對鑄坯進行保溫，降低鑄坯外表面與外界的換熱強度，利用芯部返熱使鑄坯外表面溫度升高，減小鑄坯徑向溫度梯度，使鑄坯芯部同時進入糊狀區，促進鑄坯芯部同時凝固；

4）芯部金屬液同時凝固時，凝固收縮產生垂直于重力方向的徑向拉應力，拉應力作用于外表面高溫凝固層，使已凝固金屬發生塑性變形，由外表面向鑄坯中心發生塑性移動，實現鑄坯徑向自補縮，消除縮孔，減輕疏松。

8.按照權利要求1所述的提高厚大斷面連鑄坯內部質量的方法，其特征在于：該方法適用于厚大斷面碳鋼、合金鋼或有色金屬連鑄坯。

9.按照權利要求1所述的提高厚大斷面連鑄坯內部質量的方法，其特征在于：該方法尤其適用于厚度大于300mm的連鑄板坯或方坯，或者直徑大于Φ500mm的連鑄圓坯。

10.按照權利要求1所述的提高厚大斷面連鑄坯內部質量的方法，其特征在于：該方法適用于弧形、立彎式或立式連鑄機機型，生產厚大斷面連鑄坯。