[發明專利]一種利用脈沖電流抑制鑄坯夾雜物偏析的方法

有效

• 申請號: 201610127616.4
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105583382B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 戴文斌;賈丹彬;王新麗;唐廣鵬;于景坤
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B22D11/12
• 分類號: B22D11/12
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 尹淑梅

本發明提出一種利用脈沖電流抑制鑄坯夾雜物偏析的方法，涉及煉鋼連鑄生產技術領域。具體地講，在連鑄結晶器后兩兩相對的夾輥間施加頻率為1Hz～105Hz、電流密度為1.0A·m^?2～105A·m^?2的脈沖電流，從而提高凝固過程中硫、碳等易偏析元素形成細小硫化物和碳化物的形核率和形核速度，抑制鑄坯偏析。本發明具有處理費用低、操作簡單方便和抑制鑄坯偏析效果明顯等優點。

技術領域

本發明涉及煉鋼連鑄生產技術領域。更具體地講，涉及一種利用脈沖電流抑制鑄坯夾雜物偏析的方法。

背景技術

由于碳、硫等元素在鋼的固/液兩相中溶解度的差異顯著，鋼液凝固過程中極易發生偏析，嚴重影響著鋼的力學性能、疲勞性能和抗腐蝕性能，是導致我國部分高等級鋼材仍需進口的原因之一。因此，消除或降低凝固過程中有害元素偏析的危害一直是冶金工作者關注的重要研究課題，是提高鋼材產品質量、推動我國鋼鐵行業升級的重要方向之一。

迄今，研究者們研究和開發了眾多降低凝固過程中元素偏析危害的方法，其中效果比較明顯的是電磁攪拌技術與20世紀70年代發展起來的輕壓下技術，目前上述兩項技術逐漸成為提高連鑄坯質量的重要手段。研究者們通過實驗室數值模擬與現場工業試驗相結合的方式，發現合適的電磁攪拌和輕壓下技術能夠強化凝固過程中固/液界面的流動和傳熱，降低在鑄坯中心偏析形成硫化物大夾雜的危害。然而，電磁攪拌引起的強制對流將不可避免的產生較大范圍內的溶質成分波動，反而可能加劇鑄坯中硫化物的偏析。

Ozbayrakta等人發現低過熱度澆注能夠提高夾雜物的形核率，改善偏析現象。隨后的研究表明低過熱度澆注能夠促進硫化物在固/液兩相區形核析出及擴大等軸晶區，從而明顯減輕鑄坯的偏析和內部缺陷。但是，該技術導致鋼液流動性降低，夾雜物不易上浮去除，易形成大顆粒夾雜從而降低鑄坯質量。

因此，試圖找到一種更加有效降低凝固過程中鑄坯偏析的方法。

發明內容

本發明提出在鑄坯的凝固過程中施加脈沖電流的方式以減小鑄坯偏析的方法，通過在連鑄機上位于結晶器后兩兩相對應各個成對且相互絕緣的夾輥之間施加脈沖電流，提高凝固過程中硫、碳等易偏析元素形成細小硫化物和碳化物的形核率和形核速度，達到夾雜物的微細化和分布的均勻化，以此防止鑄坯偏析的目的，因此本發明屬于一種成本低、操作簡便的抑制鑄坯偏析的方法。

本發明包括的方法包括在連鑄機上位于結晶器后兩兩相對且相互絕緣的各對夾輥之間施加脈沖電流，其中：

(A)脈沖電流的施加位置：從結晶器出來后的鑄坯沿線；

(B)脈沖電流施加方式：連鑄機上位于結晶器后兩兩相對應且相互絕緣的2-50對夾輥，包括動態壓下用設備上彼此相對且相互絕緣的夾輥；

(C)脈沖電流波形：包括方波和鋸齒波；

(D)脈沖電流方式：包括正負脈沖，正負間隔脈沖，正負比例脈沖，正脈沖或者負脈沖；

(E)脈沖電流密度：1A·m^-2～105A·m^-2，不同夾輥對間的電流密度可以相同，也可以存在差異，并且可以根據鑄坯動態確定；

(F)脈沖頻率：1-105Hz，根據鋼種和連鑄參數確定；

(G)處理時間：可以為鑄坯的整個凝固過程，也可以分段施加脈沖電流處理，根據鋼種和連鑄參數確定。

如在動態輕壓下用設備上相對的夾輥間施加正負脈沖電流，其脈沖頻率為100Hz～104Hz、脈沖電流密度為1.0A·m^-2～104A·m^-2。

本發明的效果如下：