[發明專利]大方坯重軌鋼中心凝固組織細化方法

在審

• 申請號: 201910660991.9
• 申請日: 2019-07-22
• 公開（公告）號: CN110216258A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 李紅光;陳亮;陳天明;黎建全
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: B22D11/16
• 分類號: B22D11/16;B22D11/115;B22D11/22
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 羅明理

本發明公開的是鋼鐵冶金領域的一種大方坯重軌鋼中心凝固組織細化方法，著重在連鑄階段采用以下步驟進行控制：連鑄電磁攪拌采用二冷電磁攪拌，其中二冷電磁攪拌具體安裝位置為距離結晶器鋼液面5.0～6.0m區間，攪拌電流頻率為6.0～8.0Hz，磁場強度為300×10^?4～350×10^?4T；中包澆鑄鋼液過熱度按35～40℃執行；連鑄二冷階段需要二冷區域覆蓋至距離結晶器鋼液面15.0m。按照上述參數進行控制，有效控制了大方坯重軌鋼鑄坯中心區域鋼液的形核結晶，提升局部冷卻凝固速率，使得鑄坯中心凝固組織組成得到改善控制，柱狀晶較為發達，晶桿細而致密，等軸晶晶粒形態改變，晶桿細而致密且清晰，二次枝晶臂間距減小，鑄坯中心區域凝固組織細化程度及成分均勻性改善顯著。

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金領域，尤其涉及一種大方坯重軌鋼中心凝固組織細化方法。

背景技術

鋼軌是鐵路軌道的主要組成部件，在鐵路運輸過程中，對機車提供有效支撐及引導，需承受來自車輪的巨大垂向壓力。基于我國基礎建設發展需求，鐵路運輸正以迅猛的速度發展，并不斷趨于高速化、重載化。這無疑對鋼軌質量提出了更加嚴苛的要求。鋼軌質量的提升在一定程度上體現于鋼質本身質量控制水平，如高均質性、高潔凈、高成分精度。其中鋼軌的均質性(偏析程度越小，鋼軌均質性越高)影響鋼材組織的均勻性，嚴重的偏析會影響鋼軌母材及鋼軌的焊接性能，進而影響鋼軌服役及使用。在冶金行業內，大量的專家學者對鑄坯偏析進行了詳細研究，研究指出：鋼液凝固過程中，由于溶質元素在固液相中的再分配形成了鑄坯化學成分的不均勻。同時，研究指出，鋼液凝固過程中，從液體中先后結晶出來的固相成分不同，結果使得一個晶粒內部化學成分不均勻，這種現象稱為晶內偏析。此外，研究發現鑄坯偏析的演變分布與凝固組織組成分布呈現顯著對應關系；專家研究提出，二次枝晶臂間距的大小反映了微觀偏析的嚴重程度。因此，鑄坯凝固組織的改善控制，對重軌鋼均質性提升具有重要意義。

發明內容

為克服現有大方坯重軌鋼中心凝固組織質量較差等不足，本發明所要解決的技術問題是：提供一種能使大方坯重軌鋼中心凝固組織細而致密，鑄坯均質性控制得到改善的控制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

大方坯重軌鋼中心凝固組織細化方法，包括依次進行以下工藝，轉爐冶煉、LF爐精煉、RH真空、連鑄、加熱和軋制，在連鑄階段采用以下步驟進行控制：

a、連鑄電磁攪拌：采用二冷電磁攪拌，其中二冷電磁攪拌具體安裝位置為距離結晶器鋼液面5.0～6.0m區間，二冷電磁攪拌的攪拌電流頻率為6.0～8.0Hz，通過調節電流強度以控制攪拌磁場強度為300×10^-4～350×10^-4T；

b、中包澆鑄鋼液過熱度：連鑄過程中包鋼液采用高過熱度工藝澆鑄，過熱度控制具體按35～40℃執行；

c、連鑄二冷：采用的二冷強度為強冷，具體冷卻水量按比水量0.34～0.35L/kg_鋼執行，二冷區域覆蓋至距離結晶器鋼液面15.0m。

進一步的是，所述大方坯重軌鋼的斷面為280mm×380mm，適用于至少包括U71Mn、U78CrV和U75V品種的重軌鋼生產。

進一步的是，連鑄過程中連鑄拉速按0.67～0.70m/min進行配合，拉速控制波動極差值≤0.02m/min。