[發(fā)明專利]一種降低中碳鋼圓坯碳偏析的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010152282.2
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111230061B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶群南;黃雁;趙文淵
• 申請（專利權(quán)）人: 蕪湖新興鑄管有限責(zé)任公司
• 主分類號: B22D11/16
• 分類號: B22D11/16;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/18
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 任晨晨

本發(fā)明提供了一種降低中碳鋼圓坯碳偏析的方法，具體為：連鑄工藝要求：拉速0.7?0.75m/min；過熱度15?25℃；M?EMS電流170A?180A，M?EMS頻率3HZ；F?EMS電流400?420A、F?EMS頻率8HZ；凝固末端電磁攪拌時間設(shè)置為正轉(zhuǎn)8秒、停頓3秒、反轉(zhuǎn)8秒；二冷比水量0.25L/Kg。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不投入二冷電攪條件下，通過對連鑄基礎(chǔ)工藝進行摸索優(yōu)化降低中碳鋼圓坯碳偏析極差，因此項目投入費用較低；為解決軋材帶狀組織提供了相關(guān)理論依據(jù)；而且，本發(fā)明工藝路線簡單，現(xiàn)場便于操作。通過該技術(shù)的推廣，有效的降低中碳鋼圓坯碳偏析，提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，具體涉及一種降低中碳鋼圓坯碳偏析的方法。

背景技術(shù)

連鑄坯的質(zhì)量問題包括物理缺陷和化學(xué)缺陷。這些缺陷中又以化學(xué)缺陷的成分偏析較難控制。鑄坯中的碳偏析會遺傳到后續(xù)的扎制和熱處理等工序中。使材質(zhì)表面存在著不同程度的低倍偏析缺陷，即化學(xué)成分的均勻分布，這種缺陷會對機加工、熱處理、尺寸穩(wěn)定性造成影響，進而影響成品質(zhì)的性能和壽命，甚至報廢。

針對碳偏析問題，方坯/矩形一般采用在線壓下技術(shù)或者強冷工藝來解決，而受表面質(zhì)量要求(橢圓度要求)，圓坯則不能用壓下技術(shù)來解決碳偏析，故圓坯的碳偏析解決則比較困難。某廠采用φ300斷面連鑄機生產(chǎn)40Cr鋼供下游客戶加工成汽車轉(zhuǎn)向節(jié)。經(jīng)檢測分析汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的硬度偏差較大，超出客戶要求范圍，同時對40Cr鋼原材料進行分析，發(fā)現(xiàn)鑄坯橫截面碳偏析極差較大，另外發(fā)現(xiàn)碳含量較高點主要集中在鑄坯半徑2/5處(即CET轉(zhuǎn)變區(qū))，碳含量較低點主要集中在鑄坯半徑1/5處，具體的碳含量分布趨勢如圖1所示。

很多冶金工作者致力于大圓坯連鑄機CET轉(zhuǎn)變位置的碳偏析形成機理和控制措施方面的研究，雖然形成這種碳偏析的機理早已明確，但是由于不同企業(yè)工裝不同，調(diào)整方向也千差萬別，有采用高溫擴散控制碳偏析，有增設(shè)二冷電磁攪拌控制碳偏析，有的采用強冷增大柱狀晶控制碳偏析，有的采用弱冷增大等軸晶控制碳偏析，但多數(shù)均集中在工業(yè)試驗階段，耗資巨大，特別是在多個控制參數(shù)的篩選和配合方面，試驗探索周期長，不易實施。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在提供一種降低中碳鋼圓坯碳偏析的方法，在不增加設(shè)備(如二冷電磁攪拌等)以及不變更軋制工藝的前提下，利用圓坯凝固機理，設(shè)計適合φ300斷面控制碳偏析的具體參數(shù)。

本發(fā)明具體技術(shù)方案如下：

一種降低中碳鋼圓坯碳偏析的方法，具體為：

連鑄工藝要求：拉速0.7-0.75m/min；過熱度15-25℃；M-EMS電流170A-180A，M-EMS頻率3HZ；F-EMS電流400-420A、F-EMS頻率8HZ；凝固末端電磁攪拌時間設(shè)置為正轉(zhuǎn)8秒、停頓3秒、反轉(zhuǎn)8秒；二冷比水量0.25L/Kg。

所述中碳鋼為中碳鉻鉬鋼或中碳鉻鋼。

進一步的，鋼種生產(chǎn)前保證鋼包包況滿足工藝要求。

進一步的，連鑄工藝操作前，轉(zhuǎn)爐、精煉工序按照現(xiàn)有技術(shù)做好元素成分調(diào)整時機，保證鋼液軟吹時間，確保鋼包內(nèi)鋼液元素成分均勻。

連鑄工藝操作前確保鋼包內(nèi)鋼液元素成分均勻。

進一步的，冶煉過程中，為保證本發(fā)明采用的連鑄方法順利完成，必須保證精煉爐爐出站鋼包內(nèi)鋼水C元素成分的均勻性，嚴(yán)禁在精煉爐/RH爐出站時向鋼包內(nèi)補加大量的增碳劑，若出現(xiàn)異常，必須采用補加碳線方式調(diào)整C元素含量，且務(wù)必保證鋼包底吹透氣性。另外為保證澆鑄過程中鋼包溫降的穩(wěn)定性，務(wù)必保證鋼包烘烤良好。

圓坯中碳鋼(40Cr、42CrMo等)經(jīng)軋制后棒材橫截面碳偏析極差達0.1％-0.15％，不僅嚴(yán)重影響產(chǎn)品熱處理性能的穩(wěn)定性，而且會造成因成分偏析導(dǎo)致的質(zhì)量異議。但是，通過本發(fā)明優(yōu)化連鑄的生產(chǎn)工藝，可大幅度降低大圓連鑄坯碳偏析程度，其中碳偏析極差控制在0.05％以內(nèi)，從而有效提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。