[發(fā)明專利]一種減輕高碳鋼小方坯中心偏析的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010624764.3
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111922306A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡明;王立洲;范偉;翟有有;陳開鋒;寇勁松;李曉燕;楊超
• 申請（專利權(quán)）人: 甘肅酒鋼集團(tuán)宏興鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B22D11/108
• 分類號: B22D11/108;B22D11/115;C21C7/00
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230
• 代理人: 賴林東

本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種減輕高碳鋼小方坯中心偏析的方法，在連鑄過程中通過同時(shí)采用電磁攪拌與結(jié)晶器喂線技術(shù)來擴(kuò)大高碳鋼小方坯鑄坯心部等軸晶比例，減輕高碳鋼小方坯中心偏析程度，實(shí)施后高碳鋼小方坯等軸晶區(qū)域由31?37％提升至49?55％，中心偏析系數(shù)由1.12?1.23降低到1.03?1.13，鑄坯內(nèi)偏析程度顯著降低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種減輕高碳鋼小方坯中心偏析的方法，用于擴(kuò)大高碳鋼小方坯鑄坯心部等軸晶比例，減輕高碳鋼小方坯中心偏析程度。

背景技術(shù)

熱軋高碳鋼盤條是生產(chǎn)高強(qiáng)度、低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲或鋼絞線的主要原料，這些產(chǎn)品主要用于大跨度橋梁、高層建筑等高強(qiáng)度工程。在高碳鋼盤條生產(chǎn)過程中，往往會(huì)在線材心部產(chǎn)生二次滲碳體和心部馬氏體等缺陷組織，這些缺陷組織變性能力與基體變形能力不同，在后續(xù)的拉拔過程中會(huì)誘發(fā)盤條產(chǎn)生筆尖狀斷口，降低了盤條的拉拔性能。心部二次滲碳體和馬氏體組織的析出都與鑄坯內(nèi)元素的偏析有關(guān)，如果降低鑄坯內(nèi)元素的偏析系數(shù)，則可以降低心部有害組織的析出傾向，有利于獲得穩(wěn)定、均一的索氏體組織，提高高碳鋼盤條的拉拔性能。

電磁攪拌技術(shù)是降低高碳連鑄小方坯中心偏析最常用的技術(shù)。結(jié)晶器電磁攪拌消除偏析的機(jī)理是，在電磁力的作用下引起液態(tài)鋼水的高速旋轉(zhuǎn)，沖刷坯殼內(nèi)壁，使坯殼內(nèi)部初步形成的一次枝晶折斷、脫落，形成等軸晶核心，促進(jìn)鑄坯內(nèi)部等軸晶生長，抑制鑄坯內(nèi)部柱狀晶生長，使溶質(zhì)元素分布在較大的范圍內(nèi)，從而減少鑄坯的中心偏析。這種改善偏析的方法存在的問題是：鑄坯出結(jié)晶器后，除約極薄的一層坯殼凝固外，鑄坯的大部分區(qū)域仍然為液態(tài)，鑄坯心部仍然攜帶有大量的熱量，這些熱量會(huì)引起在結(jié)晶器攪拌過程中折斷的一次枝晶再次融化，使鑄坯內(nèi)用于生成等軸晶晶粒的固態(tài)核心數(shù)量減少，弱化了結(jié)晶器電磁攪拌改善鑄坯中心偏析的效果。在鋼水過熱度高的情況下，通過結(jié)晶器電磁攪拌改善鑄坯中心偏析的效果就更加有限，而過低的過熱度會(huì)引起澆注過程水口凍結(jié)，不利于生產(chǎn)過程組織。

在末端電磁攪拌的應(yīng)用上，攪拌過程中必須確保鑄坯凝固末端恰好能夠進(jìn)入攪拌器內(nèi)，末端攪拌才能有效發(fā)揮減少鑄坯斷面元素偏析的作用。過早攪拌等同于結(jié)晶器電磁攪拌，無法避免鑄坯內(nèi)等軸晶粒二次熔化造成溶質(zhì)元素的富集，對鑄坯內(nèi)部中心偏析的改善作用有限。而過遲攪拌，鋼水已經(jīng)凝固了，攪拌已經(jīng)失去了意義。實(shí)際的情況是，鑄坯在二冷段冷卻凝固的過程中，由于鑄坯表面結(jié)晶器渣膜、鑄坯表面氧化鐵皮厚度和覆蓋程度、冷卻介質(zhì)和環(huán)境溫度等不確定因素的存在，使得鑄坯凝固過程極難控制，導(dǎo)致凝固末端位置變化不定，特別是小斷面的連鑄坯，這些不確定因素對凝固末端位置影響更大，鑄坯凝固末端很難準(zhǔn)確進(jìn)入末端電磁攪拌裝置，這就大大減弱了末端電磁攪拌消除偏析的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：本發(fā)明結(jié)合電磁攪拌和結(jié)晶器喂線技術(shù)來擴(kuò)大高碳鋼小方坯鑄坯心部等軸晶比例，減輕高碳鋼小方坯中心偏析程度。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種減輕高碳鋼小方坯中心偏析的方法，連鑄過程中通過同時(shí)采用電磁攪拌與結(jié)晶器喂線技術(shù)來減輕高碳小方坯中心偏析程度，包括以下步驟：

1)轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束，出鋼過程中將大部分合金隨鋼流加入鋼包內(nèi)，完成初步的脫氧合金化，然后將鋼水進(jìn)行LF精煉處理；

2)LF精煉過程中將鋼水溫度控制在1550-1590℃的范圍內(nèi)，然后將鋼包吊至150mm×150mm連鑄機(jī)進(jìn)行澆注；

3)澆注過程實(shí)施結(jié)晶器電磁攪拌，電磁攪拌參數(shù)：攪拌電流250-350A，攪拌頻率3-7HZ。

4)在實(shí)施結(jié)晶器電磁攪拌的條件下向結(jié)晶器中喂入含鈦包芯線，喂線速度為0.5-5m/min；

5)在實(shí)施結(jié)晶器電磁攪拌、結(jié)晶器喂線的條件下，實(shí)施結(jié)晶器末端電磁攪拌，電磁攪拌參數(shù)：電流350-400A，攪拌頻率6-10HZ；