一种减轻高碳钢小方坯中心偏析的方法技术

本发明专利技术涉及冶金技术领域，公开了一种减轻高碳钢小方坯中心偏析的方法，在连铸过程中通过同时采用电磁搅拌与结晶器喂线技术来扩大高碳钢小方坯铸坯心部等轴晶比例，减轻高碳钢小方坯中心偏析程度，实施后高碳钢小方坯等轴晶区域由31‑37％提升至49‑55％，中心偏析系数由1.12‑1.23降低到1.03‑1.13，铸坯内偏析程度显著降低。

A method to reduce the center segregation of small square billet with high carbon steel

【技术实现步骤摘要】
一种减轻高碳钢小方坯中心偏析的方法
本专利技术涉及冶金
，具体是一种减轻高碳钢小方坯中心偏析的方法，用于扩大高碳钢小方坯铸坯心部等轴晶比例，减轻高碳钢小方坯中心偏析程度。
技术介绍
热轧高碳钢盘条是生产高强度、低松弛预应力钢丝或钢绞线的主要原料，这些产品主要用于大跨度桥梁、高层建筑等高强度工程。在高碳钢盘条生产过程中，往往会在线材心部产生二次渗碳体和心部马氏体等缺陷组织，这些缺陷组织变性能力与基体变形能力不同，在后续的拉拔过程中会诱发盘条产生笔尖状断口，降低了盘条的拉拔性能。心部二次渗碳体和马氏体组织的析出都与铸坯内元素的偏析有关，如果降低铸坯内元素的偏析系数，则可以降低心部有害组织的析出倾向，有利于获得稳定、均一的索氏体组织，提高高碳钢盘条的拉拔性能。电磁搅拌技术是降低高碳连铸小方坯中心偏析最常用的技术。结晶器电磁搅拌消除偏析的机理是，在电磁力的作用下引起液态钢水的高速旋转，冲刷坯壳内壁，使坯壳内部初步形成的一次枝晶折断、脱落，形成等轴晶核心，促进铸坯内部等轴晶生长，抑制铸坯内部柱状晶生长，使溶质元素分布在较大的范围内，从而减少铸坯的中心偏析。这种改善偏析的方法存在的问题是：铸坯出结晶器后，除约极薄的一层坯壳凝固外，铸坯的大部分区域仍然为液态，铸坯心部仍然携带有大量的热量，这些热量会引起在结晶器搅拌过程中折断的一次枝晶再次融化，使铸坯内用于生成等轴晶晶粒的固态核心数量减少，弱化了结晶器电磁搅拌改善铸坯中心偏析的效果。在钢水过热度高的情况下，通过结晶器电磁搅拌改善铸坯中心偏析的效果就更加有限，而过低的过热度会引起浇注过程水口冻结，不利于生产过程组织。在末端电磁搅拌的应用上，搅拌过程中必须确保铸坯凝固末端恰好能够进入搅拌器内，末端搅拌才能有效发挥减少铸坯断面元素偏析的作用。过早搅拌等同于结晶器电磁搅拌，无法避免铸坯内等轴晶粒二次熔化造成溶质元素的富集，对铸坯内部中心偏析的改善作用有限。而过迟搅拌，钢水已经凝固了，搅拌已经失去了意义。实际的情况是，铸坯在二冷段冷却凝固的过程中，由于铸坯表面结晶器渣膜、铸坯表面氧化铁皮厚度和覆盖程度、冷却介质和环境温度等不确定因素的存在，使得铸坯凝固过程极难控制，导致凝固末端位置变化不定，特别是小断面的连铸坯，这些不确定因素对凝固末端位置影响更大，铸坯凝固末端很难准确进入末端电磁搅拌装置，这就大大减弱了末端电磁搅拌消除偏析的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：本专利技术结合电磁搅拌和结晶器喂线技术来扩大高碳钢小方坯铸坯心部等轴晶比例，减轻高碳钢小方坯中心偏析程度。本专利技术采用的技术方案如下：一种减轻高碳钢小方坯中心偏析的方法，连铸过程中通过同时采用电磁搅拌与结晶器喂线技术来减轻高碳小方坯中心偏析程度，包括以下步骤：1)转炉冶炼结束，出钢过程中将大部分合金随钢流加入钢包内，完成初步的脱氧合金化，然后将钢水进行LF精炼处理；2)LF精炼过程中将钢水温度控制在1550-1590℃的范围内，然后将钢包吊至150mm×150mm连铸机进行浇注；3)浇注过程实施结晶器电磁搅拌，电磁搅拌参数：搅拌电流250-350A，搅拌频率3-7HZ。4)在实施结晶器电磁搅拌的条件下向结晶器中喂入含钛包芯线，喂线速度为0.5-5m/min；5)在实施结晶器电磁搅拌、结晶器喂线的条件下，实施结晶器末端电磁搅拌，电磁搅拌参数：电流350-400A，搅拌频率6-10HZ；进一步的，步骤4)中的含钛包芯线包皮厚度为0.15-0.25mm、直径为3-5mm。进一步的，含钛包芯线内的包芯线粉末粒度为50-150目，且芯粉重量为30-50g/m，芯粉含钛量为5.2％-10.3％，其余为Fe。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中，通过同时采用电磁搅拌与结晶器喂线技术来扩大高碳钢小方坯铸坯心部等轴晶比例，增强电磁搅拌效果，减轻高碳钢小方坯中心偏析程度。2、本专利技术中，电磁搅拌力会将包芯线中的钛粉迅速的分布在铸坯断面上，而钛元素的活泼性质可以迅速与钢中碳、氮、氧等其他元素形成高熔点的化合物，并在整个铸坯凝固断面上形成大量细小的高熔点异质核心，增加铸坯内部异质等轴晶核心数量，从而增加铸坯断面上的等轴晶比例，减少元素偏析倾向。3、本专利技术中，因含钛包芯线的芯分中包含铁，所以铁粉融化后会带走铸坯液芯部位大量的热量并在熔化区域形成一个低温区，在结晶器电磁搅拌力作用下，铸坯内部未凝固的钢水高速旋转，使低温区迅速扩展，实现铸坯整个断面的同步快速降温，消除了铸坯内部过多的热量，避免了由于铸坯液芯内钢水过热度大时产生等轴晶粒二次熔化，提升结晶器电磁搅拌消除偏析的效果。4、本专利技术中，在连铸过程向结晶器内喂入含钛包芯线，可改变铸坯二次冷却过程单一的由表层向中心传热的方式，减缓由于铸坯表面状况、冷却介质及环境温度对凝固末端位置的影响，稳定铸坯凝固末端位置，提升末端电磁搅拌消除偏析的效果。附图说明无具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种减轻高碳钢小方坯中心偏析的方法，连铸过程中通过同时采用电磁搅拌与结晶器喂线技术来减轻高碳小方坯中心偏析程度，包括以下步骤：1)转炉冶炼结束，出钢过程中将大部分合金随钢流加入钢包内，完成初步的脱氧合金化，然后将钢水进行LF精炼处理；2)LF精炼过程中将钢水温度控制在1550-1590℃的范围内，然后将钢包吊至150mm×150mm连铸机进行浇注；3)浇注过程实施结晶器电磁搅拌，电磁搅拌参数：搅拌电流250-350A，搅拌频率3-7HZ。4)在实施结晶器电磁搅拌的条件下向结晶器中喂入含钛包芯线，喂线速度为0.5-5m/min；5)在实施结晶器电磁搅拌、结晶器喂线的条件下，实施结晶器末端电磁搅拌，电磁搅拌参数：电流350-400A，搅拌频率6-10HZ；进一步的，步骤4)中的含钛包芯线包皮厚度为0.15-0.25mm、直径为3-5mm。进一步的，含钛包芯线内的包芯线粉末粒度为50-150目，且芯粉重量为30-50g/m，芯粉含钛量为5.2％-10.3％，其余为Fe。实施例1一种减轻高碳钢小方坯中心偏析的方法，连铸过程中通过同时采用电磁搅拌与结晶器喂线技术来减轻高碳小方坯中心偏析程度，包括以下步骤：1)转炉冶炼结束，出钢过程中将大部分合金随钢流加入钢包内，完成初步的脱氧合金化，且转炉合金化后成分如表1。表12)转炉合金化钢水点运至LF精炼处理，在LF精炼处理中快速造渣和进一步脱氧合金化，出站温度为1580℃，且精炼结束后钢水成分如表2。表23)精炼结束后将钢水调运至150mm×150mm连铸机进行浇注，中包温度控制在1490-1515℃，拉速按照1.8m/s控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减轻高碳钢小方坯中心偏析的方法，其特征在于：连铸过程中通过同时采用电磁搅拌与结晶器喂线技术来减轻高碳小方坯中心偏析程度，包括以下步骤：/n1)转炉冶炼结束，出钢过程中将大部分合金随钢流加入钢包内，完成初步的脱氧合金化，然后将钢水进行LF精炼处理；/n2)LF精炼过程中将钢水温度控制在1550-1590℃的范围内，然后将钢包吊至150mm×150mm连铸机进行浇注；/n3)浇注过程实施结晶器电磁搅拌，电磁搅拌参数：搅拌电流250-350A，搅拌频率3-7HZ。/n4)在实施结晶器电磁搅拌的条件下向结晶器中喂入含钛包芯线，喂线速度为0.5-5m/min；/n5)在实施结晶器电磁搅拌、结晶器喂线的条件下，实施结晶器末端电磁搅拌，电磁搅拌参数：电流350-400A，搅拌频率6-10HZ；/n

【技术特征摘要】
1.一种减轻高碳钢小方坯中心偏析的方法，其特征在于：连铸过程中通过同时采用电磁搅拌与结晶器喂线技术来减轻高碳小方坯中心偏析程度，包括以下步骤：
1)转炉冶炼结束，出钢过程中将大部分合金随钢流加入钢包内，完成初步的脱氧合金化，然后将钢水进行LF精炼处理；
2)LF精炼过程中将钢水温度控制在1550-1590℃的范围内，然后将钢包吊至150mm×150mm连铸机进行浇注；
3)浇注过程实施结晶器电磁搅拌，电磁搅拌参数：搅拌电流250-350A，搅拌频率3-7HZ。
4)在实施结晶器电磁搅拌的条件下向结晶器中喂入含钛包芯线，喂线速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡明，王立洲，范伟，翟有有，陈开锋，寇劲松，李晓燕，杨超，
申请(专利权)人：甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62