一种芯部高致密度连铸厚板坯及其生产方法技术

本发明专利技术属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种芯部高致密度连铸厚板坯及其生产方法。生产方法主要包括“铁水预脱硫

【技术实现步骤摘要】
一种芯部高致密度连铸厚板坯及其生产方法


[0001]本专利技术属于钢铁冶炼
，具体涉及一种芯部高致密度连铸厚板坯及其生产方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济的腾飞，重型机械、交通运输、石油化工、船舶制造、海洋工程等领域飞速发展，同时也对钢铁材料的质量和尺寸提出了更高的要求，极大的推动了厚钢板生产工艺与装备技术的快速发展。连铸金属收得率达到98％，远高于传统模铸过程，连铸过程冷却速度快，元素偏析轻，同时省去开坯工艺，缩短生产流程，易于实现机械自动化，从而成为最佳的厚板坯生产工艺。
[0003]但是，随着连铸坯断面尺寸的增加，其内部冷却条件明显恶化，凝固组织中柱状晶发达，容易造成枝晶“搭桥”，阻止钢水向下流动补缩，加剧铸坯中心疏松和偏析等缺陷，从而影响轧材的力学性能及成品的使用性能，成为高品质钢连铸生产的共性技术难题。
[0004]为了解决上述问题，专利CN111570741A公开了一种连铸工艺与轻压下技术相结合的铸坯质量控制方法，具体包含以下步骤：(1)轻压下收缩补偿区域和轻压下液芯反流区域的定量控制；(2)铸坯收缩量的定量计算；(3)轻压下区域强冷工艺；(4)合适过热度浇铸工艺；(5)轻压下量的定量分配。该方法有利于控制铸坯芯部偏析和疏松缺陷，压下效率提高30％以上，但是，其在中心固相率为0.3
‑
0.7位置压下，中心固相率低，压下位置靠前，存在铸坯内部裂纹风险。另外，该专利并未涉及压下速率和铸坯厚度等相关说明。
[0005]专利CN107081413B公开了一种提高高层建筑用钢连铸坯中心致密度的方法，通过稳定铸机拉速、降低中间包过热度、二冷动态控制、凝固末端重压下等技术的综合运用，降低高建钢铸坯的中心疏松，进而提高铸坯中心致密度。该方法在固相率为0.9位置开始重压下，最大压下量为20mm，尽管能压合铸坯中心，提高中心致密度，但中心固相率较高，压下位置靠后，且低过热度下固相率为0.9位置中心等轴晶框架已形成，未考虑是否可以有效改善铸坯中心偏析问题，同时压下速率较大，未考虑是否会引起铸坯裂纹问题。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术要解决的技术问题在于不需要对连铸机进行重压下设备改造，克服现有技术中生产芯部高致密度连铸厚板坯存在的铸坯中心偏析和裂纹等缺陷，提供一种芯部高致密度连铸厚板坯及其生产方法。
[0007]为此，本专利技术提供如下技术方案:
[0008]本专利技术提供一种芯部高致密度连铸厚板坯，板坯厚度为300
‑
320mm，芯部致密度≥0.995，内部裂纹控制在0.02％以下；
[0009]其中，芯部致密度为板坯中心密度与板坯下表面密度的比值。
[0010]可选的，以质量百分含量计，其化学组成为：C≤0.20％、N≤0.003％、H≤0.0002％、P≤0.007％、S≤0.003％、Al 0.02～0.05％、Ti 0.01～0.03％、碳当量CE≤
0.60、冷裂纹敏感指数Pcm≤0.29。
[0011]可选的，所述板坯中心密度为板坯中心取边长为10mm正方体样本的密度；
[0012]所述板坯下表面密度为距板坯下表面5mm取边长为10mm正方体样本的密度。
[0013]本专利技术还提供一种上述芯部高致密度连铸厚板坯的生产方法，包括铁水预脱硫，转炉冶炼，LF精炼，RH真空精炼，连铸工序，
[0014]其中，连铸工序拉速为0.7
‑
0.8m/min，钢水过热度为35
‑
50℃，二冷水量为2200
‑
2500L/min；
[0015]铸坯在不同的中心固相率fs区间进行轻压下：
[0016]当0.7≤fs<0.9时，压下速率为0.008
‑
0.012mm/s，
[0017]当0.9≤fs<1时，压下速率为0.013
‑
0.017mm/s，
[0018]在fs＝1.0位置及其后5m区间，压下速率为0.018
‑
0.022mm/s。
[0019]可选的，所述转炉冶炼工序的出钢温度≥1650℃，可选的，出钢温度为1650
‑
1670℃。
[0020]可选的，转炉冶炼终点钢水磷含量≤0.006％，硫含量≤0.004％。
[0021]可选的，所述LF精炼的通电时间≤15min。
[0022]可选的，所述RH真空精炼工序中，真空度≤2mbar，脱气时间≥20min。
[0023]可选的，所述RH真空精炼工序中，控制原辅料水分含量≤0.05％，精炼结束钢水磷含量≤0.007％，硫含量≤0.003％，氮含量≤0.0025％，氢含量≤0.00015％。
[0024]可选的，所述连铸工序采用大包长水口、中包覆盖剂和浸入式水口全程保护浇铸，水口氩封流量为5
‑
7L/min。
[0025]碳当量CE＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15；
[0026]冷裂纹敏感指数Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。
[0027]可选的，所述厚板坯芯部致密度的取样示意图如图1所示，在所述厚板坯横截面中心位置取边长10mm的小立方体样品1，在同一横截面上，从距离下表面5mm处取边长10mm的小立方体样品0；使用QB/T2855
‑
2007标准的测量方法，分别测得中心样品密度ρ1和下表面样品密度ρ0，以ρ1/ρ0的值表征连铸厚板坯芯部致密度。
[0028]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0029]本专利技术提供的芯部高致密度连铸厚板坯，板坯厚度为300
‑
320mm，芯部致密度≥0.995，内部裂纹控制在0.02％以下；其中，芯部致密度为板坯中心密度与板坯下表面密度的比值。铸坯厚度大，芯部致密度高，且内部裂纹风险低，能够满足重型机械、交通运输、石油化工、船舶制造、海洋工程等领域的使用需求。
[0030]本专利技术提供的芯部高致密度连铸厚板坯的生产方法，主要包括“铁水预脱硫
→
转炉冶炼
→
LF精炼
→
RH真空精炼
→
连铸”等工序。本领域通常认为高拉速和高过热度不利于铸坯偏析的控制，而本专利技术却采用高拉速(0.7
‑
0.8m/min)和高过热度(35
‑
50℃)浇铸以及二冷区强冷(二冷水量2200
‑
2500L/min)工艺，促进柱状晶的生长，在保证柱状晶高致密度的同时，保持中心液芯具备较好的流动性；根据不同固相分数时液芯的偏析、疏松及变形能力特性，在不同的固相分数区间采用不同的压下速率，既促进中心浓化钢水的逆向流动，减小铸坯中心偏析，又提高内部致密度，同时不产生裂纹，凝固结束后5m区间采用较大的压下速率和较小的压下量可以实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯部高致密度连铸厚板坯，其特征在于，板坯厚度为300
‑
320mm，芯部致密度≥0.995，内部裂纹控制在0.02％以下；其中，芯部致密度为板坯中心密度与板坯下表面密度的比值。2.根据权利要求1所述的芯部高致密度连铸厚板坯，其特征在于，以质量百分含量计，其化学组成为：C≤0.20％、N≤0.003％、H≤0.0002％、P≤0.007％、S≤0.003％、Al 0.02～0.05％、Ti 0.01～0.03％、碳当量CE≤0.60、冷裂纹敏感指数Pcm≤0.29。3.根据权利要求1或2所述的芯部高致密度连铸厚板坯，其特征在于，所述板坯中心密度为板坯中心取边长为10mm正方体样本的密度；所述板坯下表面密度为距板坯下表面5mm取边长为10mm正方体样本的密度。4.一种权利要求1
‑
3任一项所述的芯部高致密度连铸厚板坯的生产方法，其特征在于，包括铁水预脱硫，转炉冶炼，LF精炼，RH真空精炼，连铸工序，其中，连铸工序拉速为0.7
‑
0.8m/min，钢水过热度为35
‑
50℃，二冷水量为2200
‑
2500L/min；铸坯在不同的中心固相率fs区间进行轻压下：当0.7≤fs<0.9时，压下速率为0.008
‑
0.012mm/s，当0.9≤fs<1...

【专利技术属性】
技术研发人员：麻晗，马建超，张康晖，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：