一种中高碳钢盘条用连铸坯表层晶界网状渗碳体控制方法技术

本发明专利技术属于冶金技术领域，具体涉及一种中高碳钢盘条用连铸坯表层晶界网状渗碳体控制方法。本发明专利技术的方法通过严格控制中高碳钢生产工艺的连铸工序中的结晶器保护渣总厚度和液渣层厚度，以及结晶器振动的横、纵偏振量，可以避免破坏结晶器内钢水弯月面位置处的保护渣结构，使保护渣的富碳层不与连铸坯表层接触而发生增碳，由此可避免连铸坯表层晶界形成网状渗碳体，进而能够完全消除连铸坯表层晶界渗碳体组织，既不增加冶炼成本，也不影响连铸坯金属收得率。属收得率。属收得率。

【技术实现步骤摘要】
一种中高碳钢盘条用连铸坯表层晶界网状渗碳体控制方法


[0001]本专利技术属于冶金
，具体涉及一种中高碳钢盘条用连铸坯表层晶界网状渗碳体控制方法。

技术介绍

[0002]碳含量为0.30~0.70%的中高碳钢盘条主要包括弹簧钢、冷镦钢、优质碳素钢、工具钢等，广泛应用于建筑、基建、汽车、机械等领域，用途的特殊性使得对生产盘条用连铸坯表面质量有着严格要求。
[0003]中高碳钢连铸生产时，结晶器保护渣的液渣层上方存在着很薄但碳含量很高的富碳层，其碳含量最高可达保护渣中原始碳含量的5倍左右，富碳层不仅碳含量高，而且具有非烧结特性，很容易与钢水混合，造成连铸坯表面局部增碳，进一步使得连铸坯表层晶界形成网状渗碳体组织。依据金属流变特性，该组织最终遗传至盘条表层，由于网状渗碳体组织塑性差，导致盘条在使用过程中可能会出现裂纹、脆断等质量风险，因此，非常有必要对中高碳钢盘条用连铸坯局部增碳进行控制，以减少甚至避免形成表层晶界网状渗碳体。
[0004]目前，控制中高碳钢盘条用连铸坯局部增碳形成表层晶界网状渗碳体的方法主要有：1）采用微碳或无碳保护渣，通过减少保护渣中的碳含量，来消除富碳层对铸坯的增碳，但为保证保护渣性能，需添加其他化合物如Li2O等，会导致冶炼成本增加；2）通过优化连铸工艺减轻铸坯表面增碳，进一步结合轧制工艺氧化去除铸坯表面增碳，但这会降低金属收得率，同样也会增加冶炼成本。可见，上述方法都不能完全消除连铸坯表层因局部增碳而形成的网状渗碳体组织，那么对于本领域技术人员而言，如何完全消除中高碳钢连铸坯表层晶界渗碳体组织成为亟待解决的一个技术难题。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本专利技术要解决的技术问题是现有技术不能完全消除连铸坯表层因局部增碳而形成网状渗碳体组织，导致冶炼成本高且产品质量风险大，进而提供一种可完全消除中高碳钢连铸坯表层晶界渗碳体组织的控制方法。
[0006]本专利技术还提供了一种由上述中高碳钢连铸坯表层晶界渗碳体组织控制方法生产的中高碳钢连铸坯，所述连铸坯的表层晶界不存在渗碳体组织。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一方面，本专利技术提供了一种中高碳钢连铸坯表层晶界渗碳体组织控制方法，该方法需要在中高碳钢生产工艺的连铸工序中满足以下工艺条件：（1）结晶器保护渣的总渣层厚度为80~120mm，液渣层厚度为3~7mm；以及（2）结晶器振动的横向偏振量为0~0.2mm，纵向偏振量为0~0.2mm。
[0008]在本专利技术的一些实施例中，所述中高碳钢中的碳含量以质量百分数计为0.30~0.70%。
[0009]在本专利技术的一些实施例中，所述连铸工序使用的连铸机的断面尺寸为140mm
×
140mm~180 mm
×
180mm。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，所述连铸机的拉速为2.8~4.2m/min。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，所述连铸工序中使用的中间包内钢水的过热度为10~15℃。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，所述保护渣的二元碱度(R=m(CaO)/m(SiO2))为0.6~0.8。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，所述保护渣的熔点为1000~1100℃，熔速为30~60s。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，所述保护渣在1300℃下的粘度为0.15~0.35Pa
•
s。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，以质量百分数计，所述保护渣的化学成分为SiO
2 31~35%、CaO 23~27%、MgO 2.0~5.0%、Al2O
3 1.0~3.0%、Na2O 7~9%、F 4~6%、C 13~17%，其余为不可避免的杂质。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，所述结晶器的振动参数为振幅4~6mm，振频150~170cpm。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，所述结晶器的电磁搅拌参数为电流300~500A，频率8~12Hz。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，所述结晶器的冷水量为2000~2600L/min。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，所述结晶器内液面波动范围在
±
1~2mm。
[0020]另一方面，本专利技术还提供了一种中高碳钢连铸坯，由上述中高碳钢连铸坯表层晶界渗碳体组织控制方法生产得到。所述连铸坯的表层晶界不存在渗碳体组织。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有如下优点：本专利技术实施例提供的中高碳钢连铸坯表层晶界渗碳体组织控制方法，需要在中高碳钢生产工艺的连铸工序中严格控制结晶器中保护渣的总厚度和液渣层厚度，以及结晶器振动的横、纵偏振量，以避免破坏结晶器内钢水弯月面位置处的保护渣结构，使保护渣的富碳层不与连铸坯表层接触而发生增碳，由此可避免连铸坯表层晶界形成网状渗碳体，进而能够完全消除连铸坯表层晶界渗碳体组织，既不增加冶炼成本，也不影响连铸坯金属收得率。
[0022]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术实施例3制备的连铸坯表层金相图。
具体实施方式
[0025]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其
他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0026]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
[0027]本专利技术的专利技术构思如下：中高碳钢盘条用途的特殊性使得对生产盘条用连铸坯的表面质量有着严格要求。当连铸坯因表层局部增碳而形成网状渗碳体时，依据组织遗传特性，对应的盘条表层易形成网状渗透体组织，进行深加工时，由于网状渗碳体组织变形性与基体组织存在差异，易导致裂纹脆断，从而影响产品质量。为解决上述技术问题，专利技术人依据钢中碳含量及连铸机断面尺寸，首先，选择合适的连铸机拉速及钢水过热度，采用低熔点、低熔速保护渣在结晶器内钢水弯月面上方形成稳定的三层结构（粉渣层、烧结层、液渣层），进一步地，通过控制保护渣的总渣层厚度，并采用结晶器电磁搅拌促进保护渣熔化，保证液渣层厚度为3~7mm。然后，控制结晶器振动参数，使得在前述拉速下保护渣的加入量与消耗量能够保持平衡，并结合结晶器电磁搅拌、冷却水量，保证结晶器内坯壳均匀生长。最后，控制结晶器液面波动及横、纵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中高碳钢连铸坯表层晶界渗碳体组织控制方法，其特征在于，在中高碳钢生产工艺的连铸工序中，满足以下工艺条件：（1）结晶器保护渣的总渣层厚度为80~120mm，液渣层厚度为3~7mm；以及（2）结晶器振动的横向偏振量为0~0.2mm，纵向偏振量为0~0.2mm。2.根据权利要求1所述的中高碳钢连铸坯表层晶界渗碳体组织控制方法，其特征在于，所述中高碳钢中的碳含量以质量百分数计为0.30~0.70%。3.根据权利要求1所述的中高碳钢连铸坯表层晶界渗碳体组织控制方法，其特征在于，所述连铸工序使用的连铸机的断面尺寸为140mm
×
140mm~180 mm
×
180mm。4.根据权利要求3所述的中高碳钢连铸坯表层晶界渗碳体组织控制方法，其特征在于，所述连铸机的拉速为2.8~4.2m/min；可选地，所述连铸工序中使用的中间包内钢水的过热度为10~15℃。5.根据权利要求1~4任一项所述的中高碳钢连铸坯表层晶界渗碳体组织控制方法，其特征在于，所述保护渣的二元碱度为0.6~0.8；可选地，所述保护渣的熔点为1000~1100℃，熔速为30~60s；可选地，所...

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