一种矩形坯凝固组织对称性改善的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种矩形坯凝固组织对称性改善的控制方法，该控制方法包括：过热度控制，将中间包浇铸钢液过热度控制在15℃以上；强二次冷却控制，在二次冷却中，强二冷比水量控制在0.30～0.50L/kg

【技术实现步骤摘要】
一种矩形坯凝固组织对称性改善的控制方法


[0001]本专利技术属于钢铁冶金
，尤其涉及一种全弧形连铸机生产的矩形坯凝固组织对称性改善的控制方法。

技术介绍

[0002]随着钢铁工业的不断发展，钢铁产品质量要求日趋提升。如铁路运输正以迅猛的速度发展，并不断趋于高速化、重载化。这无疑对钢轨质量提出了更加严苛的要求。钢轨质量的提升在一定程度上体现于钢质本身质量控制水平，如高均质性、高洁净、高成分精度。其中钢轨的均质性(偏析程度越小，钢轨均质性越高)影响钢材组织的均匀性，严重的偏析会影响钢轨母材及钢轨的焊接性能，进而影响钢轨服役及使用。再如，油气运输效率要求提高、开采难度增大等发展趋势不断对铸坯质量提出更加苛刻的要求。尤其如铸坯凝固组织比例及分布——等轴晶率。不少研究分析指出，圆坯等轴晶率对穿管成材率及成品质量有重要影响。因此，提高铸坯等轴晶率，扩大中心等轴晶区，优化铸坯凝固组织均匀性就显极为重要。其次，对于齿轮钢而言，齿轮加工坯料的质量则在很大程度上决定了齿轮生产的效率及质量控制。钢铁产品质量需求的不断提升极大地促进钢铁生产装备工艺技术系统性的进步。
[0003]连铸作为钢铁冶金中的核心工序，其工序涉及的系列工艺体系对高质量钢铁产品生产起决定性作用。目前，连铸机主要有立式连铸机、立弯式及弧形连铸机。其中立式连铸机多用于生产优质钢、合金钢和裂纹敏感性钢种浇铸。但该型铸机具有设备高、投资大、不易维护的缺陷。另外，由于铸机高度较高，钢液静压力大，鼓肚变形较突出，一般只适用于生产小断面铸坯。对于立弯式连铸机而言，其属于过渡机型，其上部与立式连铸机完全相同，不同之处在于铸坯完全凝固后用顶弯装置将其顶弯90
°
，在水平方向进行切割，主要适用于小断面铸坯的浇铸。弧形连铸机是应用最多的连铸机型，但弧形连铸机在矫直过程中易产生裂纹且内弧侧存在夹杂聚集，为改善拉矫裂纹控制，一般采用多点矫直技术，内弧侧夹杂聚集的问题则通过在初始凝固阶段的一定范围内(2～3m)进行垂直浇铸，再对带液芯铸坯实施多点弯曲矫直，该类型铸机结构较全弧形连铸机复杂，多用于板坯生产。对于全弧形连铸机，其多用于圆坯及矩形坯连铸生产。结合实际生产发现，全弧形连铸机铸坯的凝固组织对称性不佳，对产品组织性能控制有不利影响。
[0004]目前，对于铸坯质量的控制研究多集中于铸坯表面质量控制、非金属夹杂物上浮去除控制及铸坯偏析控制，而铸坯的凝固组织对称性研究则较为欠缺，尤其全弧形连铸机生产多尺寸规格矩形坯的凝固组织对称性研究基本未见。
[0005]综上所述，钢铁冶金领域亟需一种提升全弧形连铸机生产的矩形坯凝固组织对称性的控制方法。

技术实现思路

[0006]基于此，为了弥补现有钢铁连铸技术的不足，提供一种全弧形连铸机生产的矩形
坯凝固组织对称性改善的控制方法，该方法提供了全弧形连铸机生产高品质矩形坯时的凝固组织对称性控制技术。
[0007]为了实现上述目的，采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供一种矩形坯凝固组织对称性改善的控制方法，包括：
[0009]过热度控制，将中间包浇铸钢液过热度控制在15℃以上；
[0010]强二次冷却控制，在二次冷却中，强二冷比水量控制在0.30～0.50L/kg
钢
；
[0011]连铸拉速控制，连铸拉速控制在0.45～1.50m/min；
[0012]电磁搅拌控制，结晶器电磁搅拌的线圈中心磁场强度在0～100
×
10
‑4T，凝固末端电磁搅拌磁场强度控制在250
×
10
‑4～350
×
10
‑4T。
[0013]进一步地，所述将中间包浇铸钢液过热度控制在15℃以上包括：将中间包浇铸钢液过热度控制在15～25℃。
[0014]进一步地，所述控制方法进一步包括：
[0015]过热度控制，将中间包浇铸钢液过热度控制在15～20℃；
[0016]强二次冷却控制，在二次冷却中，强二冷比水量控制在0.40～0.42L/kg
钢
；
[0017]连铸拉速控制，连铸拉速控制在0.45～0.50m/min；
[0018]电磁搅拌控制，结晶器电磁搅拌的线圈中心磁场强度在0T，凝固末端电磁搅拌磁场强度控制在350
×
10
‑4T。
[0019]进一步地，所述控制方法进一步包括：
[0020]过热度控制，将中间包浇铸钢液过热度控制在17～22℃；
[0021]强二次冷却控制，在二次冷却中，强二冷比水量控制在0.30～0.34L/kg
钢
；
[0022]连铸拉速控制，连铸拉速控制在0.65～0.70m/min；
[0023]电磁搅拌控制，结晶器电磁搅拌的线圈中心磁场强度在50
×
10
‑4～65
×
10
‑4T，凝固末端电磁搅拌磁场强度控制在275
×
10
‑4T。
[0024]进一步地，所述控制方法进一步包括：
[0025]过热度控制，将中间包浇铸钢液过热度控制在20～25℃；
[0026]强二次冷却控制，在二次冷却中，强二冷比水量控制在0.45～0.50L/kg
钢
；
[0027]连铸拉速控制，连铸拉速控制在1.30～1.50m/min；
[0028]电磁搅拌控制，结晶器电磁搅拌的线圈中心磁场强度在85
×
10
‑4～100
×
10
‑4T，凝固末端电磁搅拌磁场强度控制在250
×
10
‑4T。
[0029]进一步地，所述控制方法生产所得铸坯后，通过以下步骤获得铸坯偏心率：
[0030]获得铸坯厚度尺寸、铸坯中心等轴晶区长轴长和铸坯中心等轴晶区短轴长；
[0031]列出铸坯厚度尺寸、铸坯中心等轴晶区长轴长和铸坯中心等轴晶区短轴长之间的关系方程；
[0032]基于所述关系方程得出铸坯的凝固组织偏心率。
[0033]进一步地，所述关系方程为：
[0034][0035]式中，M为凝固组织偏心率，％；L为铸坯厚度尺寸的1/2，mm；d为等轴晶区中心偏移铸坯几何中心的距离，mm。
[0036]进一步地，等轴晶区中心的位置是通过以下方式确定：
[0037]凝固组织检测划分出等轴晶区；测定铸坯中心等轴晶区长轴(水平方向)并确定其1/2位置点，过该等轴晶区长轴的1/2位置点画竖直线与等轴晶区上下边界各产生一交点，两交点连线定位铸坯中心等轴晶区短轴，进一步取该短轴的1/2位置点作为等轴晶区中心点。
[0038]铸坯几何中心为常规技术手段测定的铸坯的几何中心。
[0039]进一步地，电磁搅拌控制包括：结晶器段微弱电磁搅拌至无结晶器电磁搅拌。
[0040]进一步地，连铸断面包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矩形坯凝固组织对称性改善的控制方法，其特征在于，包括：过热度控制，将中间包浇铸钢液过热度控制在15℃以上；强二次冷却控制，在二次冷却中，强二冷比水量控制在0.30～0.50L/kg
钢
；连铸拉速控制，连铸拉速控制在0.45～1.50m/min；电磁搅拌控制，结晶器电磁搅拌的线圈中心磁场强度在0～100
×
10
‑4T，凝固末端电磁搅拌磁场强度控制在250
×
10
‑4～350
×
10
‑4T。2.如权利要求1所述的矩形坯凝固组织对称性改善的控制方法，其特征在于，所述将中间包浇铸钢液过热度控制在15℃以上包括：将中间包浇铸钢液过热度控制在15～25℃。3.如权利要求2所述的矩形坯凝固组织对称性改善的控制方法，其特征在于，所述控制方法进一步包括：过热度控制，将中间包浇铸钢液过热度控制在15～20℃；强二次冷却控制，在二次冷却中，强二冷比水量控制在0.40～0.42L/kg
钢
；连铸拉速控制，连铸拉速控制在0.45～0.50m/min；电磁搅拌控制，结晶器电磁搅拌的线圈中心磁场强度在0T，凝固末端电磁搅拌磁场强度控制在350
×
10
‑4T。4.如权利要求2所述的矩形坯凝固组织对称性改善的控制方法，其特征在于，所述控制方法进一步包括：过热度控制，将中间包浇铸钢液过热度控制在17～22℃；强二次冷却控制，在二次冷却中，强二冷比水量控制在0.30～0.34L/kg
钢
；连铸拉速控制，连铸拉速控制在0.65～0.70m/min；电磁搅拌控制，结晶器电磁搅拌的线圈中心磁场强度在50
×
10
‑4～65
×
10

【专利技术属性】
技术研发人员：李红光，陈亮，陈天明，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：