一种改善弹簧钢矩形坯碳偏析的连铸方法技术

一种改善弹簧钢矩形坯碳偏析的连铸方法，通过对连铸工序的大包和中包钢水浇铸温度和温度梯度

【技术实现步骤摘要】
一种改善弹簧钢矩形坯碳偏析的连铸方法


[0001]本专利技术属于冶金
，提供一种改善弹簧钢矩形坯碳偏析的连铸方法
。

技术介绍

[0002]在连铸生产过程中，铸坯由于钢液凝固过程中的选分结晶存在成分的偏析，所有元素中碳元素的偏析最常见
。
本专利技术涉及的采用矩形大方坯生产的弹簧钢是汽车重要零部件的母材，碳偏析是影响其铸坯内部质量的严重缺陷，铸坯碳偏析经轧制后遗传到钢材产品中，会造成钢材成分不均匀，影响其抗拉强度和抗疲劳性能等
。
本专利技术涉及的碳含量超过
0. 52%
的弹簧钢属于亚共析钢，钢中渗碳体比例超过
10%
，显微组织有珠光体
+
先共析渗碳体，容易产生碳偏析
。
对于横截面大于
350mm
×
430mm
以上矩形大方坯，铸坯凝固过程中横截面的宽面方向与窄面方向的等轴晶形成和生长存在方向差异，铸坯碳偏析程度也存在宽面方向与窄面方向的差异，控制铸坯碳偏析尤其需要针对性强
、
可操作性强的控制手段
。
弹簧钢矩形坯连铸过程中液相穴长度大（
24~26m
长），可以通过对连铸工序的结晶器电磁搅拌
、
末端电磁搅拌
、
二冷水
、
过热度
、
拉速及轻压下等连铸工艺技术参数进行有针对性的控制优化，有效控制矩形铸坯碳偏析，进一步改善弹簧钢钢材产品成分不均匀，提高其抗拉强度和抗疲劳性能等性能
。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供一种改善弹簧钢矩形坯碳偏析的控制方法，能有效获得弹簧钢矩形坯理想的碳偏析指数和截面碳极差
。
[0004]本专利技术采取的技术方案为：一种改善弹簧钢矩形坯碳偏析的连铸方法，钢种化学组成中主要元素
C
的重量百分比控制在
0.51%
‑
0.59%。
工艺流程为转炉炼钢
‑
LF
精炼
‑
RH
真空脱气
‑
矩形坯连铸，关键工艺步骤为：1）浇铸：采用一级类大包
+
大包全程加盖保温措施储运钢水，中包烘烤温度控制在
1100~1200℃
，采用下层中包覆盖剂
+
上层碳化稻壳双层保温；控制大包钢水浇铸温度，开浇炉大包过热度
60~70℃、
连浇炉大包过热度
45~55℃
；控制中包浇铸温度，开浇炉中包过热度
28~35℃、
连浇炉中包过热度
18~25℃
；控制恒拉速
0.55m/min
浇铸；采用出口对结晶器四个角的中包整体式四孔水口浇注，水口插入结晶器液面下
90~110mm
深度；2）一次冷却：控制结晶器总水量为
3400L/min
，进出水温差在
4.5~5℃
；3）二次冷却：控制二冷比水量为
0.16L/kg
，二冷各区分配比为Ⅰ区
﹕Ⅱ区
﹕Ⅲ区
=41%﹕38%﹕21%
；4）结晶器电磁搅拌：控制结晶器电磁搅拌电流为
340~360A
，频率为
2.5H
；5）末端电磁搅拌：控制末端电磁搅拌电流为
500~550A
，频率为
3Hz
；6）铸坯压下：控制轻压下
3/4/5/6/7
架装置分别压下量为
2mm/3mm/4mm/4mm/2mm
，总压下量控制为
15mm
；
7
）铸坯精整：每次浇注矩形坯弹簧钢，开浇炉头坯切除
1.8m~2.0m
，停浇炉尾坯切除
2m~2.2m
；正常铸坯浇注完后即入缓冷坑缓冷大于
24
小时，入缓冷坑温度大于
500℃。
[0005]进一步的，步骤1）中，中包烘烤控制小火
120min+
大火
180min
，烘烤完中包温度控制在
1100~1200℃
；开浇前对大包长水口
、
浸入式水口先行烘烤到
600~700℃
；浇铸过程中中包覆盖保温，开浇炉采用下层中包覆盖剂
500~600kg/
炉
+
上层碳化稻壳
250~300kg/
炉进行双层保温，连浇炉采用下层中包覆盖剂
20~60kg/
炉
+
上层碳化稻壳
10~30kg/
炉进行双层保温；控制经精炼和真空均匀化处理后的大包钢水浇铸温度，开浇炉大包过热度
60~70℃、
连浇炉大包过热度
45~55℃
；控制中包浇铸温度，开浇炉中包过热度
28~35℃、
连浇炉中包过热度
18~25℃
；每炉开浇后8分钟手动测温一次，并与连续自动测温的即时温度比较相差小于
2℃。
[0006]进一步的，步骤2）中，结晶器采用过钢量小于
5000
吨的铜管；结晶器水套与铜管之间的强冷水缝四面间隙距离差异小于
0.1mm
，浇注过程中浇注时结晶器液面波动幅度
≤
±
3mm。
[0007]进一步的，步骤7）中，矩形坯加热温度控制
1120~1220℃
，均热温度控制在
1180~1240℃
，加热时间
≥240min
；开轧温度
1050~1100℃
，进连轧温度
≥950℃
，出炉温度
940~960℃。
[0008]在采用上述技术方案生产出弹簧钢矩形坯上切出
20~25mm
厚横截面的试样，加工出一个平整
、
光滑
、
清洁的表面，试样进行覆盖宽面方向
、
窄面方向
、
对角方向共
25
点法取点钻屑，用化学法检测碳成分
。
发现中心点碳成分与所有点碳成分平均值比较的中心偏析指数为
0.98~1.05
，横截面所有点碳极差为
0.04%~0.05%。
通过对连铸工序的钢水过热度
、
拉速
、
结晶器水量
、
二冷水量
、
结晶器电磁搅拌强度
、
末端电磁搅拌强度
、
及轻压下量精确控制，获得了理想的碳偏析指数和截面碳极差
。
[0009]为了控制弹簧钢矩形坯生产的碳偏析缺陷，最主要的是促使矩形坯浇注过程中溶质元素碳在各凝固区域均匀分布，断面尺寸为
350mm
×本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种改善弹簧钢矩形坯碳偏析的连铸方法，钢种化学组成中主要元素
C
的重量百分比控制在
0.51%
‑
0.59%。
工艺流程为转炉炼钢
‑
LF
精炼
‑
RH
真空脱气
‑
矩形坯连铸
‑
轧制，其特征在于包括如下工艺步骤：1）浇铸：采用一级类大包
+
大包全程加盖保温措施储运钢水，中包烘烤温度控制在
1100~1200℃
，采用下层中包覆盖剂
+
上层碳化稻壳双层保温；控制大包钢水浇铸温度，开浇炉大包过热度
60~70℃、
连浇炉大包过热度
45~55℃
；控制中包浇铸温度，开浇炉中包过热度
28~35℃、
连浇炉中包过热度
18~25℃
；控制恒拉速
0.55m/min
浇铸；采用出口对结晶器四个角的中包整体式四孔水口浇注，水口插入结晶器液面下
90~110mm
深度；2）一次冷却：控制结晶器总水量为
3400L/min
，进出水温差在
4.5~5℃
；3）二次冷却：控制二冷比水量为
0.16L/kg
，二冷各区分配比为Ⅰ区
﹕Ⅱ区
﹕Ⅲ区
=41%﹕38%﹕21%
；4）结晶器电磁搅拌：控制结晶器电磁搅拌电流为
340~360A
，频率为
2.5H
；5）末端电磁搅拌：控制末端电磁搅拌电流为
500~550A
，频率为
3Hz
；6）铸坯压下：控制轻压下
3/4/5/6/7
架装置分别压下量为
2mm/3mm/4mm/4mm/2mm
，总压下量控制为
15mm
；7）铸坯精整：每次浇注矩形坯弹簧钢，开浇炉头坯切除
1.8m~2.0m
，停浇炉尾坯切除
2m~2.2m
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈波涛，高擎，巨银军，杨文志，黄振华，安强，
申请(专利权)人：湖南华菱湘潭钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：