连铸方法技术

一种连铸方法，在凝固的最后阶段压下铸坯，从而尽可能减少铸坯中心的偏析与中心疏松，尤其是防止点状偏析。压下是在铸坯中心固相率达到０．２之后开始，而且进行压下是为了补偿在压下的截面中由于铸坯的凝固与冷却而引起的体积收缩的总量，直到中心固相率达到０．９。然后，以大于等于０．０８％／ｍ且小于等于１．５％／ｍ的压下率而继续进行压下。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1.专利
本专利技术涉及一种能尽可能减少偏析的，更具体而言，涉及一种能防止合金元素如C、Mn、Si、P、S等沿铸坯厚度方向上在铸坯的中心部分发生偏析而制造均质钢的。2.相关工艺描述的重要问题之一是如何减少在铸坯的中心部分造成的偏析和中心疏松。为防止偏析，已采用电磁搅拌技术和低温浇铸。它们是根据一种偏析扩散技术来产生大量的等轴晶，再进而引入一种高水平的净化工艺来减少钢水中的杂质元素(特别是P，S等)，并且采用通过密排小直径辊来防止未凝固的铸坯产生鼓肚变形的技术，而这些对策分别获得了相当好的结果。但是，当涉及到凝固的最后阶段时，对于钢水流动所引起的偏析以及在凝固最终时由于凝固时体积收缩而形成的中心疏松而言，还没有形成一个满意的解决方法。为解决这个问题，最新的建议在连铸工艺的最后阶段设置多个压辊，由此在凝固最后阶段，以低压下率压下中心部分未凝固的铸坯。当以低压下率压下铸坯时，通过限制钢水的上述流动而防止了偏析，并且通过补偿凝固过程中的体积收缩而防止了中心疏松，因而可以得到无浇铸缺陷的连铸产品。以低压下率实现压下的工艺是已知的，例如从日本审定的专利公开号(Japanese Examined Publication)59-16862，日本审定的专利公开号3-6855，日本审定的专利公开号3-8863，日本审定的专利公开号3-8864，日本审定的专利公开号4-20696，日本审定的专利公开号4-22664以及日本审定的专利公开号5-30548。这些已知的工艺关于实现压下的区间(“区间”此处是指在拉坯过程的末端，考虑到铸坯中心部分未凝固，从压下开始直到压下结束。此术语“区间”在下文描述中含义相同)提出了几个构思(采用铸坯中心部分的固相率的变化作为参考的思考方法)。当总体研究这些工艺时，它们的共同构思在于，在拉坯过程的后半部分中，在该中心部分形成高的固相率时，即中心固相率达到例如0.8到0.9时，即使存在未凝固的钢水，也被认为是达到了限制钢水流动的时刻，此后停止压下或以少量进行压下。在连铸中固化晶的形成与生长这里将参照板坯的浇铸加以说明。首先，在大板坯的四面附近产生大量的晶核，然后它们开始大致沿垂直于表面的方向呈柱状晶而分别长大(朝向大板坯的中心)。结果是，当从大板坯的纵向横截面观察时，形成一种固化的结构(柱状晶结构)，其中许多结晶各自象柱状一样彼此互相接触而从大板坯表面向着其中心延伸，当各个柱状晶的末端(凝固的前沿表面)在穿过大板坯中心的直线上彼此相对碰撞时，该柱状晶的延伸停止。但是，在微观状态下观察结晶生长的状态时，相邻柱状晶的生长速度实际上并不总是相同的，因而在晶体生长的终点附近(凝固终点附近)的结晶末端到相邻柱状晶末端的连线呈现锯齿状态。当在这种状态中继续进行结晶的生长，而且达到这样的时刻即具有更高的生长速度的相对晶体的末端开始彼此碰撞时，如附图说明图1(B)中所示，在未接触碰撞的晶体的末端保留着未凝固钢水的液相的液体滞留部分。杂质元素如P，S等的凝固被延迟而以聚集的状态被熔入这一部分。由于未凝固的钢水的流动在这种状态下受到限制，所以当在这种状态下凝固结束时，如图1(C)所示，就有点状偏析形成。但是，当大板坯被继续压下时，上述的液体滞留部分由于压下而被破坏，集中着杂质元素的未凝固钢水的一部分沿双向散布开以便于沿着凝固的前沿表面穿过碰撞的晶体末端的间隔，(当在垂直于纸面的横截面中观察未凝固的钢水时，它以网格的形状散布开)并且在此状态下实现钢的凝固。结果是，形成一种比较粗的线状偏析，即，如图1(D)中所示的偏析线。当形成线状偏析时，由于氢引起的裂纹容易从偏析部分产生，因此要求在例如钢管钢中避免形成线状偏析。所以，当固相率在中心部分增大且未凝固钢水的流动性由此受到限制时，建议不要在这种状态下进行压下。另一方面，在连铸具有大截面面积的大方坯时，在结晶器中采用电磁搅拌技术和低温浇铸技术可以在铸坯轴向中心部分产生大约超过10％的铸坯宽度的等轴晶区。当中心固相率达到和上述连铸大板坯一样高时停止压下铸坯，上述的点状偏析就比较大并能形成例如3～5mm大的尺寸。当形成这么大的点状偏析时，因为这部分含有高浓度的杂质元素，所以在后处理的冷加工中，在高碳钢材料、如轮胎帘线和弹簧钢中，从偏析部分产生线断裂的危险性增大了。当利用产生大量等轴晶的偏析扩散技术浇铸大板坯时，这个问题也会出现。专利技术概述考虑到以上的情况本专利技术的目的是提供一种，由此在铸坯的轴向中心形成大量的等轴晶，特别是指一种方法，它在连铸大方坯时，不仅能防止由钢水流动造成的偏析以及防止在凝固的最后由于凝固时体积收缩而形成的中心疏松，而且使留在凝固最后部分的未凝固液相部分造成的点状偏析得到改善。按照本专利技术能解决以上问题，提供一种，由此能在铸坯的轴向中心部分形成大量等轴晶区，特别是一种连铸大方坯的方法，其中本专利技术的要点在于，在铸坯的中心部分固相率为0.2到0.8～0.9的区间内在辊对之间压下铸坯以补偿由于铸坯凝固和冷却而引起的体积收缩的总量；在紧接上面的区间直到偏析结束的这段区间内，以一定的比率继续对铸坯进行压下，使得此处用压下率(％/m)来表示沿拉坯方向铸坯单位长度(单位米)的厚度方向的压下量的比率(％此值由压下量除以铸坯的原始厚度，再乘以100而定)，在这段区间内压下率大于等于0.08％/m且小于等于1.50％/m，优选地为大于等于0.3％/m且小于等于1.50％/m。应当指出，优选地是在这样的区域内实现压下，即在从中心部分固相率为0.2的位置到固相率为0.9的位置之间的区域内实现压下，使得当铸坯的中心固相率的值处于以下(1)、(2)、(3)、(4)、(5)区间内时，压下率满足以下条件(A)、(B)、(C)、(D)及(E)。在区间(1)中0.2≤中心固相率＜0.35；压下率(％/m)＝0.70～0.90(A)在区间(2)中0.35≤中心固相率≤0.45；压下率(％/m)＝0.30～0.90(B)在区间(3)中0.45＜中心固相率＜0.65；压下率(％/m)＝0.30～0.48(C)；在区间(4)中0.65≤中心固相率≤0.75；压下率(％/m)＝0.08～0.48(D)在区间(5)中0.75＜中心固相率＜0.9，压下率(％/m)＝0.08～0.16(E)那就是说，这个区域根据凝固的增长至少被分成五个部分而通过将压下率改变到较小的值(A)→(B)→(C)→(D)→(E)而实现连铸。虽然根据本专利技术实现压下所用设备的条件几乎没有任何限制，可以采用多个或一个具有压下效果且辊子有效长度为0.2～0.8倍的铸坯宽度的压下辊，在铸坯的中心部分固相率达到0.35～0.45之后的区域内，作用在铸坯上下两侧或该上下两侧中的任意一侧而进行压下。应当指出，虽然本专利技术的效果在连铸高碳钢大方坯时最为显著，但本专利技术的工艺范围却并非仅限于此。附图简述图1示出在柱状晶凝固中压下所引起的偏析模式的变化；图2示出在等轴晶凝固中压下所引起的偏析模式的变化；图3示出在本专利技术中如何使用短宽度辊；图4示出在中心固相率为0.85之后，由压下率的变化引起的最大偏析颗粒尺寸的变化；以及图5示意出铸坯横截面的中心部分的宏观结构。优选实施方案描述本专利技术粗略地将铸坯被压下的区域分为两部分。第一部分是一个从铸坯中心部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连铸方法，用这种方法在辊对之间压下在轴向中心部分具有宽等轴晶区的连续铸坯的同时拉出该铸坯，在从铸坯中心部分固相率为０．２的位置到固相率为０．９的位置的这段区间内铸坯被压下，以便于补偿在这个区间内由于铸坯的冷却和凝固而产生的体积收缩的总量；在紧接上段区间直到铸坯凝固结束的这段区间内，铸坯以一定的比率被连续压下，使得此处用压下率（％／ｍ）来表示沿铸坯拉坯方向铸坯单位长度（单位：米）的压下量与铸坯原始厚度的比率（％），在这段区间内压下率大于等于０．８％／ｍ且小于等于１．５％／ｍ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：绫田研三，森秀夫，石黑进，新田正树，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]