一種消除高碳鋼小方坯表面不規(guī)則振痕的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種消除高碳鋼小方坯表面不規(guī)則振痕的方法，在不改變原連鑄工藝參數(shù)的前提下，合理精確化選擇保護渣理化參數(shù)，所選擇的結(jié)晶器保護渣四元堿度R{w(CaO)+w(MgO)}/{w(SiO

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種消除高碳鋼小方坯表面不規(guī)則振痕的方法
本專利技術(shù)屬于冶金
具體涉及一種消除高碳鋼小方坯表面不規(guī)則振痕的方法。
技術(shù)介紹
振痕是結(jié)晶器周期性振動作用下鑄坯表面形成的具有一定深度的橫向皺折。一般地，規(guī)則的振痕屬于連鑄坯正常的表面形貌，不會給最終產(chǎn)品質(zhì)量帶來影響。然而，形狀紊亂、異常的振痕則可能增加表面裂紋及卷渣缺陷的發(fā)生概率，并在后續(xù)軋制過程中難以軋合，導致軋材返廢。高碳鋼作為一類優(yōu)質(zhì)碳素鋼在國民生產(chǎn)中有著廣泛的用途，其經(jīng)適當熱處理或冷拔硬化后，具有高的強度和硬度、高的彈性極限和疲勞極限。高碳鋼與低碳鋼相比，高碳鋼中C、P、S偏析大，高溫塑性較差，其在結(jié)晶器內(nèi)初生坯殼強度較低，在鋼液靜壓力作用下坯殼和結(jié)晶器壁接觸緊密。這一方面阻礙了保護渣液渣向坯殼與結(jié)晶器壁間的流入，另一方面增加了坯殼表面與結(jié)晶器壁的接觸摩擦。此外，高碳鋼的液相線溫度較低，鋼水澆注溫度要低于其它鋼種，不利于保護渣的熔化，從而影響保護渣向結(jié)晶器壁和鑄坯之間的流入。由此可以看出，高碳鋼坯殼在凝固過程中與結(jié)晶器壁接觸緊密，易產(chǎn)生較大的摩擦力、鑄坯與結(jié)晶器間潤滑不良等問題，常常導致鑄坯表面振痕不規(guī)則。目前，針對上述問題，改善高碳鋼鑄坯表面不規(guī)則振痕的思路主要從改善鑄坯與結(jié)晶器間潤滑效果出發(fā)，保證合理的保護渣消耗量，減小結(jié)晶器壁與鑄坯的摩擦力，途徑主要有：1)調(diào)整連鑄工藝參數(shù)；2)優(yōu)化保護渣理化性能；3)改進結(jié)晶器振動參數(shù)等。調(diào)整連鑄工藝參數(shù)主要是降低拉速，以達到增大保護渣消耗量的目的，然而，過分地減小拉速會降低連鑄機的生產(chǎn)效率，也會影響整個生產(chǎn)調(diào)度的節(jié)奏，不具有實際意義。優(yōu)化保護渣性能主要是選擇合理的保護渣理化參數(shù)，包括保護渣黏度、熔化溫度及堿度等，然而，在實際生產(chǎn)過程中，隨著澆注鋼種、斷面、連鑄工藝參數(shù)特別是拉速的變化，保護渣黏度及熔化溫度很難滿足變化的生產(chǎn)要求，常根據(jù)經(jīng)驗來選擇，沒有良好的適用性和穩(wěn)定性，此外，目前保護渣的堿度一般用二元堿度來表示，即w(CaO)/w(SiO2)，這往往忽視了保護渣中其它主要成分的影響，不能準確地描述保護渣的性質(zhì)。改進結(jié)晶器振動參數(shù)主要是調(diào)整合適的振動頻率及振幅，一般地，結(jié)晶器正弦振動頻率、振幅與拉速成正相關(guān)的線性關(guān)系，振動頻率與振幅是拉速的增函數(shù)，而保護渣消耗量是拉速、振頻的減函數(shù)，鑄坯與結(jié)晶器間的最大摩擦力是結(jié)晶器振動速度和拉坯速度的增函數(shù)，若拉速增加，振動頻率和振動速度也會增加，這會進一步降低保護渣的消耗量，增大鑄坯與結(jié)晶器間的摩擦力，導致坯殼與結(jié)晶器的潤滑效果進一步惡化。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種消除高碳鋼小方坯表面不規(guī)則振痕的方法，通過合理選擇保護渣理化參數(shù)、結(jié)晶器振動參數(shù)方面進行控制。該方法能夠穩(wěn)定控制合適的高碳鋼保護渣消耗量，保證鑄坯與結(jié)晶器間的潤滑效果，消除高碳鋼小方坯表面不規(guī)則振痕。為解決上述的技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案如下：一種消除高碳鋼小方坯表面不規(guī)則振痕的方法，該高碳鋼小方坯的生產(chǎn)流程包括：轉(zhuǎn)爐或電爐→LF精煉→小方坯連鑄，其化學成分按照質(zhì)量百分比計包括：C0.60～1.10％，Si0.10～0.50％，Mn0.20～1.20％，P≤0.018％，S≤0.015％，其它合金元素≤0.5％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；連鑄過程中結(jié)晶器保護渣主要理化參數(shù)如下：保護渣四元堿度R為0.64～0.70，R＝{w(CaO)+w(MgO)}/{w(SiO2)+w(Al2O3)}；保護渣熔化溫度滿足Tl-450≤Tm≤Tl-420，其中，Tm為保護渣熔化溫度，℃，Tl為澆注高碳鋼鋼種中的最低液相線溫度，℃；保護渣黏度滿足η＝0.4/v+0.02，其中，η為保護渣黏度，Pa·s，1300℃，v為拉速，m/min；連鑄過程中振動參數(shù)控制如下：結(jié)晶器采用正弦振動，振動頻率滿足f＝-16v2+23v+220，其中，f為結(jié)晶器振頻，次/min，v為拉速，m/min；振動振幅滿足s＝-0.8v2+2v+3.8，其中，s為結(jié)晶器振幅，mm，v為拉速，m/min。進一步，所述的消除高碳鋼小方坯表面不規(guī)則振痕的方法中高碳鋼小方坯斷面為(130×130)～(160×160)mm2，中間包鋼水的過熱度控制在25～35℃，拉速為1.25～2.80m/min。更進一步，所述的消除高碳鋼小方坯表面不規(guī)則振痕的方法中連鑄過程中結(jié)晶器冷卻水量為1750～1850L/min，結(jié)晶器振動的負滑脫時間為0.10～0.12s。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本專利技術(shù)至少具有如下有益效果：1.本專利技術(shù)合理精確地選擇保護渣理化參數(shù)，采用了四元堿度，與一般保護渣采用的二元堿度相比更為準確，同時，充分考慮了保護渣熔化溫度、黏度與澆注鋼種、斷面、連鑄拉速間的變化關(guān)系，能夠適應不同的連鑄生產(chǎn)工藝，具有較強的適用性。2.本專利技術(shù)合理準確設置結(jié)晶器振動參數(shù)，采用結(jié)晶器振動參數(shù)與拉速成二次函數(shù)的關(guān)系，保證合適的振動參數(shù)范圍，并在工作拉速下振動參數(shù)與拉速成減函數(shù)關(guān)系，從而保證即使在高拉速下也能保持有合理的保護渣消耗量。3.不改變連鑄本身的工藝參數(shù)，從而不會影響連鑄機的生產(chǎn)節(jié)奏以及生產(chǎn)效率。4.本專利技術(shù)通過精確選擇結(jié)晶器冷卻水量，并合理設置結(jié)晶器振動參數(shù)，穩(wěn)定控制保護渣消耗量不低于0.3kg/t，從而保證鑄坯與結(jié)晶器間的潤滑效果。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本專利技術(shù)作詳細說明實施例1某車間生產(chǎn)高碳鋼65Mn時，所冶煉的高碳鋼鋼水的化學成分按照質(zhì)量百分比計包括：C0.64％，Si0.25％，Mn0.95％，P0.015％，S0.012％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)的高碳鋼鋼種中液相線溫度最低為1460℃，連鑄機生產(chǎn)斷面為140×140mm2。連鑄時，中間包過熱度為30～34℃，結(jié)晶器冷卻水量為1800L/min，連鑄機工作拉速穩(wěn)定在2.5m/min，所選擇的結(jié)晶器保護渣四元堿度R{w(CaO)+w(MgO)}/{w(SiO2)+w(Al2O3)}為0.70，保護渣熔化溫度Tm(℃)與澆注所有鋼種中最低液相線溫度Tl(℃)滿足關(guān)系Tl-450≤Tm≤Tl-420，保護渣黏度η(Pa·s,1300℃)與拉速v(m/min)滿足關(guān)系η＝0.4/v+0.02，保護渣主要理化參數(shù)如表1所示，其中熔化溫度為半球點法所測量溫度。表1高碳鋼保護渣主要理化參數(shù)保護渣類型黏度1300℃/(Pa·S)熔化溫度/℃四元堿度高碳保護渣0.181010～10400.70結(jié)晶器采用正弦振動，結(jié)晶器振頻f(次/min)與拉速v(m/min)滿足關(guān)系f＝-16v2+23v+220，結(jié)晶器振幅s(mm)與拉速v(m/min)滿足關(guān)系s＝-0.8v2+2v+3.8，結(jié)晶器主要振動參數(shù)如表2所示。表2結(jié)晶器主要振動參數(shù)斷面/mm2拉速/m·min-1振動頻率/次·min-1振幅/mm負滑脫時間/s140×1402.51773.60.10經(jīng)測量，該連鑄過程中保護渣消耗量為0.32kg/t。連鑄結(jié)束后，對所生產(chǎn)的爐次隨機取鑄坯樣品，熱酸洗后觀察鑄坯表面質(zhì)量，可見采用本專利技術(shù)生產(chǎn)的高碳鋼65Mn鑄坯質(zhì)量良好，表面振痕正常有規(guī)則。對比實施例1某車間生產(chǎn)高碳鋼65Mn時，所冶煉的高碳鋼鋼水的化學成分按照質(zhì)量百分比計包括：C0.64％，Si0.25％，Mn0.95％，P0.015％本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種消除高碳鋼小方坯表面不規(guī)則振痕的方法，該高碳鋼小方坯的生產(chǎn)流程包括：轉(zhuǎn)爐或電爐→LF精煉→小方坯連鑄，其化學成分按照質(zhì)量百分比計包括：C?0.60～1.10％，Si?0.10～0.50％，Mn?0.20～1.20％，P≤0.018％，S≤0.015％，其它合金元素≤0.5％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；其特征在于，連鑄過程中結(jié)晶器保護渣主要理化參數(shù)如下：保護渣四元堿度R為0.64～0.70，R＝{w(CaO)+w(MgO)}/{w(SiO

【技術(shù)特征摘要】
1.一種消除高碳鋼小方坯表面不規(guī)則振痕的方法，該高碳鋼小方坯的生產(chǎn)流程包括：轉(zhuǎn)爐或電爐→LF精煉→小方坯連鑄，其化學成分按照質(zhì)量百分比計包括：C0.60～1.10％，Si0.10～0.50％，Mn0.20～1.20％，P≤0.018％，S≤0.015％，其它合金元素≤0.5％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；其特征在于，連鑄過程中結(jié)晶器保護渣主要理化參數(shù)如下：保護渣四元堿度R為0.64～0.70，R＝{w(CaO)+w(MgO)}/{w(SiO2)+w(Al2O3)}；保護渣熔化溫度滿足Tl-450≤Tm≤Tl-420，其中，Tm為保護渣熔化溫度，℃，Tl為澆注高碳鋼鋼種中的最低液相線溫度，℃；保護渣黏度滿足η＝0.4/v+0.02，其中，η為保護渣黏度，Pa·s，130...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐松，鄒長東，周青峰，蘇篤星，
申請(專利權(quán))人：江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32