CN1036640C - 长形钢材的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产具有长形轧制件原始尺寸的轧制原材料的制造方法，即将钢水注入一个水冷连铸结晶器内，钢在结晶器内部分凝固，形成一环状的横截面为圆形、椭圆形或多于四角的多角形的条坯铸壳，其周长至少为200mm，条坯在直至完全凝固之前，其横截面积被置于结晶器下的、可使条坯变形的支承件挤压变小，在保持条坯周长基本不变的条件下，坯料的横截面形状被整形为至少有四角的多角形或椭圆形或圆形。本发明可抑制或消除中间偏析。

Description

长形钢材的制造方法
本发明涉及一种在连铸结晶器中通过连续浇铸生产长形钢材的方法。
在已知技术中(如DE3606507C2)已公开了用连铸机生产具有圆形铸件截面的长形钢材以及在一个与连铸机邻接的整形工序中将条坯整成圆形规格，该规格与用于生产长形钢材如型钢、型梁、钢丝或钢轨的轧辊的孔型尺寸相对应。浇铸条坯的整形只能在条坯的完全凝固区内才能实现。
由DE-OS1583620中已知一种在连铸结晶器中生产具有方形截面的条坯的方法，其中，整形是在结晶器之下条坯尚未完全凝固的区域按照尺寸逐渐减小的步骤进行的，尽管条坯的横截面不断减小，但被浇铸的条坯的横截面形状基本上保持不变。
用这种方法，在条坯质量和待浇铸钢材质量方面要优于方钢型材(正方或长方)的连铸工艺，在制造成本方面则优于固定浇铸。
但已知方法还存在着使条坯中产生中间偏析现象的缺陷。为克服这咎偏析以及由此产生的质量下降，人们试图采用“冷铸法”，也就是使处于分配器中的熔融液的过热温度仅高于液相线温度0-15°K，和/或者对熔融液进行电磁搅拌。
对于生产系列产品，其中包括生产轴承用滚针或滚珠，用上述方法获得的生产质量不能满足要求。
本发明的任务是基于上述问题提出的，其目的在于克服上述缺陷，在钢材的连铸过程中，于凝固过程中控制条坯，以便抑制或避免中间偏析现象的发生。
本发明的技术解决方案是，提供一种用于生产具有长形轧制件原始尺寸的轧制原材料的方法，其特征在于：将钢水浇入一个用水冷却的连铸结晶器内，钢在结晶器中部分凝固并形成一环状的横截面为圆形、椭圆形或多于四角的多角形的条坯铸壳，其最小周长为200mm，在结晶器中这样成形的条坯在结晶器下面直至完全凝固前，可被对其产生变形影响的支承件减小横截面积，在保持条坯截面周长不变的条件下，将条坯的横截面形状整形为至少有四个角的多角形或椭圆形或圆形。
本发明的其它技术措施是：
条坯成型是两相区域内，过热温度处于最低点时进行的。
条坯在至少一个整形工序中其横截面积至少减少5％至50％。
成型的全过程是通过三个变形工序完成的。
在各个用于减少条坯周长的整形工序之间，条坯是通过拉力整形的。
条坯的整形是用支承件完成的，在每个整形工序中，该支承件在横截面上相对置的表面挤压条坯，使其横截面成型，所成形状应尽可能地接近将生产出的最终产品的形状及其横截面形状(接近最终尺寸的铸造)。
另外，如果用椭圆弧形装置校直条坯，则该校直工序应安排在一个用于减少坯料直径的整形工序之后。
本发明除克服内部偏析现象外，还可以获得晶粒结构的细化以及铸件终极尺寸的高度准确化，这是因为铸件的横截面可以从大方坯过渡到钢坯。用本发明还进一步开辟了一种用于生产长形钢材的直列式生产线。
附图表示了根据本发明在钢材的连铸过程中对条坯的控制。
以下将通过附图中所示的实施例进一步说明本发明。
从连铸机中出来的产品应该是边长为100mm的正方形钢坯。为此目的，在一个传统结构的连铸结晶器1中浇铸一根直径为127.4mm的圆钢2。12.4mm直径对应的条坯周长为400mm，横截面积为1241mm2。条坯在结晶器下被轧辊3沿弧形导引。弧形的曲率半径与弧形结晶器的曲率半径相同，约为7000mm。在5m/min的拉引速度下，铸造长度为15000mm。在这段长度内，坯料2被两对光滑圆柱形辊5、6整形为方形截面，光滑圆柱形辊5、6成对地设置在相对平面上。根据钢材的质量，整形可以通过一个或多个工序来实现，对于裂纹敏感工件可以采用7、8、9、10四个工序整形。在每个工序中的整形量都应保证固、液界面上内变形不超过材料的屈服极限。考虑了这些因素，在所有工序中的整形量可选择为相同的量。在整形工序7至10中，直径127mm的圆钢的直径每次减小6.8mm，以至于在整形步骤10中得到一条边长为100mm的方钢，该方钢的周长与圆钢相同，而横截面积小于圆钢的横截面积。
成形是在两相区域内，熔融钢液过热温度处于最低点时进行的，因而得到的最终产品与铸造条坯相比，显微组织较多，晶核较小。成型过程也可以在条坯的一段内进行，在这段里条坯横截面的20％以上至70％仍为液态，其中，需要注意的是，在由于横截面缩小的变形产生了裂纹敏感的钢材质量的情况下，该整形工序不要重叠有其它整形工序，如用椭圆弧设备进行校直的工序。
在第二种情况下，校直工序由11、12表示，该工序进行在条坯还含有液态成份的阶段。根据本发明，还可以这样安排整形工序7、8、9、10和校直工序11、12，即在每两个相邻接的整形工序之间设置一个校直工序。

Claims (5)

1.一种用于生产具有长形轧制件原始尺寸的轧制原材料的方法，其特征在于，将钢水注入一个用水冷却的连铸结晶器内，钢在结晶器中部分凝固，形成一环状的横截面为圆形、椭圆形或多于四角的多角形的条坯铸壳，其最小周长为200mm，在结晶器中这样在两相区域内、过热温度处于最低点时进行的成型的条坯在结晶器下面直至完全凝固前，可被对其产生变形影响的支承件减小横截面积，在保持条坯截面周长不变的条件下，将条坯的横截面形状整形为至少有四个角的多角形或椭圆形或圆形，条坯在至少一个整形工序中其横截面积至少减少5％至50％。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，成型的全过程是通过三个变形工序完成的。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在各个用于减少条坯周长的整形工序之间，条坯是通过拉力变形的。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，条坯的变形是用支承件完成的，在每个整形工序中，该支承件在横截面上相对置的表面挤压条坯，使其横截面成型，所成形状应尽可能地接近生产出的最终产品的规格及其横截面形状(接近最终尺寸的铸造)。
5.如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，用椭圆弧设备时，校直成型在减小坯料直径的变形之后进行。
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