CN104722731A - 一种消除铸坯中心疏松和提高铸坯致密度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消除铸坯中心疏松和提高铸坯致密度的方法，在连铸机扇形段出口后方设置若干组压下辊，所述压下辊的线速度与连铸机拉速同步；本发明在连铸机扇形段后方设置压下辊，通过改变压下辊的设置位置，使铸坯中部的变形量大于表面，消除了铸坯中心孔隙，降低了铸坯中心疏松问题，提高了铸坯中心的致密度；通过对铸坯的成型过程及压下辊与压下量间的匹配关系进行控制，能有效防止铸坯表面裂纹的出现，还能提高中心组织的致密性，实现铸坯内部质量的提升及表面质量的控制。

Description

一种消除铸坯中心疏松和提高铸坯致密度的方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种消除铸坯中心疏松和提高铸坯致密度的方法。

背景技术

连铸过程伴随着凝固传热过程，收缩是凝固过程伴随的必然现象。凝固收缩若能得到液相的及时补充则可防止疏松的形成，凝固过程中的补缩通道是否畅通是决定疏松形成的关键因素。铸坯在凝固过程，要经历从液相到两相区再到固相的过程，液相的补缩通道是畅通的，在液相不会形成疏松，在两相区，由于铸坯两面的柱状晶向中心生长，碰到一起造成“搭桥”，阻止了桥上面的钢水向桥下面钢液凝固收缩的补充，当桥下面钢水全部凝后，就留下了许多小孔隙，即形成了中心疏松。而致密度在一定程度可以表征疏松度，经过测试，铸坯表面的致密度远高于铸坯中部。由于疏松的存在同时伴随成分偏析，将影响轧材的力学性能、轧材探伤的合格率、成品的使用，因此，消除铸坯中心疏松和提高铸坯致密度冶金企业生产意义重大。

对于减少或者消除中心疏松、提高铸坯致密度的措施目前主要采取以下三种手段：(1)采用“洁净钢冶炼”技术，尽可能的减少有害元素和杂质元素，同时控制夹杂物的分布和形态；(2)采用“小辊径分节辊、铸坯凝固末端轻压下、铸坯凝固末端连续锻压及铸坯凝固末端强冷”等技术，以补偿铸坯凝固末端的收缩或防止铸坯鼓肚；(3)采用“低过热度浇铸和电磁搅拌”技术，使铸坯在固液两相区产生更多的等轴晶。

上述三种手段中，控制冶炼过程中的有害元素或杂质元素是一个很有效的办法，但是减少的程度往往是有限度的，并且代价较大。电磁搅拌技术和低过热度浇铸技术可通过增加铸坯两相区内的等轴晶比例来减少中心偏析，但等轴晶间存在富集偏析元素的钢液会在凝固末端形成半宏观偏析和疏松；另外，较低的过热度浇铸还存在易堵塞水口的问题，从而导致了夹杂物上浮困难，增加了生产事故的风险。轻压下是通过对凝固过程中的板坯实施机械压力来实现轻压下，达到打碎凝固过程产生的柱状晶、将富集溶质元素的钢液回溯并再次混匀以消除板坯中心偏析，同时形成的压缩量可以弥补铸坯的凝固收缩量，能使铸坯内部形成的空隙或者间隙消除或者减小；该方法虽能使铸坯内部更加均匀致密，达到消除或减少中心疏松的效果，但现有的工艺手段及措施不仅在消除中心疏松和提高致密度上效果不够理想，而且还存在生产本高、生产风险高及维护量增加等问题，极大的降低了生产及经济效益。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工艺过程简单，可有效消除铸坯中心疏松并能提高铸坯致密度的方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种消除铸坯中心疏松和提高铸坯致密度的方法，其特征在于：在连铸机扇形段出口后方设置若干组压下辊；所述压下辊的线速度与连铸机拉速同步。

进一步，所述压下辊为1～3对，压下辊直径为300～1000mm，压下量为5～35mm。

进一步，所述压下辊为2对，压下辊直径为300～700mm，压下量为15～35mm。

进一步，进入压下辊前的铸坯厚度大于等于150mm。

进一步，进入压下辊前的铸坯表面温度大于等于800℃。

本发明的有益效果在于：本发明在连铸机扇形段后方设置压下辊，通过改变压下辊的设置位置，使铸坯中部的变形量大于表面，消除了铸坯中心孔隙，降低了铸坯中心疏松问题，提高了铸坯中心的致密度；通过对铸坯的成型过程及压下辊与压下量间的匹配关系进行控制，能有效防止铸坯表面裂纹的出现，还能提高中心组织的致密性，实现铸坯内部质量的提升及表面质量的控制。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图所示，本发明中的消除铸坯中心疏松和提高铸坯致密度的方法，主要包括以下内容：

(1)在连铸机扇形段出口后方设置若干组压下辊1；所述压下辊1的线速度与连铸机拉速同步；

(2)所述压下辊为1～3对，压下辊直径为300～1000mm，压下量为5～35mm；

(3)进入压下辊前的铸坯2厚度大于等于150mm；

(4)进入压下辊前的铸坯2表面温度大于等于800℃。

直弧形连铸机扇形段依次包括弯曲扇形段、弧形扇形段、矫直扇形段及水平扇形段，在本方法中，压下辊设置在水平扇形段后方，通过连铸机浇注成型的铸坯表面温度低、中心温度高，经过压下辊的压下作用，铸坯中部的变形量大于表面，解决了铸坯压下的“穿透力”问题，从而消除铸坯中心孔隙，降低了铸坯中心疏松问题，提高了铸坯中心的致密度。

通过对压下辊与压下量间的匹配关系进行设定，选取合适的参数范围及匹配关系，既能有效防止铸坯表面裂纹的出现，还能提高中心组织的致密性；实现铸坯内部质量的提升及表面质量的控制。

实施例一

某常规钢种，采用直弧形连铸机生产断面为300mm×2300mm的铸坯，水平扇形段后方设置一组压下辊，控制从水平扇形段出口处出来的铸坯表面温度在800～850℃范围内，压下辊辊径为800mm，压下量为10mm。

实施例二

某常规钢种，采用直弧形连铸机生产断面为150mm×1900mm的铸坯，水平扇形段后方设置两组压下辊，控制从水平扇形段出口处出来的铸坯表面温度在800～850℃范围内，压下辊辊径为300mm，压下量为5mm。

实施例三

某常规钢种，采用直弧形连铸机生产断面为450mm×2100mm的铸坯，水平扇形段后方设置两组压下辊，控制从水平扇形段出口处出来的铸坯表面温度在820～900℃范围内，压下辊辊径为700mm，压下量为25mm。

实施例四

某常规钢种，采用直弧形连铸机生产断面为500mm×2400mm的铸坯，水平扇形段后方设置两组压下辊，控制从水平扇形段出口处出来的铸坯表面温度为900℃，压下辊辊径为1000mm，压下量为35mm。

实施例五

某常规钢种，采用直弧形连铸机生产断面为250mm×2100mm的铸坯，水平扇形段后方设置三组压下辊，控制从水平扇形段出口处出来的铸坯表面温度为800℃范围内，压下辊辊径为600mm，压下量为15mm。

对上述各实施例中的铸坯取样并进行低倍分析，与未采用的该方法的铸坯试样相比：各铸坯中心疏松基本上消除，铸坯的致密度更高。

本方法适用范围广，对连铸机机型无限制，因此，同样适用于无弯曲扇形段的弧形连铸机；特别是对厚的铸坯效果明显。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种消除铸坯中心疏松和提高铸坯致密度的方法，其特征在于：在连铸机扇形段出口后方设置若干组压下辊；所述压下辊的线速度与连铸机拉速同步。

2.根据权利要求1所述的消除铸坯中心疏松和提高铸坯致密度的方法，其特征在于：所述压下辊为1～3对，压下辊直径为300～1000mm，压下量为5～35mm。

3.根据权利要求2所述的消除铸坯中心疏松和提高铸坯致密度的方法，其特征在于：所述压下辊为2对，压下辊直径为300～700mm，压下量为15～35mm。

4.根据权利要求1～3任一项所述的消除铸坯中心疏松和提高铸坯致密度的方法，其特征在于：进入压下辊前的铸坯厚度大于等于150mm。

5.根据权利要求4所述的消除铸坯中心疏松和提高铸坯致密度的方法，其特征在于：进入压下辊前的铸坯表面温度大于等于800℃。