CN109550915B - 一种控制精冲钢连铸板坯中心偏析和疏松的方法 - Google Patents

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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations

Abstract

本发明公开了一种控制精冲钢连铸板坯中心偏析和疏松的方法，主要解决现有精冲钢连铸板坯中心偏析和疏松的技术问题。本发明提供的一种控制精冲钢连铸板坯中心偏析和疏松的方法，包括：1)连铸过程中，控制连铸机的拉速为1.1～1.2m/min，中间包钢水过热度为20～30℃；2)对连铸板坯进行凝固末端轻压下，所述凝固末端轻压下的压下速率为0.56～1.1mm/min，压下区间长度为4.5～7.0m。本发明方法降低了精冲钢连铸板坯生产成本，提高了精冲钢连铸板坯的质量，连铸板坯的横向低倍无中心疏松比例由53％提高到100％，中心偏析≤0.5级的比例由61％提升到100％。

Description

一种控制精冲钢连铸板坯中心偏析和疏松的方法
技术领域
本发明涉及一种控制连铸板坯内部缺陷的方法，特别涉及一种控制精冲钢连铸板坯中心偏析和疏松的方法，属于炼钢连铸技术领域。
背景技术
精冲钢最早起源与欧洲，后来在日本得到了较快发展，特别是汽车工业快速发展后，带来了精冲用钢需求的大幅增加。以16MnCr5钢为例，其具有良好的塑性、焊接性能、加工工艺性。主要应用于汽车内部结构件，据统计，一辆汽车约有70～100多种精冲零件。除汽车外，还可应用于摩托车、办公机械、家用电器、体育休闲、钟表、电工、通用机械、建材等领域。精冲零件基本都是功能和运动件，作为标准零件直接用于装配，对厚度公差要求也极为严格。材料冲裁厚度一般在3-10mm，厚度公差一般要求为±0.050mm，有些甚至是±0.020mm或单边0.050mm。由于这类钢种的工作条件比较复杂，因此对精冲钢的性能要求较高，尤其要保证铸坯的中心偏析和中心疏松得到改善。因此，消除中心偏析和中心疏松对连铸生产这类钢种具有重大意义。
申请公布号CN101934357A的中国专利申请文件公开了一种有效控制连铸板坯中心偏析的工艺，通过连铸坯凝固末端较强的二冷水量结合轻压下段液压缸压力控制共同实现对中心偏析的有效控制。控制轻压下段液压缸的压力值在1200-1500KN，同时控制轻压下段连铸坯内弧侧水量在6-12m3/h之间、轻压下段连铸坯外弧侧水量在9-15m3/h之间。在一定程度上控制了中心偏析的程度，但未对精冲钢连铸坯的中心偏析和疏松提出技术措施。
申请公布号CN105127386A的中国专利申请文件公开了控制高碳硬线钢小方坯中心碳偏析的连铸方法，该方法工艺为：钢水过热度为10～35℃；结晶器电磁搅拌的电流为320～350A，频率为3～4Hz；二次冷却采用气雾冷却，比水量0.5～0.7L/kg；拉速为1.5～1.7m/min。改方法通过对连铸过程工艺参数进行了合理的调整及优化，使高碳硬线钢小方坯的中心偏析得到一定改善，但未对精冲钢连铸坯的中心偏析和疏松提出技术措施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制精冲钢连铸板坯中心偏析和疏松的方法，主要解决现有精冲钢连铸板坯中心偏析和疏松的技术问题，本发明方法适用于带有凝固末端轻压下的板坯连铸机，
本发明采用的技术方案是，
一种控制精冲钢连铸板坯中心偏析和疏松的方法，该方法包括：
1)连铸过程中，控制连铸机的拉速为1.1m/min～1.2m/min，中间包钢水过热度为20～30℃；
2)对连铸板坯进行凝固末端轻压下，所述凝固末端轻压下的压下速率为0.56mm/min～1.10mm/min；压下区间长度为4.5m～7.0m，压下区间的确定依赖于偏析发生的凝固末端区域的确定；凝固末端轻压下按分配固相率进行压下，实施轻压下的固相率fs为0.55～0.9，从固相率fs为0.55时开始轻压下，轻压下总压下量最大为12mm。
本发明步骤2)中，利用实验室数学模型对连铸板坯轻压下率影响因素进行分析，得出建立压下率的理论模型。通过建立压下率的理论模型并结合生产现场工艺条件，确定所述凝固末端轻压下的压下速率，在安全生产的同时达到铸坯质量要求。总压下量要完全补偿压下处钢液在降温和凝固过程中的体积收缩量，才能防止富集溶质剩余液相的流动，合适的总压下量可以减少中心疏松和偏析，同时又不至于出现内裂及引起辊子的破损。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明主要是通过稳定铸机拉速、降低中间包过热度、二冷动态控制、控制凝固末端轻压下区间、压下率和压下量改善中心偏析和疏松，提高铸坯内部铸坯质量，降低了精冲钢连铸板坯的生产成本，满足了精冲钢的使用要求。在施加轻压下条件下，当中心点固相率小于30％时，轻压下对中心缺陷的作用较小，但作用效果会随着固相率的增加而逐步增加；中心点固相率在30％-65％范围时，轻压下对中心缺陷的作用逐渐明显，而且随着固相率的增加作用效果的增加较快；在固相率为65％-90％的区间，轻压下作用效果出现了一个平台期，说明在这个范围内轻压下的作用效果是比较接近的。2、本发明方法提高了精冲钢连铸板坯的质量，精冲钢连铸板坯的横向低倍无中心疏松比例由53％提高到100％，中心疏松缺陷评级为I级比例由57％提高到100％，中心偏析≤0.5级的比例由61％提升到100％。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1，连铸机为带有凝固末端轻压下功能的板坯连铸机，生产牌号为16MnCr5钢，连铸板坯的横断面尺寸为1300mm×230mm。
一种控制精冲钢连铸板坯中心偏析和疏松的方法，该方法包括：
1)连铸过程中，控制连铸机的拉速为1.1m/min，并保持拉速稳定不变，中间包钢水过热度为20℃；
2)对连铸板坯进行凝固末端轻压下，所述凝固末端轻压下的压下速率为0.56mm/min～1.1mm/min，压下区间长度为4.5m～7m，按分配固相率进行压下，实施轻压下的固相率fs为0.55～0.9，压下量的分配，8段压下量为1.2mm，9段压下量为3.3mm，10段压下量为7.5mm。
浇铸完毕后，对连铸坯内部质量进行低倍检验，检查结果表明，铸坯横向低倍无中心疏松比例由53％提高到100％，中心疏松缺陷评级为I级比例由57％提高到100％，中心偏析≤0.5级的比例由62％提升到100％。
实施例2，连铸机为带有凝固末端轻压下功能的板坯连铸机，生产牌号为16MnCr5钢，连铸板坯的横断面尺寸为1300mm×230mm。
一种控制精冲钢连铸板坯中心偏析和疏松的方法，该方法包括：
1)连铸过程中，控制连铸机的拉速为1.2m/min，并保持拉速稳定不变，中间包钢水过热度为20℃；
2)对连铸板坯进行凝固末端轻压下，所述凝固末端轻压下的压下速率为0.56mm/min～1.1mm/min，压下区间长度为4.5m～7m，按分配固相率进行压下，实施轻压下的固相率fs为0.55～0.9，压下量的分配，8段压下量为1.2mm，9段压下量为5.0mm，10段压下量为5.8mm。
浇铸完毕后，对连铸坯内部质量进行低倍检验，检查结果表明，铸坯横向低倍无中心疏松比例由54％提高到100％，中心疏松缺陷评级为I级比例由58％提高到100％，中心偏析≤0.5级的比例由61％提升到99％。
实施例3，连铸机为带有凝固末端轻压下功能的板坯连铸机，生产牌号为16MnCr5钢，连铸板坯的横断面尺寸为1300mm×230mm。
一种控制精冲钢连铸板坯中心偏析和疏松的方法，该方法包括：
1)连铸过程中，控制连铸机的拉速为1.2m/min，并保持拉速稳定不变，中间包钢水过热度为30℃；
2)对连铸板坯进行凝固末端轻压下，所述凝固末端轻压下的压下速率为0.56mm/min～1.1mm/min，压下区间长度为4.5m～7m，按分配固相率进行压下，实施轻压下的固相率fs为0.55～0.9，压下量的分配，8段压下量为2.61mm，9段压下量为2.9mm，10段压下量为6.49mm。
浇铸完毕后，对连铸坯内部质量进行低倍检验，检查结果表明，铸坯横向低倍无中心疏松比例由55％提高到100％，中心疏松缺陷评级为I级比例由58％提高到100％，中心偏析≤0.5级的比例由64％提升到100％。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种控制精冲钢连铸板坯中心偏析和疏松的方法，该方法包括：
1)连铸过程中，控制连铸机的拉速为1.1～1.2m/min，中间包钢水过热度为20～30℃；
2)对连铸板坯进行凝固末端轻压下，所述凝固末端轻压下的压下速率为0.56～1.10mm/min，压下区间长度为4.5～7.0m；实施轻压下的固相率fs为0.30～0.90，从固相率fs为0.30时开始轻压下，轻压下总压下量最大为12mm。
2.如权利要求1所述的控制精冲钢连铸板坯中心偏析和疏松的方法，其特征是，所述凝固末端轻压下按分配固相率进行压下，实施轻压下的固相率fs为0.55～0.90，从固相率fs为0.55时开始轻压下，轻压下总压下量最大为12mm。
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