CN109848384A - 一种提高大规格轴承钢棒材心部平均晶粒尺寸方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连铸方法，具体涉及一种提高大规格轴承钢棒材心部平均晶粒尺寸方法。本发明的技术方案如下：一种提高大规格轴承钢棒材心部平均晶粒尺寸方法，在连铸过程中，对凝固末端铸坯采用重压下方式，高温铸坯压下量达30mm以上后，采用热装送工艺将铸坯直接送入轧机。本发明提供的提高大规格轴承钢棒材心部平均晶粒尺寸方法，使大规格轴承钢棒材心部的奥氏体平均晶粒得到明显细化，心部混晶缺陷大幅降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种连铸方法，具体涉及一种提高大规格轴承钢棒材心部平均晶粒尺寸方法。
背景技术
随着中国钢铁冶金行业的飞速发展，2007年钢铁工业的连铸比已经达到98.86％，中国钢铁在追求高连铸比的同时，对产品质量的提高也日渐提高。随着轻压下技术的日益成熟，近几年来国内也有人通过凝固末端轻压下技术实现了一定的均质化、高致密度大断面连铸坯生产但实施效果不明显。为使铸坯的中心偏析与铸坯的均质度均得到明显的改善，为此提出重压下工艺对铸坯组织晶粒细化的作用。众所周知，晶粒细化是目前唯一即可以改善钢的塑性和韧性又可以提高强度的方法，也有研究表明[8]粗晶奥氏体晶粒的形成是促进横向裂纹的关键因素，细化奥氏体晶粒尺寸可以降低裂纹的敏感性。以往研究在连铸大部分通过改变冷速如热送淬火工艺或加入Nb，V，Ti等合金元素来达到细化晶粒的效果。而大压下量的晶粒细化的研究还比较少，为此提出一种提高大规格轴承钢棒材心部平均晶粒尺寸方法。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种提高大规格轴承钢棒材心部平均晶粒尺寸方法，使大规格轴承钢棒材心部的奥氏体平均晶粒得到明显细化，心部混晶缺陷大幅降低。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种提高大规格轴承钢棒材心部平均晶粒尺寸方法，其特征在于，在连铸过程中，对凝固末端铸坯采用重压下方式，高温铸坯压下量达30mm以上后，采用热装送工艺将铸坯直接送入轧机。
所述的提高大规格轴承钢棒材心部平均晶粒尺寸方法，其特征在于，采用三阶段热装送过程对铸坯进行加热、保温以达到入轧机的温度要求。
所述的三阶段热装送过程，其特征在于，第一阶段通过辐射与对流的混合传热方式将压下后的高温铸坯加热到1000℃，第二阶段也主要通过辐射与对流的混合传热方式，将铸坯从1000℃加热1200℃，第三阶段为均热保温阶段，目的使得铸坯温度内外均匀。
本发明的有益效果为：本发明通过凝固末端重压下、热装送工艺使大规格轴承钢棒材心部的奥氏体平均晶粒得到明显细化。当奥氏体向铁素体转变时形变使得奥氏体发生变形，晶界内部产生大量的变形带、孪晶、位错等缺陷。所述的一种提高大规格轴承钢棒材心部平均晶粒尺寸方法可使心部混晶缺陷大幅降低。
附图说明
图1为铸坯模型图；
图2热装送第一阶段图；
图3热装送第二阶段图；
图4热装送第三阶段图；
图5压下18mm晶相组织图；
图6压下25mm晶相组织图；
图7压下34mm晶相组织图。
具体实施方式
一种提高大规格轴承钢棒材心部平均晶粒尺寸方法，在连铸过程中，对凝固末端铸坯采用重压下方式，高温铸坯压下量达30mm以上后，采用热装送工艺将铸坯直接送入轧机。
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及优点更加清楚下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
实施例1
如图1-4所示：对大规格轴承钢棒材铸坯热送温度场进行试验模拟，为了简化数学模型同样需要类似的假设条件。
(1)由于拉坯方向的传热比横截面方向的传热要小很多，所以可以将拉坯方向的传热忽略，故模型也从三维模型到二维模型。
(2)忽略外弧面与棍子之间的传热。
(3)对于延时装送的铸坯，将堆辊的铸坯看成一个整体。
(4)由于铸坯的两侧的加热的边界条件与初始条件相同，故可以取1/4部分的铸坯为研究对象。
(5)忽略铸坯表面的氧化铁皮的传热。
(6)忽略铸坯加热过程的相变热。
通过模拟热装送过程结果来看，热装送分为三个阶段，第一个阶段是将重压下后铸坯加热到1000℃，此过程的传热方式主要为辐射与对流的混合传热方式，第二个阶段是从1000℃加热1200℃，此过程的传热方式也主要为辐射与对流。第三个阶段为均热阶段，目的是使得铸坯温度内外均匀。
其传热的数学表达式可以表示为：
H＝H1+H2
式中：H1为对流换热系数；H2为辐射换热系数；H为混合换热系数；
H1＝h(t-tf)
式中：h为对流换热系数是一个反应对流换热过程强弱的物理量，单位W·m-2·℃-1；
t是流体的平均温度，单位℃；
tf是壁面的平均温度，单位℃。
如图5-7所示：对压下热装送铸坯，淬火后进行晶相组织观察。晶相组织的观察方法将试样经过不同目数的砂纸打磨最高2000#，抛光，采用75mL饱和苦味酸水溶液进入2-3g十二烷基硫酸钠，用玻璃棒搅拌均匀，放入水浴锅加热到72-78℃，在将抛光好的试样放在烧杯进行热侵蚀，大约2-3min，取出后用酒精冲洗，使用脱脂棉去除试样表面的黑膜，在用酒精冲洗吹风筒吹干，反复进行以上步骤直到在晶相显微镜观察奥氏体晶界清晰。
从晶相组织中可得到压下34mm较压下18mm奥氏体平均晶粒细化近45％。
以上所述的实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种提高大规格轴承钢棒材心部平均晶粒尺寸方法，其特征在于，在连铸过程中，在连铸过程中，对凝固末端铸坯采用重压下方式，高温铸坯压下量达30mm以上后，采用热装送工艺将铸坯直接送入轧机。
2.根据权利要求1所述的提高大规格轴承钢棒材心部平均晶粒尺寸方法，其特征在于，采用三阶段热装送过程对铸坯进行加热、保温以达到入轧机的温度要求。
3.根据权利要求2所述的三阶段热装送过程，其特征在于，第一阶段通过辐射与对流的混合传热方式将压下后的高温铸坯加热到1000℃，第二阶段也主要通过辐射与对流的混合传热方式，将铸坯从1000℃加热1200℃，第三阶段为均热保温阶段，目的使得铸坯温度内外均匀。
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