CN1117413A - 高碳钢的连续铸造方法 - Google Patents

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Abstract

对高碳钢进行连续铸造以生产薄板坯的方法，这种钢的特点是含碳量大于0.50％，在该方法中，模子的锥度至少在其第一扇形体处必须为1.5％-4％/m，模子的振荡频率为每分钟振荡180-350次，朝上和朝下的振幅为约±5-9mm，总振幅为10-18mm，在初始冷却期内的冷却十分强烈，铸造开工的不稳定态时间与一般开工的不稳定态相比减小1/3-1/4。

Description

高碳钢的连续铸造方法
本发明涉及一种高碳钢的连续铸造方法。
高碳钢是指含碳量大于0.50％的钢种。
本发明的方法用于对具有高力学性能和工艺性能的特殊钢进行薄板坯连铸生产的领域。
薄板坯指的是厚度小于90—95mm，而宽度在800和2500到3000mm之间的板坯。
本发明的方法的目的是：完善结构和工艺特征，以便使连铸机适应这些特殊钢所具有的冶金特性。
被定义含碳量至少为0.50％的高碳钢具有某些因其组成而得到的冶金特性，而且如果希望获得令人满意的质量效果时，这些冶金性能可导致十分棘手的连续铸造工艺。
与低碳钢例如包晶钢相反，这种高碳钢的特性是：在它们凝固步骤的过程中，趋向于低缩孔和低收缩。
因此，这些高钢不会带来形成凹疤或从铜模壁脱离的问题。
反之，它们的特征还在于：强烈地趋向于粘附，即在凝固的表层与铜模壁之间的粘附，这种粘附导致铸造过程中止。
并且这种钢在模子中具有高的凝固速度，如果铸造开工时的不稳定态进行得太慢，这种状况就可能在模子的铸造室内引起楔形断面的形成。
在1994年的工业杂志“Iron and Steel International”，论文“Gallatin Steel follow thin slab route”在第55页和后续页中明确地指出，迄今还没有人能够连续铸造高碳钢；在第57页列出的表格也清楚地表明，没有这些含碳量大于0.50％的钢种。
1993年9月在北京举行的会议上，提出了一篇题为“Near—Net—Shape—Casting”的报告，该报告被登载在会议文集的第391页及后续页上。
这篇报告指明了依据上述“Iron and Steel Internationnal”中的论文所确认的论点。
这显示出，专家们在长期寻求一种适于连续地，并且最好是以薄板坯形式铸造高碳钢的方法，但是还没有成功。
本发明人设计、试验并完成了此项发明，结果克服了阻碍高碳钢铸造的这些问题及其它问题，而且获得了进一步的优点。
本发明在独立权利要求中被叙述和表征，而各从属权利要求则叙述主要解决方案的附加特征。
本发明的目的是得到一种能够铸造高碳钢薄板坯的连续铸造方法。
按照本发明，为了防止这些钢产生在板坯凝固表层和模子的铜侧壁之间的粘附，提供了一种结晶器，该结晶器锥形侧壁的特征是减小的锥度。
该模子的锥度由结晶器的入口至出口收缩配置的结晶器窄侧壁所限定。
以下加以解析，模子的锥度用下列数值表示〔(lA—lB)/(B×hi)〕×100，其中hi是需确定其锥度的模子扇形体的高度，1A是考虑到由任一种铸造室确定的结构而采取的高度为hi的扇形体入口的有效宽度，而1B是考虑到由该铸造室确定的结构而采取的高度为hi的扇形体出口宽度。
如同由附图2a，2b和2c中可看到那样，模子的锥形体可以是单一型的(图2a)，双重型的(图2b)，三重型的(图2c)，或多重型的，或者还可以如图2c所示那样，由依次相连的各段内插所得到的连续曲线而确定。
试验发现，在铸造高碳钢时，使用具有至少二重或三重锥形体的模子是有利的。
为了达到正确地形成表面层，模子的起始扇形体是起着特殊作用的部份，并且按照本发明，在此情况下该扇形体的锥度值应由下式确定：〔(l1—l3)/(13×h1)〕×100，其范围为1.5％/m—4％/m。
各种依次相连的扇形体的不同锥度之间的确切关系还可通过模子的锥度的变化而确定。
由于上述的表面层趋向于与侧壁粘附，所以必须按照本发明使模子的振荡特点是大振幅和低频率的。
作为一个实例，经试验发现有利的振幅值约为朝上和朝下±5—9mm，总振幅为10—18mm，而频率则为每分钟振荡180—350次。
并且，振荡频率必须根据铸造速度以下述方式变更，即负滑脱时间基本保持恒定；负滑脱时间代表振荡期内模子以大于板坯铸造的速度下降的这段时间。该时间对润滑有显著影响。
试验发现，高碳钢的最佳负滑脱时间为0.09—0.12秒，而0.10—0.11秒尤佳。
按照本发明，在模子中保持强的热交换是有利的。
因此原因，有利的是在初始冷却期内，也就是说在模子内使用高速冷却水，对适于生产薄板坯的结晶器而言，其速度约为每秒约5.5—7.5米。
按照本发明，还必须使用不限制热流的低碱度约为0.9的润滑粉剂。
另外，有利的是使用高的温差值，这指的是在铸造前和铸造中直接测量的中间包内的钢水温度，与钢开始凝固的温度之间的差值，这也可促进润滑粉剂的熔化。
该温差值约为12°—35℃，但有利的是15°—25℃，此外，按照本发明还必须加速铸造开工的不稳定状态，其目的是避免模子铸造室中板坯形成楔形，这种楔形的形成是由于高碳钢在模子中的快速凝固。
作为实例，该铸造开工的不稳态必须比一般的不稳态减小1/3—1/4，与厚度约60mm板坯的一般不稳态时间45秒相比，它必须减小到约30秒钟。
附图1仅作为一个实例示出了用于试验本发明方法全部参数的结晶器10的构造。
如果结晶器的类型改，则某些参数也将变化。
模子10具有长侧壁11，和窄侧壁12，它们是可移动的，模子10还包括一个贯穿的中心铸造室14，以引入伸入式长水口15。
模子10的入口和出口模截面分别参照16和17。
与出口17相配合，还包括硬度低的轧缩辊13。
在此情况下，模子的锥度，至少在模子的第一扇形体处，按以上规定在1.5％/m—4％/m之间数值。

Claims (7)

1.连续铸造高碳钢以生产薄板坯的方法，这些钢的特点是含碳量大于0.50％，该方法的特征在于，模子的锥度至少在其第一扇形体处必须为1.5—4％/m，模子的振荡频率为每分钟振动180—350次，朝上和朝下的振幅为约±5—9mm，总振幅10—18mm，初始冷却期的冷却十分强烈，铸造开工不稳定态时间与一般开工的不稳定态相比减少1/3—1/4。
2.权利要求1的方法，其中锥度是变化的，并且至少是双重型的(图2b)或三重型的(图2C)。
3.权利要求1的方法，其中模子的锥度是变化的，并且通过具有不同锥度的依次相连的扇形体内插所得到的连续曲线确定。
4.上述任意一项权利要求的方法，其中振荡频率按照一定的规律与铸造速度相配合，例如随着铸造速度变化保持负滑脱时间恒定在0.09—0.12秒，但优选0.10—0.11秒，负滑脱时间定义为在振荡期间内模子以大于铸造板坯的速度下降的时间。
5.上述任意一项权利要求的方法，其中润滑粉剂具有低碱度约为0.9。
6.上述任意一项权利要求的方法，其中在铸造前和铸造过程中在中间包内直接测量的钢水温度与钢开始凝固的温度之间的温差是大约12°—35°。
7.上述任意一项权利要求的方法，其中该温差是大约15°—25℃。
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