CN112045157A - 一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，属于炼钢技术领域，连铸过程使用电磁搅拌，电磁搅拌部位为弯月面下5～9米，液芯尺寸为铸坯厚度的30～60%的位置，电磁搅拌设备有两对电磁辊，电磁搅拌工艺采用弱搅+强搅+中度搅的模式，分别对应第1对电磁辊前段、两对电磁辊之间以及第2对电磁辊后段三个区域。本发明极大提高了低合金耐磨钢的铸坯质量，等轴晶率达到40%以上，生产的耐磨钢铸坯质量低倍评级达到C0.5‑C1.0级，中心疏松0.5‑1.0级，无中间裂纹、角部裂纹和三角区裂纹。

Description

一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法
技术领域
本发明属于炼钢技术领域，尤其涉及一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法。
背景技术
随着社会对绿色环保要求的日益苛刻，低合金耐磨钢因其优异的磨损性能、韧性、焊接性能等，被广泛应用于机械、建材、运输等行业，耐磨钢NM450是其典型的代表钢种。为保证耐磨钢的优良综合性能，必须严格控制铸坯生产，提高铸坯质量。
随着耐磨钢级别的升高，碳含量也在不断提升，此外加入的合金种类和含量也相对较高。对于NM450钢其碳含量在0.20%以上，Mn在1.2%以上，合金添加了Nb、Ti、Cr、Mo和B，这不利于铸坯内部质量的控制，容易造成铸坯的中心偏析、中心疏松，严重的还有产生裂纹，这在后续的生产中都难以缓解，最终造成产品的性能较差以及波动范围大。有些钢厂为解决这个问题，在连铸工序使用电磁搅拌技术，但是由于搅拌部位以及工艺参数选取不恰当，铸坯质量没有明显改善，严重的会导致负偏析或白亮带，最终影响了产品性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，改善铸坯的中心偏析、中心疏松，消除铸坯的中间裂纹、角部裂纹和三角区裂纹。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，其特征在于，连铸过程使用电磁搅拌，电磁搅拌部位为弯月面下5～9米，液芯尺寸为铸坯厚度的30～60%的位置，电磁搅拌设备有两对电磁辊，所述电磁搅拌工艺采用弱搅+强搅+中度搅的模式，分别对应第1对电磁辊前段、两对电磁辊之间以及第2对电磁辊后段三个区域。
搅拌位置太靠前则可能影响结晶器流场，太靠后则搅拌区域偏小，改善作用不明显，所以搅拌区域为液芯尺寸为铸坯厚度的30～60%的区域，根据计算以及生产经验，该区域位于弯月面下5～9米。将电磁搅拌区域分为第1对电磁辊前段、两对电磁辊之间以及第2对电磁辊后段三个区域，第1对电磁辊前段区域为第一区域，搅拌强度为弱搅；两对电磁辊之间区域为第二区域，搅拌强度为强搅；第2对电磁辊后段区域为第三区域，搅拌强度为中度搅。
第一区域为弱搅拌，这是第1对辊的电磁作用，选取的电流偏小，初步作用于铸坯液芯的钢液使其开始循环流动，为后续强搅提供条件。第二区域为强搅拌，这是2对辊电磁的共同叠加作用，是最主要的电磁搅拌区域。在较大电磁力的作用下，钢液充分的循环流动，已结晶的固相温度梯度不断减小，凝固前沿的柱状晶不断被冲刷，而被抑制生长，有的柱状晶甚至被熔断，为等轴晶形核提供了条件；内部过热度逐步均匀并散失，钢液溶质不断被均衡，使得液相温度梯度不断减小，等轴晶不断形核长大，此外也促使钢液中夹杂物上浮。第三区域为中度搅拌，这是第2对辊的电磁作用，选取的电流比第1对辊偏大，在前一区域的基础上继续推动液芯中钢液循环流动，等轴晶继续形核长大。通过各个区域电磁搅拌的作用，铸坯柱状晶不断被抑制，等轴晶不断增多，铸坯完全凝固后等轴晶率能达到40%以上。
电磁搅拌能够在不和钢水接触的前提下，将钢水的电磁能直接转化为钢水的动能，不合适的电磁搅拌部位、电流和频率会恶化铸坯质量，产生白亮带负偏析的现象，本发明电磁搅拌方法促进钢液成分和过热度均匀化，最终消除铸坯中间裂纹，改善中心疏松及中心偏析等，对于连铸坯的内部质量有良好的作用。
优选的，所述电磁搅拌两对电磁辊的频率保持相同。
两对电磁辊的频率保持相同，使两对辊电磁作用叠加，在较大电磁力的作用下，第二区域钢液充分的循环流动，实现强搅拌。
优选的，所述电磁搅拌电磁辊电流100-400A，频率为3-6HZ。
优选的，所述第1对电磁辊电流120-240A，频率3-6HZ；第2对电磁辊电流260-380A，频率3-6HZ。
优选的，所述两对电磁辊分别安装在二冷区第二扇形段进口的第1对辊和出口的第7对辊上。
优选的，所述板坯连铸过程使用轻压下，在凝固末端的6、7和8扇形段各压下2-2.5mm。
在铸坯凝固末端使用轻压下，对带液芯铸坯施加一个合适的压力，有助于缓解铸坯凝固前沿的“搭桥”现象，改善钢液凝固过程中的物理收缩，提升铸坯质量。
优选的，所述板坯连铸拉速0.75-0.95m/min，钢水过热度△T：8℃～25℃。
优选的，所述低合金高强度耐磨钢连铸之前经过铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理工序，所述铁水预脱硫，预处理后钢水中S≤0.0050wt%，所述转炉冶炼工序，转炉终点钢水中P≤0.0070wt%。
优选的，所述LF精炼工序，造白渣脱硫，经LF精炼后钢水S≤0.0020wt%。
优选的，所述低合金高强度耐磨钢板坯断面尺寸为260mm×1700mm。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明极大提高了低合金耐磨钢的铸坯质量，等轴晶率达到40%以上，生产的耐磨钢铸坯质量低倍评级达到C0.5-C1.0级，中心疏松0.5-1.0级，无中间裂纹、角部裂纹和三角区裂纹。
具体实施方式
本发明一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，连铸之前经过铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理工序，铁水预处理工序预处理后钢水中S≤0.0050wt%，转炉冶炼工序转炉终点钢水中P≤0.0070wt%，出钢下渣量≤0.25wt%，LF精炼工序造白渣脱硫，经LF精炼后钢水S≤0.0020wt%。连铸过程使用电磁搅拌，电磁搅拌部位为弯月面下5～9米，液芯尺寸为铸坯厚度的30～60%的位置，电磁搅拌设备有两对电磁辊，两对电磁辊分别安装在二冷区第二扇形段进口的第1对辊和出口的第7对辊上。电磁搅拌工艺采用弱搅+强搅+中度搅的模式，分别对应第1对电磁辊前段、两对电磁辊之间以及第2对电磁辊后段三个区域。电磁搅拌电磁辊电流100-400A，频率为3-6HZ，两对电磁辊的频率保持相同，优选的，第1对电磁辊电流120-240A，频率3-6HZ；第2对电磁辊电流260-380A，频率3-6HZ。板坯连铸过程使用轻压下，在凝固末端的6、7和8扇形段各压下2-2.5mm。优选的板坯断面尺寸为260mm×1700mm，连铸拉速0.75-0.95m/min，钢水过热度△T：8℃～25℃。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地说明。
实施例1
本发明一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，连铸之前经过铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理工序，铁水预处理工序预处理后钢水中S含量0.0040wt%，转炉冶炼工序转炉终点钢水中P含量为0.0070wt%，出钢下渣量≤0.25wt%，LF精炼工序造白渣脱硫，经LF精炼后钢水S含量为0.0018wt%。连铸过程使用电磁搅拌，电磁搅拌部位为弯月面下5～9米，液芯尺寸为铸坯厚度的30～60%的位置，电磁搅拌设备有两对电磁辊，两对电磁辊分别安装在二冷区第二扇形段进口的第1对辊和出口的第7对辊上。电磁搅拌工艺采用弱搅+强搅+中度搅的模式，分别对应第1对电磁辊前段、两对电磁辊之间以及第2对电磁辊后段三个区域。第1对电磁辊电流100A，频率3HZ；第2对电磁辊电流380A，频率3HZ。板坯连铸过程使用轻压下，在凝固末端的6、7和8扇形段各压下2mm。板坯断面尺寸为260mm×1700mm，连铸拉速0.75m/min，钢水过热度△T为25℃。
实施例2
本发明一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，连铸之前经过铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理工序，铁水预处理工序预处理后钢水中S含量0.0050wt%，转炉冶炼工序转炉终点钢水中P含量为0.0065wt%，出钢下渣量≤0.25wt%，LF精炼工序造白渣脱硫，经LF精炼后钢水S含量为0.0019wt%。连铸过程使用电磁搅拌，电磁搅拌部位为弯月面下5～9米，液芯尺寸为铸坯厚度的30～60%的位置，电磁搅拌设备有两对电磁辊，两对电磁辊分别安装在二冷区第二扇形段进口的第1对辊和出口的第7对辊上。电磁搅拌工艺采用弱搅+强搅+中度搅的模式，分别对应第1对电磁辊前段、两对电磁辊之间以及第2对电磁辊后段三个区域。第1对电磁辊电流180A，频率5HZ；第2对电磁辊电流260A，频率5HZ。板坯连铸过程使用轻压下，在凝固末端的6、7和8扇形段各压下2.2mm。板坯断面尺寸为260mm×1700mm，连铸拉速0.85m/min，钢水过热度△T为16℃。
实施例3
本发明一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，连铸之前经过铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理工序，铁水预处理工序预处理后钢水中S含量0.0045wt%，转炉冶炼工序转炉终点钢水中P含量为0.0066wt%，出钢下渣量≤0.25wt%，LF精炼工序造白渣脱硫，经LF精炼后钢水S含量为0.0020wt%。连铸过程使用电磁搅拌，电磁搅拌部位为弯月面下5～9米，液芯尺寸为铸坯厚度的30～60%的位置，电磁搅拌设备有两对电磁辊，两对电磁辊分别安装在二冷区第二扇形段进口的第1对辊和出口的第7对辊上。电磁搅拌工艺采用弱搅+强搅+中度搅的模式，分别对应第1对电磁辊前段、两对电磁辊之间以及第2对电磁辊后段三个区域。第1对电磁辊电流240A，频率4HZ；第2对电磁辊电流320A，频率4HZ。板坯连铸过程使用轻压下，在凝固末端的6、7和8扇形段各压下2.1mm。板坯断面尺寸为260mm×1700mm，连铸拉速0.80m/min，钢水过热度△T为12℃。
实施例4
本发明一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，连铸之前经过铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理工序，铁水预处理工序预处理后钢水中S含量0.0047wt%，转炉冶炼工序转炉终点钢水中P含量为0.0064wt%，出钢下渣量≤0.25wt%，LF精炼工序造白渣脱硫，经LF精炼后钢水S含量为0.0015wt%。连铸过程使用电磁搅拌，电磁搅拌部位为弯月面下5～9米，液芯尺寸为铸坯厚度的30～60%的位置，电磁搅拌设备有两对电磁辊，两对电磁辊分别安装在二冷区第二扇形段进口的第1对辊和出口的第7对辊上。电磁搅拌工艺采用弱搅+强搅+中度搅的模式，分别对应第1对电磁辊前段、两对电磁辊之间以及第2对电磁辊后段三个区域。第1对电磁辊电流212A，频率6HZ；第2对电磁辊电流400A，频率6HZ。板坯连铸过程使用轻压下，在凝固末端的6、7和8扇形段各压下2.5mm。板坯断面尺寸为260mm×1700mm，连铸拉速0.95m/min，钢水过热度△T为8℃。
实施例5
本发明一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，连铸之前经过铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理工序，铁水预处理工序预处理后钢水中S含量0.0038wt%，转炉冶炼工序转炉终点钢水中P含量为0.0063wt%，出钢下渣量≤0.25wt%，LF精炼工序造白渣脱硫，经LF精炼后钢水S含量为0.0014wt%。连铸过程使用电磁搅拌，电磁搅拌部位为弯月面下5～9米，液芯尺寸为铸坯厚度的30～60%的位置，电磁搅拌设备有两对电磁辊，两对电磁辊分别安装在二冷区第二扇形段进口的第1对辊和出口的第7对辊上。电磁搅拌工艺采用弱搅+强搅+中度搅的模式，分别对应第1对电磁辊前段、两对电磁辊之间以及第2对电磁辊后段三个区域。第1对电磁辊电流120A，频率4HZ；第2对电磁辊电流293A，频率4HZ。板坯连铸过程使用轻压下，在凝固末端的6、7和8扇形段各压下2.3mm。板坯断面尺寸为260mm×1700mm，连铸拉速0.90m/min，钢水过热度△T为17℃。实施例6
本发明一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，连铸之前经过铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理工序，铁水预处理工序预处理后钢水中S含量0.0036wt%，转炉冶炼工序转炉终点钢水中P含量为0.0064wt%，出钢下渣量≤0.25wt%，LF精炼工序造白渣脱硫，经LF精炼后钢水S含量为0.0013wt%。连铸过程使用电磁搅拌，电磁搅拌部位为弯月面下5～9米，液芯尺寸为铸坯厚度的30～60%的位置，电磁搅拌设备有两对电磁辊，两对电磁辊分别安装在二冷区第二扇形段进口的第1对辊和出口的第7对辊上。电磁搅拌工艺采用弱搅+强搅+中度搅的模式，分别对应第1对电磁辊前段、两对电磁辊之间以及第2对电磁辊后段三个区域。第1对电磁辊电流145A，频率5HZ；第2对电磁辊电流355A，频率5HZ。板坯连铸过程使用轻压下，在凝固末端的6、7和8扇形段各压下2.4mm。板坯断面尺寸为260mm×1700mm，连铸拉速0.78m/min，钢水过热度△T为20℃。
对实施例1－6铸坯等轴晶率进行检测，检测结果见表1。对实施例1－6铸坯低倍质量进行评级，评级结果见表1。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE002
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，其特征在于，连铸过程使用电磁搅拌，电磁搅拌部位为弯月面下5～9米，液芯尺寸为铸坯厚度的30～60%的位置，电磁搅拌设备有两对电磁辊，所述电磁搅拌工艺采用弱搅+强搅+中度搅的模式，分别对应第1对电磁辊前段、两对电磁辊之间以及第2对电磁辊后段三个区域。
2.根据权利要求1所述的一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，其特征在于，所述电磁搅拌两对电磁辊的频率保持相同。
3.根据权利要求1所述的一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，其特征在于，所述电磁搅拌电磁辊电流100-400A，频率为3-6HZ。
4.根据权利要求1所述的一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，其特征在于，所述第1对电磁辊电流120-240A，频率3-6HZ；第2对电磁辊电流260-380A，频率3-6HZ。
5.根据权利要求1所述的一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，其特征在于，所述两对电磁辊分别安装在二冷区第二扇形段进口的第1对辊和出口的第7对辊上。
6.根据权利要求1－5任一项所述的一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，其特征在于，所述板坯连铸过程使用轻压下，在凝固末端的6、7和8扇形段各压下2-2.5mm。
7.根据权利要求1－5任一项所述的一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，其特征在于，所述板坯连铸拉速0.75-0.95m/min，钢水过热度△T：8℃～25℃。
8.根据权利要求1－5任一项所述的一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，其特征在于，所述低合金高强度耐磨钢连铸之前经过铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理工序，所述铁水预脱硫，预处理后钢水中S≤0.0050wt%，所述转炉冶炼工序，转炉终点钢水中P≤0.0070wt%。
9.根据权利要求8所述的一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，其特征在于，所述LF精炼工序，造白渣脱硫，经LF精炼后钢水S≤0.0020wt%。
10.根据权利要求1－5、9任一项所述的一种低合金高强度耐磨钢板坯的生产方法，其特征在于，所述低合金高强度耐磨钢板坯断面尺寸为260mm×1700mm。
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