CN112605358A - 一种改善超厚板坯高碳钢中心偏析的方法 - Google Patents

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甄新刚
赵和明
陈勇
李大伟
周贱生
陈晨
王卫军
宋欣
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations

Abstract

本发明提供了一种改善超厚板坯高碳钢中心偏析的方法，对超厚板坯进行压下处理，步骤如下：1）对两相区进行压下处理，首先，根据公式fs=(Tl‑T1)/(T1‑TS)计算出铸坯固相率：其次，根据固相率确定压下量；2）对固相区进行压下处理，首先，根据公式dt=TS‑T2计算出铸坯压下位置的温度差：其次，根据温度差确定压下量：当dt＞60℃时，不压下；当dt≤60℃时，压下量1.5~4.5mm。本发明的优点是：本发明所述方法，工艺简单，容易实现，利用现有设备即可实现。采用本方案时，铸坯的宽度的1/4、1/2、3/4位置的中心偏析评级均为合格，超厚板坯高碳钢的内部质量提高非常明显。

Description

一种改善超厚板坯高碳钢中心偏析的方法
技术领域
本发明属于炼钢连铸技术领域，特别是针对厚度规格超过450mm的超厚板坯连铸生产实践，提供了一种改善超厚板坯高碳钢中心偏析的方法。
背景技术
通常情况下，人们将厚度规格＞450mm的板坯划分为超厚板坯，将碳含量位于0.25%≤C(wt%)范围的钢划分为高碳钢。板坯连铸在凝固过程中，存在两种无法消除的缺陷，一种是由于选分结晶而无法避免的中心偏析，一种是铸坯凝固过程中的W型凝固末端。关于板坯连铸中心偏析的形成原因及危害，国内外诸多文献已做了详细的阐述：认为柱状晶“凝固搭桥”与板坯鼓肚是形成中心偏析的主要原因，使用动态轻压下技术可以有效控制铸坯的中心偏析；关于板坯连铸的W型凝固末端，认为与二次冷却方式密切相关。关于超厚板坯W型凝固末端的中心偏析控制技术，国内的理论基础研究很少，并且之前也没有超厚板坯的生产实践，国内在超厚板坯中心偏析综合控制技术领域还没有取得重大突破。
专利号为CN201811567253.1的发明专利，公开了一种板坯动态二冷和轻压下控制系统，“根据动态热跟踪模型预测的铸坯凝固两相区位置及不同钢种特性确定压下总量和压下区间，动态优化各压下扇形段的辊缝值，实现减少铸坯中心偏析和中心疏松缺陷的目的”，该专利只是在两相区实施轻压下，没有考虑板坯连铸W型液芯的凝固特性及其对铸坯中心偏析的影响，而超厚板坯的W型凝固末端更加突出，必须针对最后的凝固区域采取特定的中心偏析控制技术。
在国内首次进行480mm直弧型超厚板坯连铸生产实践中，发现超厚板坯的中心偏析及W型凝固末端相比于中厚板坯更加严重，采用常规的轻压下技术无法有效改善超厚板坯的内部质量，而目前国内针对480mm厚度规格的高品质超厚板坯尚无可供参考的经验，只能在生产实践中不断摸索、优化创新。如何解决超厚板坯较严重的W型凝固末端对工艺的影响，从而提高超厚板坯的内部质量，是亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善超厚板坯高碳钢中心偏析的方法，对超厚板坯实施更科学有效的压下策略，以适应W型凝固末端特点。此外，本发明的另一目的是解决超厚板坯在铸坯宽度方向1/4位置及3/4位置偏析严重的缺陷，从而提高超厚板坯的内部质量。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种改善超厚板坯高碳钢中心偏析的方法，其特征在于，在连铸过程中，对超厚板坯进行压下处理，具体步骤如下：
1）对两相区进行压下处理，首先，根据如下公式计算出铸坯压下位置中心点的固相率：
fs =(Tl-T1)/(T1-TS)；
其中，Tl为液相线温度，℃；TS为固相线温度，℃；T1为两相区铸坯压下位置中心点的温度，℃；
其次，根据固相率确定压下量：
当0.2 ≤fs ＜0.32时，压下量1.5~6.5mm；当0.32 ≤fs ＜0.58时，压下量2.5~8.5mm；当0.58≤fs ≤1.0时，压下量3.0~9.0mm；
2）对固相区进行压下处理，首先，根据如下公式计算出铸坯压下位置的温度差：
dt=TS- T2；
其中TS为固相线温度，℃；T2为固相区压下点温度，℃；
其次，根据温度差确定压下量：
当dt＞60℃时，不压下；
当dt≤60℃时，压下量1.5~4.5mm。
本发明的优点是：本发明所述方法，可以解决国内首台475mm超厚规格板坯铸机在实际生产中遇到的较严重的W型凝固偏析问题，技术针对性强，工艺简单，容易实现，利用现有设备即可实现。采用本方案时，铸坯的宽度的1/4、1/2、3/4位置的中心偏析评级均为C1.0以上，超厚板坯高碳钢的内部质量提高非常明显，有效的解决了450 mm以上厚度的铸坯的中心偏析问题，为国内首台475mm超厚板坯连铸机的顺稳生产提供了技术支撑与保障。
附图说明
图1是超厚板坯高碳钢W型凝固末端示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种改善超厚板坯高碳钢中心偏析的方法，所述板坯的凝固末端示意图如图1所示的W型，其中L1为两相区，L2为固相区。本方法在连铸过程中，对超厚板坯进行压下处理，具体步骤如下：
1）对两相区进行压下处理，首先，根据如下公式计算出铸坯压下位置中心点的固相率：
fs =(Tl-T1)/(T1-TS)；
其中，Tl为液相线温度，℃；TS为固相线温度，℃；T1为两相区铸坯压下位置中心点的温度，℃；
其次，根据固相率确定压下量：
当0.2 ≤fs ＜0.32时，压下量1.5~6.5mm；当0.32 ≤fs ＜0.58时，压下量2.5~8.5mm；当0.58≤fs ≤1.0时，压下量3.0~9.0mm；
2）对固相区进行压下处理，首先，根据如下公式计算出铸坯压下位置的温度差：
dt=TS- T2；
其中TS为固相线温度，℃；T2为固相区压下点温度，℃；
其次，根据温度差确定压下量：
当dt＞60℃时，不压下；
当dt≤60℃时，压下量1.5~4.5mm。
实施例1
针对厚度规格460mm、碳含量为0.493wt%的超厚板坯高碳钢，钢种成分如下：C-0.493，Si- 0.248，Mn- 0.519，P- 0.016，S -0.006，Als- 0.008。在连铸过程中，对超厚板坯进行压下处理，具体如下：
（1）当0.2 ≤fs <0.32时，压下量6.5mm；当0.32 ≤fs <0.58时，压下量8.5mm；当0.58≤fs ≤1.0时，压下量9.0mm；当dt≤60℃时，压下量4.5mm。
（2）采用本方案时，铸坯的宽度的1/4、1/2、3/4位置的中心偏析评级均为C1.0，超厚板坯高碳钢的内部质量改善非常明显。
实施例2
针对厚度规格480mm、碳含量为0.486wt%的超厚板坯高碳钢进行处理，钢种成分如下：C-0.486，Si- 0.247，Mn- 0.520，P- 0.023，S -0.006，Als- 0.004。在连铸过程中，对超厚板坯进行压下处理，具体步骤如下：
（1）当0.2 ≤fs <0.32时，压下量1.5mm；当0.32 ≤fs <0.58时，压下量2.5mm；当0.58≤fs ≤1.0时，压下量3.0mm；当dt≤60℃时，压下量1.5mm。
（2）采用本方案时，铸坯的宽度的1/4、1/2、3/4位置的中心偏析评级均为C1.5，超厚板坯高碳钢的内部质量改善非常明显。
本发明所述方法，针对超厚板坯W型凝固末端的连铸特性，以铸坯宽度1/2位置为计算依据，在两相区L1区域，通过实施轻压下来改善铸坯宽度1/2位置的中心偏析；在固相区L2区域，继续施加轻压下，有效解决了铸坯最后凝固区域的中心偏析，即通过两相区轻压下+固相区轻压下的综合控制技术，使得超厚板坯生产的高碳钢不再出现B类及以上等级的中心偏析，从而提高超厚板坯的内部质量。同时，本方法采用475mm超厚规格板坯铸机，通过特定的压下工艺，可以解决国内首台475mm超厚规格板坯铸机在实际生产中遇到的较严重的W型凝固偏析问题，本方案针对性强，工艺简单，容易实现，利用现有设备即可实现。采用本方案时，铸坯的宽度的1/4、1/2、3/4位置的中心偏析评级均为C1.0以上，超厚板坯高碳钢的内部质量提高非常明显，有效的解决了450 mm以上厚度的铸坯的中心偏析问题，为国内首台475mm超厚板坯连铸机的顺稳生产提供了技术支撑与保障。

Claims (2)

1.一种改善超厚板坯高碳钢中心偏析的方法，其特征在于，在连铸过程中，对超厚板坯进行压下处理，具体步骤如下：
1）对两相区进行压下处理，首先，根据如下公式计算出铸坯压下位置中心点的固相率：
fs =(Tl-T1)/(T1-TS)；
其中，Tl为液相线温度，℃；TS为固相线温度，℃；T1为两相区铸坯压下位置中心点的温度，℃；
其次，根据固相率确定压下量：
当0.2 ≤fs ＜0.32时，压下量1.5~6.5mm；当0.32 ≤fs ＜0.58时，压下量2.5~8.5mm；当0.58≤fs ≤1.0时，压下量3.0~9.0mm；
2）对固相区进行压下处理，首先，根据如下公式计算出铸坯压下位置的温度差：
dt=TS- T2；
其中TS为固相线温度，℃；T2为固相区压下点温度，℃；
其次，根据温度差确定压下量：
当dt＞60℃时，不压下；
当dt≤60℃时，压下量1.5~4.5mm。
2.根据权利要求1所述的改善超厚板坯高碳钢中心偏析的方法，其特征在于：根据固相率确定压下量时：
当0.2 ≤fs ＜0.32时，压下量1.5~4.5mm；当0.32 ≤fs ＜0.58时，压下量4.5~6.5mm；当0.58≤fs ≤1.0时，压下量6.5~9.0mm。
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