CN114657444A - 以160mm×160mm断面小方坯生产电机爪极用钢QD08的方法 - Google Patents
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Abstract
一种以160mm×160mm断面小方坯生产电机爪极用钢QD08的方法，属于冶金技术领域。主要方法是：连铸设备采用160mm×160mm断面方坯连铸机，拉速为2.2m/min～2.4m/min；在凝固末端执行轻压下工艺，采用4个拉矫辊压下，每辊压下量4mm；通过调整各辊的压力控制实际压下精度。轧钢采用低温轧制工艺，高温段加热温度1050℃～1120℃，高温段加热时间120min～180min，开轧温度950℃～1050℃，终轧温度810℃～850℃。按此工艺以160×160断面小方坯生产
规格的电机爪极用钢QD08内伤合格率达到100％。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及以160mm×160mm断面小方坯生产电机爪极用钢QD08的方法。
背景技术
QD08是一种常用的电机爪极用钢，规格一般为
QD08对棒材内部质量要求较高，轧材通常要进行超声探伤，探伤合格后才能发货。业界通常以200mmx200mm断面以上的大方坯生产QD08棒材，通过较大的轧制压缩比改善连铸坯的缩孔、裂纹等缺陷，提高棒材中心质量。
钢厂受炼钢、连铸等生产设备制约，大方坯产量不足时，可考虑以160mm×160mm断面小方坯轧制φ40mm～φ60mm规格电机爪极用钢棒材。存在的主要问题是轧制压缩比较小，轧制力难以有效传递至心部，连铸坯中心缩孔、裂纹容易遗传至棒材，造成中心伤不合格。亟需一种以小方坯生产电机爪极用钢QD08的方法，同时优化连铸及轧钢工艺，提高棒材中心探伤合格率。
发明内容
本发明要解决的问题是，为克服现有技术之不足，提供一种以160mm×160mm断面小方坯生产电机爪极用钢QD08的方法，优化连铸及轧钢工艺，提高棒材中心探伤合格率。
本发明的技术方案是：一种以160mm×160mm断面小方坯生产电机爪极用钢QD08的方法，生产工序包括初炼、精炼和连铸，连铸工工序中：
1)连铸拉速2.2m/min～2.4m/min，中间包过热度10℃～50℃，拉速根据中间包过热度进行调整。优选的，中间包过热度20℃～35℃时，拉速2.3m/min；中间包过热度35℃～50℃时，拉速降低至2.2m/min；中间包过热度10℃～20℃时，拉速提高至2.4m/min。
二冷水比水量为0.6～0.80L/kg。
二冷水会直接影响连铸坯柱状晶的成长，工艺参数不合适会加重中间裂纹和中心缩孔；对160mm×160mm断面小方坯而言，二冷水比水量会对凝固末端位置产生显著影响。二冷水应与拉速相配合，生产过程应保持二冷水工况稳定，保证轻压下工艺的有效执行。连铸过程一般头炉中包过热度较高，通常在35℃～50℃，以防止开浇过程水口结死。过热度变化会显著影响凝固末端，导致轻压下位置不准确；过热度变化时，为保证压下位置精确，连铸拉速应进行适当微调。因此，为了进一步降低中心缺陷，优选的，头炉中包过热度35℃～50℃，拉速降低至2.2m/min，剩余连浇炉次过热度20℃～35℃，以2.3m/min恒拉速操作，二冷水比水量为0.6～0.80L/kg。
首端电磁搅拌200A/3Hz，不采用末端电磁搅拌。
首端电磁搅拌具有改善结晶器内流场、提高钢水温度均匀性、打断初生的柱状晶等作用，但是搅拌力度过大容易导致“卷渣”，对低碳钢而言，电流大小一般为150A～250A之间。一般认为末端电磁搅拌是改善中心缩孔的有效方法，但在低碳钢中末端电磁搅拌参数过大，钢水流速过快容易产生“白亮带”，所以QD08不适宜采用末端电磁搅拌工艺。
采用凝固末端轻压下工艺。凝固末端采用4个拉矫辊进行压下，每辊压下量4mm，总压下量16mm。各压下辊控制压力波动范围为：1号辊：75kN～125kN；2号辊：200kN～300kN；3号辊：200kN～300kN；4号辊：250kN～350kN。实际生产拉矫辊压力超出控制范围时，可按0.5mm的步长调整该辊压下量，使得各辊压力控制在上下限要求内。
轻压下工艺既要保证有效压下量，对凝固末端进行补缩，减轻缩孔，又要保证不产生明显的轻压下裂纹，所以有必要控制各压下辊稳定运行。通常各辊压力与压下量呈正相关，一般情况下，若某辊压力过大往往是由于压下精度不够、实际压下量过大所致，这种情况容易产生压下裂纹；若某辊压力过小通常是实际压下量过小所致，这种情况下往往难以对凝固末端进行有效补缩。所以控制压力波动范围是有必要的，可保证轻压下工艺的稳定执行。连铸稳定生产，各辊压力基本保持稳定，一般不会超过均值的30％。
根据以上炼钢工艺生产的连铸坯经过加热、轧制后即可得到成品，轧制工序中：
1)预热段温度800℃～900℃，加热一段温度950℃～1050℃，加热二段温度1050℃～1120℃，均热段温度1050℃～1120℃，开轧温度950℃～1050℃，终轧温度810℃～850℃；
轧钢加热过程采用较低的加热温度和均热温度，一方面防止高温气体自连铸坯缺陷进入导致基体氧化，轧制时不易焊合；另一方面对低碳钢采用较低的加热温度有利于提高硬度，轧制过程中有利于轧制力的渗透。低温轧制工艺应与轧机能力相匹配，以防止对轧机造成过大负担。
2)总加热时间120min～240min，高温段(加热二段+均热段)时间120min～180min；
小方坯加热速度较快，总加热时间特别高温段时间不易过长，防止铸坯心部氧化脱碳。
3)开轧温度950℃～1050℃，终轧温度810℃～850℃。
轧钢过程控制冷却，终轧温度适当降低有利于后续轧制道次轧制力的渗透。终轧温度不可过低，否则将导致晶粒过于细化，不利于提高电机爪极用钢的导磁性。
优选的，钢种成分按照质量百分比设计，成分配比为：C：0.02％～0.08％；Si：0.15％～0.35％；Mn：0.30％～0.60％，P：0～0.035％，S：0～0.035％，Al：0.010～0.025％，其余为铁。
本发明方法以160x160断面小方坯生产
规格的电机爪极用钢QD08，连铸工序结合轧制工序，可以有效避免中心缺陷，且能使内伤合格率达到100％。
附图说明
图1为实施例中QD08连铸坯纵剖低倍质量。
图2为实施例中QD08棒材心部组织。
图3为对比例1中QD08连铸坯纵剖低倍质量。
图4为对比例1中QD08棒材心部组织。
图5为对比例2中QD08连铸坯纵剖低倍质量。
图6为对比例2中QD08棒材心部组织。
图7为对比例3中QD08连铸坯纵剖低倍质量。
图8为对比例3中QD08棒材心部组织。
具体实施方式
本发明不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明下面结合实施例作进一步详述：
实施例
钢水经初炼、精炼后上连铸，连铸中间包钢水成分：C：0.06％；Si：0.20％；Mn：0.38％，P：0.011％，S：0.003％，Al：0.018％，其余为铁。
连铸中包过热度34℃，拉速2.3m/min，二冷水0.7L/kg，首端电磁搅拌200A/3Hz(头炉中包过热度46℃，拉速降低至2.2m/min)。
连铸1～4号拉矫辊执行轻压下工艺，各辊压下量4mm，各辊压力为：1号辊110kN、2号辊280kN、3号辊290kN、4号辊330kN。按该工艺生产的连铸坯纵剖低倍质量如图1所示，缩孔较轻，没有明显的压下裂纹。
连铸坯进轧钢加热炉加热，预热段温度870℃，加热一段温度990℃，加热二段温度1080℃，均热段温度1080℃，开轧温度980℃，终轧温度830℃。
按上述工艺生产的φ50mm规格的QD08棒材，内伤合格率100％。棒材心部组织如图2所示，无中心缺陷。
对比例1
钢水经初炼、精炼后上连铸，连铸中间包钢水成分：C：0.06％；Si：0.20％；Mn：0.38％，P：0.011％，S：0.003％，Al：0.018％，其余为铁。
连铸中包过热度34℃，拉速2.3m/min，二冷水0.7L/kg，首端电磁搅拌200A/3Hz(头炉中包过热度46℃，拉速降低至2.2m/min)。
连铸1～4号拉矫辊执行轻压下工艺，各辊压下量4mm，各辊压力为：1号辊110kN、2号辊280kN、3号辊290kN、4号辊330kN。按该工艺生产的连铸坯纵剖低倍质量如图3所示，缩孔较轻，没有明显的压下裂纹。
连铸坯进轧钢加热炉加热，采用相对较高的加热温度，分别是：预热段温度870℃，加热一段温度990℃，加热二段温度1180℃，均热段温度1180℃，开轧温度1030℃，终轧温度830℃。
按上述工艺生产的φ50mm规格的QD08棒材，内伤合格率97％。棒材心部缺陷如图4所示，轧制温度较高，轧制力难以有效渗透，铸坯心部轻微的缩孔、裂纹等在压缩比较小的情况下依旧遗传至棒材。
对比例2
钢水经初炼、精炼后上连铸，连铸中间包钢水成分：：C：0.05％；Si：0.22％；Mn：0.37％，P：0.010％，S：0.004％，Al：0.020％，其余为铁。
连铸中包过热度30℃，拉速2.3m/min，二冷水0.7L/kg，首端电磁搅拌200A/3Hz(头炉中包过热度50℃，拉速降低至2.2m/min)。
连铸1～4号拉矫辊不执行轻压下工艺。按该工艺生产的连铸坯纵剖低倍质量如图5所示，缩孔较重。
连铸坯进轧钢加热炉加热，预热段温度870℃，加热一段温度990℃，加热二段温度1080℃，均热段温度1080℃，开轧温度980℃，终轧温度830℃。
按上述工艺生产的φ50mm规格的QD08棒材，内伤合格率95％。内伤样中心组织如图6所示，为明显的连铸坯缩孔未焊合。
对比例3
钢水经初炼、精炼后上连铸，连铸中间包钢水成分：C：0.045％；Si：0.21％；Mn：0.38％，P：0.011％，S：0.002％，Al：0.020％，其余为铁。
连铸中包过热度33℃，拉速2.3m/min，二冷水0.7L/kg，首端电磁搅拌200A/3Hz(头炉中包过热度40℃，拉速降低至2.2m/min)。
连铸1～4号拉矫辊执行轻压下工艺，各辊压下量4mm，各辊压力为：1号辊180kN、2号辊280kN、3号辊290kN、4号辊330kN，1号辊执行轻压下压力过大且未降低压下量。按该工艺生产的连铸坯纵剖低倍质量如图7所示，存在轻微的压下裂纹。
连铸坯进轧钢加热炉加热，预热段温度880℃，加热一段温度1000℃，加热二段温度1090℃，均热段温度1070℃，开轧温度990℃，终轧温度820℃。
按上述工艺生产的φ50mm规格的QD08棒材，内伤合格率98％。内伤样中心组织如图8所示，裂纹附近存在粗晶，原因是加热时气体沿铸坯裂纹、缺陷等缺陷进入，导致基体脱碳，晶粒异常长大。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种以160mm×160mm断面小方坯生产电机爪极用钢QD08的方法，生产工序包括依次进行的初炼工序，精炼工序，连铸工序，加热工序和轧制工序；
其特征在于：
连铸工序中：连铸拉速为2.20m/min～2.40m/min，中间包过热度10℃～50℃；二冷水比水量为0.6～0.80L/kg；首端电磁搅拌200A/3Hz，不采用末端电磁搅拌；采用凝固末端轻压下工艺，连铸坯凝固末端采用4个拉矫辊进行压下，每辊压下量4mm，总压下量16mm，各压下辊控制压力波动范围为：1号辊：75kN～125kN；2号辊：200kN～300kN；3号辊：200kN～300kN；4号辊：250kN～350kN；
轧制工序中：预热段温度800℃～900℃，加热一段温度950℃～1050℃，加热二段温度1050℃～1120℃，均热段温度1050℃～1120℃，开轧温度950℃～1050℃，终轧温度810℃～850℃；总加热时间120min～240min，加热二段和均热段总时间120min～180min；开轧温度950℃～1050℃，终轧温度810℃～850℃。
2.根据权利要求1所述的以160mm×160mm断面小方坯生产电机爪极用钢QD08的方法，其特征在于：中间包过热度20℃～35℃时，控制拉速2.3m/min；中间包过热度35℃～50℃时，控制拉速降低至2.2m/min；中间包过热度10℃～20℃时，拉速提高至2.4m/min。
3.根据权利要求1所述的以160mm×160mm断面小方坯生产电机爪极用钢QD08的方法，其特征在于：连铸工序中，头炉中包过热度35℃～50℃，拉速降低至2.2m/min，剩余连浇炉次过热度20℃～35℃，以2.3m/min恒拉速操作。
4.根据权利要求1所述的以160mm×160mm断面小方坯生产电机爪极用钢QD08的方法，其特征在于：钢种成分按照质量百分比设计，成分配比为：C：0.02％～0.08％；Si：0.15％～0.35％；Mn：0.30％～0.60％，P：0～0.035％，S：0～0.035％，Al：0.010～0.025％，其余为铁。
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| CN113695545A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-26 | 中天钢铁集团有限公司 | 一种满足生产大规格线材冷镦钢的小方坯连铸方法 |
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