CN114657444A - 以160mm×160mm断面小方坯生产电机爪极用钢QD08的方法 - Google Patents

以160mm×160mm断面小方坯生产电机爪极用钢QD08的方法 Download PDF

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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
Figure DDA0003564823920000011
规格的电机爪极用钢QD08内伤合格率达到100%。

Description

以160mm×160mm断面小方坯生产电机爪极用钢QD08的方法
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
Figure BDA0003564823900000011
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
Figure BDA0003564823900000041
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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