CN114762892A - 一种高碳磨球钢同一浇次异断面铸坯的混合浇注工艺 - Google Patents
一种高碳磨球钢同一浇次异断面铸坯的混合浇注工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高碳磨球钢同一浇次异断面铸坯的混合浇注工艺，所述连铸机包括至少两种不同断面直径连铸圆坯，针对对断面连铸圆坯采用对应的浇铸参数；具体浇铸步骤包括将原料和铁水投入电弧炉进行冶炼，将钢水转入精炼炉进行精炼得到最终产品要求成分；将精炼后的钢水通过连铸机连续冷却，浇注后得到不同端面尺寸的连铸坯，再进入拉矫机进行矫直处理，最后通过连轧机将连铸坯轧制成不同端面尺寸的圆钢棒材。有益效果：本发明连铸机配置组合式电磁搅拌系统，进一步混合糊状区内的正偏析和负偏析区域，防止偏析在糊状区中传播，破坏V型偏析通道；采用一级控制二冷配水模式，设定的配水数值与实际水量均在工艺范围内，坯料质量稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种铸坯的浇注工艺，特别涉及一种高碳磨球钢同一浇次异断面铸坯的混合浇注工艺，属于冶金技术领域。
背景技术
磨钢球是一种用于球磨机中的粉碎介质，用于粉碎磨机中的物料。根据加工原料的不同，磨钢球分成四种，其中高碳磨钢球是用钢厂产的圆钢热轧而成的钢球，这种高碳磨钢球也被称作热轧钢球，钢厂产的圆钢也被称作磨球钢。
南美洲和北美洲的矿资源具有丰富储量大、质量高特点，球磨机是冶金、矿山等行业领域应用广泛的破碎物料和制粉的重要设备，磨球是球磨机中消耗最大的易损件，所以每年需要进口大量钢材如磨球钢用于制造磨球。
市面上存在多种组分各异的磨球钢，但是高碳磨球钢的组分中，碳含量在0.65-1.35%，硅含量达到1.51-2.0％。磨球钢的硬度、强度主要取决于钢中固溶的碳量，并随固溶碳量的增加而提高，固溶碳量超过0.6%时，淬火后硬度不再增加，只是过剩的碳化物数量增多，钢的耐磨性略有增加，而塑性、韧性和弹性有所降低。硅含量的增加虽然会增加磨球钢硬度，但是会降低磨球钢的塑性。对于磨球钢来说，磨球钢作为生产热轧钢球的原料，在生产热轧钢球的过程中，磨球钢需要经过热轧处理，对磨球钢的塑性要求较高，因此需要对上述磨球钢进行改进，进一步提升磨球钢的塑性。
钢球的尺寸确定了高碳磨球钢棒材的端面尺寸，不同尺寸的钢球需要不同棒材端面的高碳磨球钢。通常高碳磨球钢单个批次的高碳磨球钢的订单需求量较小，并且所需的端面尺寸是各不相同的，因此在铸坯过程需要生产多种尺寸的铸坯。
目前常见高碳磨球钢的断面Φ380mm已经无法满足客户多样化的需求，同时为了提升产能钢厂会尽量生产更大断面直径高碳磨球钢，但是断面直径越大高碳磨球钢出现偏析的风险越大，会严重影响产品质量。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种提高收得率并且同时能够降低能耗提高效率的高碳磨球钢同一组内异端面铸坯的混合浇注工艺。
技术方案：一种高碳磨球钢同一浇次异断面铸坯的混合浇注工艺，所述连铸机包括至少两种不同断面直径的连铸圆坯，针对对应断面连铸圆坯采用对应的浇铸参数；具体浇铸步骤如下：
步骤一、将原料和铁水投入电弧炉进行冶炼，加热温度≥1580℃，出钢温度控制在1600-1620℃，得到含碳为0.6%-0.80%的钢水，将钢水转入精炼炉进行精炼微调成分和真空脱气得到最终产品要求成分；
步骤二、在氩气的保护下，将精炼后的钢水通过连铸机连续冷却，浇注后得到不同端面尺寸的连铸坯；
步骤三、得到的铸坯进入拉矫机进行矫直处理；
步骤四、通过连轧机将连铸坯轧制成不同端面尺寸的圆钢棒材。
进一步，所述步骤二中浇铸的方法如下：
S1、钢包中钢液经过精炼后运至连铸机钢包回转台，钢包回转台旋转至浇注位，钢液通过钢包底部的大包长水口在惰性气体保护下注入中间包内；
S2、钢液通过中间包水口流入下口的不同断面直径结晶器内，结晶器内的钢液面覆盖钢种相应型号的保护渣；
S3、通过结晶器电磁搅拌，在结晶器铜管冷却的作用下凝固形成初生坯壳；
S4、通过结晶器振动及拉矫机作用使带有液芯的铸坯以设定的拉坯速度进入二次冷却区中；
S5、在二次冷却区喷水及气雾冷却下坯壳继续凝固；
S6、在铸流电磁搅拌以及铸坯凝固末端电磁搅拌作用得到内部质量优良的连铸圆坯；
S7、通过多点连续矫直拉矫机拉直后，由激光定尺系统测量所需铸坯长度，由火切机将其切成定尺铸坯。
进一步，所述结晶器断面直径尺寸分别为Φ500mm和Φ380mm。
进一步，所述直径Φ500mm断面的结晶器水流量为4000±200L/min，二次冷却比水量为 0.18L/Kg，结晶器振动的振幅为5mm，振动频率为2HZ，结晶器电磁搅拌电流（M-EMS）为250±5A，铸流电磁搅拌电流（S-EMS）为180±5A，末端电磁搅拌电流（F-EMS）为1100±5A，矫直拉矫机拉直的拉速为0.40±0.01m/min，热坯压力为1.2MPa。
进一步，所述直径Φ380mm断面的结晶器水流量为3300±200L/min，二次冷却比水量为0.10L/Kg, 结晶器振动的振幅为5mm, 振动频率为2HZ，结晶器电磁搅拌电流（M-EMS）为300±5A，铸流电磁搅拌电流（S-EMS）为400±5A，末端电磁搅拌电流（F-EMS）为1100±5A，矫直拉矫机拉直的拉速为0.65±0.01m/min，热坯压力为4MPa。
进一步，所述高碳磨球钢化学成分以重量百分比计为C：0.75-0.85%；Si：0.15～0.40%；Mn：0.95～1.05%；Cr：0.95～1.05%；P：≤0.025%；S：≤0.015%；Ni：≤0.25%；Cu≤0.40%；Mo：0.030～0.080%；V：≤0.30%；N：0.0045～0.010%；余量为Fe及不可避免杂质。
有益效果：本发明连铸机配置组合式电磁搅拌系统，进一步混合糊状区内的正偏析和负偏析区域，防止偏析在糊状区中传播，破坏V型偏析通道；采用一级控制二冷配水模式，设定的配水数值与实际水量均在工艺范围内，坯料质量稳定；小订单钢种如期交货，不仅节约生产成本且提高产量，提高企业竞争力和经济效益具有重大的意义。
附图说明
图1为本发明碳偏析取样示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1：
本实施例提供了一种高碳磨球钢同一浇次异断面铸坯的混合浇注工艺，连铸机的第1流采用Φ500mm断面，第2流、第3流、第4流采用Φ380mm断面。
其中，第1流直径Φ500mm断面的结晶器水流量为3986L/min,二次冷却比水量为0.17L/Kg, 结晶器振动的振幅为5mm，结晶器振动的频率2HZ，M-EMS为255A，S-EMS为184A，F-EMS为1099A，拉速0.40m/min，热坯压力为1.2MPa。
第2流、第3流和第4流直径Φ380mm断面的结晶器水流量为3310L/min,二次冷却比水量为0.09L/Kg, 结晶器振动的振幅为4mm, 结晶器振动的频率2HZ，M-EMS为304A，S-EMS为403A，F-EMS为1098A，拉速0.65m/min，热坯压力为4MPa。
实施例2：
本实施例提供了一种高碳磨球钢同一浇次异断面铸坯的混合浇注工艺，连铸机的第1流采用Φ500mm断面，第2流、第3流、第4流采用Φ380mm断面。
其中，第1流直径Φ500mm断面的结晶器水流量为4005L/min,二次冷却比水量为0.15L/Kg, 结晶器振动的振幅为5mm，结晶器振动的频率2HZ，M-EMS为253A，S-EMS为184A，F-EMS为1099A，拉速0.40m/min，热坯压力为1.2MPa。
第2流、第3流和第4流直径Φ380mm断面的结晶器水流量为3310L/min,二次冷却比水量为0.11L/Kg, 结晶器振动的振幅为5mm, 结晶器振动的频率2HZ，M-EMS为303A，S-EMS为404A，F-EMS为1096A，拉速0.65m/min，热坯压力为3.9MPa。
实施例3：
本实施例提供了一种高碳磨球钢同一浇次异断面铸坯的混合浇注工艺，连铸机的第1流采用Φ500mm断面，第2流、第3流、第4流采用Φ380mm断面。
其中，第1流直径Φ500mm断面的结晶器水流量为4007L/min,二次冷却比水量为0.16L/Kg, 结晶器振动的振幅为5mm，结晶器振动的频率2HZ，M-EMS为255A，S-EMS为184A，F-EMS为1099A，拉速0.40m/min，热坯压力为1.1MPa。
第2流、第3流和第4流直径Φ380mm断面的结晶器水流量为3310L/min,二次冷却比水量为0.10L/Kg, 结晶器振动的振幅为5mm, 结晶器振动的频率2HZ，M-EMS为307A，S-EMS为404A，F-EMS为1096A，拉速0.65m/min，热坯压力为3.9MPa。
表1为实施例1、实施例2和实施例3的直径Φ500mm和直径Φ380mm轧制规格100mm圆钢检测碳偏析测试结果。
表1 100mm圆碳偏析(％)
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明 的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于 本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种高碳磨球钢同一浇次异断面铸坯的混合浇注工艺，其特征在于：所述连铸机包括至少两种不同断面直径的连铸圆坯，针对对应断面连铸圆坯采用对应的浇铸参数；具体浇铸步骤如下：
步骤一、将原料和铁水投入电弧炉进行冶炼，加热温度≥1580℃，出钢温度控制在1600-1620℃，得到含碳为0.6%-0.80%的钢水，将钢水转入精炼炉进行精炼微调成分和真空脱气得到最终产品要求的化学成分；
步骤二、在氩气的保护下，将精炼后的钢水通过连铸机连续冷却，浇注后得到不同端面尺寸的连铸坯；
步骤三、得到的铸坯进入拉矫机进行矫直处理；
步骤四、通过连轧机将连铸坯轧制成不同端面尺寸的圆钢棒材。
2.根据权利要求1所述的高碳磨球钢同一浇次异断面铸坯的混合浇注工艺，其特征在于，所述步骤二中浇铸的方法如下：
S1、钢包中钢液经过精炼后运至连铸机钢包回转台，钢包回转台旋转至浇注位，钢液通过钢包底部的大包长水口在惰性气体保护下注入中间包内；
S2、钢液通过中间包水口流入下口的不同断面直径结晶器内，结晶器内的钢液面覆盖钢种相应型号的保护渣；
S3、通过结晶器电磁搅拌，在结晶器铜管冷却的作用下凝固形成初生坯壳；
S4、通过结晶器振动及拉矫机作用使带有液芯的铸坯以设定的拉坯速度进入二次冷却区中；
S5、在二次冷却区喷水及气雾冷却下坯壳继续凝固；
S6、在铸流电磁搅拌以及铸坯凝固末端电磁搅拌作用得到内部质量优良的连铸圆坯；
S7、通过多点连续矫直拉矫机拉直后，由激光定尺系统测量所需铸坯长度，由火切机将其切成定尺铸坯。
3.根据权利要求2所述的高碳磨球钢同一浇次异断面铸坯的混合浇注工艺，其特征在于：所述结晶器断面直径尺寸分别为Φ500mm和Φ380mm。
4.根据权利要求3所述的高碳磨球钢同一浇次异断面铸坯的混合浇注工艺，其特征在于：所述直径Φ500mm断面的结晶器水流量为4000±200L/min，二次冷却比水量为 0.18L/Kg，结晶器振动的振幅为5mm，振动频率为2HZ，结晶器电磁搅拌电流为250±5A，铸流电磁搅拌电流为180±5A，末端电磁搅拌电流为1100±5A，矫直拉矫机拉直的拉速为0.40±0.01m/min，热坯压力为1.2MPa。
5.根据权利要求3所述的高碳磨球钢同一浇次异断面铸坯的混合浇注工艺，其特征在于：所述直径Φ380mm断面的结晶器水流量为3300±200L/min，二次冷却比水量为0.10L/Kg， 结晶器振动的振幅为5mm, 振动频率为2HZ，结晶器电磁搅拌电流为300±5A，铸流电磁搅拌电流为400±5A，末端电磁搅拌电流为1100±5A，矫直拉矫机拉直的拉速为0.65±0.01m/min，热坯压力为4MPa。
6.根据权利要求1所述的高碳磨球钢同一浇次异断面铸坯的混合浇注工艺，其特征在于：所述高碳磨球钢化学成分以重量百分比计为C：0.75-0.85%；Si：0.15～0.40%；Mn：0.95～1.05%；Cr：0.95～1.05%；P：≤0.025%；S：≤0.015%；Ni：≤0.25%；Cu≤0.40%；Mo：0.030～0.080%；V：≤0.30%；N：0.0045～0.010%；余量为Fe及不可避免杂质。
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