一种高拉速下控制焊丝钢中心缩孔的方法与流程

1.本发明涉及连铸轧钢技术领域，尤其是一种高拉速下控制焊丝钢中心缩孔的方法。


背景技术：

2.随着焊接自动化水平的提高，焊丝钢已广泛应用于工程机械、船舶、车辆制造、压力容器等行业。气体保护焊丝不仅具有良好的焊接性能，焊接时电弧稳定、飞溅少、焊缝外形美观、抗氧化锈蚀能力强，而且加工工艺可省去退火工艺，减少制造成本。
3.由于焊丝钢组分为低c、高si、高mn，导致在连铸生产过程中易出现中心缩孔缺陷，尤其随着连铸拉速的提升，凝固中心长度增加，造成铸坯中心补缩效果差而形成严重的中心缩孔缺陷。在铸坯轧制为盘条后，盘条中心由于铸坯的中心缺陷形成严重的偏析，甚至出现硬度高、难变形的马氏体组织，导致盘条在拉拔过程中发现断裂，尤其拉拔至0.8mm细丝出现断裂率高。故焊丝钢连铸过程拉速低成为限制炼钢产能低的关键环节，亟需一种高拉速下控制焊丝钢中心缩孔的方法。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种高拉速下控制焊丝钢中心缩孔的方法，实现连铸坯轧制的焊丝钢盘条由5.5mm稳定拉拔至0.8mm。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高拉速下控制焊丝钢中心缩孔的方法，具体步骤如下：
6.1)、连铸正常浇铸过程中，每流拉速恒定为2.5m/min；
7.恒定拉速可有效控制连铸坯凝固末端在拉矫机中的位置分布，提高拉矫机重压下改善缩孔的准确性；同时，避免拉速波动导致二冷水调节阀供水的波动，造成二冷区铸坯冷却不均产生中心缩孔质量缺陷。
8.2)、每流二冷水的比水量为0.65
‑
0.75l/kg，采用气雾冷却；
9.通过确认二冷冷却装置设备对中精度、水路和气路无渗漏，开启压缩空气，压缩空气压力设置0.2mpa。气
‑
水喷雾冷却是借助压缩空气的能量，将水滴雾化并以高速喷射到铸坯表面，使之更为均匀地冷却铸坯表面，有利于连铸坯形成均匀的凝固组织，避免冷却不均产生中心缩孔质量缺陷。
10.3)、中间包采用低过热度浇铸，过热度20～30℃；
11.中间包过热度降低可以促进柱状晶向等轴晶的转变和提高等轴晶率，有利于控制中心缩孔质量缺陷，但较低的过热度不利于中间包到结晶器稳定的浇铸，易出现低温停浇事故，固通过稳定控制过热度在20～30℃，有利于连铸浇铸，同时有效的控制凝固中心，提高拉矫机重压下的准确性。
12.4)、结晶器开启电磁搅拌，电搅电流190～210a，搅拌频率2.5～3.5hz。
13.在连铸坯凝固过程中，电磁搅拌改善了凝固过程的动力学条件、热力学条件和物质的迁移条件，使粗大的柱状晶变成细小的等轴晶，随着搅拌电压的增大，柱状晶区越小，等轴晶区越大，晶粒越细小，可有效控制中心缩孔缺陷的形成。
14.5)、结晶器保护渣采用中等粘度保护渣，粘度6
‑
7poise；
15.保护渣粘度是决定保护渣消耗量的均匀渗入的重要性能之一，直接关系到溶化后的保护渣在弯月面区域的行为，影响结晶器铜壁与铸坯坯壳间均匀渣膜的形状，熔渣层吸收和溶解非金属夹杂物以及对浸入式水口的腐蚀等，其中影响最为重要的是对渣膜厚度和均匀性的影响，渣膜均匀性对结晶器热流有明显的影响，结晶器热流过大或热流稳定性越差，铸坯凝固组织会越不均匀，合适的保护渣粘度有利于连铸坯形成均匀的凝固组织，避免冷却不均产生中心缩孔质量缺陷。
16.6)、结晶器铜管过钢量小于4500吨；
17.铜管过量磨损将改变坯壳与结晶器铜管壁的气隙，极大的阻碍热量的传递，降低冷却效果，使坯壳变薄或冷却不均，控制结晶器铜管寿命是为了改善冷却条件，促使坯壳与结晶器铜管之间有良好接触，有利于连铸坯形成均匀的凝固组织，避免冷却不均产生铸坯鼓肚、中心缩孔质量缺陷。
18.7)、凝固末端采用重压下，总压下量为13mm；
19.在凝固末端实施一定的压下量，使容易形成偏析及疏松的地方的非浓化钢液均匀流动，一方面消除或减少了因铸坯收缩形成的内部空隙，从而防止晶间富集溶质的钢液向铸坯中心横向流动；另一方面重压下所产生的挤压作用还可以促使液芯中心富集溶质的钢液沿拉坯方向反向流动，使溶质元素在钢液中重新分配，从而使铸坯的凝固组织更加均匀致密，有利于控制中心缩孔质量缺陷。
20.进一步的，所述小方坯为160mm
×
160mm的矩形坯。
21.进一步的，步骤(2)中，气雾冷却的压缩空气的压力设定为0.2mpa。
22.进一步的，所述步骤(5)中，中等粘度保护渣其组成成分及重量百分比为：sio2：28
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33％、cao：30
‑
35％、mgo：1
‑
4％、al2o3：4
‑
7％、na2o：3
‑
5％、f：1
‑
5％、c：18
‑
23％。
23.进一步的，所述步骤(7)中，凝固末端采用重压下，压下辊位于小方坯弧形的矫直段，一共有7个压下辊，其中采用4#～6#压下辊进行压下，压下量分别为3mm、4mm、6mm。
24.上述焊丝钢化学成分按照质量百分比计，成分配比为c：0.06～0.15，si：0.80～1.15，mn：1.40～1.85，p≤0.025，s≤0.025，cr≤0.15，ni≤0.15，cu≤0.1，mo≤0.15，v≤0.03，其余为fe。
25.本发明的有益效果是：本发明通过控制焊丝钢小方坯连铸过程中二冷水比水量、中间包过热度、结晶器电磁搅拌参数以及保护渣和结晶器铜管过钢量，同时，在连铸坯凝固末端采用重压下的连铸工艺，实现了小方坯在2.5m/min高拉速下连续浇铸，有效地将连铸坯中心缩孔控制在≤1.0级，确保轧制盘条由5.5mm稳定拉拔至0.8mm时，未出现由于中心偏析导致的拉拔断裂现象，连铸生产效率可提高25％。
具体实施方式
26.现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
27.实施例1
28.连铸中间包钢水化学成分c：0.07％，si：0.88％，mn：1.45％，p：0.012％，s：0.010％，cr：0.04％，ni：0.008％，cu：0.015％，mo：0.005％，v：0.009％，其余为fe。
29.连铸浇铸拉速2.5m/min；中间包过热度24℃；二冷比水量0.7l/kg；
30.结晶器电磁搅拌电流200a，搅拌频率3.0hz，采用连续搅拌方式；
31.结晶器铜管过钢量3000吨；
32.使用的结晶器保护渣指标为：cao含量33.67％、sio2含量32.32％、mgo含量1.28％、al2o3含量4.72％、na2o含量3.49％、f含量1.8％、c：22.72％、粘度6.32poise；
33.在连铸坯凝固末端13mm重压下，单辊最大压下量6mm，使用4#～6#拉矫机进行重压下，压下区间距离结晶器液面15920mm～17120mm，压下量分配分别为3mm
‑
4mm
‑
6mm，具体拉矫机位置、固相率及压下分布见表1：
34.表1焊丝钢er50
‑
6e重压下模型数据
35.压下辊编号r1r2r3r4r5r6r7距离弯月面位置(m)1414.6615.3215.9216.5217.1217.72固相率(％)
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16.84198 压下量(mm)
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346 36.经对连铸坯抽取10块进行酸洗确认，中心缩孔平均0.6级，该炉铸坯轧制后，由5.5mm拉拔至0.8mm未出现断裂现象。
37.实施例2
38.连铸中间包钢水化学成分c：0.08％，si：0.86％，mn：1.48％，p：0.010％，s：0.009％，cr：0.05％，ni：0.01％，cu：0.012％，mo：0.004％，v：0.010％。
39.中间包过热度20℃；
40.二冷比水量0.75l/kg；
41.具体拉矫机位置、固相率及压下分布见表2：
42.表2焊丝钢er50
‑
6e重压下模型数据
43.压下辊编号r1r2r3r4r5r6r7距离弯月面位置(m)1414.6615.3215.9216.5217.1217.72固相率(％)
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18.544100 压下量(mm)
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346 44.其余与实施例1相同。
45.经对连铸坯抽取10块进行酸洗确认，中心缩孔平均0.5级，该炉铸坯轧制后，由5.5mm拉拔至0.8mm未出现断裂现象。
46.实施例3
47.连铸中间包钢水化学成分c：0.09％，si：0.84％，mn：1.52％，p：0.009％，s：0.014％，cr：0.07％，ni：0.03％，cu：0.011％，mo：0.005％，v：0.011％。
48.中间包过热度28℃。
49.具体拉矫机位置、固相率及压下分布见表3：
50.表3焊丝钢er50
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6e重压下模型数据
51.压下辊编号r1r2r3r4r5r6r7
距离弯月面位置(m)1414.6615.3215.9216.5217.1217.72固相率(％)
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15.93997 压下量(mm)
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346 52.其余与实施例1相同。
53.经对连铸坯抽取10块进行酸洗确认，中心缩孔平均0.7级，该炉铸坯轧制后，由5.5mm拉拔至0.8mm未出现断裂现象。
54.对比实施例
55.将实施例1中“凝固末端13mm重压下”取消，不采用压下在2.5m/min拉速下进行连铸，其它与实施例1相同。
56.经对连铸坯抽取10块进行酸洗确认，中心缩孔平均2.0级，该炉铸坯轧制后，由5.5mm拉拔至0.8mm出现断裂现象，只能将该炉铸坯轧制盘条改为拉拔1.2mm焊丝。
57.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。