一种改善低碳钢小方坯中心缩孔和裂纹的生产方法与流程

1.本发明涉及冶金技术领域，尤其是涉及一种改善低碳钢小方坯中心缩孔和裂纹的生产方法。


背景技术：

2.低碳含铬钢主要应用于机械、汽车、家电、建筑等行业，通常由小方坯生产。由于拉速快和温度的控制不好，在连铸过程中会呈现先出中心缩孔、中间裂纹、中心裂纹等缺陷，这些传递到轧钢工序易导致轧材宏观上出现较大的中心缩孔和裂纹，严重的还会出现轧制开花，出现憋钢的现象。这些缺陷是由多个参数导致的，而各参数之间互有影响。
3.连铸过程中，温度总体呈下降趋势，铸坯凝固时表层生成细小等轴晶，当内部向外传热降低时，铸坯开始定向凝固，形成柱状晶。拉速也是影响中心缺陷的关键参数之一，拉速过高，中心偏析和疏松严重，中心缩孔等级亦较高。在二冷区，单纯考虑比水量而言，比水量过小，会造成液相穴长度过长，由于钢水的补缩不好，容易产生缩孔。电磁搅拌和低过热度浇铸能通过增加液芯中心的等轴晶数量来降低中心宏观偏析，凝固末端电磁搅拌能够促进柱状晶向等轴晶转化，产生宽而细的等轴晶区，使之能致密充满凝固末端，减少二次枝晶的臂间距，以控制粘稠区的渗透性，同时提高凝固率，减少凝固时间间隔。单一采用凝固末端电磁搅拌冶金效果不显著，组合采用结晶器加凝固末端电磁搅拌能大幅降低钢液的过热度，缩短凝固时间，从而产生宽而细的等轴晶区，而凝固末端电磁搅拌可进一步细化等轴晶并能保持粘稠区的流动以及温度与成分的均匀，进而改善铸坯中心缩孔、疏松和裂纹等。
4.申请号为201210204232.x的中国专利，名称为一种改善高碳钢小方坯中心缩孔的连铸方法，其通过控制过热度和浸入式水口的吹氩量以及全保护浇铸、调整二冷冷却比水量及拉速、结晶器电磁搅拌和凝固末端轻压下的方式以此来改善高碳钢小方坯的中心缩孔，但是在实际生产过程中将轻压下技术运用在低碳钢小方坯上时，其会导致低碳含铬钢小方坯产生中心裂纹及角部裂纹，同时增加生产成本，生产时，全程保持吹氩保护浇注，会增加低碳含铬钢小方坯产生皮下气泡的风险。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中缺少改善低碳钢小方坯中心缩孔和裂纹的方法，且的存在将压下技术运用在低碳钢小方坯上时，其会导致低碳含铬钢小方坯产生中心裂纹及角部裂纹，同时增加生产成本，生产时，全程保持吹氩保护浇注，会增加低碳含铬钢小方坯产生皮下气泡的风险问题，提供一种改善低碳钢小方坯中心缩孔和裂纹的生产方法。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种改善低碳钢小方坯中心缩孔和裂纹的生产方法，该低碳钢小方坯的化学成份按重量百分数计为：c为0.18～0.25％，si为0.20～0.35％，mn为0.38～0.53％，p为≤0.050％，s为≤0.050％，cr为0.30～0.40％，n为0～0.0012％，包括如下步骤：
7.(1)通过控制过热度，钢水过热度20～30℃；
8.(2)调整二冷冷却比水量，每一流结晶器二冷段的二冷水的冷却比水量为0.8～1.0l/kg，采用气雾冷却，目的是使在连铸过程中保证合适的冷却梯度，防止气体因溶解度减小或者卷入而在钢中析出或存留造成气泡或缩孔；
9.(3)控制铸坯拉速，每一流结晶器相对应的铸坯平均拉速在2.0～2.3m/min；
10.(4)结晶器电磁搅拌，电流控制在180～250a，频率控制在2～4hz，减少钢中的疏松和偏析，因为在铸坯凝固时表层生成细小等轴晶，当内部向外传热降低时，铸坯开始定向凝固，形成柱状晶，选分结晶使得溶质元素向液相区积聚，当它们被搭桥的柱状晶封闭无法与其他液体交换时就会形成元素的偏析；
11.(5)凝固末端电磁搅拌，电流控制在150～250a，频率控制在5～7hz。
12.本发明的有益效果是：本发明提供的一种改善低碳钢小方坯中心缩孔和裂纹的生产方法，通过控制过热度、调整二冷冷却比水量、拉速、结晶器电磁搅拌和凝固末端电磁搅拌的方式，从而消除低碳钢小钢坯生产过程中形成的中心缩孔和裂纹，通过将结晶器电磁搅拌的电流控制在180～250a，频率控制在2～4hz，能够避免产生结晶器卷渣、连铸坯出现负偏析以及加剧水口渣线侵蚀等。
附图说明
13.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
14.图1是本发明实施例1低碳钢小方坯断面低倍酸洗的示意图；
15.图2是本发明实施例2低碳钢小方坯断面低倍酸洗的示意图；
16.图3是本发明实施例3低碳钢小方坯断面低倍酸洗的示意图；
17.图4是本发明改善前1低碳钢小方坯断面低倍酸洗的示意图；
18.图5是本发明改善前2低碳钢小方坯断面低倍酸洗的示意图；
19.图6是本发明改善前3低碳钢小方坯断面低倍酸洗的示意图。
具体实施方式
20.现在结合附图对本发明做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
21.一种改善低碳钢小方坯中心缩孔和裂纹的生产方法，该低碳钢小方坯的化学成份按重量百分数计为：c为0.18～0.25％，si为0.20～0.35％，mn为0.38～0.53％，p为≤0.050％，s为≤0.050％，cr为0.30～0.40％，n为0～0.0012％，包括如下步骤：
22.(1)通过控制过热度，钢水过热度20～30℃；
23.(2)调整二冷冷却比水量，每一流结晶器二冷段的二冷水的冷却比水量为0.8～1.0l/kg，采用气雾冷却，目的是使在连铸过程中保证合适的冷却梯度，防止气体因溶解度减小或者卷入而在钢中析出或存留造成气泡或缩孔；
24.(3)控制铸坯拉速，每一流结晶器相对应的铸坯平均拉速在2.0～2.3m/min；
25.(4)结晶器电磁搅拌，电流控制在180～250a，频率控制在2～4hz，减少钢中的疏松和偏析，因为在铸坯凝固时表层生成细小等轴晶，当内部向外传热降低时，铸坯开始定向凝固，形成柱状晶，选分结晶使得溶质元素向液相区积聚，当它们被搭桥的柱状晶封闭无法与
其他液体交换时就会形成元素的偏析；
26.(5)凝固末端电磁搅拌，电流控制在150～250a，频率控制在5～7hz。
27.通过控制过热度、调整二冷冷却比水量、拉速、结晶器电磁搅拌和凝固末端电磁搅拌的方式，从而消除低碳钢小钢坯生产过程中形成的中心缩孔和裂纹，通过将结晶器电磁搅拌的电流控制在180～250a，频率控制在2～4hz，能够避免产生结晶器卷渣、连铸坯出现负偏析以及加剧水
28.实施例1：
29.(1)采用120t转炉-120t lf精炼-160*160十机十流小方坯连铸的工艺流程生产，钢水过热度为26℃；
30.(2)每一流结晶器相对应的铸坯平均拉速在为2.13m/min，每一流结晶器二冷段的二冷水的冷却比水量为0.87l/kg，全程气雾冷却；
31.(3)采用200a/3hz条件的结晶器电磁搅拌和200a/6hz条件的结晶器电磁搅拌；
32.(4)将160mm*160mm的小方坯轧制成材，得到低碳含铬钢成品热轧材。
33.实施例2：
34.(1)采用120t转炉-120t lf精炼-160*160十机十流小方坯连铸的工艺流程生产，钢水过热度为23℃；
35.(2)每一流结晶器相对应的铸坯平均拉速在为2.12m/min，每一流结晶器二冷段的二冷水的冷却比水量为0.86l/kg，全程气雾冷却；
36.(3)采用200a/3hz条件的结晶器电磁搅拌和200a/6hz条件的结晶器电磁搅拌；
37.(4)将160mm*160mm的小方坯轧制成材，得到低碳含铬钢成品热轧材。
38.实施例3：
39.(1)采用120t转炉-120t lf精炼-160*160十机十流小方坯连铸的工艺流程生产。钢水过热度为26℃；
40.(2)每一流结晶器相对应的铸坯平均拉速在为2.02m/min，每一流结晶器二冷段的二冷水的冷却比水量为0.85l/kg，全程气雾冷却；
41.(3)采用200a/3hz条件的结晶器电磁搅拌和200a/6hz条件的结晶器电磁搅拌；
42.(4)将160mm*160mm的小方坯轧制成材，得到低碳含铬钢成品热轧材。
43.改善前，铸坯拉速为2.65-2.91m/min，结晶器二冷段的二冷水的冷却比水量为1.1-1.5l/kg，全程气雾冷却，过热度为35-53℃，不采用结晶器电磁搅拌和凝固末端电磁搅拌，改善前与改善后化学熔炼成分保持不变，改善前后连铸坯低倍酸洗质量对比如附表1和附图1-图6所示。
44.表1改善前后连铸坯低倍酸洗检测组织对比(级)
[0045][0046]
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。