资源描述：
《中碳钢方坯连铸机工艺探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、中碳钢方坯连铸机工艺探讨高尚伟任宝祥陈焕建（山东石横特钢集团有限公司炼钢厂山东肥城271612）摘要：研究了山东石横特钢集团有限公司第二炼钢车间方坯连铸机的拉速、比水量、过热度、结晶器电磁搅拌对高碳钢小方坯中心缩孔、中心偏析、中间裂纹的影响。优化了工艺参数,并提出了进一步提高方坯内部质量的措施。关键词：中碳钢 小方坯 中心偏析 中心缩孔 结晶器电磁搅拌随着我国钢铁工业的发展强大,市场竞争逐渐加剧,对钢材的品种结构和质量实物水平提出了新的要求。目前,我国许多炼钢厂致力于用小方坯连铸机生产优质中高碳钢,我二炼钢
2、车间同样也开始生产优质中高碳钢,并对各种工艺参数对方坯中心缺陷的影响进行了一系列研究。1 中碳钢生产的工艺流程与铸机参数1.1 工艺流程60t顶底复吹转炉→65T钢包精炼炉→四机四流方坯连铸机→高线。1.2 主要工艺参数转炉、LF炉、方坯连铸机的主要工艺参数见表1、表2、表3：表1、60t顶底复吹转炉主要工艺参数公称吨位熔池直径炉壳直径有效高度炉壳高度有效容积炉容比60t3210mm4500mm6015mm7000mm41m30.683m3/t表2、65T钢包精炼炉工艺参数项目参数公称容量60t电极直径40
3、0mm变压器容量12.5MVA升温速度7~8℃/min自由空间500mm底吹压力0.2~1.2mPa表3、方坯连铸机的主要工艺参断面mm2流数结晶器长度mm弧形半径m中包容量t工作拉速m/min电磁搅拌方式165*165四机四流9009251.25~2.8结晶器/凝固末端2 实验方法2.1 实验材料选取实验选取40Cr在大生产条件下进行不同过热度不同配水量、不同配水比例、不同拉速、结晶器电磁搅拌是否使用等条件下实验,从而确定最佳参数。实验钢种化学成分见表4:4试验钢种化学成分%钢种碳硅锰磷硫铬40Cr0.3
4、8~0.430.20~0.300.55~0.650.032≤0.0320.85~0.952.2 试样加工方法考虑到试样所取的代表性与准确性,防止因加工带来的偶然性,为此,针对不同工艺条件在250mm长的铸坯上连续截取横向试样,并另外取400mm铸坯做纵剖试样。2.3 检验内容1）纵横样低倍组织检验。横向评级参阅YB/T1999《优质碳素结构钢和合金结构钢连铸方坯低倍组织缺陷评级图》,纵向低倍评级根据实际缩孔大小进行评级。2中心偏析的测定。用5mm的钻头在连续的横向试样上钻取试样,分析碳的含量,用偏析指数代表
5、横向样的宏观偏析程度。偏析指数CSI表示为: CSI=（∑Ci/C0）/n式中:Ci———铸坯中心浓度，C0———铸坯非偏析区浓度，n———取样次数。 3.实验结果及分析3.1 二冷强度对低倍组织的影响通过对不同冷却强度下40Cr钢纵向低倍组织分析发现,经过酸浸检验得到的铸坯纵向和横向低倍情况知,在电磁搅拌使用时,随着冷却强度的增大,铸坯中心偏析得到了改善,中心缩孔减小,并且较均匀。但是一旦冷却强度增大到一定程度,反而内部缩孔严重,且中间裂纹严重。这可能由于冷却强度太大,柱状晶充分发展,形成的缩孔得不到钢
6、液的补充所致。中间裂纹严重是由于冷却段较短,过大的冷却强度使铸坯出二冷段后回温严重所致,比水量较大的铸坯中心偏析及中心缩孔轻微。3.2 拉速的影响对于同一炉钢、不同流次所做的低倍检验发现拉速提高后中心缩孔较严重,并且缩孔是大小不均,形成了局部的穿孔。随着拉速的降低,缩孔逐渐均匀减小,中心偏析也减轻。这可能与拉速较高,柱状晶较发达,液相穴较长,中心得不到充分补缩有关。根据实验,在过热度25℃,拉速稳定在1.65m/min较合适。中心偏析和中心缩孔有一定的对应关系,缩孔严重的铸坯偏析一般也较严重,因此拉速对中心
7、偏析影响也较大。表5、拉速与中心偏析关系拉速m/min偏析指数波动范围平均偏析指数1.55~1.750.96~1.11.071.75~2.00.98~1.161.113.3过热度的影响40Cr钢不同过热度下铸坯的中心偏析情况见表6钢种过热度℃试样数目偏析指数波动范围平均偏析指数40Cr＜25130.96~1.211.1140Cr＞3081.02~1.171.09 由表6可知,随着过热度的降低,数据较为离散,总趋势是过热度较高,中心偏析较轻。这可能是因为过热度提高,但是拉速也相应降低了,由此可见拉速对中心偏
8、析的影响要比过热度的影响大。3.4结晶器电磁搅拌的影响同样工艺条件下,没有使用电磁搅拌的铸坯低倍较差（电磁搅拌设备故障）,严重时形成局部缩孔,缩孔直径可达6mm～8mm。在没有电磁搅拌的情况下,随着比水量的增大,拉速的提高,铸坯低倍恶化会更严重。用M-EMS与不用M-EMS铸坯低倍组织情况见表7:项目钢种数量平均等轴晶率无M-EMS40Cr8/有M-EMS40Cr1020由表7可知,无M-EMS的铸坯低倍基本上无
