CN112157241A - 一种用于改善180方坯高碳钢中心偏析的加工方法 - Google Patents

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陶群南
左小坦
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Abstract

本发明公开了一种用于改善180方坯高碳钢中心偏析的加工方法，该加工方法包括：步骤1.转炉冶炼：将铁水和废钢加入到LD转炉内，进行顶底复吹冶炼；步骤2.转炉出钢：转炉出钢过程采用喂硅钙钡脱氧剂脱氧，出钢过程采用大氩气流量搅拌；步骤3.钢水精炼：出钢后吊至LF炉进行精炼升温，成分温度调整均匀后进行软吹；步骤4.连铸浇铸：在连铸二冷区域，在对铸坯实施冷却时采用非对称冷却，在铸坯内弧方向与外弧方向的冷却强度大于左侧方向与右侧方向的冷却强度。铸坯内弧方向和外弧方向的凝固壳生长速率大于铸坯左侧方向和右侧方向的生长速率，铸坯凝固末端的液芯为一个在内外弧方向被压扁、左右侧方向被拉长的长形区域，改善了高碳钢铸坯中心偏析问题。

Description

一种用于改善180方坯高碳钢中心偏析的加工方法
技术领域
本发明属于冶炼技术领域，具体涉及一种用于改善180方坯高碳钢中心偏析的加工方法。
背景技术
随着近年来国际铁矿资源价格的上涨和钢铁产品面临产能过剩的竞争压力，改善生产工艺、降低生产成本、提高产品质量、开发高附加值高品种等已成为各钢铁企业的战略目标。就连铸工序而言，提高连铸的工艺智能控制水平，提高连铸坯的实物质量，增加高品质和特殊钢产品的生产，是连铸技术与工艺进步的方向。目前180mm×180mm方坯断面高碳钢长期存在相当严重的中心偏析等质量问题，严重制约着产品的性能及产品等级。目前国内钢厂在解决中心偏析问题主要是通过降低过热度、提高结晶器冷却水强度、增大末端电磁搅拌等方法来改善铸坯偏析，但对于180mm×180mm国内应用较少的特殊断面连铸机来说，改善效果有限，急需寻找一种新工艺方法来解决特殊断面方坯的高碳钢中心偏析问题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于改善180方坯高碳钢中心偏析的加工方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种用于改善180方坯高碳钢中心偏析的加工方法，其特征在于：所述加工方法包括：
步骤1.转炉冶炼：将铁水和废钢加入到LD转炉内，进行顶底复吹冶炼；
步骤2.转炉出钢：转炉出钢过程采用喂硅钙钡脱氧剂脱氧，出钢过程采用大氩气流量搅拌；
步骤3.钢水精炼：出钢后吊至LF炉进行精炼升温，成分温度调整均匀后进行软吹；
步骤4.连铸浇铸：在连铸二冷区域，在对铸坯实施冷却时采用非对称冷却，在铸坯内弧方向与外弧方向的冷却强度大于左侧方向与右侧方向的冷却强度。
进一步的，所述铸坯内弧方向与外弧方向的冷却强度一致，左侧方向与右侧方向的冷却强度一致。
进一步的，所述铸坯内弧方向和外弧方向的凝固壳生长速率大于铸坯左侧方向和右侧方向的生长速率，铸坯凝固末端的液芯为一个在内外弧方向被压扁、左右侧方向被拉长的长形区域。
进一步的，所述步骤4中连铸拉速控制在1.5m/min，结晶器水量130m3/h，比水量0.5L/Kg，过热度控制在25～40℃，矫直温度≥950℃以上，连铸下线后采取密排堆垛缓冷至＜200℃送轧。
进一步的，所述步骤1冶炼中加入石灰、白云石、镁球进行造渣。
进一步的，所述步骤1中在LD转炉中加入105t铁水和35t废钢，石灰加入量40～50kg/t钢，白云石加入量20～25kg/t钢，镁球加入量4.0～4.5kg/t钢。
进一步的，所述步骤2控制氩气流量为20～30NL/min，出钢温度为1500℃～1530℃。
进一步的，所述步骤3在精炼过程中，加入适量电石、硅碳粉强化渣面脱氧，精炼全程进行扩散脱氧，控制软吹时间≥15min。
采用本发明技术方案的优点为：
1、本发明提供了一种非对称冷却改善180方坯高碳钢中心偏析的方法，在连铸二冷区域，在对铸坯实施冷却时，通过采用铸坯内外弧方向冷却强度一致、左右侧方向冷却强度一致而内外弧方向冷却强度大于左右侧方向冷却强度的冷却方式，使铸坯内外弧方向的凝固壳生长速率相对较快，而左右侧方向的生长速率相对较慢，从而使得铸坯凝固末端的液芯为一个在内外弧方向被压扁、左右侧方向被拉长的长形区域，极大的改善了高碳钢铸坯中心偏析问题。
2、本发明通过调整铸坯内外弧方向和侧弧方向的冷却强度，控制偏析溶质元素及凝固收缩的分配方式，避免铸坯中心小范围偏析富集，从而有效地改善了方坯断面宽厚尺寸相近的连铸坯的中心偏析问题；随着优特钢市场日趋激烈，高品质钢的开发更是大势所趋，在开发高碳钢时，采用非对称冷却工艺，在降低高碳钢中心偏析的同时，提高了产品质量，给企业带来直接经济效益，并大幅度提升企业优特钢品牌效应。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明方坯高碳钢在二冷进行非对称冷却示意图。
上述图中的标记分别为：1、内弧方向；2、外弧方向；3、左侧方向；4、右侧方向；5、铸坯；6、液芯。
具体实施方式
在本发明中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“平面方向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种用于改善180方坯高碳钢中心偏析的加工方法，其特征在于：所述加工方法包括：
步骤1.转炉冶炼：将105t铁水和35t废钢加入到LD转炉内，进行顶底复吹冶炼；冶炼中加入石灰、白云石、镁球进行造渣，石灰加入量40～50kg/t钢，白云石加入量20～25kg/t钢，镁球加入量4.0～4.5kg/t钢。
步骤2.转炉出钢：转炉出钢过程采用喂硅钙钡脱氧剂脱氧，出钢过程采用大氩气流量搅拌，控制氩气流量为20～30NL/min，出钢温度为1500℃～1530℃；
步骤3.钢水精炼：出钢后吊至LF炉进行精炼升温，成分温度调整均匀后进行软吹，控制软吹时间≥15min；在精炼过程中，加入适量电石、硅碳粉强化渣面脱氧，精炼全程进行扩散脱氧。
步骤4.连铸浇铸：连铸拉速控制在1.5m/min，结晶器水量130m3/h，比水量0.5L/Kg，过热度控制在25～40℃，矫直温度≥950℃以上，连铸下线后采取密排堆垛缓冷至＜200℃送轧；在连铸二冷区域，在对铸坯5实施冷却时采用非对称冷却，在二冷各段均控制铸坯内弧方向1与外弧方向2的冷却强度大于左侧方向3与右侧方向4的冷却强度；铸坯内弧方向1与外弧方向2的冷却强度一致，左侧方向3与右侧方向4的冷却强度一致。铸坯内弧方向1和外弧方向2的凝固壳生长速率大于铸坯左侧方向3和右侧方向4的生长速率，铸坯凝固末端的液芯6为一个在内外弧方向被压扁、左右侧方向被拉长的长形区域，极大的改善了高碳钢铸坯中心偏析问题。
本发明提供了一种在1.5m/min铸坯拉速，总水量0.44L/kg条件下，实施例非对称冷却二冷各段内外弧和侧弧水量与对称冷却下的对比水量表参见表1：
表1实施例中二冷各段侧面和内外弧水量情况
Figure BDA0002709068850000041
Figure BDA0002709068850000051
由上表可以看出，在实施例中，二冷各段的内外弧方向与左右侧方向采用非对称的冷却方式，各段的内外弧方向采用强冷，左右侧方向采用弱冷，二冷各段内外弧方向冷却水的水量大于左右侧方向冷却水的水量，各段左右侧方向冷却水的水量与内外弧方向冷却水的水量的比值小于等于1，区域各段左右侧方向用的冷却水的总水量与内外弧方向用的冷却水的总水量的比值为0.8小于1；在对比例中，二冷各段的内外弧方向与左右侧方向采用对称的冷却方式，二冷各段内外弧方向冷却水的水量与左右侧方向冷却水的水量相同，各段左右侧方向冷却水的水量与内外弧方向冷却水的水量的比值等于1，区域各段左右侧方向用的冷却水的总水量与内外弧方向用的冷却水的总水量的比值为1。
实施例和对比例中高碳钢GCr15、SWRH82B钢碳偏析指数情况参见表2
表2实施例中钢种碳偏析指数情况
Figure BDA0002709068850000052
由表2可以看出，实施例中高碳钢GCr15、SWRH82B钢碳偏析指数小于对比例高碳钢GCr15、SWRH82B钢碳偏析指数。
本发明提供了一种非对称冷却改善180方坯高碳钢中心偏析的方法，在连铸二冷区域，在对铸坯实施冷却时，通过采用铸坯内外弧方向冷却强度一致、左右侧方向冷却强度一致而内外弧方向冷却强度大于左右侧方向冷却强度的冷却方式，使铸坯内外弧方向的凝固壳生长速率相对较快，而左右侧方向的生长速率相对较慢，从而使得铸坯凝固末端的液芯为一个在内外弧方向被压扁、左右侧方向被拉长的长形区域，极大的改善了高碳钢铸坯中心偏析问题。
本发明通过调整铸坯内外弧方向和侧弧方向的冷却强度，控制偏析溶质元素及凝固收缩的分配方式，避免铸坯中心小范围偏析富集，从而有效地改善了方坯断面宽厚尺寸相近的连铸坯的中心偏析问题；随着优特钢市场日趋激烈，高品质钢的开发更是大势所趋，在开发高碳钢时，采用非对称冷却工艺，在降低高碳钢中心偏析的同时，提高了产品质量，给企业带来直接经济效益，并大幅度提升企业优特钢品牌效应。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于改善180方坯高碳钢中心偏析的加工方法，其特征在于：所述加工方法包括：
步骤1.转炉冶炼：将铁水和废钢加入到LD转炉内，进行顶底复吹冶炼；
步骤2.转炉出钢：转炉出钢过程采用喂硅钙钡脱氧剂脱氧，出钢过程采用大氩气流量搅拌；
步骤3.钢水精炼：出钢后吊至LF炉进行精炼升温，成分温度调整均匀后进行软吹；
步骤4.连铸浇铸：在连铸二冷区域，在对铸坯实施冷却时采用非对称冷却，在铸坯内弧方向(1)与外弧方向(2)的冷却强度大于左侧方向(3)与右侧方向(4)的冷却强度。
2.如权利要求1所述的一种用于改善180方坯高碳钢中心偏析的加工方法，其特征在于：所述铸坯内弧方向(1)与外弧方向(2)的冷却强度一致，左侧方向(3)与右侧方向(4)的冷却强度一致。
3.如权利要求3所述的一种用于改善180方坯高碳钢中心偏析的加工方法，其特征在于：所述铸坯内弧方向(1)和外弧方向(2)的凝固壳生长速率大于铸坯左侧方向(3)和右侧方向(4)的生长速率，铸坯凝固末端的液芯为一个在内外弧方向被压扁、左右侧方向被拉长的长形区域。
4.如权利要求3所述的一种用于改善180方坯高碳钢中心偏析的加工方法，其特征在于：所述步骤4中连铸拉速控制在1.5m/min，结晶器水量130m3/h，比水量0.5L/Kg，过热度控制在25～40℃，矫直温度≥950℃以上，连铸下线后采取密排堆垛缓冷至＜200℃送轧。
5.如权利要求3所述的一种用于改善180方坯高碳钢中心偏析的加工方法，其特征在于：所述步骤1冶炼中加入石灰、白云石、镁球进行造渣。
6.如权利要求5所述的一种用于改善180方坯高碳钢中心偏析的加工方法，其特征在于：所述步骤1中在LD转炉中加入105t铁水和35t废钢，石灰加入量40～50kg/t钢，白云石加入量20～25kg/t钢，镁球加入量4.0～4.5kg/t钢。
7.如权利要求3所述的一种用于改善180方坯高碳钢中心偏析的加工方法，其特征在于：所述步骤2控制氩气流量为20～30NL/min，出钢温度为1500℃～1530℃。
8.如权利要求3所述的一种用于改善180方坯高碳钢中心偏析的加工方法，其特征在于：所述步骤3在精炼过程中，加入适量电石、硅碳粉强化渣面脱氧，精炼全程进行扩散脱氧，控制软吹时间≥15min。
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