[发明专利]一种大方坯连铸动态轻压下压下区间的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢铁生产中的大方坯连铸轻压下工艺，特别是涉及一种大方坯连铸动态轻压下压下区间的控制方法。

背景技术

通常，铸坯横断面尺寸大于200mm×200mm的方坯称为大方坯。在铸坯的凝固过程中，钢液的选分结晶特性不可避免地导致了晶间液相区溶质元素的富集，如C、S、P等。同时，坯壳的不断生长又使得富集溶质元素的钢液不断向铸坯中心附近移动；在铸坯凝固末端中心部位的钢液富含溶质元素，且流动性降低，在铸坯凝固末期，中心部位钢液逐渐向固体转变，使体积收缩而产生真空空穴。这些空穴具有负压，周围富集溶质元素的钢液被吸入空穴中，凝固后形成中心偏析。没有来得及得到钢液补充的空穴凝固后就形成中心疏松。中心偏析和疏松会严重影响钢材的性能，引起一系列质量问题：对于高碳线材，中心疏松和偏析将导致拉拔性能降低，拉断率增大；对于天然气输送管线钢，氢扩散到偏析、疏松处，产生裂纹并扩展，最终导致管子破裂；对于海洋钻探、平台用的结构钢，中心疏松、偏析降低其焊接性能，不宜焊接，甚至开裂等。中心偏析和疏松最早形成于连铸过程中，所以如何从源头上消除中心偏析和疏松一直是研究者和生产者关注的重要内容。

铸坯动态轻压下技术就是其中行之有效的手段，其通过在连铸坯液芯末端附近施加压力产生一定的压下量来补偿铸坯的凝固收缩量，达到消除中心偏析和疏松的目的。动态轻压下的主要工艺参数为压下区间、压下量和压下速率。只有确定合理的压下参数才能达到消除或减少铸坯中心偏析与疏松的目标，否则铸坯质量将更加恶化。就压下区间的选择而言，如果压下区间靠前的话，起不到消除中心疏松的作用，反而迫使钢液向上流动，引起铸坯鼓肚；如果压下区间靠后的话，虽然能部分消除中心偏析和疏松，但是还会引起中心线偏析和中心裂纹，反而恶化了铸坯内部质量，因此轻压下区间的选择对铸坯质量至关重要。

但传统的轻压下是基于压下量来补偿铸坯的凝固收缩量，主要针对铸坯中心空穴、疏松、裂纹的改善，但没有深入分析轻压下对溶质元素偏析的影响，无法提出同时满足改善中心偏析和空穴、疏松、裂纹的最佳压下区间。压下区间一般根据沿拉坯方向的铸坯各断面的中心固相率确定，并认为压下区间的起始位置应该位于两相区钢液开始受到枝晶阻力而不能自由流动处；终止位置位于两相区枝晶交织成网状使得残留钢液封闭在枝晶之间而得不到附近钢液的补充处，上述理论主要基于钢液流动性对压下区间合理性进行判断，即根据两相区枝晶间残留钢液能否自由流动补偿铸坯的凝固收缩量确定压下区间。同时，现有理论没有针对不同钢种和铸坯断面进行具体的研究，压下区间范围宽泛，随机性较大，应用效果不稳定。在实际生产中，针对具体钢种、铸机设备，需要通过大量现场试验来确定的压下区间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效改善中心偏析并同时兼顾空穴、疏松、裂纹改善、应用效果稳定的大方坯连铸动态轻压下压下区间的控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大方坯连铸动态轻压下压下区间的控制方法，所述压下区间根据沿拉坯方向的铸坯各断面的中心固相率确定，所述压下区间的上限对应铸坯断面中心固相率小于或等于各溶质元素的f_s，i^opt的最大值f_s，Max^opt，所述f_s，i^opt为溶质元素i的最小f_s，Min^opt所对应的铸坯断面处的中心固相率；所述K_i为铸坯各断面处实施轻压下后两相区中溶质元素i的平均溶质偏析指数，铸坯各断面处的K_i分别通过如下方法确定，

K‾i=Cout,i‾Cl,i0,]]>