[发明专利]一种低碳高锰钢大矩坯的连铸方法

说明书

技术领域

本发明属冶金炼钢技术领域，尤其是一种低碳高锰钢大矩坯的连铸方法。

背景技术

低碳高锰钢的碳含量在0.09％～0.20％之间，锰含量在1.2％以上，碳含量处在包晶范围，凝固时发生包晶转变，该相变由体心立方结构的δ相转变为面心立方结构的γ相，伴随该相变会产生体积收缩；由于锰含量高，钢的线收缩大，线收缩使得坯壳与结晶器壁间形成气隙，热流密度减小，坯壳形成薄，同时凝固收缩和钢水静压力不均衡作用使较薄的初始坯壳厚度变的不均匀，坯壳薄处应力集中易产生裂纹，铸坯出结晶器后受二冷喷水的急冷，裂纹在二冷区可能继续扩展；钢水的二次氧化造成铸坯在空冷区氮化物析出易形成矫直区域裂纹。由于以上三方面特点，易造成低碳高锰高强钢连铸生产过程中的铸坯表面裂纹，轻者要进行铸坯清理，重者使铸坯报废。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低碳高锰钢大矩坯的连铸方法，以显著降低大矩坯的表面裂纹。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：所述连铸过程中，拉速为0.6～0.63m/min；二冷区各段水分配(27～29):(43～45):(27～29) 。

本发明采用的保护渣的碱度R=1.10～1.20，1300℃粘度为0.45±0.10pa.s。采用下述重量百分比主要成分的保护渣：所述SiO₂ 24.5%～28.5%，MgO 2.0%～6.0%，CaO 27.0%～31.0%，Fe₂O₃≤3.0%，Al₂O₃ 6.0%～10.0%，R₂O 5.5%～9.5%，F^- 1.0%～5.0%，C 7.5%～12.5%。

本发明所述连铸过程中，浇注断面的尺寸为280～300mm*320～360mm。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明可显著降低大矩坯表面裂纹，进而杜绝大规格钢材表面裂纹废品；改善了铸坯及钢材表面质量；生产铸坯样品表面经过酸洗观察，平整无凹陷，基本无表面纵向裂纹或星形微裂纹，轧材表面质量良好，轧制的大规格钢材无修磨废品。

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是实施例1所得铸坯的南弧微裂纹照片；

图2是实施例1所得铸坯的内弧微裂纹照片；

图3是实施例1所得铸坯的南弧微裂纹照片；

图4是实施例1所得铸坯的无裂纹铸坯表面照片；

图5是实施例2所得铸坯北弧微裂纹照片；

图6是实施例2所得铸坯的无裂纹铸坯表面照片；

图7是实施例3所得S335J2铸坯北弧纵裂纹照片；

图8是实施例3所得Q345D铸坯内弧星形裂纹照片。

具体实施方式

要减少铸坯上述裂纹的产生，必须从铸坯的高温力学性能以及铸坯在各温度下析出物的析出机制入手，减少钢水的二次氧化，同时控制在结晶器中传热，提高矫直区域的温度避开氮化物析出的敏感温度区间，减小铸坯表面表面裂纹，提高钢材成品率；因此，本低碳高锰钢大矩坯的连铸方法采用下述工艺：

（1）拉速0.6～0.63m/min，最好为0.63m/min；通过提升拉速，使铸坯角部在矫直区域温度维持在850℃以上，避开了第三脆性区，表面质量大大提高。

（2）优化冷却制度，二冷区各段水分配比为(27～29):(43～45):(27～29)，最好为28:44:28，弱化足辊区冷却，降低连铸坯出结晶器热应力，避免铸坯在结晶器内产生应力集中在二冷区前段继续扩展。

（3）本方法所述低碳高锰钢中碳含量在0.09％～0.20％范围，碳含量处在包晶范围，凝固时发生包晶转变。该相变由体心立方结构的δ相转变为面心立方结构的γ相，伴随该相变会产生体积收缩。钢水易在弯月面区域剧烈收缩与结晶器壁产生空隙，采用合适的粘度以及采用较高的碱度增加了液渣凝固时的析晶比例，达到控制传热目的；粘度不能太高，否则会使保护渣渣耗降低，熔渣流入量减少，渣膜变薄且不均匀，引起摩擦力增大，结果会使坯壳受力，造成纵裂。因此，本方法中保护渣二元碱度由1.05调整到R=1.10～1.20，最好为1.15；粘度由0.52pa·s调整到0.45±0.10 pa·s，最好为0.45pa·s；增加了液渣凝固时的析晶比例，达到控制传热目的。