[发明专利]低偏析42CrMo4系列连铸圆坯的生产方法

说明书

本发明公开了一种低偏析42CrMo4系列连铸圆坯的生产方法，所述连铸过程中，钢水过热度控制在15～25℃；连铸结晶器电磁搅拌100A～300A，末端电磁搅拌100～400A，频率2～8HZ；二冷区比水量为0.10～0.30L/kg。本方法控制较低的过热度，有利于减少碳偏析倾向。本方法合理运用结晶器和末端电磁搅拌，控制铸坯等轴晶率，细化凝固组织，降低碳偏析；电磁搅拌能抑制柱状晶的生长，提高铸坯断面上的等轴晶率，使偏析元素均匀分布在等轴晶之间，避免溶质元素的集聚。本方法通过二冷强度的增加，可获得更精细的结晶组织，能有效地减少局部凝固次数，减轻碳偏析。

技术领域

本发明涉及一种连铸方法，尤其是一种低偏析42CrMo4系列连铸圆坯的生产方法。

背景技术

风电偏航轴承钢42CrMo4系列钢，使用环境恶劣，要求可在环境温度-40℃工作，且低温下必须承受较大的冲击载荷。风力发电机主机寿命一般为20年，轴承的安装成本较大，因此要求偏航轴承的寿命不低于20年。因此对材料的性能提出较高的要求，其中成分均匀性是最重要的环节及限制因素。生产42CrMo4系列钢过程中，经常存在碳偏析较大现象，超出用户给定的范围，不能满足偏航轴承钢的要求。

风电偏航轴承钢一般由Φ500～Φ600mm的42CrMo4系列连铸圆坯生产。由于连铸坯的截面积很大，铸坯凝固到一定程度时，温度梯度减少，凝固进程变慢，元素选分结晶，碳由于凝固点低，偏析加重。现有42CrMo4系列钢存在碳偏析较大现象（最大-最小），连铸圆坯碳元素成分经常超出标准要求。而且，随着时代的进步，偏航轴承对碳偏析的要求日趋提高。现有42CrMo4系列钢的碳偏析水平为0.08～0.11%，而偏航轴承用户为确保性能，要求42CrMo4系列钢碳偏析0.04～0.06%，所以以现有技术生产出来的连铸圆坯，无法满足高端用户的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能有效地降低碳偏析水平的低偏析42CrMo4系列连铸圆坯的生产方法。

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，钢水过热度控制在15～25℃；连铸结晶器电磁搅拌100A～300A，末端电磁搅拌100～400A，频率2～8HZ；二冷区比水量为0.10～0.30L/kg。

本发明所述连铸圆坯拉速按0.20～0.40m/min控制。

本发明所述连铸圆坯的规格为Φ500～Φ600mm。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：钢中溶质元素凝固时，由于各自熔点的不同，存在选分结晶的现象；碳含量熔点低，偏析倾向更重；过热度高后，凝固时间加长，选分结晶程度更重；所以本发明控制较低的过热度，有利于减少碳偏析倾向。本发明合理运用结晶器和末端电磁搅拌，控制铸坯等轴晶率，细化凝固组织，降低碳偏析；电磁搅拌能抑制柱状晶的生长，提高铸坯断面上的等轴晶率，使偏析元素均匀分布在等轴晶之间，避免溶质元素的集聚。本发明通过二冷强度的增加，可获得更精细的结晶组织，能有效地减少局部凝固次数，减轻碳偏析。本发明还控制相对较低的拉速，可以适当降低液相糊状区长度，降低补缩不充分的程度，减少了偏析的发展。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1－10和对比例1－5：本低偏析42CrMo4系列连铸圆坯的生产方法采用下述具体工艺。

（1）各实施例和对比例连铸过程的工艺参数见表1。

表1：工艺参数

表1中，对比例是在现有连铸工艺的基础上进行了部分改进：对比例1改进了连铸过热度、拉速技术参数；对比例2－3提高了结晶器及末端电磁搅拌电流；对比例4－5适当降低了冷却强度。

（2）各实施例和对比例所得铸圆坯的碳偏析指标见表2。